Zur Rekonstruktion von Knochendefekten am Schädel werden bislang körpereigene Knochentransplantate, beispielsweise vom Wadenbein oder aus dem Beckenknochen, verwendet. Im Projekt Hybrid-Bone am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Dresden, entwickeln Forscher nun personalisierbare und somit passgenaue, mechanisch stabile Knochenersatzmaterialien.
Biokeramische Materialien fürs Implantat
Der Hybrid-Knochen besteht aus additiv gefertigten, lastaufnehmenden Stützstreben, die mit porösem Schaum verfüllt sind. Die Schaumstruktur dient als bioabbaubare Leitstruktur dem Einwachsen von Zellen. Als biokeramische Materialien werden degradierbares Tricalciumphosphat (TCP) und bioinertes Zirkondioxid eingesetzt. Für die additive Fertigung wurde das Ceram-VPP-Verfahren ausgewählt (Ceramic Additive Manufacturing Vat Photopolymerisation) und zur Herstellung der druckbelastbaren Stützstreben aus einem TCP-ZrO2-Kompositmaterial eingesetzt. Zur späteren Schrauben-Fixierung im Knochen wurden Bohrlöcher vorgesehen.
Ergebnis aus dem 3D-Drucker zeigt gute Biokompatibilität
An den hybriden Test-Scaffolds wurde anhand von In-vitro-Analysen eine gute Biokompatibilität nachgewiesen. Es bildeten sich lebende primäre humane Osteoblasten im Hybrid-Knochen. Ergebnisse des ersten In-vivo-Tests zeigten, dass bereits innerhalb von drei Monaten das künstliche Scaffold abgebaut wurde und sich körpereigener Knochen an derselben Stelle neu bildete.
Projektziel ist ein humaner personalisierter Kieferknochen zum potenziellen Einsatz im Patienten.
www.ikts.fraunhofer.de, Auf der Compamed: Halle 8a, Stand G10
