Neue Knochen per 3D-Drucker

Das Material aus dem unsere Knochen bestehen ist äußerst flexible, gleichzeitig leicht und robust. Aus diesem Grund fällt es Ärzten oft schwer, mit den vergleichsweise schwierig zu verarbeitenden Ersatzmaterialien zu arbeiten. Nun stellen Forscher ein neues Material vor, welches mit Hilfe eines 3D-Druckers herzustellen ist.

Überraschend elastisch

Ramille Shah ist Materialwissenschaftlerin an der Northwestern University von Chicago. Wir könnten hier vor einem großen Durchbruch stehen sowohl in der Kinder- und Gesichtschirurgie als auch der Orthopädie und allen Bereichen, in denen wir Knochen ersetzen müssen, schwärmt die Expertin. Der zu ersetzende Knochen lässt sich ganz einfach mit einem 3D-Drucker erzeugen. Die Tinte ist hierbei der Kern des Geheimnisses. Das Knochenmineral Hydroxylapatit wird mit Kunststoffen, die eine hohe Biokompatibilität aufweisen, in einem Lösungsmittel gemischt.

Bei Raumtemperatur verbindet sich das Knochenmineral dank der Kunststoffe. Zuerst gingen die Forscher davon aus, dass somit ein sprödes und zerbrechliches Material entstehen würde, doch als sie es aus dem 3D-Drucker nahmen, war es zu ihrer Überraschung elastisch und formbar. Je nach Eingabe in den Drucker verändert sich die Beschaffenheit dieser hyperelastischen Knochen. Es können Teile gedruckt werden, welche mühelos der Belastung eines Oberschenkelknochens standhalten, oder auch ganz kleine Teile, die sich wunderbar flexibel einfügen lassen.

Implantat wird Teil des Körpers

Das Besondere an diesem Material ist außerdem, dass es trotz seiner Elastizität weiterhin porös bleibt, was für unseren Körper von äußerster Wichtigkeit ist, damit das Gewebe sich mit dem neuen Knochen verbinden kann. Weitere Tests an Mäusen haben ergeben, dass dieses Material extrem gut verträglich ist und vom Körper als Teil des Gewebes anerkannt wird. Auch bei einem Affen bildeten sich bereits nach wenigen Wochen neue Blutgefäße innerhalb des Ersatzknochenstücks. Diese Art künstlicher Knochen könnte schon in den nächsten fünf Jahren eingesetzt werden, so Shah. Für Kinder habe das Material zudem den Vorteil, dass es mitwachsen könne und langsam Teil des Körpers werde – eine revolutionäre Entdeckung im Bereich der Implantate, so die Expertin.