Mit Analysemethoden aus der Werkstoffforschung versucht ein Forscherteam der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Thun, den Knochenaufbau besser zu verstehen. Sägt man etwa einen Oberschenkelknochen auf, erkennt man eine harte Außenschicht und eine poröse Füllung. Unter dem Mikroskop sind innerhalb der harten Schale wiederum zylindrische Strukturen aus konzentrischen Lamellen erkennbar, die um zentrale Blutgefäße angeordnet sind.
Die Lamellen sind nur wenige Tausendstel Millimeter dick und bestehen aus Kollagenfasern, in die Mineralpartikel eingelagert sind, eingebettet in einer proteinhaltigen mineralischen Matrix. Je höher die Mineralisierung, desto steifer, aber auch bruchanfälliger ist der Knochen. Um das Bruchrisiko bei Osteoporose genauer voraussagen zu können, setzen die Forschenden kleinste Proben aus Knochenmaterial, die nur eine Lamelle enthalten, Zug- und Druckversuchen aus. Aktuell läuft ein Projekt, in dem Knochenmaterial von Patienten mit Hüftimplantat untersucht wird. Daten über mikromechanische Eigenschaften, Mikrostruktur, Zellaktivität und Stoffwechsel sollen gesammelt und mit dem klinischen Befund und den Patientendaten korreliert werden. Eine Datenbank soll künftig erlauben, die Knochenqualität eines Patienten in die Diagnose einzubeziehen.
