Biokeramische

Biokeramik bezeichnet keramische Materialien, die in der Medizin und Zahnmedizin eingesetzt werden, um Gewebe zu erhalten, zu ersetzen oder zu reparieren. Wesentliche Merkmale sind Biokompatibilität, chemische Stabilität im Körpermilieu sowie gezielte biologische Wirkungen. Biokeramische Werkstoffe werden grob in drei Klassen gegliedert: bioinert, bioaktiv und resorbierbar. Bioinert-Keramiken wie Zirkoniumdioxid (ZrO2) und Aluminiumoxid (Al2O3) bieten hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit, ohne direkte Knochenbindung zu ermöglichen. Bioaktive Keramiken wie Hydroxylapatit (HA) und Bioglas bilden auf ihrer Oberfläche einen Knochenfilm und fördern die Anlagerung von Knochenzellen. Resorbierbare Calciumphosphatkeramiken wie β-TCP (Beta-Tricalciumphosphate) lösen sich im Körper auf und werden durch neu gebildetes Knochengewebe ersetzt. Kombinierte oder biphasische Keramiken (BCP) kombinieren Eigenschaften beider Gruppen.

Anwendungen der Biokeramik umfassen orthopädische Implantate, dentale Implantate sowie Knochenersatzmaterialien. Bioaktive Keramiken wie HA und TCP unterstützen die Knochenanlagerung und kommen oft als Beschichtungen auf Metallimplantaten zum Einsatz, um die Osseointegration zu fördern. Bioinert Keramiken wie ZrO2 und Al2O3 dienen als verschleißfeste Gerüste in Prothesen oder als ästhetische bzw. funktionale Bestandteile in der Zahntechnik. Resorbierbare Calciumphosphatkeramiken finden Anwendung in temporären Knochenersatzsystemen. Neue Entwicklungen umfassen poröse Strukturen, biphasische Systeme und additive Fertigung, um patientenspezifische Geometrien zu realisieren.

Herstellung und Forschung konzentrieren sich auf Pulverherstellung, Sinterprozesse, Oberflächenmodifikation und Ioneneinbindung, um Biokompatibilität, Osteokonduktivität und Stabilität zu verbessern. Additive Fertigung (3D-Druck) ermöglicht individuell angepasste Implantate und Gerüste. Klinische Bewertung, Toxizitätsprüfungen, Biokompatibilitätsnachweise sowie regulatorische Anforderungen nach ISO-Normen sichern Sicherheit und Wirksamkeit von Biokeramikprodukten.