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Hilfe für gebrochene Wirbel

Materialwissenschaft: Aus Polymer plus Protein wird ein neuer Knochenzement
Hilfe für gebrochene Wirbel

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Viele Anforderungen wollen Jenaer Wissenschaftler mit einem neuen Knochenzement erfüllen. Der kann seine Festigkeit im Verlauf der Heilung verändern und setzt darüber hinaus Proteine frei, die das Wachstum der Knochenzellen fördern.

Einen Wirbelbruch stabilisiert der Chirurg heute mit so genanntem Knochenzement, den er in den gebrochenen Wirbel spritzt. Das dafür verwendete Polymer verfestigt sich nach der Injektion. Nachteilig dabei ist, dass dieser Kunststoff nicht resorbierbar – also vom Körper abbaubar – ist und die mechanischen Eigenschaften nicht zu dem des Wirbels passen. Somit droht eine Fraktur der Nachbarwirbel. Resorbierbare Knochenzemente wiederum sind mechanisch nicht stabil genug. Ein idealer Knochenzement würde sich den Eigenschaften des heilenden Knochens laufend anpassen, erst fest sein und stützen, dann langsam den wachsenden Knochen die Last tragen lassen.

Einen solchen Zement wollen die Jenaer Materialwissenschaftler PD Dr. Jörg Bossert und Prof. Dr. Klaus D. Jandt in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Raimund W. Kinne vom Lehrstuhl für Orthopädie des Universitätsklinikums Jena entwickeln. Das Heidelberger Unternehmen Biopharm trägt als industrieller Partner seine Kompetenz im Bereich der Wachstumsfaktortechnologie zum Projekt bei.
Wachstumsfaktoren steuern und beschleunigen die Umwandlung des Zementes in körpereigene Knochensubstanz. Der Clou der Jenaer Innovation aber sollen spezielle Eiweiße sein, die gezielt den Knochenaufbau fördern.
Das Haupt-Anwendungsgebiet sollen osteoporotische Knochen sein. „Die Struktur und die Eigenschaften des Knochenzements sollen so eingestellt werden, dass nach der Stabilisierung des Wirbelkörpers eine ausreichende Festigkeit gegeben ist und die Resorbierbarkeit gesteuert werden kann“, kündigt Jörg Bossert an. Dabei ist ein Ziel der Forscher, das Material auch für einen Chirurgen unter Operationsbedingungen handhabbar zu machen.
Einige Grundlagen für das Vorhaben konnten in einem von der Carl-Zeiss-Stiftung geförderten Doktorandenprojekt gelegt werden. Erste Versuche mit Prototypen des neuen Knochenzements verliefen vielversprechend. Mit der Marktreife des neuen Knochenzements wird bei erfolgreichem Projektverlauf in etwa vier bis fünf Jahren gerechnet.
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