Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biomaterialien: Wie Zellen auf künstlichen Gelenken wachsen

11.04.2002


Die Lebensqualität von Patienten, die an schweren Gelenkerkrankungen leiden, kann sich durch künstliche Gelenke wesentlich verbessern. Voraussetzung ist, dass die Implantate fest im Knochen verankert sind und sich die Verbindung zwischen Gelenk und Knochen nicht löst. Denn sonst müssen die Patienten in relativ kurzen Abständen mehrere Operationen durchstehen. Minh Tan Pham, Manfred Maitz und Kollegen vom Forschungszentrum Rossendorf (FZR), Dresden, beschäftigen sich mit der Frage, wie sich die Haltbarkeit von künstlichen Gelenken erhöhen und deren Bioverträglichkeit verbessern lässt. Maitz stellt das Projekt auf der Hannover Messe 2002 in Halle 18, Stand M16 (Forschungsland Sachsen) vor.

Auf Hüft- oder Kniegelenke wirken besonders große Kräfte, sie müssen das Mehrfache des Körpergewichts eines Menschen aushalten. Daher müssen Implantate, die Patienten wegen einer schweren Gelenkerkrankung erhalten, besonders gut im Knochen verankert sein. Doch gerade bei Rheuma- und Osteoporosepatienten sowie bei einigen anderen chronischen Erkrankungen bildet sich der Knochen leicht zurück, das Gelenk löst sich in relativ kurzer Zeit und muss wieder ausgetauscht werden.

Maitz und seinen Kollegen ist es gelungen, auf der Oberfläche der Implantate eine künstliche Schicht Knochenminerals zu bilden. Dazu wenden sie so genannte Ionenstrahlverfahren an. Sie wollen damit erreichen, dass das Implantat im Körper wie ein eigener Knochen anwächst. In Zellkulturversuchen hat sich gezeigt, dass sich Knochenzellen tatsächlich auf der Knochensubstanz deutlich stärker vermehren als auf dem unbehandelten Metall. Nun stehen noch Tierversuche aus. "Vor allem Risikopatienten könnten von so einer Anwendung profitieren", erklärt Maitz, "denn bei denen wird der Knochen leicht spröde oder bildet sich zurück."

In einem weiteren Projekt verbessern die Wissenschaftler die Oberflächeneigenschaften der künstlichen Gelenke: Die Implantate sind mit einem Metallschaft im Knochen befestigt. Besteht dieser aus Titan - wegen seiner guten Bioverträglichkeit ein häufig verwendetes Material - darf das künstliche Gelenk nicht mit Knochenzement fixiert werden. Der Zement würde auf das Metall wie grobes Schmirgelpapier wirken. Daher haben die Rossendorfer Wissenschaftler auf die Titanoberfläche harte Titan-Aluminium-Nitrid-Schichten aufgebracht, die den Abrieb verhindern sollen. Der Vorteil: Ein Chirurg könnte, ohne Komplikationen befürchten zu müssen, während einer Operation kurzfristig umdisponieren und auch ein Titan-Implantat einzementieren. Auch hier haben die Forscher in Zellkulturversuchen eine gute Bioverträglichkeit nachgewiesen.

Info: Das Forschungszentrum Rossendorf (FZR) ist Mitglied der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e. V. (WGL). Der WGL gehören 79 außeruniversitäre Forschungseinrichtungen an, von denen neben dem FZR noch drei weitere in Dresden ansässig sind. Die Institute der Leibniz Gemeinschaft arbeiten nachfrageorientiert und interdisziplinär; sie sind von überregionaler Bedeutung, betreiben Vorhaben im gesamtstaatlichen Interesse und werden deshalb von Bund und Ländern gemeinsam gefördert.

Forschungszentrum Rossendorf
Dr. Silke Ottow
Postfach 510119
01314 Dresden

s.ottow@fz-rossendorf.de

Dr. Frank Stäudner | idw
Weitere Informationen:
http://www.fz-rossendorf.de/hmi2002

Weitere Berichte zu: Bioverträglichkeit FZR Gelenk Implantat Knochen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie