Resorbierbare Magnesium-basierte Implantate sollen für Patienten mit Osteoporose entwickelt werden, um sie adäquat versorgen zu können. Den Nachteilen konventioneller Implantate, wie Refrakturen oder Infektionen, würde entgegengewirkt und sowohl die Mortalitätsrate, als auch die mit der Versorgung verbundenen Kosten würden reduziert werden.
Eingereicht von: Nicole Gabriele Grün, PhD
Firma/Universität: BRI.Tech GmbH
Homepage: www.britech.eu
Kooperationspartner: Technische Universität Wien; Technische Universität Graz
Die Menschen werden älter und das Bedürfnis einer adäquaten Versorgung ist heutzutage wichtiger denn je zuvor. Osteoporose ist eine Knochenerkrankung, die primär ältere Menschen und häufiger Frauen als Männer betrifft. Dabei wird der Knochen geschwächt, die Dichte und Härte nimmt ab, wodurch sich das Risiko für Knochenfrakturen erhöht, was in weiterer Folge auch zu einer erhöhten Mortalitätsrate führt. Zur Stabilisierung dieser Frakturen werden Standardmaterialien wie Titan oder Stahl verwendet, die auf Grund ihrer Rigidität, Biokompatibilität und guten Verträglichkeit weit verbreitet sind. Nichtsdestotrotz können diese Implantatmaterialien ein sogenanntes „stress-shielding“ hervorrufen, wodurch sich in weiterer Folge der Knochen abbaut. Zusätzlich kann es durch Verwendung dieser Materialien zu Infektionen kommen. Wird der Knochen durch die Lastübertragung auf das Implantat unterhalb des Implantats abgebaut, können Re-Frakturen entstehen. Daher werden neue Materialien in der Orthopädie und Unfallchirurgie benötigt. Magnesium ist das einzige Metall, das essentiell Element für den Körper ist und wovon mehr als die Hälfte im Knochen gespeichert werden. Magnesium wird als Implantatmaterial verwendet und zeigt neben seinen gute biomechanischen Eigenschaften, eine gute Verträglichkeit und resorbierbare Eigenschaften auf. Zusätzlich haben Studien gezeigt, dass Magnesium-Ionen, welche bei der Degradation von Magnesium-basierten Materialen abgegeben werden, in den kortikalen Knochen eingelagert werden und diesen in der Folge verstärken. Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen resorbierbaren Materialien wie Polymeren oder Keramiken ist, dass Magnesium-basierte Implantate lasttragend durch Variation der verwendeten Elemente hergestellt werden können und somit einer sofortigen Belastung nach der Osteosynthese im Alter nichts im Wege stehen würde.
In den letzten sieben Jahren konnte im Zuge des Laura Bassi Centers of Expertise „BRIC“ (Bioresorbable Implants in Children) eine Magnesium-Zink-Calcium Legierung entwickelt werden, die die bereits oben genannten Vorteile aufweist. Diese Legierung wurde speziell für die Bedürfnisse von Kindern entwickelt und wird nun in klinischen Studien getestet. Dieses Implantat ist in der Klinik einsetzbar und eine erste klinische Studie läuft bereits.
Die weitere Forschung mit diesem Implantat im osteoporotischen Kleintiermodell hat gezeigt, dass auch der pathologische Knochen mit Anbau, Verstärkung und guter Verträglichkeit reagiert. Da ältere Menschen belastungsstabilere Implantate benötigen ist das Ziel dieser Kooperation ein stabilere Legierung auf Basis des „Kinder-Implantats“ zu entwickeln.