Individuelle Implantate: osteokonduktives Filament für den 3D-Druck

Die Firma Evonik hat sein Produktportfolio um das Filament VESTAKEEP® iC4800 3DF - ein neues osteokonduktives PEEK-Filament - erweitert, das die Fusion zwischen Knochen und Implantaten verbessert. COMPAMED.de wollte wissen, was das neue Filament so besonders macht und sprach hierzu mit Marc Knebel, Leiter Medical Systems bei Evonik.

Interview mit Marc Knebel, Leiter Medical Systems, Evonik

Herr Knebel, Evonik hat ein neues, 3d-druckfähiges Filament entwickelt, das dabei helfen kann, die Verbindung zwischen Knochen und Implantat zu verbessern. Zunächst einmal: Was unterscheidet Ihr neues Produkt von anderen Filamenten?

Marc Knebel: Bei dem neuen Material ist es so, dass es ein spezielles Compound ist, also eine spezielle Rezeptur, bei der ein Additiv eingebracht wird, welches das Anwachsverhalten verbessert. Es handelt sich um ein zweiphasiges Kalziumphosphat (kurz BCP, engl. biphasic calcium phosphate).

Also keine Beschichtung, die das Anwachsen verstärkt, sondern eine Materialeigenschaft?

Knebel: Genau. Es sind Partikel, die dem Material zugemischt werden. Dabei achten wir besonders stark auf die Größe und Morphologie des Additivs, damit die mechanischen Eigenschaften des Filaments nicht zu stark verändert werden.

Das Additiv an sich ist nicht neu?

Knebel: Nein, BCP ist weitreichend bekannt und gilt bei den meisten Herstellern von Implantaten sogar als Goldstandard in diesem Bereich.

Wie kann das Filament verarbeitet bzw. gedruckt werden?

Knebel: Wir stellen das Filament aus einem Granulat her. Das Filament wird auf eine Spule gezogen und dann vom Hersteller des Medizinprodukts über diese Spule in den Drucker eingeführt. Dort wird es aufgeschmolzen und schließlich über den Druckkopf und die Düse in der gewünschten Form schichtweise gedruckt.

Also man entwickelt eine Passform am Computer und diese kann entsprechend gedruckt werden?

Knebel: Richtig. Natürlich ist das Drucken von PEEK aufwendiger als bei anderen Materialien, aufgrund der sehr hohen Schmelztemperatur. Aber die Technologie ist ähnlich wie bei einem "normalen" Filament, das gedruckt wird. Die Verarbeitungsbedingungen sind jedoch aufgrund der hohen Schmelztemperatur von circa 400 Grad anders.

Bei welchen Implantaten kann das neue Filament zum Einsatz kommen, gibt es da Beschränkungen?

Knebel: Letztendlich ist ein Medizinprodukt von verschiedenen Faktoren abhängig. Einerseits vom Material, andererseits aber auch vom Design. Grundsätzlich müssen wir hier nichts explizit ausschließen. Überall da, wo ein Anwachsverhalten eines Implantats gewünscht ist, kann es evaluiert werden. Es hängt ab von den Anforderungen, die man an das Material stellt. Inwieweit es im Einklang steht mit den Materialeigenschaften, dem Druckprozess und dem Design, muss man immer im Einzelfall prüfen.

Hat dieses Filament mehr Vorteile als andere, die Sie bislang hergestellt haben? Gibt es hierzu schon Studien?

Knebel: Wir haben Studien durchgeführt, die ein schnelleres Anwachsen belegen. Dies wird durch eine doppelte Ausreißfestigkeit von Pins nachgewiesen sowie ein 30 Prozent höheres Zellanwachsverhalten als Teil einer In vitro Studie.

Wir sind bislang die Rückmeldungen zum neuen Filament?

Knebel: Wir haben es einer ausgewählten Gruppe von Innovatoren vorgestellt und das Feedback ist sehr gut. Auch insofern, als dass diese Firmen in eigenen Untersuchungen festgestellt haben, dass das Additiv tatsächlich an der Oberfläche wirken kann und somit der gewünschte Effekt des schnelleren Anwachsens gegeben ist.

Wissen Sie schon, ob Sie zur COMPAMED 2022 kommen werden?

Knebel: Ja, wir werden auf der COMPAMED ausstellen.