Hüftimplantate beschichten

Aseptische Entzündungen verhindern

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Beispiel für ein Hüftgelenkspfannenimplantat (Accolade II) (Bild: Stryker European Operations B.V)
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Ein neues europäisches Forschungsprojekt hat zum Ziel, die Komplikationen im Zusammenhang mit implantierten Gelenkprothesen zu verringern – vor allem, indem die Projektpartner das Entzündungsrisiko durch eine spezielle Beschichtung des Implantats senken.

Der Einsatz von Hüftprothesen ist in den vergangenen zehn Jahren innerhalb der Europäischen Union stark gestiegen – vor allem in Österreich und Deutschland mit 300 Implantaten pro 100 000 Einwohner. Die Häufigkeit aseptischer Entzündungsprozesse – also der Entzündungen, bei denen keine Keime nachgewiesen werden können – zwischen Knochen und Implantat hat sich erhöht. Mit der Entzündung einher geht eine Lockerung der Prothese, wa eine verkürzte Lebensdauer des Hüftgelenks zur Folge hat.

Ein Konsortium von elf Forschungs- und Industriepartnern hat sich unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT aus Aachen nun zusammengeschlossen, um eine neue Generation von Endoprothesen zu entwickeln, mit denen sich aseptische Lockerungserkrankungen behandeln lassen: Im Projekt Evpro entwickeln die Projektpartner aus vier Ländern biologisch aktive Beschichtungen für die Hüftrevisionsendoprothese, die in der Lage sind, Entzündungen an der Oberfläche der Endoprothese zu kontrollieren und die Knochenregeneration zu fördern.

Verbesserte Heilung und längere Lebensdauer

Die Evpro-Beschichtung kombiniert ein neues bioaktives, adaptives, nano-funktionalisiertes, abbaubares Biomaterial mit extrazellulären Vesikeln, das in eine beständige knocheninstruktive, mikro- und nanoporöse TiO2-Oberfläche integriert ist. Diese Beschichtungen werden an der Schnittstelle zwischen Implantat und entzündetem Gewebe eingebracht, um Entzündungen wahrzunehmen und selbstregulierend zu modulieren. Darüber hinaus können knochenbildende Zellen, sogenannte Osteoblasten, in die Beschichtung migrieren und einwachsen und so die Verbindung des Implantats mit dem Knochen stärken.

Dies verbessert nicht nur die Heilung, sondern verlängert auch die Gesamtlebensdauer des Implantats. Langfristig erwarten die Forscher, dass die Zahl der Operationen zum Ersatz abgenutzter Implantate abnimmt und sich dies direkt positiv auf die Dauer der erforderlichen Krankenhausaufenthalte und die Verschreibungen teurer Medikamente auswirkt.

Entwicklung marktreifer Medizinprodukte

Gemeinsam mit dem Konsortium arbeitet das Fraunhofer IPT nun daran, ein marktreifes Produktportfolio für die neue Generation von Hüftrevisionsendoprothesen aufzubauen. In Kooperation mit den Unternehmen, die die neu entwickelte Evpro-Technologie direkt nutzen können, arbeiten die Projektpartner bereits an passenden Vertriebskonzepten. Sobald die neuen Implantate marktreif sind, wollen die Partner den Transfer der Beschichtungstechnologie von Hüftimplantaten auch auf primäre und sekundäre Knieimplantate prüfen, die ein Marktpotenzial von mehr als 3,2 Mio. Euro in der EU und den USA pro Jahr aufweisen. Später könnten auch weitere Gelenkersatzteile wie Schulter-, Knöchel- oder Ellbogenersatz direkt von der Evpro-Technologie profitieren – ebenso wie Marknägel oder Zahnimplantate, Verbindungselementen wie Schrauben oder Nägeln sowie Wundauflagen für chronische Wunden oder schwere Verbrennungen.

www.ipt.fraunhofer.de

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