Die Belastbarkeit von Implantaten ist für Patienten besonders wichtig. Robuste Materialien spielen deshalb eine entscheidende Rolle. Forscher zeigen nun, dass ein bestimmtes Mischverhältnis von Titan und Gold ein viermal härteres Material erzeugt als reines Titan.
Langlebige Zahn- und Gelenkimplante sind der Wunsch vieler betroffener Patienten. Ist man beispielsweise auf eine Hüftprothese angewiesen, ist die Hoffnung auf einen möglichst späten Ersatz groß. Robuste Materialen sollen den Zeitpunkt eines weiteren Eingriffs daher soweit wie möglich hinauszögern. Zu den führenden – besonders verschleißfesten Materialen – zählt zur Zeit Titan. Eine neue Metall-Legierung könnte das Leichtmetall jedoch ablösen. Zwei amerikanische Forscherinnen, darunter Emilia Morosan, Physikerin mit einer Spezialisierung für den Aufbau und die Synthese von Verbindungen mit ausgefallenen elektronischen und magnetischen Eigenschaften an der Rice University in Texas und Co-Autorin Eteri Svanidze, entdeckten durch Zufall eine deutlich robustere Mischung. Bei dem Material handelt es sich nach wie vor um Titan, was jedoch durch die Zugabe von Gold einen neuen Härtegrad erreichte. „Es ist viermal härter als reines Titan, was derzeit für die meisten zahnmedizinischen Implantate und für den Gelenkersatz verwendet wird“, erklärt Morosan die Studienergebnisse. Kristalline Struktur der Beta-Version von Titanium-3 Gold © Rice University
Die atomare Struktur des Materials – seine Atome sind eng in einer kubischen, kristallinen Struktur angeordnet, die für Härte steht – ist schon länger bekannt. Morosan und Svanidze sind nicht einmal sicher, ob sie die ersten waren, die eine beispielhafte Probe der ultraharten “Beta”-Form der Verbindung schufen. Aber wie es der Zufall wollte, sind sie die ersten, die die bemerkenswerten Eigenschaften des Materials beschrieben haben. Vergleiche mit anderen Legierungen bestätigten den besonderen Härtegrad der neuen Titan-Gold-Verbindung. Und auch zusätzliche Materialtests zeigten, dass die Verschleißfestigkeit sowie Biokompatibilität noch besser ist, als bei reinem Titan. Künftige Untersuchungen sollen den Härtegrad der Beta-Legierung daher noch weiter verbessern, um noch widerstandsfähigere Implanate entwickeln zu können. Lesen Sie hier mehr über die Entdeckung von Morosan und Svanidze.
