Wie Wissenschafter um Jürgen Stampfl vom TU-Institut für Werkstoffwissenschaft und Werksstofftechnologie in einer vom Wissenschaftsfonds FWF unterstützten Projekt herausfanden, haben die unregelmäßige Strukturen gegenüber künstlich ausgerichteten Stützen entscheidende Vorteile.

Der Aufbau eines natürlichen Knochens aus Hohlräumen und feinen Bälkchen soll für ein optimales Verhältnis von Gewicht und Festigkeit sorgen. Dass die Stützstrukturen dabei unregelmäßig ausgeführt und nicht etwa wie die Streben des Pariser Eiffelturms geometrisch ausgerichtet sind, ist nicht selbstverständlich. "Die Natur wäre sehr wohl in der Lage, regelmäßige Strukturen zu erzeugen, das zeigen etwa die Skelette von Tiefseeschwämmen", sagte Stampfl der APA.

Unempfindlich gegenüber Fehllasten

Um der Sache auf den Grund zu gehen, haben die Forscher Knochenbälkchen zuerst im Computer und dann aus Kunststoff nachgebaut und mit regelmäßig ausgeführten Strukturen verglichen. Es zeigte sich, dass die unregelmäßigen Strukturen, wie sie auch in der Natur vorkommen, zwar eine geringere Festigkeit gegenüber bestimmten Belastungen aufweisen, gegenüber so genannten Fehllasten sind sie jedoch wesentlich unempfindlicher."Solche Fehllasten treten beispielsweise bei einem Sturz auf", erläuterte der Wissenschafter. Bei einem unregelmäßigen Aufbau der Stützlamellen, so fanden die Experten weiters heraus, wird die Energie des Sturzes besser verteilt, das sorgt für die erhöhte Fehlertoleranz des Bälken-Durcheinanders.

Nach ihren Untersuchungen über die Archtektur von Knochen wollen die Wissenschafter in einem Folgeprojekt nun in Zusammenarbeit mit Medizinern die optimalen Materialien für künstliche Knochen suchen. Die Techniker kooperieren dabei mit dem Ludwig Boltzmann-Institut für Osteologie in Wien.