Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen: Körper baut Implantate automatisch ab

Damit können in Zukunft vor allem bei Kindern schmerzhafte Mehrfach-Operationen vermieden werden. Das von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG finanzierte Projekt „BRIC – BioResorbable Implants for Children” wurde mit Ende August erfolgreich abgeschlossen.

Nach vier Jahren Forschung ist das Ziel erreicht: Wissenschaftler der TU Graz und ihre Kollegen in Graz und Wien haben die Entwicklung von „BRIC – Bio Resorbable Implants for Children” abgeschlossen. Das sind abbaubare Implantate, die mit der Zeit im Körper resorbiert werden. Im Unterschied zu herkömmlichen Implantaten wie Platten, Schrauben oder Nägeln, die nach einer gewissen Zeit wieder operativ entfernt werden müssen, kann so auf eine zweite Operation verzichtet werden. Eingesetzt werden sollen die BRIC bei Kindern, die unter jedem einzelnen Eingriff besonders leiden.

Für diesen Entwicklungserfolg war jahrelange Kleinarbeit nötig. Koordiniert wurde das Projekt von Medizinerin Annelie Weinberg an der Universitätsklinik für Kinderchirurgie in Graz. Das Projektkonsortium umfasste auf der akademischen Seite neben der MedUni Graz zwei Arbeitsgruppen der TU Graz, die TU Wien sowie die BOKU Wien. Dass an den Ergebnissen auch die Industrie höchstes Interesse zeigt, beweist die Beteiligung der Firmenpartner AT&S sowie Heraeus.

Keine negativen Effekte für den Körper

Den beiden Teams an der TU Graz um Martin Koller, der den biotechnologischen Part übernommen hatte, und Franz Stelzer, der die Biopolymere zu Implantaten verarbeitete, ist es gelungen, mikrobielle Biopolyester, so genannte Polyhydroxyalkanoate, kurz PHAs, zu entwickeln, die zu Implantaten verarbeitet werden.

„Die Herstellung ist von fossilen Rohstoffen völlig unabhängig. Dadurch entstehen keine negativen Effekte für den Körper. Das Implantat wird von Bakterien produziert und kann dann vom menschlichen Körper aufgenommen werden, nachdem es seine Aufgabe erfüllt hat“, so Koller.

Alternative Biopolymere wie etwa Polymilchsäure führen im Unterschied zu PHAs zu einer Übersäuerung im Organismus und rufen chronische Entzündungen hervor. PHAs hingegen stellen hochwertige Materialien deren, deren biotechnologische Herstellung auf nachwachsenden Rohstoffen (NAWAROS) basiert.

Ein weiterer Vorteil der neuen Implantate ist, dass sie biokompatibler sind als die bisher eingesetzten Stahl- oder Titan-Werkstoffe und somit den Heilungsprozess der Knochen fördern. Zudem kann über die genaue Zusammensetzung die Abbaugeschwindigkeit des Implantates gesteuert werden. In jener Geschwindigkeit, in der der Knochen heilt, soll dann auch der Abbau des Implantates stattfinden.

Derzeit sind die Materialien im Entwicklungsstadium und werden unter anderem auf ihre Abbaugeschwindigkeit und Materialeigenschaften getestet.

Rückfragen:
Dipl.-Ing. Dr.techn. Martin Koller
Institut für Biotechnologie und Bioprozesstechnik
E-Mail: martin.koller@tugraz.at
Tel.: +43 (316) 873 8409