Medizinische Textilien

Question 1

Anwendungsbeispiele medizinische Textilien

Answer 1

Hygienetextilien: Stationswäsche, Patientenkleidung, Windeln
Medizintextilien: Wundabdeckung, Verbände, Pflaster

Question 2

Scaffolds

Answer 2

Rundflechten:
o Klöppel laufen in den Klöppelbahnen sinusförmig um den Flechtpunkt herum
o Geschlossene Bahnen der Klöppel
o Bewegung durch Flügelräder
o Flechtwinkel aus Verhältnis der Abzugsgeschwindigkeit und der Umlaufgeschwindigkeit

Question 3

Anforderung an textile Gefäßprothesen

Answer 3

1. Ausreichende Stabilität auch unter Dauerwechselbeanspruchung
2. Geringe Porosität
3. Definierte Oberflächenrauigkeit für das gezielte Anwachsen von Zellen
4. Hohe Stabilität gegenüber Kompression

Question 4

“Compliance” im Zusammenhang mit Gefäßprothesen

Answer 4

Kraft-Dehnungs-Verhalten, Fasereinheit, Querschnitt und Textilporosität, Oberflächen und chemische
Eigenschaften sind auf das zu ersetzende Gefäß abgestimmt

Question 5

Warum muss der Schmelzpunkt von thermoplastischen Biomaterialien über 150 °C liegen?

Answer 5

Polymere müssen sicher sterilisierbar sein, bestenfalls im Autoklaven

Question 6

Plissieren von Gefäßprothesen

Answer 6

Unter Plissieren versteht man das Einbringen von Falten in die Oberfläche der Prothesen. Auf diese
Weise kann der Prothese eine radiale Stabilität und Biegestabilität erteilt werden, so dass sie bei
einem gekrümmten Verlauf vor Abknicken geschützt ist

Question 7

Warum sind textile Prothese aus Gewirken solchen aus Geweben vorzuziehen? Begründen Sie
Ihre Antwort?

Answer 7

Gewirke besitzen eine höhere Porosität, so dass das Einwachsen von körpereigenen Zellen von außen
nach innen ermöglicht wird. Auf diese Weise wird auf der Innenseite der Prothese eine der Intima
entsprechenden Zellschicht (→ Pseudointima) gebildet

Question 8

Warum werden textile Gefäßprothesen nach der Herstellung einem Schrumpfungsprozess
unterzogen?

Answer 8

Gezieltes Reduzieren der Porosität und Entwicklung der Velour (Oberfläche) der Prothese

Question 9

Biomaterialien

Answer 9

Metalle → Edelstahl → Stents, Gelenkersatz
Keramiken → Glaskeramik → Knochenersatz
Polymere → PES → Gefäßersatz
Faserverbundwerkstoffe → Carbon → Hüftprothese

Question 10

Warum ist die Anzahl der auf dem Markt erhältlichen Biomaterialien trotz der möglichen hohen
Gewinnspannen so gering? Nennen Sie die beiden wichtigsten Gründe

Answer 10

Geringe Absatzmengen, Hohes Risiko im Hinblick auf Produkthaftung, Hohe Entwicklungs- und
Zulassungskosten

Question 11

Nennen Sie 3 Eigenschaften, die PVDF als Biomaterialien qualifizieren

Answer 11

1. Inert gegenüber Säuren, Laugen, Lösungsmitteln, Oxidanten
2. Gute Zugfestigkeit bei sehr hoher Bruchdehnung
3. Gute Langzeitbeständigkeit in vivo

Question 12

Herstellung von Filamentgruppen aus PVDF

Answer 12

Extruderspinnen:
o Aufschmelzen des Polymergranulats im Extruder
o Förderung der Schmelze durch Spinndüse mittels Spinnpumpen
o Monofilamente → eine Bohrung, Multifilament → mehrere Bohrungen
o Abkühlung im Wasserbad (→ Monofilamente) oder Blasschacht (→ Multifilament)
o Benetzen des Filament mit Spinnpräparation
o Verhindern von statischer Aufladung und Verbesserung der Reibeigenschaften
o Verstreckung und Temperaturbehandlung auf Spulstreckmaschine

Question 13

Hertsellung künstlicher textiler Blutgefäße

Answer 13

o Ansiedelung von körpereigenen Zellen auf einer porösen textilen Struktur
o Synthetisieren von Fibrin aus Blut
o Kultivieren von Myofibroblasten aus einer Zellmischung
o Matrix für das neue Blutgefäß
o Besiedelung der textilen Struktur außerhalb des Körpers
Phase I der Vorbereitung:
o Vorbereitung der äußeren Struktur
o Füllen des Zwischenraumes zwischen den Zylindern mit Gelmatrix und Myofibroblasten
o Initiierung der Polymerisationsreaktion
Phase II der Vorbereitung:
o Vorbereitung der inneren Struktur
o Ersetzen des inneren Zylinders durch einen kleineren Zylinder
o Erneute Zugabe von Gelmatrix und Myofibroblasten
o Initiierung der Polymerisationsreaktion
Besiedelung mit Zellen:
o Bioreaktion
o Manuelles Tränken der Struktur mit körpereigenen Zellen
o Anregung des Zellwachstums durch konstante Zufuhr von Nährstoffen

Question 14

Welche 3 Prüfungen müssen bei textilen Gefäßprothesen durchgeführt werden? Erläutern Sie
kurz Sinn und Zweck der jeweiligen Prüfmethode

Answer 14

Berstfestigkeit: Ermittlung der charakteristischen Kraft-Dehnungs-Kurve und Bestimmung der Kraft,
die zum strukturellen Versagen führt
Porosität: Ausreichendes Einwachsen von Bindegewebe an der Außenseite der Prothesenwand, feste
Verankerung der Neointima an der lumenseitigen Oberfläche
Compliance: Ausreichende Übereinstimmung der mechanischen Eigenschaften der Prothese mit den
mechanischen Eigenschaften des natürlichen Gefäßes (→ dynamisch-elastisches Verhalten)

Question 15

Volumenelastizität

Answer 15

Die Volumenelastizität ist das Verhältnis von Druck- zu Volumenänderung und damit der Kehrwert 
der Compliance:
𝐸
′ =
𝑑𝑝
𝑑𝑉

Question 16

Stents

Answer 16

Stents sind röhrenförmige Implantate, die eingesetzt werden, um Verengungen von Gefäßen oder
Organen zu beseitigen

Question 17

Was ist der Vorteil textiler Stents gegenüber Stents, die aus Vollmaterial gelasert wurden?

Answer 17

Fehlen von scharfen Kanten → keine Entzündungen

Question 18

Superelastizität von Nitinol

Answer 18

Mechanischer Formgedächtniseffekt:
o Phasen des Nitinol: Austenit, Martensit
o Reversibler Übergang zwischen Phasen
o Krafteinwirkung → Umwandlung von Austenit in Martensit
o Reversible Dehnungszunahme bei konstanter äußerer Kraft
o Rücknahme der Kraft → Rückkehr in ursprüngliche Kristallstruktur
Einsatz bei Stents:
o Elastische Kompression des Stents → Umwandlung von Austenit in Martensit
o Einbringen des Stents in Blutgefäß
o Reduktion der Kompressionskraft → Rückumwandlung von Martensit in Austenit
o Gestalt des Stents wird wieder angenommen