Knochen aus dem Drucker: Mediziner und Ingenieure entwickeln maßgeschneiderte Implantate aus naturidentischem Material
Mit einer neuen Technik können deutsche Forscher Implantate herstellen, die aus dem gleichen Material bestehen wie natürlicher Knochen. Diese naturidentischen Knochen werden mit einem 3D-Drucker passgenau gedruckt. Um das Zusammenwachsen von Verletzungen zu beschleunigen, besiedeln die Wissenschaftler das Implantat zusätzlich mit Stammzellen. Diese Produktidee stellten die Forscher auf der Medica in Düsseldorf vor.
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Ein kleiner Schritt in die falsche Richtung, der Fuß verhakt sich an einem Stein und die junge Frau stürzt auf das Geröllfeld. Ein Knöchel am Fußgelenk ist gebrochen. Glücklicherweise verläuft der Unfall glimpflich, ein paar Wochen später kann die Patientin wieder mühelos laufen. Doch nicht immer lassen sich Knochenbrüche so einfach heilen: Bei komplizierten Brüchen können die Ärzte nicht ohne weiteres die Fragmente zusammenfügen. In solchen Fällen benötigen sie oft ein Stück körpereigenen oder künstlichen Knochen, den sie an der verletzten Stelle einsetzen.
Ist zum Beispiel ein Stück Knochen herausgebrochen und so eine Lücke entstanden, muss diese gefüllt werden: "In kleinem Umfang kann körpereigener Knochen oder Knorpel transplantiert werden. Dieses Material wird zum Beispiel an der Hüfte entnommen. Oder wir greifen auf toten Knochen von Tieren, etwa von Rindern zurück, der speziell aufbereitet wird, um Abstoßungsreaktionen zu unterdrücken", sagt Matthias Schieker, Leiter der Arbeitsgruppe Tissue Engineering an der Universität München.
Neben Rinderknochen werden unter anderem auch Korallenstücke verwendet, die einen ähnlichen Aufbau wie natürlicher Knochen haben. Der Haken an all diesen Varianten ist: Der Mensch ist weder Rind noch Koralle, und das Skelett des einen Menschen entspricht nie haargenau dem eines anderen.
"Die Formkörper oder Klötze müssen im OP zerkleinert und die Tierknochen angepasst werden", erklärt Hermann Seitz, einer der Arbeitsgruppenleiter für Rapid-Prototyping-Verfahren am Forschungszentrum caesar in Bonn. Dieses Zuschneiden könnte jedoch in Zukunft entfallen: am caesar entwickelt Seitz zusammen mit seinem Kollegen Carsten Tille und weiteren Mitarbeitern ein Verfahren, mit dem passgenaue Knochenstücke gedruckt werden können. Auf Knopfdruck werden dabei die fertigen Implantate von einem so genannten 3-D-Drucker ausgegeben, berichteten die Forscher auf der Medica in Düsseldorf.
