Hannover Messe 2014 31.03.2014, 15:33 Uhr

Mit Formgedächtnis: Winzige Implantate aus dem Drucker

Hannoveraner Experten stellen winzige Bauteile mit einem Verfahren namens Laser Additive Fertigung her. Damit helfen sie Gehörlosen und Unfallopfern.

Cochlea-Implantat auf einer Fingerkuppe: Wärme sorgt für die gewünschte Krümmung.

Cochlea-Implantat auf einer Fingerkuppe: Wärme sorgt für die gewünschte Krümmung.

Foto: Laser Zentrum Hannover

Hunderttausende Menschen können trotz Hörgeräts ihr Gegenüber nicht verstehen. In vielen Fällen hilft ihnen ein so genanntes Cochlea-Implantat, dann nämlich, wenn der Hörnerv noch intakt ist. Das winzige Implantat, eine Elektrode, wird ins Innenohr eingepflanzt und mit dem Hörnerv verbunden. Stimuliert wird dieser von den Impulsen, die ein Mikrofon hinter dem Ohr aussendet.

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Einsatz in der Biomedizin

Das Bauteil ist, wie viele, die im biomedizinischen Bereich eingesetzt werden, so klein, das die Fingerkuppe, die es trägt, riesig erscheint. Die Fertigung ist aufwändig, der Ausschuss groß. Auf der Hannover Messe, die am 7. April beginnt, stellt das Laserzentrum Hannover eine einfache Technik vor, die die Herstellung von Kleinstbauteilen drastisch vereinfacht. Sie kommen aus einem 3D-Drucker. Schicht für Schicht entsteht die gewünschte dreidimensionale Form.

Überschüssiges Pulver wird beim LAM-Verfahren wiederverwendet

Es beginnt mit einer hauchdünnen Lage aus Pulver. Verwendet werden können Kunststoffe, Metalle oder Legierungen. Ein nadelspitzer Laserstrahl erhitzt den Bereich, der erhalten bleiben soll. Er verfestigt sich beim Erkalten, das nur den Bruchteil einer Sekunde dauert. Die nächsten Schichten werden genauso aufgebaut, bis das Bauteil vollendet ist. Überschüssiges Pulver wird weggepustet und in einem Vorratsbehälter gesammelt, sodass es wiederverwendet werden kann. Laser Additive Fertigung (Laser Additive Manufacturing, LAM) heißt das Verfahren.

Metall mit Gedächtnis nimmt vorher festgelegte Form ein

Damit der Chirurg es einfacher hat experimentieren die Hannoveraner Laserexperten mit pulverisiertem Gedächtnismetall. Diese Legierung nimmt eine vorher festgelegte Form ein, wenn sie durch Körperwärme oder einen elektrischen Strom erwärmt wird – sie erinnert sich gewissermaßen an ihr Vorleben. Als Draht wird dieses Implantat in die Cochlea geschoben. Dort kringelt es sich wie gewünscht zusammen.

Ersatz für fehlende Schädelteile

Auch in der Gesichtschirurgie sorgt LAM für neue Behandlungsmethoden etwa von Unfallopfern oder Menschen die bei Überfällen verletzt werden. Der 3D-Drucker stellt nach einer Vorlage, die ein Computertomograph liefert, ein passgenaues Segment etwa für einen zerstörten Knochen her. Aus Titanpulver hergestellt schließt es das Loch dauerhaft. In vielen Fällen kann der Körper Defekte, die zeitweise durch ein Implantat überbrückt werden, selbst schließen. Dann wählen die Forscher, die eng mit der Medizinischen Hochschule Hannover zusammenarbeiten, ein Material, in das Knochenzellen hineinwachsen können. Gleichzeitig baut sich die Prothese Molekül für Molekül ab, sodass nur noch körpereigenes Material übrig bleibt.

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

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