Nachgefragt

"Wie könnten die Implantate der Zukunft aussehen?"

Implantate aus Magnesium stabilisieren den Knochen und lösen sich nach einiger Zeit von selbst auf. Bild: Christian Schmid/HZG

Wenn ein Patient ein Implantat benötigt, um einen gebrochenen Knochen zu stabilisieren, ist es bislang meist aus Titan oder Stahl. Bald könnte jedoch ein anderes Metall ihnen den Rang ablaufen: Magnesium ...

Warum, erklärt Regine Willumeit-Römer, Leiterin des Bereichs "Metallische Biomaterialien" am Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung (HZG).

"Implantate aus Titan oder Stahl sind normalerweise unproblematisch, aber viele Patienten müssen erneut operiert werden, wenn das Implantat entfernt werden soll. Manchmal ist auch die Platte fühlbar oder es bilden sich im Körper kleinere Entzündungen. All das ist nicht optimal. Unser Standpunkt ist: Es gibt kein besseres Material als das körpereigene – und das kann mit Magnesium wiederhergestellt werden. Das Magnesium reagiert mit Wasser und löst sich über die Zeit auf. Es kann sogar dazu beitragen, die Knochenheilung zu stimulieren. In der klinischen Forschung wird bereits mit Kompressionsschrauben gearbeitet, die auf Magnesium basieren, sowie mit Stents, also Stützen, die Gefäße offen halten. Doch es gibt noch viel Forschungsbedarf auf dem Weg zu weiteren solchen Implantaten. Die Herausforderung: Das Auflösen muss zuverlässig gesteuert werden. Geschieht die Zersetzung nämlich zu schnell, können Zellen absterben. Ist der Abbau zu langsam, nimmt der Vorteil gegenüber anderen Materialien ab.

Da der Abbauprozess sofort beginnt, ist es die große Kunst, dem Knochen jederzeit die nötige Stabilisierung zu bieten. Dafür ist es auch wichtig, dass sich das Implantat überall ebenmäßig abbaut. Solche Voraussetzungen notieren wir als Werkstoffforscher gemeinsam mit Medizinern in einem präzisen Anforderungsprofil. Wir arbeiten dann mit Legierungen und mischen dem Magnesium Silber bei, das antimikrobiell wirkt, oder etwa Calcium und Zink. Immer wieder testen wir, ob die Eigenschaften des neu entwickelten Werkstoffs noch dem Profil entsprechen. Können Zellen ihn dann in einer Zellkultur verarbeiten? Ziel ist es, unsere Materialanforderungen sicher in die Anwendung zu übertragen."

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06.04.2018 , Nachgefragt hat Kristine August
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