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Rostock: Mediziner und Techniker tüfteln am perfekten Kunstknochen

Rostock : Mediziner und Techniker tüfteln am perfekten Kunstknochen

Jährlich werden in Deutschland rund 300.000 Hüft- und Kniegelenkimplantate eingesetzt. „90 Prozent davon halten zehn Jahre, bevor sie ausgewechselt werden müssen. Manche Patienten müssen wir aber auch erheblich früher operieren”, erklärt der Direktor der orthopädischen Uniklinik in Rostock, Wolfram Mittelmeier.

Dieses Wechseln der Implantate sei von Mal zu Mal schwieriger. Knochen werden brüchiger, die schadhaften Stellen größer. Rostocker Mediziner und Techniker tüfteln nun an einem Kunstknochen, der vom Körper bestenfalls gar nicht als Implantat erkannt wird.

Die ersten, mit Kupfer und wachstumsanregendem Material beschichteten Hüftgelenke werden innerhalb einer klinischen Studie noch in diesem Jahr eingesetzt. Mit einer Markteinführung wird ab 2010 gerechnet. Derweil versuchen Mikro- und Zellbiologen, mit Stammzellen schon außerhalb des Körpers Knochengewebe nachzubilden. Das mit 3,1 Millionen Euro geförderte Projekt wurde am Montag in Rostock gestartet.

„Wir haben früher Implantate mit Antibiotika besprüht, um die Einheilung im Körper zu beschleunigen”, erklärt Hans-Georg Neumann, Gründer und Geschäftsführer der Beschichtungsfima DOT in Rostock. Das habe sich schnell als Sackgasse erwiesen, da der Körper Resistenzen aufbaue. In Zusammenarbeit mit dem Orthopädie-Professor Mittelmeier sei man dann auf die Kupferbeschichtung gestoßen.

„Kupfergefäße haben schon die Römer benutzt, um ihr Wasser steril zu lagern”, sagt Neumann. In amerikanischen Kliniken werde darüber nachgedacht, Türklinken aus Kupfer zu montieren, um die Ausbreitung von Krankheitserregern einzudämmen. „Kupfer ist nicht nur in der Lage, gegen Bakterien zu kämpfen, sondern es regt den Körper auch zur Bildung eigener Zellen an”, sagt Neumann.

Das Prinzip sahen die Forscher in Experimenten mit einem Material bestätigt, das von DOT entwickelt wurde. Ein hochporöses Granulat, bestehend unter anderem aus Kalziumphosphat, wird außerhalb des Körpers mit körpereigenen Stammzellen des Patienten benetzt, die das Material als Stütze zur Bildung eigener Knochenzellen benutzen. Eine Beschichtung mit Kupfer hält Bakterien fern und regt zusätzlich die Knochenbildung an. Wird das Ganze mit Collagen ummantelt, hat der Chirurg ein geschmeidiges Material in der Hand, das er um den beschädigten Knochen formen kann.

Das wäre die optimale Verbindung zwischen Knochen und Implantat, sagt Mittelmeier. „Gerade bei der Zweit- oder Drittoperation würde der Knochenaufbaustoff helfen, das Implantat trotz brüchiger werdender Knochen fest und haltbar einzubauen.” Solch eine Hilfe für den Körper sei auch deshalb nötig, weil mit zunehmendem Alter der Patienten auch die Wahrscheinlichkeit steige, auf Endoprothesen angewiesen zu sein. „Auch im höheren Alter wollen die Leute heute mobil und körperlich fit bleiben, Golf spielen, joggen”, sagt Mittelmeier. Die Zahl der Gelenkoperationen werde deshalb steigen.

Das auf drei Jahre angelegte Verbundforschungsprojekt, an dem neben der Medizintechnikfirma DOT und der Orthopädischen Klinik auch die Uniklinik für Mikrobiologie und Virologie sowie das Zentrum für Medizinische Forschung Rostock beteiligt sind, soll den Durchbruch bei künstlichem Knochenersatz schaffen. „Knochen sind ein äußerst lebendiger Organismus. Wir wollen verstehen, wie die Zellen stimuliert werden können”, erklärte Zellbiologe Joachim Richly vom Zentrum für Medizinische Forschung.

Dann wäre man Körperzellen auf der Spur, die für die Bildung von Fettgewebe zuständig seien. Die seien Voraussetzung für die Herstellung von Weichteilimplantaten, beispielsweise für den Brustaufbau nach Krebs, sagte Richly.