Autor: Anika Peucker

Personalisierte keramische Knochenimplantate aus dem 3D-Drucker – #FEMoS-4

14. März 2017

Ein Unfall. Ein unglücklicher Sturz. Ein Schlag ins Gesicht. Schon kann es passiert sein. Die dünnen Kiefer- oder Gesichtsknochen brechen und weisen entstellende Defekte auf. Oder nehmen wir in Knochen metastasierende Tumore. Sie schränken die Lebensqualität der Patienten auch deshalb ein, da plötzlich ohne eine äußere Einwirkung der Knochen bricht. Keramische Knochenimplantate, millimetergenau der Anatomie des Patienten angepasst, könnten perspektivisch das Leiden der Betroffenen mildern.

Außen gedruckt, innen geschäumt – keramischer Knochenersatz.
© Fraunhofer IKTS
Außen gedruckt, innen geschäumt – keramischer Knochenersatz.

Das Fraunhofer IKTS entwickelte dazu eine Material- und Verfahrenskombination, die den menschlichen Knochenaufbau nachahmt. Eine äußere kompakte Keramikhülle – beim Knochen ist dies die substantia corticalis – umgibt die innere poröse Keramikfüllung, im Knochen genannt substantia spongiosa. Die Keramikhülle wird im 3D-Druck gefertigt, die Füllung – ein Keramikschaum – danach eingeschäumt. Die additive Fertigung der Hülle ermöglicht die personalisierte Anpassung an die Skelettstruktur, die poröse Schaumfüllung hingegen die patientenspezifische Anpassungen der Porosität.

Ziel der Forscher ist, dass sich die körpereigenen Stammzellen an die Keramik ansiedeln, in diese hineinwachsen und nach und nach in Knochenzellen ausdifferenzieren, um so die künstliche Substanz durch eigene neue Zellen zu ersetzen. Erste In-vitro-Tests versprechen viel. Der Keramikschaum unterstützt nachweislich das Zellwachstum. Zudem ist er druckfest und bioaktiv. Nun muss sich das neuartige Verfahren in klinischen Tests bewähren. Erste In-vitro-Tests versprechen viel. Der Keramikschaum unterstützt nachweislich das Zellwachstum. Zudem ist er druckfest und bioaktiv. Nun muss sich das neuartige Verfahren in klinischen Tests bewähren.

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