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Medizintechnik: "Zellkleber" macht Implantate haltbarer

Gelenkimplantate mit neuartiger Beschichtung
Gelenkimplantate mit neuartiger Beschichtung | Das Bild zeigt Gelenkimplantate, die mit Nanoclustern aus Biomolekülen beschichtet wurden. Forscher am Georgia Institute of Technology testeten die wenige Millimeter kleinen Implantate an Ratten. Das Ergebnis: Zwischen Knochen und Implantat bildete sich eine stärkere Verbindung als im Fall herkömmlicher Materialien.
Knie- oder Hüftimplantate halten typischerweise rund 15 Jahre: Für jüngere Patienten bedeutet das eine zweite Operation, um das Implantat auszutauschen. Doch eine neuartige Beschichtung aus speziellen Biomolekülen verspricht nun längere Haltbarkeit und höhere Festigkeit.

Die Oberfläche von herkömmlichen Implantaten besteht aus Titan. Ein Team um David Collard vom Georgia Institute of Technology in Atlanta beschichtete solche Implantate mit Polymerfasern, die aus jeweils mehreren Büscheln aus dem künstlich hergestellten Biomolekül Fibronektin bestehen; die Form der Nanocluster ist vergleichbar mit Blumensträußen.

Fibronektin wirkt als "Zellkleber", denn die Moleküle enthalten Andockstellen für das Eiweißmolekül Integrin, das unter anderem die Knochenbildung stimuliert. So wirken die Fibronektin-Cluster als Anreiz für Knochenzellen, mit dem beschichteten Implantat zusammenzuwachsen – stärker als mit einer reinen Titanoberfläche.

In der Tat bewirkte die Beschichtung, dass sich die Knochenzellen stärker mit dem Implantat verbanden als normalerweise. Die Forscher testeten zunächst wenige Millimeter kleine Implantate an Rattenknochen, mit ermutigendem Ergebnis: Zwischen beiden bildeten sich 75 Prozent mehr Kontaktstellen als im Fall von unbeschichtetem Titan. Das Implantat saß auch bedeutend fester im Knochen. Um es herauszuziehen, benötigten die Forscher eine doppelt so große Kraft wie bei herkömmlichen Materialien.

Manuela Kuhar

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