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Implantate: Superelastische Knochen aus dem 3-D-Drucker

Ein neues Material für Knochenimplantate ist flexibel, einfach herzustellen und hat seine ersten Tests im Tierversuch bestanden.
Ein Roboterarm hält einen SchädelLaden...

Mit einem elastischen Implantatmaterial, das der Körper bereitwillig in massiven Knochen umwandelt, will eine Arbeitsgruppe aus den USA die Regeneration von zerstörten Skelettteilen voranbringen. Wie das Team um Ramille Shah von der Northwestern University in Chicago berichtet, ist der Stoff ein Komposit aus dem Mineral Hydroxylapatit und einem biologisch abbaubaren Polymer. Obwohl das Mineral sehr hart ist und etwa 90 Prozent der Masse des Implantats ausmacht, ist das Material sehr elastisch und leicht zu verarbeiten. Pro Stunde, so Shah, könne ein 3-D-Drucker ein Volumen des Materials entsprechend dreieinhalb Äpfeln in jede beliebe Form bringen. In Versuchen an Nagetieren und Primaten wuchs binnen weniger Wochen neuer Knochen in die implantierte Form.

Fehlenden Knochen zu ersetzen, ist bis heute schwierig. Am liebsten nehmen Mediziner den eigenen Knochen von einer anderen Stelle des Körpers. Der Nachteil ist allerdings, dass ein Mensch nur eine begrenzte Menge Knochen hat. Deswegen verwendet man gerne synthetisches Material als Gerüst, an dem sich Knochenstammzellen ansiedeln. Die aber sind wählerisch: Die besten Ergebnisse beim Ansiedeln ergab bisher Kalziumphosphat, das aber hart, brüchig und schwer zu verarbeiten ist. Das Implantatmaterial von Shah und ihrem Team dagegen enthält einerseits das in Knochen natürlicherweise vorkommende Hydroxylapatit, auf dem Knochen und Gefäße gut wachsen, ist durch das Polymer aber gleichzeitig auch flexibel und leicht zu verarbeiten. Allerdings hat der Stoff bisher erst wenige Tierexperimente hinter sich, so dass der Weg zum klinischen Einsatz selbst im günstigsten Fall noch lang ist.

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