MedDEV News. Im medizinischen Alltag sind
autologe (körpereigene) Knochenimplantate der „Goldstandard“. Die Verwendung
von autologem Knochenmaterial des Patienten hat allerdings einige Nachteile, die
die Anwendung dieses Ansatzes limitieren. Für größere Knochendefekte wird viel
Knochenmaterial benötigt, das häufig nicht zur Verfügung steht. Ein weiterer
Nachteil ist, dass für die Gewinnung von autologem Knochenmaterial eine zweiter
operativer Eingriff benötigt wird.
Deshalb entstand in den letzten Jahren ein
großer Bereich, der sich mit der Erforschung neuer oder der Verbesserung
bereits vorhandener Knochenimplantatmaterialien beschäftigt. Es existiert eine
breite Palette von unterschiedlichen halb- oder vollsynthetischen Materialien,
wie zum Beispiel Keramiken, Knochenzemente, Polymere, Metalle oder Komposite, die
zum Teil bereits im medizinischen Alltag Anwendung finden. Jedes dieser
Materialien hat vorteilhafte Eigenschaften, jedoch liegt bei allen noch ein
großes Verbesserungspotential. Ein inhärentes Problem der Keramiken und Knochenzemente
ist beispielsweise deren Brüchigkeit, welches zu mechanischem Versagen des
Implantates und manchmal sogar zu Problemen beim biologischen Abbau der
Bruchstücke des Implantates führt, was schließlich zu einer aseptischen
Protheselockerung führen kann. Ein inhärentes Problem bei metallbasierten
Materialien ist deren Undurchlässigkeit für Röntgenstrahlen. Dies ist im
Bereich der bildgebenden Diagnostikmethoden in der Medizin nachteilig.
Ebenfalls ist deren hohe Steifheit nachteilig, welche zu den bereits
beschriebenen Problemen führen kann. Des Weiteren können Metalle aufgrund ihrer
chemischen Natur nicht als biomimetische Materialien bezeichnet werden. Auch
polymerbasierte Materialien, wie beispielsweise Polyethylen, Polystyrol oder
Polyetheretherketon) (PEEK) wurden vorgeschlagen. Ein inhärentes Problem dieser immer häufiger
eingesetzten Materialien sind deren Oberflächeneigenschaften, die für Zellen
nicht attraktiv sind.
In den letzten 10 Jahren nahm die Zahl der
Patienten, die an Knochenschäden leiden oder ein Knochenimplantat / eine
Gelenkprothese benötigen, drastisch zu. So hat sich in Deutschland die Anzahl
von Wirbelsäulenoperationen pro Jahr verfünffacht. Allein in Deutschland werden
pro Jahr etwa 1.000.000 Zahnstifte implantiert, mehr als 200.000
Hüftoperationen durchgeführt sowie 150.000 künstliche Kniegelenke gesetzt.
Jedoch führt jede Implantation von
Biomaterialien in den menschlichen Organismus zu einer Entzündungsantwort, die
sowohl durch das Operationstrauma, aber auch durch die
Biomaterial-Gewebeinteraktion bedingt ist: Im Wesentlichen entspricht die
Antwort auf Kunststoffimplantate der bekannten Fremdkörperreaktion
(Immunantwort).
