Forschung in Tschechien: Knochenimplantate aus dem 3D-Drucker
Tschechische Wissenschaftler wollen die Knochenbehandlung revolutionieren. Sie entwickeln Implantate, die sich mit der Zeit in neues Gewebe umwandeln.
Wissenschaftler des Zentrums Ceitec der Technischen Universität (VUT) in Brno / Brünn entwickeln derzeit ein spezielles Biomaterial, aus dem Knochenersatz gedruckt werden kann. Das Implantat kann nach Verletzungen oder Operationen das Wachstum von neuem Knochengewebe unterstützen. Der Körper baue dann das Material allmählich ab, damit es durch den Knochen des Patienten ersetzt werden könne, sagt die Leiterin der Forschungsgruppe, Lucy Vojtová:
„Das ist unser Know-how. Die Basis bildet eine sogenannte Biokeramik auf Calcium- und Phosphorbasis sowie eine Komponente, die natürlicherweise in unseren Knochen vorkommt – das Hydroxylapatit. Die zweite Komponente ist das Wasser, das jedoch mit einem Biomaterial, wir nennen es Polymere, vermischt ist. Im Grunde ist es eine Art viskose Flüssigkeit.“
Die Paste wird in eine Spritze gefüllt, und diese Spritze dann in den 3D-Drucker eingesetzt. Um mit der Mischung arbeiten zu können, musste ein spezieller 3D-Drucker entwickelt werden. Daran arbeitet Přemysl Menčík im Ceitec
„Dieser 3D-Druck hat den Vorteil, dass er für die personalisierte Medizin gedacht ist. Das bedeutet, dass das Implantat für jeden einzelnen Patienten, der es benötigt, separat gedruckt wird.“
Das Material ist im Grunde eine Art bioaktiver Klebstoff, den man als verbindendes Element für die Reparatur nutzt, damit die Knochen besser zusammenwachsen. Lucy Vojtová fährt fort:
„Es kann einen Defekt perfekt ausgleichen und bewirkt, dass die Stelle von neuem von Knochen durchwachsen wird. So bildet sich praktisch ein neuer Knochen, und unser Material baut sich im Körper dann vollständig ab. Ein solcher Defekt kann beispielsweise im Schädel entstehen, wenn Neurochirurgen etwa das Gehirn operieren. Sie müssen dann einen Teil des Schädelknochens herausschneiden und setzen diesen danach wieder zurück.“
Bei ähnlichen Eingriffen greifen Ärzte heute oft auf Metall- oder Kunststoffprothesen zurück. Genau diese könnten also ersetzt werden. Laut Vojtová kann das neue Verfahren aber auch in anderen Körperteilen angewendet werden.
„Wir haben derzeit ein Projekt, bei dem wir Knochen wirklich zusammenkleben. Wir testen das an Schafen. In einem zweiten Projekt versuchen wir, antibakterielles Material einzubringen, damit sich dort keine Entzündung bildet oder – falls bereits eine vorhanden ist – diese geheilt wird. Und wir arbeiten an einem Projekt für das Nachwachsen oder die Rekonstruktion des Gaumens, beispielsweise bei Kindern mit Gaumenspalten.“
Die Ergebnisse wurden bisher nur an Tieren getestet. Von einer Anwendung in Krankenhäusern ist dieses Verfahren noch viele Jahre entfernt. Dafür braucht es eine Weiterentwicklung, klinische Tests und dann die Zulassungsverfahren. Lucy Vojtová:
„Wir warten derzeit auf die Erteilung eines weltweiten Patents. So können wir die Lizenz später eventuell an einen Investor oder ein Unternehmen verkaufen, das das Produkt wirklich auf den Markt bringen will und dabei auch die klinischen Tests finanziert, die enorme Summen kosten werden.“
Vor den Wissenschaftlern steht daher noch ein langer legislativer Prozess. Bis dahin wollen sie die Technologie weiter vorantreiben – von der Knochenregeneration bis zur Behandlung von geschädigtem Weichgewebe.
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