Möglichkeiten der generativen Formgebung für die Anfertigung von bioaktiven Knochenimplantaten

Rapid Prototyping (RP) Verfahren gewinnen als generative Formgebungsverfahren immer größere Bedeutung. Man hat damit die Möglichkeit aus digitalen Datensätzen dreidimensionale Formkörper zu erstellen. Dies können bloße geometrische Formkörperstudien (z.B. Konzeptmodelle) aber auch einsatzbereite Funktionsteile (z.B. Metallgussformen) sein. Es gibt mittlerweile ein breites Spektrum an RP-Verfahren, denen immer ein grundlegendes Verfahrensprinzip gemeinsam ist. Aus Werkstoffinkrementen werden schichtweise Geometrien erstellt, die ohne weitere Zwischenschritte direkt aus einem CAD (Computer Aided Desing)- oder CT (Computer Tomographie) -Datensatz generiert werden können. Zur Zeit hat der Anwender ca. 20 verschiedene industrielle Realisierungen dieser Verfahrensklasse zur Auswahl [14]. Am bekanntesten sind hier zu nennen Stereolithographie (SLA), Fused Deposition Modeling (FDM), Laminated Object Manufacturing (LOM) oder das Selektive Lasersintern (SLS). (Zur Erläuterung der genannten RP-Verfahren siehe Anhang) In der vorliegenden Arbeit soll die Einsatzmöglichkeit des 3D-Printings (3DP) zur Erstellung von Calciumphosphatformkörpern grundlegend und prinzipiell evaluiert werden. Es handelt sich hierbei um ein sogenanntes SFF (Solid Free Form)-Verfahren, eine Unterklasse der RP-Verfahren. Ein SFF-Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass keine Negativform benötigt wird um einen Formkörper zu erhalten. Die geometrische Struktur des Formkörpers kann dabei beliebig komplex gestaltet werden. Als Grundmaterial wurde der Werkstoff Hydroxylapatit (HAP) gewählt, der aufgrund seiner ausgezeichneten Biokompatibilität als Knochenersatzmaterial bereits breite Verwendung findet.