Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Knorpel-Knochendefekte - Licht kann bei der Therapie helfen

08.10.2012
Defekte der Knorpelschicht und darunter befindlicher Knochenanteile, oft verursacht durch Unfälle und Sportverletzungen, sind für Patienten sehr schmerzhaft und schränken die Lebensqualität erheblich ein.
Da das Potential zur Selbstheilung durch körpereigene Reparaturprozesse sehr eingeschränkt ist, werden Therapieansätze angewandt, die eine Neubildung geschädigter Gewebeanteile durch Einspritzen von Zellen bzw. durch Einsetzen geeigneter Implantate unterstützen. Überraschenderweise kann Licht dabei helfen, implantierbare, dreidimensionale Gerüststrukturen mit entsprechenden Eigenschaften herzustellen.

Die Grundlage für diese Technik ist die Wechselwirkung hochenergetischer Laserstrahlung (Zweiphotonenanregung) mit Molekülen, durch die eine Polymerisierung induziert werden kann. Das Verfahren ähnelt einem Rapid-Prototyping-Prozess: mit Hilfe eines Mikroskopobjektives wird die Laserstrahlung fokussiert.

Im Fokuspunkt findet die Polymerisierung und damit eine Verfestigung der Substanz innerhalb einer Lösung statt. Wird der Fokuspunkt entsprechend eines 3D-Modells durch die Lösung bewegt, entstehen dreidimensionale Strukturen, deren geometrische Eigenschaften nach Bedarf eingestellt werden können. Im Rahmen des Verbundprojektes BioNanoPlant wurden in Zusammenarbeit mit dem Forschungspartner INNOVENT Technologieentwicklung e.V. (Jena) sowie den Industriepartnern co.don® AG (Teltow) und aap Biomaterials GmbH (Dieburg) implantierbare 3D-Strukturen entwickelt, die die erforderlichen Eigenschaften der Gewebematrix des Knorpels und des Knochens aufweisen.

Die Forschungsarbeiten beinhalteten die Entwicklung und Testung neuartiger Polymere mit Hydrogelcharakter für die 2PP, die Einstellung biomechanischer Eigenschaften der 3D-Konstrukte entsprechend der Gewebematrixeigenschaften sowie erstmalig den Nachweis der Neubildung der Knorpel-Knochengewebe anhand einer Großtierstudie. Die implantierten mikrostrukturierten 3D-Trägerstrukturen zeigten gewebetypische Eigenschaften, sowohl im Sinne der Oberflächeneigenschaften, wie auch der biomechanischen Parameter.

Die Tierstudie zeigte eindrucksvoll, dass insbesondere die 2PP-generierte 3D-Knorpelphase ein hohes Regenerationspotential für Knorpelgewebe aufweist.

Das Forschungsprojekt des Institutes für Bioprozess- und Analysenmesstechnik (iba) e.V. "Entwicklung und Funktionsnachweis von Strukturierungsverfahren auf der Basis der Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) zur Generierung von biphasischen Systemen für Knochen-Knorpelimplantate" (FKZ: 13N10035) war Teil des vom VDI geförderten Verbundprojektes BioNanoPlant (Biofunktionale und mittels 2-Photonen-Polymerisation [2PP] nanostrukturierte Implantate zur Stimulation der Osteo- und Chondrogenese bei der Behandlung von skelettalen Defekten, Förderzeitraum: 09/08–02/12). Der Forschungsbericht ist bei der Technischen Informationsbibliothek (TIB) Hannover erhältlich.

Weitere Informationen
Prof. Dr.-Ing. Klaus Liefeith,
Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik (iba) e.V., Heilbad Heiligenstadt,
Telefon: 03606 / 671 500,
E-Mail: klaus.liefeith@iba-heiligenstadt.de

Sebastian Kaufhold | idw
Weitere Informationen:
http://www.iba-heiligenstadt.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Risikofaktor für Darmkrebs entschlüsselt
13.07.2018 | Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung

nachricht Algen haben Gene fürs Landleben
13.07.2018 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Im Focus: Magnetische Wirbel: Erstmals zwei magnetische Skyrmionenphasen in einem Material entdeckt

Erstmals entdeckte ein Forscherteam in einem Material zwei unabhängige Phasen mit magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen. Die Physiker der Technischen Universitäten München und Dresden sowie von der Universität zu Köln können damit die Eigenschaften dieser für Grundlagenforschung und Anwendungen gleichermaßen interessanten Magnetstrukturen noch eingehender erforschen.

Strudel kennt jeder aus der Badewanne: Wenn das Wasser abgelassen wird, bilden sie sich kreisförmig um den Abfluss. Solche Wirbel sind im Allgemeinen sehr...

Im Focus: Neue Steuerung der Zellteilung entdeckt

Wenn eine Zelle sich teilt, werden sämtliche ihrer Bestandteile gleichmässig auf die Tochterzellen verteilt. UZH-Forschende haben nun ein Enzym identifiziert, das sicherstellt, dass auch Zellbestandteile ohne Membran korrekt aufgeteilt werden. Ihre Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Krebs, neurodegenerative Krankheiten, Alterungsprozessen und Virusinfektionen.

Man kennt es aus der Küche: Werden Aceto balsamico und Olivenöl miteinander vermischt, trennen sich die beiden Flüssigkeiten. Runde Essigtropfen formen sich,...

Im Focus: Magnetic vortices: Two independent magnetic skyrmion phases discovered in a single material

For the first time a team of researchers have discovered two different phases of magnetic skyrmions in a single material. Physicists of the Technical Universities of Munich and Dresden and the University of Cologne can now better study and understand the properties of these magnetic structures, which are important for both basic research and applications.

Whirlpools are an everyday experience in a bath tub: When the water is drained a circular vortex is formed. Typically, such whirls are rather stable. Similar...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

Materialien für eine Nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas-Konferenz in Frankfurt am Main

11.07.2018 | Veranstaltungen

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

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Maschinelles Lernen: Neue Methode ermöglicht genaue Extrapolation

13.07.2018 | Informationstechnologie

Fachhochschule Südwestfalen entwickelt innovative Zinklamellenbeschichtung

13.07.2018 | Materialwissenschaften

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