Analytische Elektronenmikroskopie an Implantatoberflächen und biologisch-technischen Grenzflächen

Analytische Elektronenmikroskopie an Implantatoberflächen und biologisch-technischen Grenzflächen
Schroeppel B, Nisch W, Stett A, Burkhardt C
WOMag. 2013 Mai; 17-21.

Für die erfolgreiche Anwendung von Biosensoren in vivo und aktiven Mikroimplantaten in der medizinischen Diagnostik und Therapie sind die Ankopplung des biologischen Systems an die technische Oberfläche sowie die Stabilität der verwendeten Biomaterialien von entscheidender Bedeutung für die Funktion des Implantats. Ein wichtiger Punkt ist dabei die morphologische Analyse der biologisch-technischen Grenzfläche bei hoher räumlicher Auflösung. Am Beispiel eines subretinalen elektronischen Sehimplantats, das für die elektrische Stimulation retinalen Gewebes bei bestimmten degenerativen Erkrankungen der Retina entwickelt wurde, wird eine für biologisch-technische Grenzflächen geeignete Präparations- und Analysemethode vorgestellt. Hierbei werden klassische biologische Präparationsmethoden (Fixierung, Kontrastierung, Einbettung in Epoxid-Harz) und konventionelle Dünn- beziehungsweise Querschlifftechniken mit der Zielpräparation von Mikroquerschnitten, die in einem CrossBeam(R) Elektronenmikroskop mittels fokusiertem Gallium-Ionenstrahl (FIB Focused Ion Beam) und niederenergetischem Rasterelektronenmikroskop (SEM Scanning Electron Microscope) möglich ist, kombiniert. Ausgehend von einzelnen mittels FIB und SEM erzeugten Abbildungen des Mikroquerschnittes der biologisch-technischen Grenzfläche können Serien von Abbildungen als tomographischer Datensatz aufgenommen werden, um eine dreidimensionale Rekonstruktion der Grenzfläche zu erhalten. Dies ermöglicht die morphologische Analyse der Grenzfläche zwischen biologischen und technischen Systemen bei hoher räumlicher Auflösung.