Optimierte Tribosysteme für die endoprothetische Technik durch Hydration Lubrication zwischen hydratisierten Polymerbeschichtungen
(HydraLub)
 

Es ist nachgewiesen, dass aktuell eingesetzte Gleitpaarungen trotz der körpereigenen Schmierung durch Synovia einen signifikanten Abrieb zeigen und somit zum aseptischen Ausfall der Prothese führen können. Ziel des vorliegenden Antrags ist es, eine neuartige Beschichtung für Gleitpaarungen in der Endoprothetik zu entwickeln, die auf dem Wirkmechanismus der ´Hydration Lubrication´ basiert. Dabei bildet die tribologische Funktion des humanen Gelenkknorpels die Vorlage dafür, die bekannten Wirkmechanismen technisch umzusetzen. Es ist ausdrücklich nicht das Ziel der hier geplanten Arbeiten eine Kopie des natürlichen Knorpels zu erstellen, sondern die funktionellen Eigenschaften, die als ursächlich für die herausragenden Eigenschaften identifiziert sind, technisch nutzbar zu machen. Dazu soll, aufbauend auf der kovalenten Immobilisierung eines stabilen Linkers aus Tetraetherlipiden, eine elastische Bettung aus quervernetzen Kollagenen aufgebaut werden. Durch die stufenweise Verringerung der Vernetzungsdichte soll ein Übergang zu einer vermehrt viskosen Zone hergestellt werden, in die wiederum hydratisierte Zwitterionen den Effekt der Hydration Lubrication in der Gleitebene nutzbar machen und die Reibungskoeffizienten derzeit eingesetzter Materialpaarungen um mindestens eine Größenordnung zu verringern. Gelingt der Nachweis, dass die tribo(bio)chemischen Wirkmechanismen, die zum herausragenden Eigenschaftsspektrum des hyalinen Knorpels führen, in einer technischen, tribologisch optimierten Beschichtung nutzbar sind, eröffnet dies den Weg für eine völlig neue Generation von Großgelenkimplantaten. Neben der Anwendung in der Implantologie kann eine derartige Beschichtung auch auf diverse weitere technische Gleitpaarungen angewendet werden und neben der allgemeinen Verbesserung des Reibungsverhaltens auch den Einsatz von technischen Schmiermitteln deutlich reduzieren bzw. überflüssig machen.