Neue Wege der Knochen- und Knorpelregeneration (E.CH.O)

Ein gebrochener Knochen wächst meistens komplikationslos zusammen. Schwieriger wird die Heilung dann, wenn Teile des Knochens zertrümmert sind, so dass der zu heilende Knochendefekt im cm-Maßstab liegt oder zudem auch noch Knorpel betroffen ist. Ein diesem Projekt vorangegangenes BMBF-Forschungsvorhaben („ACTIVATE“) nahm sich dieser Problematik bereits an und konnte ein geeignetes Biomaterial erforschen. Wird dieses in den Knochendefekt eingebracht, hält es  die Knochenenden im Heilungsmodus, wodurch das Wachstum gelenkt und eine Verkapselung der Enden und somit ein vorzeitiger Stopp des Heilungsprozesses verhindert wird. Das ist ein bedeutender wissenschaftlicher Durchbruch, weil hier erstmals gezielt ein körpereigener Knochenbildungsprozess mit großer Ähnlichkeit zur Wachstumsfuge angeregt werden konnte, der in der Form eigentlich nur bei Säuglingen und Kindern vorkommt. Die Stimulation für die Regeneration basiert nachgewiesenermaßen ausschließlich auf dem neu erforschten Biomaterial.

In Vorhaben E.CH.O geht man nun einen wichtigen Schritt weiter. Das Biomaterial erwies sich zwar als wirksam, hat aber den Nachteil, dass es ausgesprochen weich ist. Hier soll nun die Möglichkeit erforscht werden, dieses Material mit einem „Stützskelett“ zu kombinieren, um es während des Heilungsprozesses mechanisch zu stabilisieren. Die ideale Stützstruktur wird dabei mittels Simulationen berechnet und durch einen 3D-Druckprozess erzeugt. Zusätzlich sollen neue mineralische Partikel die Knochenbildung unterstützen. Nach erfolgter Heilung sollen sowohl die Stützstruktur als auch das Biomaterial vom Körper vollständig resorbiert sein.

Insgesamt stellt die Methode bei Projekterfolg eine gute Alternative zu einer Behandlung mit Wachstumsfaktoren oder der Transplantation von Gewebe dar, die zwar Stand der Technik sind, aber als risikoreich oder nur begrenzt einsetzbar beschrieben werden müssen. Ein Projekterfolg wäre daher ein bedeutender Fortschritt bei der Heilung von Knochen- und Knorpeldefekten.