Bioknochen statt Metallimplantat

Foto: Bio-Polymer (weiß) und Kalziummineralen (grau)

Komposition aus Bio-Polymer und
Kalziummineralen soll in Zukunft
Knochen ersetzen; © S. Henning/
TRM Leipzig, IPW Merseburg

"Unser neues Material erlaubt nicht nur den tragenden und passgenauen Ersatz für fehlende Knochen, sondern es ist gleichzeitig ein Klettergerüst für neue Zellen, die darin optimale Wachstumsbedingungen finden", erläutert Doktor Sven Henning vom Translationszentrum für Regenerative Medizin (TRM) Leipzig. Sein Ziel ist es, einen Ersatz für Knochen zu schaffen, die aufgrund von Trauma, Tumor oder degenerativen Krankheiten fehlen.

In seinem neuartigen Werkstoff kombiniert Henning ein bioaktives Kalziummineral, das gut von Zellen besiedelt werden kann, aber nicht bruchfest ist, mit dem durch ein spezielles Verfahren modifizierten und dadurch sehr stabilen Bio-Kunststoff Polyhydroxybuttersäure. Dieses bakteriell produzierte und im Körper allmählich biologisch abbaubare Material kann von dem Forscher gut bearbeitet werden und so zur nötigen Elastizität und Oberflächengestaltung gebracht werden.

Das Ergebnis: Die neue Materialkombination ahmt den natürlichen Knochen in seiner Materialkomposition, Mikromechanik und Oberflächengestalt sehr genau nach. Damit kommt es dem natürlichen Knochen wesentlich näher als übliche Metallimplantate. Das hohe Risiko von Abstoßungsreaktionen und Unverträglichkeiten sinkt. Außerdem sollen die spezifischen Eigenschaften des Materials das Nachwachsen der Knochen optimal stimulieren.

Bis ins Alter ist der Körper des Menschen zur Regeneration, zur Selbstheilung, von Knochen fähig. Sie gelingt aber nur, wenn die Knochenzellen aus ihrer Umgebung die passenden Signale empfangen. Wie erste erfolgreiche Versuche zeigten, sendet das Material von Henning genau die richtigen Signale aus. "Im Labor haben Knochenzellen kleine Implantatproben besiedelt und mit der Produktion von Kollagen, einem Grundbaustoff des natürlichen Knochens, begonnen" erklärt Henning.

Im nächsten Schritt wird er in die präklinische Studienphase treten. Sind diese Versuche erfolgreich, könnten in fünf bis acht Jahren die ersten Patienten an Oberschenkeln oder Unterarmen Bioimplantate eingesetzt bekommen.

MEDICA.de; Quelle: Translational Centre for Regenerative Medicine (TRM) Leipzig