Formgedächtnismetall

Alle Metalle bestehen in ihrer kleinsten also atomaren Struktur aus sogenannten Kristallgittern, in denen die Atome zu einer ganz bestimmten Struktur angeordnet sind.  Wird ein Metall verformt, so geht diese atomare Anordnung verloren. Das Metall ist bleibend verformt (plastisch deformiert). Formgedächtnismetall oder auch Memory-Metall  (memory = engl. für Gedächtnis, Erinnerung) verhält sich anders. Wird ein Memory-Metall verformt, so verändert sich zwar die Kristallgitterstruktur, wird aber nicht zerstört. Wird nun dieses verformte Metall auf eine bestimmte Temperatur erwärmt (z.B. Körpertemperatur), so nehmen die Atome im Kristallgitter wieder ihre ursprüngliche Anordnung ein und die ursprüngliche Form kehrt ohne weitere äußere Kraftanwendung wieder zurück. Das Metall “erinnert sich“ genau an die Form, die es vorher hatte. Diese ganz ungewöhnliche Eigenschaft der Memory-Metalle hat bereits teilweise Eingang in die Klinik gefunden z.B. als Implantat-Verankerungen, die sich unter Körpertemperatur vergrößern und so für mehr Passfestigkeit sorgen oder als selbst öffnende Metallnetze zur Erweiterung verengter Blutgefässe. Aber die vielversprechenden Möglichkeiten der Memory-Metalle haben im klinischen Einsatz einen Nachteil: Memory-Metalle bestehen i.a. aus gleichen Anteilen von Nickel und Titan. Während Titan eine relativ gute Gewebsverträglichkeit hat - man spricht von guter Biokompatibilität - ist  Nickel dagegen kritisch zu sehen. Im Labor der Chirurgischen Forschung werden Untersuchungen zur Materialverträglichkeit durchgeführt. Die Biokompatibilität von Memory-Metall-Legierungen, der jeweiligen Beschichtungen und Oberflächen-Struktur wird zellbiologisch erfasst. Hier wird durch Einsatz von isolierten menschlichen Blutzellen, knochenbildenden Zellen oder auch Stammzellen die Wechselwirkung dieser Zellen mit den Implantat-Materialien studiert. Untersucht wird z.B., ob Zellen an das Material gut anhaften können, ob sie sich auf dem Material vermehren können oder aber Zellschädigungen auftreten. Derartige Untersuchungen sind Voraussetzung für jede Neuentwicklung von Implantat-Materialien.

  Leitung

Prof. Dr. Manfred Köller

Chirurgische Universitätsklinik -
Chirurgische Forschung
Berufsgenossenschaftliches Universitätsklinikum Bergmannsheil
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44789 Bochum

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