Implantate wie künstliche Gelenke, Zahnimplantate oder Herzschrittmacher bestehen meist aus Titan. Eine ultradünne Oxidschicht auf der Oberfläche sorgt für Stabilität und gute Verträglichkeit. Doch Veränderungen dieser Schicht – etwa durch Farbcodierungen, Lasergravuren oder 3D-Druck – können die Eigenschaften verändern und die Korrosionsbeständigkeit beeinflussen.
«Da diese natürliche Passivschicht weniger als zehn Nanometer dick ist, wird sie in der Medizintechnologie und Forschung oft zu wenig beachtet», erklärt Martina Cihova. Die Empa-Forscherin will im Rahmen eines vierjährigen Ambizione-Projekts des Schweizerischen Nationalfonds (SNF) herausfinden, wie diese Oberflächenprozesse auf (elektro-)chemischer Ebene ablaufen und welche Rolle unterschiedliche Kristallformen von Titanoxid spielen.
Mit systematisch hergestellten Mustersubstraten untersucht ihr Team, wie Titanoxide in Kontakt mit simulierten Körperflüssigkeiten, Proteinen und später Immunzellen reagieren. Dabei kommen elektrochemische Methoden, Elektronen- und Rasterkraftmikroskopie zum Einsatz.
Das Ziel: die Wechselwirkungen zwischen Oxidoberfläche und biologischer Umgebung besser verstehen und die Grundlagen für stabilere, länger haltbare Implantate schaffen.