Knochenbildung mit Laser und Pulver

Die Kombination von Hochleistungslasern und bioaktiven Hydroxypatitpulvern in einem Prozess führt zu leistungsfähigeren Knochentransplantaten und prothetischen Implantaten und zu Verbesserungen in der rekonstruktiven Chirurgie.

Ein allgemeines Problem von Implantaten, Transplantaten und Knochentransplantaten ist die Pseudoarthrose (Falschgelenk). Laut eines medizinischen Wörterbuches ist die Pseudoarthrose ein pathologischer Zustand, der durch die Deossifikation eines gewichtstragenden langen Knochens, gefolgt von Krümmungen und pathologischen Frakturen, charakterisiert ist, wodurch die Bildung eines normalen Kallus unmöglich wird und das falsche Gelenk entsteht, das diesem Zustand den Namen gibt. Pseudoarthrose ist nur eine der zahlreichen Herausforderungen, denen man sich beim Thema Knochenersatz stellen muss. Infektionen, Krankheiten, Spenderunverträglichkeiten, Gewebetransplantation, Implantatbindung, frühzeitige Implantatdefekte und Frakturen sind nur einige der bei Knochentransplantaten auftretenden Probleme.

Egal wie erfolgreich die Operation verlaufen ist bzw. wie problemlos die Zeit danach war – derzeit genutzte Knochenimplantate haben nur eine Lebensdauer von ungefähr zehn Jahren und müssen danach ersetzt werden. Das Ziel des aktuellen Projektes war deshalb die Bestimmung von Materialien, Beschichtungen und Prozessen, durch die der medizinische Wert von Implantaten und Prothesen erhöht werden kann. Moderne Trends favorisieren Prozesse, bei denen Implantate tatsächliche Verhaltensweisen und Leistungen von Knochen imitieren (bioaktives Material). Von Titan bis Keramik haben alle evaluierten Materialien ihre Vor- und Nachteile.

Synthetische Ca/P-Materialien wie z.B. Hydroxyapatit und Trikalziumphosphat haben auf Grund ihrer chemischen Phosphor- und Kalziumablagerungen Interesse erregt. Da diese Materialien ähnliche biologische, chemische und morphologische Eigenschaften wie natürliche Knochen aufweisen, wurden sie mit modernen 3D-Laserprozessen und bioaktiven Hydroxypatitpulvern behandelt, um osteointegrierbare orthopädische Knieimplantate herzustellen. Aktuelle Labortests haben Hinweise zu den Produktionskosten und zur verbesserten Leistungsfähigkeit bioaktiver Hydroxypatitpulver gegeben.