Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Steuerung von Laser-induzierten periodischen Oberflächenstrukturen
    ( 2021)
    Uhlmann, Eckart
    ;
    Souza Schweitzer, Luiz Guilherme De
    ;
    Schneider, Peter
    ;
    Michel, Andre
    ;
    Hein, Christoph
    Laser-induzierte periodische Oberflächenstrukturen (LIPSS) weisen ein hohes Potenzial für Anwendungen in den Bereichen der Oberflächenfunktionalisierung auf. Die Steuerung der Richtung dieser Nanostrukturen kann nur durch Änderung der Laserpolarisation erfolgen. Auf dem Markt gibt es kein System zur automatischen Änderung der LIPSS-Orientierung. Für den industriellen Einsatz ist dies vom Vorteil, um Inhomogenität im Strukturverlauf zu vermeiden. In diesem Beitrag wird eine Systemlösung vorgestellt, indem die Steuerung der Richtung von Nanotexturen ermöglicht wird.
  • Publication
    Preclinical In Vitro Assessment of Submicron-Scale Laser Surface Texturing on Ti6Al4V
    ( 2020)
    Souza Schweitzer, Luiz Guilherme De
    ;
    Cunha, Alexandre
    ;
    Pereira, Thiago
    ;
    Mika, Kerstin
    ;
    Rego, Ana Maria P. L. R. Botelho Do
    ;
    Ferraria, Ana Maria
    ;
    Kieburg, Heinz
    ;
    Geißler, Sven
    ;
    Uhlmann, Eckart
    ;
    Schoon, Janosch
    Loosening of orthodontic and orthopedic implants is a critical and common clinical problem. To minimize the numbers of revision surgeries due to peri-implant inflammation or insufficient osseointegration, developments of new implant manufacturing strategies are indicated. Ultrafast laser surface texturing is a promising contact-free technology to modify the physicochemical properties of surfaces toward an anti-infectious functionalization. This work aims to texture Ti6Al4V surfaces with ultraviolet (UV) and green (GR) radiation for the manufacturing of laser-induced periodic surface structures (LIPSS). The assessment of these surface modifications addresses key aspects of topography, morphology and chemical composition. Human primary mesenchymal stromal cells (hMSCs) were cultured on laser-textured and polished Ti6Al4V to characterize the surfaces in terms of their in vitro biocompatibility, cytotoxicity, and metal release. The outcomes of the in vitro experiment show the successful culture of hMSCs on textured Ti6Al4V surfaces developed within this work. Cells cultured on LIPSS surfaces were not compromised in terms of their viability if compared to polished surfaces. Yet, the hMSC culture on UV-LIPSS show significantly lower lactate dehydrogenase and titanium release into the supernatant compared to polished. Thus, the presented surface modification can be a promising approach for future applications in orthodontics and orthopedics.