Eigenschaften ungefüllter und gefüllter Polylactide im Hinblick auf ihr Potenzial für resorbierbare Implantatwerkstoffe

Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung und Charakterisierung von resorbierbaren Polylactid-Compositen für lasttragende Osteosyntheseanwendungen. Ausgehend von der Erfassung relevanter Einflussparameter auf die thermische Degradation und das rheologische Verhalten von Polylactid während der Verarbeitung soll das mechanische Eigenschaftsspektrum in Abhängigkeit von der resultierenden Molmasse unter Kurzzeit- und Langzeitbeanspruchung quantifiziert werden. Reproduzierbare und für die Anwendung adäquate mechanische Eigenschaften von Polylactid-Compositen erfordern eine gezielte Einarbeitung und Dispergierung der Füllstoffe und die Kontrolle der molekularen Degradation der thermisch instabilen Matrix während der Compoundierung. Durch den Einsatz von partikelförmigen TCP-Funktionsfüllstoffen in unterschiedlichen Zugabemengen zu Polylactid soll die Abhängigkeit mechanischer Eigenschaften vom Füllstoffgehalt untersucht werden. Über Versuche zu HA-Partikeln gleicher mittlerer Korngröße sowie über die Variation der Füllstoffmorphologie durch den Einsatz von TCP-Nanopartikeln und TCP-Hohlfasern soll das Potential einer Verstärkungswirkung von Calciumphosphaten unterschiedlichen Typs in Polylactid abgeschätzt werden. Ein Hauptschwerpunkt der gesamten Untersuchungen zu ungefüllten und gefüllten Polylactiden liegt in der Identifikation des Einflusses anwendungsrelevanter Umgebungsbedingungen (in-vitro; 37 °C in Phosphate Buffered Saline, PBS) auf die mechanischen Eigenschaften bei Kurzzeitbiege- und Biegekriechbelastung. Abschließend soll der Einfluss des Füllstofftyps auf das zeitabhängige mechanische und molekulare in-vitro-Degradationsverhalten der Composite für den Zeitraum einer Knochenheilung von sechs Wochen aufgezeigt werden. In einem Kurzzeittest zur akuten Toxizität soll die Biokompatibilität der neu entwickelten Composite evaluiert werden und erste Rückschlüsse auf die Eignung der Composite als Osteosynthesewerkstoff für lasttragende, temporäre Anwendungen sollen gezogen werden.