Leiter

• Prof. Dr. Jürgen Janek
• Dr. Marcus Rohnke

Mitarbeiter

• Dr. Anja Henß
• Julia Kokesch-Himmelreich
• M.Sc. Markus Göttlicher

 Zusammenfassung

Dieses Teilprojekt hat als ein wesentliches Ziel die Untersuchung der Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (TOF-SIMS) auf ihre Eignung als analytische Methode mit dreidimensionaler Ortsauflösung für Grenzflächenbereiche von Biomaterialien, die in den kooperierenden Teilprojekten untersucht werden. Ziel ist es, sowohl die Stabilität von Implantaten als auch die Bildung von neuen Knochenbestandteilen chemisch besser beurteilen zu können. Daneben soll in Zusammenarbeit mit dem Projekt M1 die plasmachemische Anodisierung von Ti-Werkstoffen auf ihre Eignung als Oberflächenvorbehandlung untersucht werden.

Schematische Darstellung der Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS)  

Primärionen (z.B. Bi₃ +-Cluster) treffen auf die Probenoberfläche und lösen dort eine Stoßkaskade aus. Es kommt zur Emission von Sekundärionen, die aus der Probenoberfläche stammen und anschließend im Analysator nach ihrer Masse aufgetrennt und detektiert werden. Ein wesentlich intensiverer C₆₀-Ionenstrahl kann zum Abtrag der Probe verwendet werden. Damit kann für einen kleinen Bereich von typischerweise 100 μm x 100 μm x 10 μm eine dreidimensionale Massenlandkarte erstellt werden. Je nach gewünschter Darstellung erhält man Massenspektren, Massenbilder aus verschiedenen Ebenen oder Tiefenprofile (Abbildung von E. Mutoro).
(Quelle: Henß A, Rohnke M, Janek J, Heiß C. Labor&more 4.11:2-7)

Knochenschnitt: a Angefärbte lichtmikroskopische Aufnahme und b ToF-SIMS-Massenbild der gleichen Probe: Die Signalintensitäten der Fragmente PO₃ –, PO₂ –, C₁₆H₃₂O– und C₁₆H₃₀O₃ – sind normiert und addiert: 1= Implantat, 2= sich neu bildender Knochen, 3= Saum von Zellen, 4= Fettvakuole und 5= Knochenmarkzellen
(Quelle: Henß A, Rohnke M, Janek J, Heiß C. Labor&more 4.11:2-7)