Verbundprojekt: Beschichtungen mit Fullerenen und Mikro-Strukturierungen für Dental-Implantate (Full-micro-patt) - Teilvorhaben: Biotribologie & Charakterisierung

Das Teilprojekt Biotribologie & Charakterisierung hat die Optimierung der Wirksamkeit von Fullerenen und Fulleren-Derivaten aus Beschichtungen und deren gezielte tribologische Aktivierung zur Aufgabe. Fullerene und –derivate sollen zur Entzündungshemmung und dadurch zur Verbesserung der biologischen Verträglichkeit und Langlebigkeit von speziellen keramischen (Deutschland) und metallischen (VR China) Dentalimplantaten wesentlich beitragen. Entzündungen von Dentalimplantaten betreffen derzeit z.B. in Europa ca. 6 % aller Operationen. Diese hohe Zahl soll gesenkt, und die Fulleren-Wirkung durch Rollen, Gleiten und Entfalten im Tribokontakt genutzt werden. Für eine Prüfung des tribologischen Verhaltens der ZrO2- und Titan-Werkstoffe werden mit standardisierten Probekörpern durchgeführt. Sie sollen im trockenen Milieu und in Mundfluiden stattfinden. Der pH-Wert und die Testbedingen werden variiert. Die Prüftemperatur beträgt 37°C. Elektrochemische Einflüsse sollen einbezogen werden. Ultrakurze Laser-Strukturierung mit Femtosekunden Lasern wird zur Strukturierung der Implantat-Materialien eingesetzt. In diese Strukturen erfolgt die Fixierung von Fullerenen, wie C60 und angepassten Fulleren-Derivaten mit speziellen Funktionalitäten, d.h. N-dotierten, Amino- oder NH-, OH-modifizierten Fulleren-Käfigen. Der Reibungskoeffizient wird erfasst, um zu untersuchen, ob ein RGE-Mechanismus (Rollen der Fulleren-Bälle, Gleiten der "eingepressten" Fulleren-Bälle, Entfalten=Zerbrechen des C-Balls) erfolgen. Der RGE-Mechanismus trägt zur Keim- und Entzündungsverringerung bei. Die tribologisch veränderten Oberflächen an den biologisch-medizinischen Experten zur Testung der Zell- und Bakterien-Wechselwirkung gesendet. Strukturierte und nicht strukturierte ZrO2-Proben werden zum Projektpartner nach China gesendet. Verschiedene Verfahrensansätze für die biomedizinischen Beschichtungen mit Fulleren-Einbau werden erprobt.