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 Kinobilder aus lebenden Zellen: Forscherteam aus Jena und Bielefeld 
verbessert superauflösende Mikroskopie
20.09.2019 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

nachricht Hochempfindliche Sensoren sollen Herz- und Hirnströme messen
19.09.2019 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: 'Nanochains' could increase battery capacity, cut charging time

How long the battery of your phone or computer lasts depends on how many lithium ions can be stored in the battery's negative electrode material. If the battery runs out of these ions, it can't generate an electrical current to run a device and ultimately fails.

Materials with a higher lithium ion storage capacity are either too heavy or the wrong shape to replace graphite, the electrode material currently used in...

Im Focus: Nervenzellen feuern Hirntumorzellen zum Wachstum an

Heidelberger Wissenschaftler und Ärzte beschreiben aktuell im Fachjournal „Nature“, wie Nervenzellen des Gehirns mit aggressiven Glioblastomen in Verbindung treten und so das Tumorwachstum fördern / Mechanismus der Tumor-Aktivierung liefert Ansatzpunkte für klinische Studien

Nervenzellen geben ihre Signale über Synapsen – feine Zellausläufer mit Kontaktknöpfchen, die der nächsten Nervenzelle aufliegen – untereinander weiter....

Im Focus: Stevens team closes in on 'holy grail' of room temperature quantum computing chips

Photons interact on chip-based system with unprecedented efficiency

To process information, photons must interact. However, these tiny packets of light want nothing to do with each other, each passing by without altering the...

Im Focus: Happy hour für die zeitaufgelöste Kristallographie

Ein Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD), der Universität Hamburg und dem European Molecular Biology Laboratory (EMBL) hat eine neue Methode entwickelt, um Biomoleküle bei der Arbeit zu beobachten. Sie macht es bedeutend einfacher, enzymatische Reaktionen auszulösen, da hierzu ein Cocktail aus kleinen Flüssigkeitsmengen und Proteinkristallen angewandt wird. Ab dem Zeitpunkt des Mischens werden die Proteinstrukturen in definierten Abständen bestimmt. Mit der dadurch entstehenden Zeitraffersequenz können nun die Bewegungen der biologischen Moleküle abgebildet werden.

Die Funktionen von Biomolekülen werden nicht nur durch ihre molekularen Strukturen, sondern auch durch deren Veränderungen bestimmt. Mittels der...

Im Focus: Happy hour for time-resolved crystallography

Researchers from the Department of Atomically Resolved Dynamics of the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD) at the Center for Free-Electron Laser Science in Hamburg, the University of Hamburg and the European Molecular Biology Laboratory (EMBL) outstation in the city have developed a new method to watch biomolecules at work. This method dramatically simplifies starting enzymatic reactions by mixing a cocktail of small amounts of liquids with protein crystals. Determination of the protein structures at different times after mixing can be assembled into a time-lapse sequence that shows the molecular foundations of biology.

The functions of biomolecules are determined by their motions and structural changes. Yet it is a formidable challenge to understand these dynamic motions.

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

92. Neurologie-Kongress: Mehr als 6500 Neurologen in Stuttgart erwartet

20.09.2019 | Veranstaltungen

Frische Ideen zur Mobilität von morgen

20.09.2019 | Veranstaltungen

Thermodynamik – Energien der Zukunft

19.09.2019 | Veranstaltungen

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

Ferroelektrizität verbessert Perowskit-Solarzellen

20.09.2019 | Energie und Elektrotechnik

HD-Mikroskopie in Millisekunden

20.09.2019 | Biowissenschaften Chemie

Kinobilder aus lebenden Zellen: Forscherteam aus Jena und Bielefeld 
verbessert superauflösende Mikroskopie

20.09.2019 | Medizintechnik

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