Werkstoffe Neuartiger Knochenersatz soll Wachstum anregen - medizin&technik - Ingenieurwissen für die Medizintechnik

Werkstoffe

Neuartiger Knochenersatz soll Wachstum anregen

Knochenersatz.jpg
Modell eines echten Knochens mit daran angebrachtem Knochenersatz (Bild: Steffen Witzleben)
Anzeige
An der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS) arbeiten Forscher an neuartigen hybridenKnochenersatzmaterialien. Sie sollen aus einem Depot langsam Wirkstoffe abgeben, die das Wachstum des natürlichen Knochens anregen.

„Herkömmliches Knochenersatzmaterial (KEM) entspricht zu wenig dem natürlichen Knochengewebe“, erklärt Prof. Steffen Witzleben von der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, in dessen Arbeitsgruppe an Alternativen gearbeitet wird. „Das Material, das wir entwickeln möchten, soll in seiner Zusammensetzung dem natürlichen Gewebe nachempfunden werden.“ Dieses Grundgerüst, das später als Granulat oder in Pulverform vorliegen soll, wird mit anorganischen und mit organischen/makromolekularen kombinierten Bestandteilen hergestellt.

Zwei Aufgaben für das Material

Es hat zwei Funktionen: Zum einen ist es Knochenersatz, zum anderen dient es als Trägermaterial für Bisphosphonat-Wirkstoffe, die zunächst chemisch auf dem Träger gebunden sind. Diese Wirkstoffe regen die Osteoblasten, das sind die Zellen für den Knochenaufbau, zum Wachstum an.

Parallel untersucht das Forscherteam die Verkapselung der Bisphosphonat-Wirkstoffe in einem Depot aus Polymeren, die sich langsam auslösen und die Wirkstoffe noch stärker verzögert abgeben. Der Grund: Laut Witzleben darf die Abgabe der Wirkstoffe, die Releasefunktion, erst rund zwei Wochen nach der Operation beginnen.

Gegenspieler beim Knochenauf- und abbau

„Die Bisphosphonate und ihre Derivate wirken altersunabhängig“, sagt Professor Witzleben. Die neuartigen Hybrid-KEM wirken demzufolge auch dann, wenn altersbedingt die Osteoklasten, die für den Abbau der Knochenzellen verantwortlich sind, gegenüber den Knochen aufbauenden Osteoblasten im Verhältnis sozusagen die Oberhand gewinnen.

Zur Kontrolle, ob die neu zu entwickelnden Hybrid-KEM das einhalten, was sich die Wissenschaftler versprechen, werden auch kommerzielle KEM mit den Wirkstoffen behandelt und ihre jeweilige Wirkung auf die Zellsysteme untersucht. Die Untersuchung der Struktur und Morphologie der neuen Hybrid-Werkstoffe erfolgt durch Kernspinmagnetresonanz-Spektroskopie (NMR-Spektroskopie) und Röntgenstreuung. Anhand von befruchteten Hühnereiern lässt sich im Versuch zudem feststellen, ob in der Eihaut, wo zuvor Hybrid-KEM mit Bisphosphonat-Wirkstoffen zugeführt wurden, Osteoblasten wachsen.

BMBF fördert im Projekt den Ingenieurnachwuchs

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert in seinem Programm „Ingenieurnachwuchs“ das Projekt „Entwicklung neuer Hybride auf Phosphat/Silicat/Agarose-Basic als Knochenersatzmaterial mit Release-Funktion für Bisphosphonat-Wirkstoffe“ mit einer halben Million Euro ab Oktober 2018 für die Dauer von vier Jahren. Projektpartner sind die Universitäten Bonn und Jena, RWTH Aachen und die Ruhr-Universität Bochum.

Anzeige

Aktuelle Ausgabe

Newsletter

Unsere Dosis Wissensvorsprung für Sie. Jetzt kostenlos abonnieren!

Produkttester werden!

Sie möchten Differenzdrucksensoren testen. Jetzt bewerben!

medicine&technology

Die englische Ausgabe, hier als PDF.

Erscheint zwei Mal im Jahr mit europaweiter Verbreitung.

Aktuelles Titelthema: Biologische Transformation

Warum es sich in der Medizintechnik lohnt, gewohnte Ideen hinter sich zu lassen und Neues auszuprobieren

Alle Webinare & Webcasts

Hier finden sie alle Webinare unserer Industrieseiten

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Kalender

Aktuelle Termine für die Medizintechnik-Branche

Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de