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Oxidische Hochleistungskeramiken werden seit vielen Jahren in der Endoprothetik (Beipiel Hüftgelenkkugel) und in der dentalen Prothetik (Beispiel Zahnkrone) erfolgreich eingesetzt. Diese keramischen Werkstoffe sind jedoch aufgrund ihres bioinerten und damit nur begrenzt osseokonduktiven Verhaltens nicht geeignet für Implantatkomponenten mit direktem Knochenkontakt. Für eine Verbesserung der Zelladhäsion und -differenzierung an der keramischen Werkstoffoberfläche müssen daher Strategien der Bioaktivierung gefunden werden. Es ist bekannt, dass die Mikrostruktur einer Werkstoffoberfläche die biologische Reaktion am Interface maßgeblich beeinflussen kann. Daher ist es zielführend, eine definierte Mikrostruktur der Oberflächen so einzustellen, dass die Zellantwort im Sinne einer Aktivierung der knochenbildenden Zellen und damit einer Verbesserung des Knochenanwachsverhaltens gesteuert werden kann.

Ziel des Projektes ist es, verschiedene mikrostrukturierte, oxidkeramische Oberflächen mittels des neuartigen generativen Fertigungsverfahrens Direkter 3D-Tintenstrahldruck herzustellen und ihren Einfluss auf das osteogene Differenzierungspotenzial und Adhäsionsvermögen humaner mesenchymaler Stammzellen zu evaluieren. Durch die gezielte Variation einzelner Strukturelemente soll eine wesentliche Verbesserung der Zelladhäsion und -differenzierung gegenüber unstrukturierten oxidkeramischen Oberflächen erzielt werden. Nach der Optimierung der Oberflächenstruktur soll eine Anpassung des Drucksystems erfolgen, wodurch es ermöglicht wird, auch schrauben- und kalottenförmige Komponenten mittels des 3D-Druckverfahrens oberflächlich zu strukturieren.

Das Projekt, welches durch AiF/BMWi gefördert wird, wird in Kooperation mit einem Hochschulpartner und zehn Industriepartnern durchgeführt.