Magnesium composites have the potential to be used within the medical setting as a material, particularly for bone implants. Their potential comes from their possession of biodegradability characteristics and material properties that resemble the cortical bone. The biodegradability of the magnesium biomaterials can reduce the need for a second surgery to remove implants when a level of bone regeneration is reached to be self-sufficient, therefore removing the dependency on the implant. However, magnesium in its naturally occurring state demonstrates high corrosivity and degradation when simulated in a biological context. We investigate a magnesium composite (magnesium-bioglass) by testing biodegradation and mechanical properties, evaluating the differences in properties when compared to the mechanical properties of pure magnesium, and analyzing scanning electron microscopy results applied to samples immersed in a solution to simulate the in vivo setting. Through the various modes of fabrication of the magnesium composites, increased bioactivity can be measured. The results support the potential of using the bioactive magnesium-bioglass composites for orthopedic implants.

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Wenn erworbene oder angeborene Knochendefekte aufgrund überkritischer Größe oder krankhafter Störungen nicht durch natürliche Regenerationsprozesse geheilt werden können, ist der Einsatz von Knochenersatzmaterialien notwendig. In der vorliegenden Arbeit ist es gelungen ein neuartiges Knochenersatzmaterial zu entwickeln und eingehend zu charakterisieren. Dazu wurden die Phasen Silikat und Kollagen in einem biomimetisch inspirierten Prozess zu einem Anorganik/Organik-Komposit verbunden. Calciumphosphatphasen konnten darüber hinaus als dritte Komponente hinzugefügt werden. Dafür wurden Herstellungsstrategien entwickelt, die Silikat in Form von Kieselsäure, Kollagen als hochkonzentrierte Suspension und gegebenenfalls Calciumphosphat als Pulver zu homogenen Mischungen vereinten. Als Zwischenprodukte wurden Komposithydrogele erhalten, deren Überführung in Xerogele in der Literatur als kritischer Schritt gilt, weil die dabei auftretenden Kapillarspannungen die Gelstruktur in der Regel irreversibel zerstören, wodurch das Material als Pulver oder Fragmente erhalten wird. Im vorliegenden Fall aber konnte die Gelfestigkeit in einem definierten Zusammensetzungsbereich durch die Kompositbildung und die kontrollierte Trocknung der Hydrogele so gesteigert werden, dass monolithische Proben von bis zu mehreren Kubikzentimetern Größe erhalten wurden. Diese konnten ohne weitere Verarbeitungsschritte einer Reihe von Untersuchungen zu mechanischen Eigenschaften, Bioaktivität, Degradabilität und Biokompatibilität unterzogen werden.