Implantat zur Behandlung großer Knochendefekte
Die Behandlung von Knochendefekten mit einer kritischen Bruchlänge ist häufig mit Folgeoperationen verbunden, die für die betroffenen Patienten eine zusätzliche Belastung darstellen. Erforscht wird ein Knochenimplantat, das in Aufbau und Materialkombination durch natürliche Knochen inspiriert ist. Die Kompositstruktur aus Bioglasfasern und Kollagen soll lasttragend und vollständig resorbierbar sein, wodurch große Knochendefekte in einem einzigen Schritt behandelt werden können.
Ausgangslage
In der orthopädischen Chirurgie stellen große Knochendefekte bis heute ein zentrales Problem dar, für welches kein optimaler Lösungsansatz existiert. Derzeitige Behandlungsmethoden benutzen körpereigene Knochentransplantate oder den Einsatz von Titankäfigen, welche mit Knochenspänen oder künstlichem Knochenmaterial gefüllt werden. Künstliches Knochenmaterial allein eignet sich nicht zur Behandlung von großen Knochendefekten, u. a. aufgrund mangelnder mechanischer Eigenschaften. Mit beiden existierenden Methoden sind häufig Folgeoperationen im Zeitraum von 6-24 Monaten nach der ersten Operation verbunden. Die Lebensqualität der Patienten sinkt aufgrund der wiederholten Operationen durch den zusätzlichen Aufwand, Schmerzen an der Operations- und Entnahmestelle, sowie die damit verbundenen Komplikationen erheblich.
Lösungsansatz und Anwendungspotenziale
Das Projekt TexBone wird aufgrund dessen ein neuartiges Knochenimplantat erforschen, das zur Behandlung großer Knochendefekte eingesetzt werden soll. Das Implantat ist durch den Aufbau und das Material des natürlichen Knochens inspiriert. Knochen besitzen einen komplexen hierarchischen Aufbau. Die Struktur des Knochens wird im Vorhaben durch geflochtene Bioglasfasern nachgebildet, welche sich im Körper in den natürlichen Baustein des Knochens umwandeln. Bioglas ist ein Glas mit einer besonderen Zusammensetzung, welche einen Einbau und eine Aufnahme des Materials in menschliche Knochen ermöglicht. Hierdurch kann auf die zusätzliche Operation zur Entnahme des Metalls nach Abheilung des Bruchs verzichtet werden.
Im Rahmen des Forschungsprojektes soll ein Demonstrator eines Implantates hergestellt werden, der die mechanischen Eigenschaften aufweist, die zur Rekonstruktion von großen Knochendefekten notwendig sind. Dies eröffnet die Möglichkeit zur weiteren Erforschung von Knochenimplantaten, die die Behandlungsdauer der Patienten verkürzen und dadurch die Lebensqualität der Patienten verbessern und die Kosten für das Gesundheitssystem verringern.