Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ersatzknochen aus der Laserschmelze

01.06.2010
Ein Loch im Kopf wird im medizinischen Ernstfall häufig mit einem Implantat versorgt. Während Ersatz aus Titan lediglich Lücken schließt, fördert ein neuartiges resorbierbares Implantat die Regeneration des Körpers: Es ist maßgeschneidert und schwindet im selben Maße wie der Knochen nachwächst.

Kleinere Knochenverletzungen kann der Körper selbst ausheilen, bei größeren braucht er Hilfe. Häufig kommen dann Implantate zum Einsatz. Im Gegensatz zu Dauerlösungen aus Titan sollen resorbierbare Implantate fehlende Knochenteile nur so lange ersetzen, bis die Lücke geschlossen ist.

Je nach Größe des Defekts, Alters und Gesundheitszustands des Betroffenen kann das Monate oder Jahre dauern. Ein neues Implantat verbessert die Voraussetzungen für den Heilungsprozess. Es entstand im Projekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung »Resobone« und wird für jeden Patienten maßgefertigt. Anders als der bisher übliche Knochenersatz ist es nicht massiv aufgebaut, sondern porös: In Abständen von wenigen hundert Mikrometern durchziehen feine Kanäle das Implantat. »Seine Passgenauigkeit und die perfekte Porenstruktur in Verbindung mit dem neuen Biomaterial versprechen einen bislang nicht erreichten vollständigen knöchernen Umbau«, fasst Priv.-Doz. Dr. Dr. Ralf Smeets vom Uniklinikum Aachen die Ergebnisse der ersten Verträglichkeitsuntersuchungen zusammen.

Die Porenkanäle schaffen eine Gitterstruktur, in die der angrenzende Knochen hineinwachsen kann. Ihr Grundgerüst besteht aus dem Kunststoff Polylactid, kurz PLA. Darin eingelagerte Körnchen aus Tricalciumphosphat (TCP) sorgen für Festigkeit und regen den natürlichen Knochenheilungsprozess an. In Form von Pasten, Granulaten und Halbzeugen haben sich TCP und PLA bereits als resorbierbare Implantate bewährt. Der Körper kann beide Stoffe etwa so schnell abbauen, wie der natürliche Knochen nachwächst. Das Material lässt sich aber nur dort einsetzen, wo es nicht zu stark belastet wird: So sollen die »Resobone«-Implantate vor allem fehlende Gesichts-, Kiefer- und Schädelknochen ersetzen. Sie können derzeit bis zu 25 Quadratzentimeter große Lücken schließen. Ihre besondere Struktur wird durch ein Fertigungsverfahren möglich, das am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen ursprünglich für den Aufbau industrieller Prototypen entwickelt wurde – das Selective Laser Melting (SLM): Ein hauchdünner Laserstrahl schmilzt den pulverisierten Werkstoff schichtweise zu Strukturen, die 80 bis 100 Mikrometer fein sein können.

Als Vorlage für die passgenaue Fertigung der Implantate dienen Computer-Tomographien des Patienten. Die Arbeitsabläufe von den CT-Aufnahmen über die Konstruktion des Implantats bis zu seiner Fertigung sind so aufeinander abgestimmt, dass sich Ersatz für ein defektes Jochbein in wenigen Stunden und ein fünf Zentimeter großes Schädelstück über Nacht herstellen lässt. Dazu kommt ein erheblicher Zeitgewinn während der Operation: »Bisher gibt es noch keine maßgefertigten resorbierbaren Implantate. Der Chirurg muss während der Operation TCP-Quader oder vorab entnommenes, patienteneigenes Knochenmaterial zuschneiden und in den Defekt einpassen«, erklärt Simon Höges, Projektleiter am ILT. Zudem verringert sich die Zahl der Operationen: Die Entnahme von Knochenersatz aus dem Beckenknochen des Patienten entfällt ebenso wie Folgeoperationen bei Kindern zum Austausch eines Dauerimplantats, das nicht mitgewachsen ist. »Unser Projektziel – eine geschlossene Prozesskette zur Herstellung individueller Knochenimplantate aus resorbierbaren Werkstoffen – haben wir erreicht«, zeigt sich Höges zufrieden. Nun sei es an den Projektpartnern, zu denen auch Implantathersteller gehören, die Ergebnisse in Produkte umzusetzen.

Simon Hoeges | Fraunhofer Mediendienst
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010/06/ersatzknochen-laserschmelze.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Markerfreies Verfahren zur Schnelldiagnose von Krebs
21.05.2018 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Klare Empfehlungen für künstliches Kniegelenk
18.05.2018 | Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

Tagung »Anlagenbau und -betrieb der Zukunft«

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Wie Immunzellen Bakterien mit Säure töten

18.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics