Publikation in Applied Physics A

06.01.2021 - Kategorie: Forschung & Entwicklung

REM-Aufnahme der im Burst-Modus erzeugten Porenstruktur auf dem metallischen Implantatmaterial CoCrMo (Kobalt-Chrom-Molybdän).

REM-Aufnahmen der entstehenden Porenstruktur in Abhängigkeit von der Anzahl an Pulsen pro Burst auf dem metallischen Implantatmaterial CoCrMo (Kobalt-Chrom-Molybdän).

Im neuen Jahr wurde in "Applied Physics A" ein Artikel mit dem Titel "Surface treatment on cobalt and titanium alloys using picosecond laser pulses in burst mode" veröffentlicht und stellt Ergebnisse der Lasermikrobearbeitung von metallischen Implantatmaterialien mittels Burst-Modus vor. Die Studie wurde von der Forschungsgruppe Laserpulsabscheidung dünner Schichten & Lasermikrostrukturierung erstellt. Die Zielstellung war, die Auswirkungen der im Burst-Modus hervorgerufenen Schmelzfilmdynamik auf eine mögliche Modifikation der Materialoberfläche von Kobalt- und Titanlegierungen zu analysieren. Dabei soll keine Veränderung der chemischen Zusammensetzung stattfinden, sodass die Normen und Richtlinien für chirurgische Implantate auch nach der Bearbeitung erfüllt werden.

Die Ergebnisse zeigen, dass sich durch die Verwendung des Burst-Modus und die damit hervorgerufene komplexe Schmelzfilmdynamik eine sich selbstorganisierende, schwammartige Porenstruktur ausbilden kann. Die Porengröße und die Strukturtiefe kann durch bestimmte Laserparameter innerhalb eines Bursts variiert werden. Bei diesem innovativen Verfahren wird tendenziell kein Material abgetragen und es findet keine Veränderung der chemischen Zusammensetzung statt.

Diese schwammartige Porenstruktur könnte zur Funktionalisierung metallischer Implantat-Materialien genutzt werden. Neben hydrophoben bzw. superhydrophoben Materialoberflächen könnte das Anwachsen von Knochengewebe an und in die Implantatoberfläche deutlich verbessert werden und eröffnet neue Wege in der Implantologie.