Biomaterialien für intelligente Implantate
Implantate kommen immer häufiger zur Behandlung verschiedenster Knochendefekte zum Einsatz. Idealerweise sollten sie die Knochenneubildung stimulieren und sich zudem gut in das umliegende Gewebe integrieren, um danach je nach Anwendung vom Körper resorbiert zu werden und gesundes Knochenwachstum zu fördern. Das EU-finanzierte Projekt MAGNIM (Tailored biodegradable magnesium implant materials) bildete 12 Nachwuchsforscher in der Entwicklung neuartiger Biomaterialien aus, wobei für die Knochenprothesen aluminiumfreie Mg-Werkstoffe hergestellt werden sollten. MAGNIM erzeugte mehr als 20 verschiedene Mg-Legierungen und untersuchte deren mechanische und strukturelle Eigenschaften. Um ihre biologische Interaktion zu beurteilen, wurden die Legierungen unter physiologischen Bedingungen gescreent. Zwei der neuen Legierungen (Mg-2Ag und Mg-10Gd) wurden schließlich in Tierversuchen getestet, die bislang den entzündungshemmenden Effekt der Abbauprodukte bestätigen. Die bestätigten Mg-Legierungen und die bereits eingesetzte Mg-Legierung WE43 wurden in vivo auf ihre biologische Abbaubarkeit und Funktionalität getestet. Dann wurde die Abbaubarkeit von Schrauben untersucht, die aus diesen Materialien hergestellt und im Oberschenkel von Ratten implantiert wurden. Bildgebende und histologische Daten aus Explantaten belegten die Knochenneubildung am Einsatzort der Schraube. Nach Projektende sollen weitere Tests an Großtiermodellen im Vorfeld humanmedizinischer Studien erfolgen. Die Partner von MAGNIM werden Homogenität und Oberflächeneigenschaften des Implantatmaterials weiter optimieren und gehen davon aus, damit bald schon innovative Lösungen zur Heilung von Knochenbrüchen in der Kinder- und Sportmedizin anbieten zu können.
Schlüsselbegriffe
Implantat, Biomaterial, biologisch abbaubar, Knochen, MAGNIM, Mg-Legierung, Schrauben, Sportmedizin
