22:04 21 April 2019
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    Eine wissenschaftliche Ausstellung in Moskau (Archivbild)

    Revolution der Prothese? Wenn Knochen aus dem Drucker kommen

    © Sputnik / Wladimir Pesnya
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    Valentin Raskatov
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    Vom Kunststoff aus dem 3D-Drucker zum waschechten Knochen im menschlichen Körper – was zunächst verblüffend klingen mag, haben Forscher des Fraunhofer Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik Wirklichkeit werden lassen. Sputnik hat sich die neue Technologie erklären lassen, die die Prothese revolutionieren könnte.

    Wenn ein Knochen zu stark beschädigt ist, muss schon mal ein Implantat her. Doch gängige Implantate haben einige Nachteile, etwa den, dass sie irgendwann zu Abstoßungsreaktionen führen, Behandlungen nach sich ziehen und neue Operationen zwecks Austausches erfordern.

    Revolution der Prothese? Wenn Knochen aus dem Drucker kommen

    Forscher des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik (Fraunhofer IST) haben im Rahmen eines EU-Projekts mit acht weiteren Partnern nun eine Technologie entwickelt, bei der Implantate aus dem 3D-Drucker in den Körper eingesetzt werden – und sich in echte Knochen verwandeln. Sputnik hat mit Jochen Borris, dem Geschäftsleiter Life Science und Umwelt am Fraunhofer IST sowie Thomas Neubert, dem Projektleiter des FAST genannten Projekts, gesprochen.

    Der Trick: Die Fraunhofer-Forscher nehmen einen Stoff, der beliebig lange zu einer festen Struktur kombiniert werden kann, ein sogenanntes Polymer, und drucken den benötigten Knochen in Form eines Gerüsts aus dem 3D-Drucker aus. Das Gerüst hat Hohlräume und ist mithilfe eines sogenannten Plasmajets so bearbeitet, dass die Oberflächen für eine Ansiedlung von Knochenzellen attraktiv sind. Das Gerüst wächst also nach und nach mit Knochenzellen zu.

    Doch damit nicht genug:

    „Das Gerüst selbst ist biologisch verträglich und abbaubar. Am Ende der Behandlung löst sich diese Gerüststruktur rückstandsfrei im Körper auf und es ist wieder echtes Knochenmaterial vorhanden“, betont Neubert im Sputnik-Interview.

    Das Einsatzgebiet der Technologie umfasst alle Arten von Knochenbrüchen, bei denen der Knochen die Arbeit alleine nicht mehr schafft. „Große Frakturen, auch im Bereich des Schädels und Knochenentzündungen sind Beispiele“, bemerkt Borris dazu. Bei Osteoporose dagegen helfe die Technik nicht, da hier gerade das Wachstum der Knochen gestört sei.

    • Wenn Knochen aus dem Drucker kommen
      Wenn Knochen aus dem Drucker kommen
      © Foto : Fraunhofer IST
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      Wenn Knochen aus dem Drucker kommen
      © Foto : Maastricht Unviersity
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    Wenn Knochen aus dem Drucker kommen

    Neben dem klaren gesundheitlichen Vorteil halten die Forscher die Technologie gegenüber gängigen Implantaten auch für wirtschaftlich überlegen:

    „Ein wichtiger Preisfaktor bei Behandlungen ist immer die Dauer der Krankenhausaufenthalte und auch die Anzahl der notwendigen Operationen“, erklärt Neubert.

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    Nachbehandlungen wegen Entzündungen und Abstoßungen des Implantats sowie chirurgische Eingriffe zum Austausch des Implantats entfallen beim Knochen aus dem Drucker und senken dadurch die Kosten.

    Derzeit geht die Forschung in die Phase der Tierversuche über. Dabei werden die gedruckten Strukturen in Versuchstiere implantiert und ihr Einwachsverhalten untersucht. Auch werden die Prototypen weiterentwickelt, damit sie noch stabiler werden, bemerkt Neubert. Bis es zu klinischen Studien am Menschen kommt, dauert es aber noch.

    Das Interview mit Thomas Neubert und Jochen Borris in voller Länge:

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    Tags:
    Implantat, Prothese, Knochen, 3D-Drucker, Innovationen, Medizin, Deutschland