4 April 2011

Polymaterials AG – Neue Materiallösungen verwirklichen

Forschung an biomedizinischen Polymeren

Um aus Ideen der Grundlagenforschung tatsächlich marktfähige Produkte zu entwickeln, fehlen vielen Unternehmen in der Regel die Ressourcen und die Infrastruktur. Sowohl unter technischen als auch ökonomischen Gesichtspunkten sind Materialinnovationen in der Wirtschaft jedoch unerlässlich. Die Polymaterials AG bietet mit ihrer strukturierten Dienstleistungspalette ihren Kunden die Möglichkeit, Materialprobleme zu lösen und innovative Ideen zu realisieren.

Die 1999 gegründete Polymaterials AG ist ein Dienstleistungsspezialist im Bereich der Polymere mit F+E- und Produktionsressourcen im Bereich Polymere und Compounds. Dr. Jürgen Stebani, CEO des Unternehmens, sieht den deutlichen Vorteil der Polymaterials AG in ihrer Schnelligkeit und Flexibilität. Denn im Vergleich zu einem Großunternehmen zeichnet sich die Polymaterials AG durch kurze Entscheidungswege und Fokus auf Spezialmaterialien im “halbindustriellen” Maßstab aus.

Obwohl die Polymaterials AG ein Dienstleistungsunternehmen ist, hält Stebani, als Vorstand auch zuständig für strategische Expansionsmöglichkeiten, Augen und Ohren offen, um Trends am Markt zu erfassen. So ist das Unternehmen Mitglied der nationalen Plattform Elektromobilität. Auf Einladung der Bundeskanzlerin hat sich diese Plattform im Mai 2010 gegründet, um Deutschland bis zum Jahr 2020 zum Leitanbieter für E-Mobility zu entwickeln. Als eines von sechs Chemieunternehmen ist die Polymaterials AG dort vertreten. Denn mit ihren Standorten in Kaufbeuren und im Bayer Chemiepark Leverkusen und der Infrastruktur aus Laboratorien, Technika und Produktion verfügt die Polymaterials AG über die Innovationsprozesskette eines Großkonzerns.

Übertragung zwischen Wissenschaft und Industrie
Traditionell ist die Chemische Industrie als eigentlicher Materialhersteller einer der Hauptkunden der Polymaterials AG. In vielen Großunternehmen ist zwischen der Ideenfindung und der internen Umsetzung laut Stebani eine Lücke entstanden. Auftragsforscher und -produzenten wie die Polymaterials AG schließen diese Lücke in idealer Weise und können so Projekte aus der Grundlagenforschung bis zum Markteintritt bringen. “Wir bilden sozusagen eine neue, unabhängige Übertragungsplattform zwischen Forschungsinstituten und Wirtschaft”, erklärt der Polymerchemiker. Ziel ist es immer, eine Materiallösung zu entwickeln, die den Anforderungen des Kunden entspricht und industriell kosteneffizient umzusetzen ist.

Um neue thermoplastische Compounds schnell und kostengünstig herstellen und prüfen zu können, hat die Polymaterials AG das High-Throughput-Compounding (HTC) entwickelt. Das Gesamtkonzept beinhaltet die Herstellung eines DIN-Norm-Prüfkörpers in einem integrierten Compoundier- und Spritzgießprozess mit anschließender Materialprüfung sowie Auswertung über eine Versuchsplanungssoftware. Durch diese von der Polymaterials AG gemeinsam mit Engel Austria GmbH und weiteren Zulieferern entwickelte Compoundiertechnik ist es nun möglich, mit Materialmengen von nur einem Kilogramm pro Compound 300 bis 500 verschiedene Kunststoffrezepturen innerhalb von ein bis zwei Wochen zu prüfen. Die Zeit für die Rezepturentwicklung wird so deutlich verkürzt, und der Erkenntnisgewinn durch Einsatz von statistischer Versuchsplanung erheblich erhöht.

Im Gebiet Kunststoffe bietet die Polymaterials AG die Entwicklung und Produktion des untersuchten Werkstoffs an. Durch die Übernahme des Bereichs Polymersynthese der ehemaligen Bayer Zentralforschung stehen dem Unternehmen zahlreiche Syntheseanlagen zur Verfügung. Die Produktion kann dabei vom Labormaßstab auf bis zu tausend Tonnen jährlich gesteigert werden. Der Anwender kann demnach “seine” idealen Materialien beziehen, neue Produkte entwickeln und einen Markt für größere Abnahmen mit einer fundierten Rohstoffbasis generieren. “Unser Auftraggeber ist jeweils exklusiver Nutznießer der Entwicklungen und Produktionen”, sagt Jürgen Stebani. Dies gilt sowohl für die während der Entwicklung entstandenen Daten und Informationen als auch für das speziell produzierte Polymer.

Neben der Chemischen Industrie gehören auch zunehmend Hersteller von anspruchsvollen technischen Produkten, wie zum Beispiel Automobilzulieferer, zu den Kunden der Polymaterials AG. “Die Kunden nehmen die für den Fortschritt nötigen Materialanpassungen vermehrt selbst in die Hand, indem sie uns beauftragen”, so Stebani. So finden neue und überarbeitete Rezepturen den Weg auf den Markt. “Im Bereich der Biopolymere sind wir zum Beispiel dabei, biogene Bausteine zu polymerisieren und neue Blends und Compounds mit unserer überlegenen HTC-Technologie zu screenen.”

Neue Chancen für die Gewebeheilung
Einen Teil ihrer Innovationskraft setzt die Polymaterials AG für biomedizinische Materialien ein. Gemeinsam mit zahlreichen Partnern aus Unikliniken, Forschungsinstituten und Industrie entwickelt die Polymaterials AG Werkstoffe, die Zellen als dreidimensionaler Zellträger dienen sollen. Diese Materialien sind biokompatibel und bioresorbierbar, setzen wesentlich weniger Säuren frei als die bekannten Polymilchsäuren und sind fast beliebig an die Eigenschaftsanforderungen anpassbar. “Die dreidimensionalen Formen aus dem Werkstoff entsprechen genau dem fehlenden Gewebe”, erklärt Stebani, so dass die auf das Konstrukt aufgebrachten Zellen des Patienten exakt in die richtige Form wachsen können.

Die 3D-Datensätze werden durch eine Computertomographie des Patienten gewonnen. Im Anschluss wird mit einer durch Rapid Prototyping erzeugten Silikon-Gussform die gewünschte Form hergestellt. “Wir haben inzwischen eine ganz breite Palette an unterschiedlichen Materialzusammensetzungen mit unterschiedlichen Materialeigenschaften”, so Stebani. Diese komplette Rezepturplattform aus polymeren Komponenten mit unterschiedlichen Rezepturbestandteilen erlaubt es, die Eigenschaften auch gewebespezifisch anzupassen. In etlichen Versuchsserien konnte die Gewebeverträglichkeit und das Fehlen jeglicher Entzündungsanzeichen nachgewiesen werden. Geprüft werden die Werkstoffe zum Beispiel bereits in der Orthopädie, für Knorpel oder Bandscheiben, aber auch in der Unfallchirurgie zur Gewebekonstruktion. Stebani hebt den interdisziplinären Charakter des Projektes hervor: “Die Kombination aus medizinischer Anwendung mit polymerchemischer Expertise zur Materialentwicklung und dreidimensionalen Formgebung schafft Innovationen und völlig neue Chancen in der Gewebeheilung”.

Source: BIOPRO Baden-Württemberg, 2011-04-04.

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