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Implantat entwickelt für die Wirbelsäule

Von: Petra Wolters
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Modell eines Wirbelkörpers aus Titan. Foto: Petra Wolters

Heinsberg-Schafhausen. Erfindungen sind oft das Ergebnis intensiver Forschung. Manchmal ergeben sie sich aber auch eher zufällig oder dann, wenn Wissenschaftler auf der Suche nach innovativen Problemlösungen ganz bewusst über den Tellerrand ihres eigenen Wissensgebietes hinausschauen.

So war es auch bei dem neuen Wirbelsäulenimplantat aus Titan, welches weltweit bereits erfolgreich im Einsatz ist und als dessen Erfinder auch der in Heinsberg-Schafhausen lebende Wissenschaftler Dr. Hans-Peter Buchkremer gilt. Vom Stifterverband für die deutsche Wissenschaft ist er dafür in Berlin gerade mit dem Erwin-Schrödinger-Preis ausgezeichnet worden.

Eigentlich beschäftigt sich der Wissenschaftler im Forschungszentrum Jülich eher mit der Werkstoffforschung für neuartige Energiegewinnung. Er ist stellvertretender Leiter des Instituts für Energieforschung im Bereich Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren und leitet unter anderem die Forschungsarbeiten zur Entwicklung von Hochtemperatur-Brennstoffzellen, die künftig auch im Industriepark Oberbruch produziert werden sollen.

Auf nahezu 30 Patente, die er allein oder zusammen mit Kollegen hält, hat er es in seiner langjährigen Forschungstätigkeit in Jülich gebracht. Beispiele sind die Herstellung von Brennstoffzellen, Beschichtungsverfahren für Turbinenschaufeln, Werkstoffe für Gastrenn-Membranen und eine Fertigungsmethode für gradierte Metallfilter. Zusammen mit seinem exzellenten, international und interdisziplinär zusammengesetzten Team hat er die Jülicher Hochtemperatur-Brennstoffzelle in den vergangenen zehn Jahren zu einem weltweit nachgefragten Spitzenprodukt entwickelt. „Wir sind global betrachtet das Institut mit den meisten vergebenen Lizenzen auf diesem Gebiet, zum Beispiel an Firmen in Deutschland, Österreich, Frankreich und Kanada”, sagt er.

Buchkremer selbst ist ein weltweit gefragter Experte auf seinem Fachgebiet. Direkt von der Preisverleihung in Berlin aus reiste er zu einer Vortragsreise nach Brasilien und um dort nach Kooperationsmöglichkeiten Ausschau zu halten.

„Aus der Brennstoffzellenforschung heraus haben wir ein tiefes Verständnis für poröse Strukturen erlangt, das wir nutzbringend auch auf fremde Fachdisziplinen übertragen wollen. Daher haben wir im Institut ein Verfahren entwickelt, um Titan porös zu machen und ihm dadurch knochenähnliche Eigenschaften zu geben”, so der Wissenschaftler weiter. Genau diese Technologie, in der die Jülicher Wissenschaftler absolute Experten sind, war es, für die sich Medizintechniker aus der Schweiz interessierten. Sie wiederum sind Spezialisten in der sogenannten Osteosynthese, dem Ersatz natürlicher Knochen im menschlichen Körper.

Mit dem Technologie-Know-how aus Buchkremers Institut im Forschungszentrum Jülich fertigten sie poröse Titanimplantate, genauer gesagt kleine quaderähnliche Körper aus porösem Titan, von denen je zwei implantiert werden um eine defekte Bandscheibe zu ersetzen.

„Titan ist wegen der Biokompatibilität ein beliebtes Implantatmaterial, das heißt, es verhält sich neutral im menschlichen Körper”, beschreibt Buchkremer den Vorteil des Materials. „Der Trick für die innovativen Implantate war, die Poren genau so groß zu machen, dass die benachbarten Wirbelkörper nach der Operation problemlos hineinwachsen und sich so selbst fest mit dem Implantat verbinden können.” Mehr als 500 Menschen weltweit, denen eine Bandscheibe entfernt werden muss, besitzen bereits derartige Implantate aus porösem Titan.

„Auch wenn wir oft Grundlagenforschung betreiben, ist es doch immer unser Ziel, die Forschungsergebnisse für praktische Anwendungen nutzbar zu machen”, betont der Heinsberger. „Unter zehn Ideen, die man verfolgt, ist vielleicht nur ein guter Ansatz dabei, der den Weg in die Anwendung findet”, freut er sich über den aktuellen Erfolg, den er mit seiner Forschung für die Energietechnik jetzt mit seinem Team in der Medizintechnik feiern kann. „Für mich ist es immer wieder befriedigend, wenn unmittelbar ablesbar ist, dass Forschung wichtig und notwendig ist und der hohe Einsatz an Mitteln gerechtfertigt wird durch die Schaffung neuer Arbeitsplätze.”
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