Schrauben aus künstlichem Knochenmaterial ersparen zweiten Eingriff

Um das Knie nach einem Kreuzbandriss wieder dauerhaft zu stabilisieren, setzen Chirurgen während der Operation unter anderem Schrauben aus Titan oder Stahl ein. Und diese müssen in einem weiteren Eingriff wieder entfernt werden und führen schlimmstenfalls zu Körperunverträglichkeiten. Um Patienten diese Zusatzbelastung zu ersparen, entwickelt ein deutsches Forscherteam sogenannte biokeramische Implantate, die der Körper eigenständig abbauen kann.

Körper ersetzt HA-Schraube durch echtes Knochenmaterial

Bei den neuen Implantaten handelt es sich um Schrauben aus Hydroxylapatit (HA-Schrauben), einem künstlichen Knochenmaterial. Einmal in den Knochen eingebaut, ersetzt es der Körper automatisch durch echten Knochen (Resorption). Die genaue Resorptionsdauer lässt sich dabei durch die gezielte Dotierung mit Siliziumoxid-Nanopartikeln festlegen. „Die materialwissenschaftliche Herausforderung besteht unter anderem darin, mit diesem Material die für den Einsatz der Schraube notwendige hohe Festigkeit zu erreichen“, erklärt Professor Kurosch Rezwan, Leiter des Fachgebiets Keramische Werkstoffe an der Universität Bremen.

Die HA-Schraube befindet sich noch in der Entwicklungsphase. Derzeit tüfteln die Wissenschaftler an einem keramikgerechten Schraubendesign und einer Spritzgusstechnik für Hydroxylapatit-Pulver. Diese soll es möglich machen, auch komplexe dreidimensionale Implantate ohne jegliche Nachbearbeitung herzustellen. Mit einer Prototypenserie konnten die Forscher bereits zeigen, dass es gelingen kann, komplizierte Formen mit einer guten mechanischen Stabilität zu produzieren.

Projekt erhält Millionen-Finanzspritze

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung stellte im Rahmen der Förderrichtlinie »Validierung des Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung (VIP)« über eine Million Euro zur Verfügung. „Mit VIP haben wir die Voraussetzungen geschaffen, ungenutzte Potentiale von Forschungsergebnissen zu erkennen und eine Brücke zur wirtschaftlichen Verwertung zu bauen“, erklärte Dr. Helge Braun, Parlamentarischer Staatssekretär, während der Übergabe einer Urkunde an die Projektpartner zum Projektstart am vergangenen Freitag in Gießen. Zu diesen zählen neben Unfallchirurgen der Justus-Liebig-Universität Gießen auch Materialwissenschaftler der Universität Bremen sowie Forscher des Fraunhofer-Instituts und der Universität Bonn.