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Entwicklung abbaubarer, stabiler Knochenersatzmaterialien

 

Knochen ist ein natürliches Verbundsmaterial im menschlichen Körper, welches hauptsächlich aus Kollagenphasern und Mineralien besteht. Ziel des Projektes war es, ein synthetisches und voll absorbierbares Knochenersatzmaterial mit einer Verstärkung aus Nanofasern herzustellen und zu beschreiben.

Hintergrund (abgeschlossenes Forschungsprojekt)

Menschliches Knochengewebe besteht aus einem hochstrukturierten Geflecht aus Fasern, Proteinen und mineralischen Kristallen. Dank diesem spezialisierten Gerüst sind Knochen sehr stabil gegenüber hohen Druck- und Zugkräften. Entsprechend gross ist die Herausforderung ein Material zu entwickeln, das als künstlicher Knochenersatz eine vergleichbare Stabilität erreicht. Herkömmliches, keramisches Knochenersatzmaterial, das nach Unfällen, Operationen oder Tumorerkrankungen eingesetzt wird, genügt diesen Anforderungen nicht und muss meist mit Platten und Schrauben zusätzlich stabilisiert werden. Reto Luginbühl und sein Team setzten sich deshalb zum Ziel, herkömmliche keramische Knochenzemente mit Nanofasern zu verstärken und ein biologisch abbaubares Verbundmaterial zu entwickeln, das genauso stabil ist wie natürliches Knochenmaterial.

Resultate

Mit einem neu entwickelten Verfahren stellten die Forscher ein Verbundmaterial aus Knochenzement und biologisch abbaubaren Poly-Milchsäure-Fasern her und charakterisierten das Material hinsichtlich chemischer, physikalischer und mechanischer Aspekte. Dank der homogen verteilten Fasern konnte die Kompressions-Stabilität des Materials bis zu 90 % verbessert werden. Experimente an Ratten zeigten, dass einige Zeit nach der Implantation die körpereigene Knochenbildung wie erwünscht einsetzte und das Material abgebaut wurde. Die synthetischen Partikel hatten keine negativen Auswirkungen auf die anderen Organe der Ratten.

Bedeutung

Die entwickelten Methoden und Ergebnisse des Projektes bieten die Basis für neue Ansätze und Lösungen für die Entwicklung von abbaubarem, stabilem Knochenersatzmaterial. Tierexperimente liefern erste Daten zur Verträglichkeit dieser neuen Materialien.

Originaltitel

Nanofibres Reinforced Bone Substitute Materials: Effect of Delayed Fibre Degradation on Cells and Tissues

Projektleitung

  • Dr. Reto Luginbühl

Weitere Gesuchstellende

  • Prof. Wilhelm Hofstetter
  • Dr. Katharina Maniura

 

 

Weitere Informationen zu diesem Inhalt

 Kontakt

Dr. Reto Luginbühl RMS Foundation Bischmattstrasse 12
Postfach 203
2544 Bettlach +41 32 644 11 76 reto.luginbuehl@rms-foundation.ch