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Ein Forscherteam der University of Waterloo hat ein neues Material entwickelt, das viele Eigenschaften von Knochengewebe aufweist. Seine Verwendung in 3D-Druckern bietet eine neue und innovative Behandlungsmöglichkeit für Patienten, die sich einer größeren Skelettreparatur und rekonstruktiven Operation unterziehen müssen.
Das neu entwickelte Material ermöglicht es, individuelle Knochenimplantate zu drucken, die exakt auf die anatomischen Bedürfnisse der Patient*innen zugeschnitten sind. Dadurch könnte nicht nur die Notwendigkeit für Metallplatten verringert werden, sondern auch das Risiko von Infektionen reduziert und die Annahme des Implantats durch den Körper verbessert werden.
„Wir haben ein Material entwickelt, das stark, 3D-druckbar und kompatibel ist und das Potenzial hat, zu neuem Knochengewebe zu werden“, sagt der leitende Forscher Dr. Thomas Willett, Professor im Fachbereich Systems Design Engineering und Leiter des neuen Graduiertenprogramms für Biomedizintechnik. „Mit dieser Technologie können wir die patientenspezifische Geometrie erreichen, die für eine erfolgreichere Rekonstruktion von Knochendefekten erforderlich ist.“
„Unsere Arbeit konzentriert sich derzeit darauf, die funktionelle Robustheit unseres Biopolymer-Nanokomposits als Implantat und seine Fähigkeit, im Laufe der Zeit durch lebenden Knochen ersetzt zu werden, zu verbessern“, so Elizabeth Diederichs, Doktorandin in Waterloo. „Ziel ist es, dass dieses Material die Notwendigkeit wiederholter Operationen nach einer Knochenrekonstruktion für den Patienten verringert.
Das Material enthält Nanopartikel, die die Mineralstruktur von Knochen nachahmen und zur Festigkeit des Komposits beitragen.
„Jedes Material, das in den Körper implantiert wird, löst eine Reaktion aus“, so Gorbet. „Unsere Tests zeigen, dass die biologische Reaktion der Knochenzellen auf unser Biopolymer-Nanokomposit die traditionellen Methoden übertrifft. Sie haften, vermehren sich und behalten ihr Verhalten bei, was sehr interessant ist.“
Das Team plant nun weitere Tests und strebt Zulassungen an, um das Material für klinische Anwendungen weiterzuentwickeln. Ziel ist es, künftig wiederholte Operationen nach Knochenrekonstruktionen zu minimieren.
