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	Konzeptionelle Ausrichtung des Friedrich-Baur-Forschungsinstituts für Biomaterialien und der BioCer Entwicklungs-GmbH

Die übergeordnete Zielsetzung der beiden Einrichtungen Friedrich-Baur-Forschungsinstitut für Biomaterialien (FBI) und BioCer Entwicklungs-GmbH (BioCer GmbH) ist die Entwicklung von maßgeschneiderten Materialien für verschiedene medizinische Anwendungen und deren Einführung und Umsetzung in Produkte. Dazu ist es notwendig, spezielle Verfahrenstechniken weiterzuentwickeln und neue Verarbeitungstechniken zu erproben. Dabei spielen insbesondere chemische Verfahren und die Rapid Prototyping/Manufacturing Techniken eine wichtige Rolle. Diese Themenbereiche werden durch Biofunktionalisierung von metallischen Implantatoberflächen zur anwendungsbezogenen und funktionellen Kompatibilität ergänzt. Durch physikalische, chemische und biologische Materialcharakterisierung wird die Körperverträglichkeit und Funktion sichergestellt.

Diese Strategie wird durch drei konzeptionelle Ausrichtungen realisiert.

Aufbau von Kompetenzen in den Bereichen Technologie, Charakterisierung und medizinisch relevante Materialien

Eine Realisierung dieses Konzepts ist notwendig, um möglichst schnell auf die von Medizinern definierten Probleme und Anforderungen in Medizin, Medizintechnik und Pharmazie reagieren zu können. Dies beinhaltet die Ü?bertragung des langjährigen materialwissenschaftlichen und verfahrenstechnischen Know-hows auf medizinische Themen und in vielen Fällen die Bearbeitung der gesamten Entwicklungskette von der Materialsynthese über die Werkstoffverarbeitung bis zum Zwischen- oder Endprodukt bei gleichzeitiger Charakterisierung der einzelnen Prozessschritte. Dabei werden je nach Anforderungsprofil verschiedene Materialklassen, wie Keramik, Polymere und/oder Metalle, eingesetzt. Besondere Bedeutung kommt bei zukünftigen Entwicklungen den Verbundwerkstoffen und Werkstoffverbunden im mikro- und mesoskaligen Bereich zu. Eine wichtige Rolle spielt bei diesem Konzept die biologische Charakterisierung, die möglichst schnell eine ‚Zellantwort' auf Materialmodifikationen und Materialneuentwicklungen geben muss. Das Zusammenwirken von Materialentwicklung, Verfahrenstechnik und biologischem Ergebnis ist ein Schlüsselpfeiler unseres Konzepts, das nur durch eine stark interdisziplinäre personelle Ausrichtung realisiert werden kann.

Kooperation und Vernetzung mit verschiedenen Fachdisziplinen

Von besonderer Bedeutung ist hier die Zusammenarbeit mit Medizinern verschiedener Fachrichtungen sowie Biologen und Chemikern. Mediziner sind für uns vor allem bei der Identifizierung materialorientierter medizinischer Probleme, bei der ‚patientennahen' Forschung und bei der Umsetzung und Erprobung der Entwicklungen wichtig. Von der Kooperation mit Chemikern werden neue Lösungsansätze für Materialprobleme im Mikro- und Mesobereich erwartet, z.B. durch Entwicklung von Nanocomposites oder organisch/anorganischen Hybridmaterialien sowie durch neue Ansätze bei der Entwicklung von Drug-Delivery-Systemen.

Verstärkung der anwendungsbezogenen Entwicklungen

Dies bedeutet eine Verschiebung der gesamten Entwicklungskette in Richtung Anwendung und Verwertung sowie eine verstärkte Kooperation mit der Industrie. Wichtig ist dabei, dass aufbauend auf systematischen, anwendungsbezogenen FuE-Arbeiten die Kompetenzen in verschiedenen Bereichen - wie Pulvertechnik, chemische Verfahrenstechniken, Erfahrungen mit verschiedenen Materialklassen und Verbundwerkstoffen - bei der Lösungsfindung für verschiedene Probleme eingebracht und miteinander vernetzt werden. Ergänzend sollen aus materialwissenschaftlichen und verfahrenstechnischen Ergebnissen Synergieeffekte für die direkte Vermarktung über die BioCer GmbH genutzt werden.

Die Arbeiten konzentrieren sich auf folgende Schwerpunkte:

• Lasttragende Implantate – Oberflächenmodifizierungen, Nanostrukturierung, Biofunktionalisierung
• Wirkstofffreisetzung, u.a. antibakteriell ausgerüstete Komponenten
• Knochenersatzmaterialien
• Materialien für die Zahnheilkunde
• Medizinische Applikationen

Die technologische und messtechnische Ausstattung von FBI und BioCer GmbH wurde so angelegt, dass die genannten fachlichen Schwerpunkte effizient bearbeitet werden können und ein Know-how als Basis für Auftragsforschung und Dienstleistungen aufgebaut werden kann. Spezielle technologische Apparaturen und Messgeräte erhöhen die Attraktivität von FBl/BioCer für Auftragsforschung und Dienstleistungen. Zu nennen sind hier beispielhaft spezielle Beschichtungstechniken, die elektrophoretische Abscheidung und die verschiedenen Rapid Prototyping-Verfahren wie Dispensplotten, Wachsdrucken (für die Herstellung von Vorprodukten) und das 3D-Drucken - Techniken, die im Rahmen von Drittmittel-Projekten beschafft wurden. Von der Charakterisierungsseite ist vor allem das gut ausgestattete Zelllabor von Interesse.

In den letzten eineinhalb Jahren wurden Mediziner mehr und mehr in die Definition von FuE-Projekten und begleitend bei der Bearbeitung von Projekten eingebunden. Die biologische Charakterisierung wurde verstärkt und die in vitro Untersuchungen wurden in Einzelfällen durch Tierversuche ergänzt. Die Kooperation mit der Industrie wurde intensiviert. Es bestehen Vermarktungsmöglichkeiten bei Vor-, Zwischen- und Endprodukten (z.B. bei maÃ?geschneiderten Pulvern, Granulaten, porösen Keramiken und Membranen sowie Beschichtungen) und beim Einsatz spezieller Verfahrens- und Fertigungstechniken für medizinische und nicht medizinische Anwendungen (z.B. verschiedene Rapid Prototyping-Verfahren und elektrophoretische Abscheidung, homogene Dispergierung feinster Partikel in Suspensionen und Schichten). In Einzelfällen besteht die Möglichkeit, spezielle Medizinprodukte, z.B. spezielle Sensoren, direkt oder zusammen mit einer Firma zu vermarkten.