Glasimplantate sollen Knochendefekte heilen
Dalian University of Technology: Ausgangsmaterial ist ein Gel, das per 3D-Druck geformt wird
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So entsteht der revolutionäre Knochenersatz aus Glas (Illustration: "ACS Nano") |
Dalian (pte015/24.09.2025/11:30)
Forscher mehrerer chinesischer Universitäten unter Führung der Dalian University of Technology haben ein Spezialglas für Glasknochen-Patienten entwickelt, das sich per 3D-Druck in die benötigte Form bringen lässt. Nachdem es implantiert ist, regt es benachbarte Knochenzellen an, sich an das Implantat anzukoppeln, sodass es quasi zu einem Teil des Körpers wird. Bei Menschen mit Osteogenesis imperfecta zersplittern Knochen wie Glas, wenn sie mechanisch belastet werden.
Besser als Knochenersatz
Bei Testeinsätzen in Kaninchen hat die Verbindung zwischen gläsernem Implantat und Knochenzellen besser funktioniert als mit klassischem Knochenersatz wie Hydroxilapatit. Laut den Forschern sind Knochen und Glas sehr ähnlich, was auf den ersten Blick überrascht. Nachzuvollziehen ist zumindest, dass beide Materialien eher Gewicht als Dehnung aushalten.
Im Gegensatz zu Knochen lässt sich der Hauptbestandteil von Glas - Siliziumdioxid - jedoch verflüssigen, sodass es per 3D-Druck formbar ist, beispielsweise zu einem fehlenden Knochensegment. Um die Temperatur des flüssigen Glases zu senken, werden allerdings im Normalfall giftige Weichmacher hinzugefügt, was für die Nutzung als Knochenersatz nicht infrage kommt.
Längeres Zellenwachstum
Die chinesischen Forscher haben den Schmelzpunkt auf andere Weise gesenkt. Sie kombinierten Siliziumdioxid mit Kalzium- und Phosphat-Ionen, die dafür bekannt sind, das Wachstum von Knochenzellen anzuregen. Es entstand ein Gel, das sich drucken lässt. Anschließend wird es bei einer relativ geringen Temperatur von 700 Grad Celsius ausgehärtet.
Mit diesen Implantaten reparieren die Forscher Defekte in den Schädeln von Kaninchen und verglichen das Wachstum der Knochenzellen mit dem von Implantaten aus herkömmlichem Knochenersatz. Beim gläsernen Implantat wuchsen die Zellen langsamer, aber über einen deutlich längeren Zeitraum, sodass eine festere Verbindung zwischen Restknochen und gläsernem Implantat entstand als beim Einsatz von bisher genutzten Implantaten. Details sind in "ACS Nano" nachzulesen.
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