Mittwoch, 19. Dezember 2018
Navigation öffnen

Aktuelle Infos für Ärzte

06. Dezember 2018 Medizintechnik: Intelligente Knochenimplantate aus dem 3D-Drucker

Tumorerkrankungen, Infektionen oder schwere Frakturen können die operative Entfernung von Knochen und den Einsatz von Implantaten notwendig machen. Fraunhofer-Forscher haben jetzt in Zusammenarbeit mit europäischen Partnern ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Knochenimplantate aus einem speziellen Kunststoff mittels 3D-Druck äußerst passgenau, stabil und variabel herstellen lassen. Der Clou: Während des Druckprozesses werden die einzelnen Schichten mit einem kalten Plasmastrahl behandelt, um das Anwachsen von knochenbildenden Zellen an der Oberfläche zu unterstützen.
Anzeige:
Während herkömmliche Oberflächenbehandlungen mit Niederdruck- oder Atmosphärendruckverfahren kaum in die Tiefe von Knochenimplantaten vordringen, ermöglicht das neue Verfahren eine zellwachstumsfördernde Beschichtung auch im Innern der Implantate. Dafür nutzt das Forscherteam des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST einen sogenannten Plasma-Jet. Das Gerät bläst einen kalten Plasmastrahl, der reaktive Aminogruppen enthält, direkt auf die gedruckte Schicht. Die Aminogruppen binden an der Oberfläche und sorgen dafür, dass sich Knochenzellen hier wohlfühlen und gerne anhaften. Das Besondere: 3D-Druck und Beschichtung gehen Hand in Hand und werden in einem Gerät kombiniert. Weil für die Beschichtung keine chemische Vorbehandlung mit Lösungsmitteln notwendig ist, ist sie nicht nur kostengünstig, sondern auch umweltfreundlich.

Die Gerüststruktur des Implantats (»Scaffold«), das aus einem speziellen Copolymer gefertigt ist, ist dem natürlichen Knochen nachempfunden. Das 3D-Druckverfahren ermöglicht eine sehr individuelle, passgenaue Formgebung und Stabilität. »Unser Ziel ist, dass die Knochenzellen in die künstliche Struktur möglichst schnell hineinwachsen und das Implantat schließlich überflüssig machen. Es wird nach und nach durch körpereigene Enzyme abgebaut«, erklärt Dr. Jochen Borris, Geschäftsfeldleiter Life Science und Umwelt am Fraunhofer IST.

Variabilität durch intelligente Füllstoffe

Die mechanische Stabilität des Implantats lässt sich nicht nur über die Dichte der gedruckten Gerüststruktur steuern, sondern auch über spezielle Füllstoffe, die dem Copolymer beigemischt werden. Je höher die Füllstoffkonzentration, desto fester. »Diese Entwicklung unserer Projektpartner von der Universität Maastricht ermöglicht es, die Stabilität innerhalb des Implantats individuell zu variieren. Wie der natürliche Knochen, so kann auch das Implantat unterschiedlich feste Bereiche haben«, sagt Dr. Thomas Neubert, der das EU-Projekt am Fraunhofer IST leitet. Die Füllstoffe können zudem mit medizinischen Wirkstoffen, wie Antibiotika, versehen werden, die helfen, Infektionen zu verhindern.

Die bisherigen Entwicklungsschritte konnte das Projektteam erfolgreich abschließen, nun soll das Verfahren modifiziert und zur Anwendungsreife gebracht werden. Bisher befindet sich der Versuchsaufbau noch im Labormaßstab. »Zurzeit arbeiten wir daran, den Prozess einfacher und stabiler zu gestalten. Um die Entwicklung weiterzuführen und klinische Studien durchführen zu können, sind wir auf der Suche nach Partnern aus der Industrie«, so Borris. Das innovative Verfahren bietet viel Potential, um Knochenimplantate sehr genau an individuelle Erfordernisse der Patienten anzupassen. »Form, Porosität, mechanische Stabilität und biomechanische Eigenschaften können wir mit unserem Verfahren hervorragend steuern und innerhalb der Implantate variieren. Wir können also unterschiedlich feste oder poröse Bereiche herstellen, die sich zusätzlich mit verschiedenen funktionellen Gruppen beschichten lassen.« In Zukunft könnten Ärzte ihre Patienten vermessen, individuelle Anforderungen formulieren und die Daten an Medical Print-Shops senden, wo die passgenauen Implantate dann gedruckt würden.

Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft


Das könnte Sie auch interessieren

Wenn die Eltern trinken: Über 2,6 Millionen Kinder wachsen mit alkoholabhängigem Elternteil auf

Kinder von alkoholkranken Eltern haben keinen normalen Alltag und ihre Sorgen beschränken sich nicht mehr auf Schule oder Freizeit-Aktivitäten. Oftmals müssen sie sich viel zu früh Aufgaben und Sorgen eines Erwachsenen stellen und sind der Situation ausgeliefert. In Deutschland leben mehr als 2,6 Millionen Kinder in einer solchen Situation. Mindestens ein Elternteil dieser Kinder ist alkoholabhängig.

5 Tipps für ein Leben mit Diabetes

Laut der Deutschen Diabetes-Hilfe erkranken jeden Tag rund 1.000 Menschen in Deutschland neu an Diabetes. Mediziner unterscheiden dabei je nach Ursache zwischen zwei Typen. Sowohl der Typ 1 als auch der Typ 2 äußern sich in einem chronisch erhöhten Blutzuckerspiegel aufgrund von Insulinresistenz oder -mangel. Dadurch staut sich Zucker in den Blutgefäßen an. Bleibt eine Diabeteserkrankung unentdeckt, führt dies zur Schädigung der Blutgefäße und anderer Organe. Damit Betroffene trotz Erkrankung ihr Leben genießen können, gilt es einiges zu beachten. Prof. Stephan Schneider, Chefarzt der Inneren Medizin II, Endokrinologie und Diabetologie im St. Vinzenz-Hospital Köln, gibt fünf Tipps für einen gesunden Alltag mit Diabetes.

Adipositas im Kindes- und Jugendalter

Laut der Studie zur Gesundheit von Kindern und Jugendlichen in Deutschland (KiGGS Welle 2), die vom Robert Koch-Institut durchgeführt wurde, haben nach dem Referenzsystem der Weltgesundheitsorganisation (WHO) 26,3% der 5- bis 17-Jährigen Übergewicht; 8,8% sind von Adipositas betroffen (1). In der Versorgung dieser Kinder und Jugendlichen gibt es erhebliche Defizite: So werden in Deutschland überzeugende, wissenschaftlich-basierte Behandlungs- und Betreuungskonzepte im Gesundheitssystem nicht unterstützt und in der Regel von den Kostenträgern nicht finanziert. Zudem herrschen in der Gesellschaft viele Vorurteile, die den notwendigen, frühen Therapiebeginn häufig sogar ganz verhindern. Welche Versorgungslücken es in Deutschland gibt und welche Folgen die mit der Erkrankung einhergehende Stigmatisierung für die Betroffenen hat, darüber diskutieren Experten auf der Kongress-Pressekonferenz im Rahmen der 12. Diabetes Herbsttagung der Deutschen Diabetes Gesellschaft (DDG) und der 34. Jahrestagung der Deutschen Adipositas-Gesellschaft (DAG). Diese findet am Freitag, den 9. November 2018 in Wiesbaden statt.

Patientenportal für klinische Studien macht medizinische Forschung für alle transparent und zugänglich

In Deutschland werden jedes Jahr über 500 klinische Forschungsstudien zu neuen Therapien und Medikamenten durchgeführt. Ein Großteil betrifft Volkskrankheiten wie Diabetes, Asthma, COPD, Arthrose oder Schuppenflechte und richtet sich an chronisch kranke Patienten. Leider weiß die Mehrheit dieser Patienten nichts über aktuelle Studien und die Möglichkeiten, die sich daraus für sie ergeben können. Hier setzt das Aufklärungsprinzip von Mondosano an und bietet einfach aufbereitete Informationen zu neuen Therapieformen und Forschungsprojekten. Bei Interesse vermittelt Mondosano den Patienten zusätzlich in eine für ihn geeignete Studie.

Rückenfit an der frischen Luft

Zum 17. Mal findet am 15. März 2018 der Tag der Rückengesundheit statt. Das diesjährige Motto „Rückenfit an der frischen Luft“ möchte dazu motivieren, sich mehr in der Natur zu bewegen und sportliche Aktivitäten im Freien zu genießen. Frische Luft belebt Körper und Geist und Tageslicht sorgt zusätzlich für gute Laune. Initiiert und organisiert wird der Aktionstag von der Aktion Gesunder Rücken (AGR) e. V. und dem Bundesverband deutscher Rückenschulen (BdR) e. V. Rund um den 15. März finden bundesweit zahlreiche Veranstaltungen, Workshops und Aktionen statt.

Sie können folgenden Inhalt einem Kollegen empfehlen:

"Medizintechnik: Intelligente Knochenimplantate aus dem 3D-Drucker "

Bitte tragen Sie auch die Absenderdaten vollständig ein, damit Sie der Empfänger erkennen kann.

Die mit (*) gekennzeichneten Angaben müssen eingetragen werden!

Die Verwendung Ihrer Daten für den Newsletter können Sie jederzeit mit Wirkung für die Zukunft gegenüber der rsmedia GmbH widersprechen ohne dass Kosten entstehen. Nutzen Sie hierfür etwaige Abmeldelinks im Newsletter oder schreiben Sie eine E-Mail an: info[at]rsmedia-verlag.de.