Heilung mit biologisch abbaubaren Implantaten

Winzige Flocken aus reduziertem Graphenoxid im Einsatz - Zweite Operation wird überflüssig

So wirkt reduziertes Graphenoxid (rGO) wissenschaftlich gesehen (Grafik: tpu.ru)

Tomsk/Aveiro (pte004/29.09.2021/06:15)

Wissenschaftler der Polytechnischen Universität Tomsk https://tpu.ru/en (TPU) in Russland haben gemeinsam mit Kollegen der Universität Aveiro https://www.ua.pt/ in Portugal ein polymeres Material entwickelt, das zwei Eigenschaften kombiniert, die für medizinische Implantate wichtig sind. Das Material ist biologisch abbaubar, das heißt, es löst sich nach einiger Zeit im menschlichen Körper auf, und es besitzt piezoelektrische Eigenschaften. Wenn es unter Druck gerät erzeugt es elektrische Ladung, die die Geweberegeneration beschleunigt. Eine entscheidende Rolle spielen dabei winzige Flocken aus reduziertem Graphenoxid (rGO), das „echtem" Graphen sehr ähnlich, aber einfacher herzustellen ist.

[b]Strom beschleunigt die Heilung[/b]

„Materialien mit piezoelektrischen Eigenschaften sind für die regenerative Medizin wichtig, da sie in der Lage sind, elektrische Ladung ohne externe elektrische Energiequelle zu erzeugen", sagt Roman Chernozem vom Internationalen Forschungszentrum für Piezo- und Magnetoelektrische Materialien der TPU. Elektrische Impulse tragen zur Stimulation der Regeneration von lebenden Geweben wie Knochen- oder Nervengewebe nach Verletzungen bei. Die Natur hat es so eingerichtet, ass auch Knochen piezoelektrische Eigenschaften haben.

[b]Graphen brachte die entscheidende Verbesserung[/b]

 Anders als bisher eingesetzte Polymere mit piezoelektrischen Eigenschaften ist die russisch-portugiesische Gemeinschaftsproduktion biologisch abbaubar. Das ist eine wichtige Eigenschaft, weil es nach der Heilung zerfällt und nicht durch einen chirurgischen Eingriff entfernt werden muss. Das Vormaterial, ein Monomer, das durch Vernetzung zum Polymer wird, reicherten die Entwickler mit rGO-Nanoflocken an. Das verbesserte die piezoelektrischen Eigenschaften. Die elektrische Ladung, die durch Druck erzeugt wird, erhöhte sich auf nahezu das Zehnfache. Damit übertrifft das Material menschliche Knochen.

[b]Regeneration von Knochen und Nerven[/b]

Jetzt wollen die Forscher untersuchen, wie das neue Material mit lebenden Zellen und Gewebe interagiert, um sicherzustellen, dass es keine negativen Folgen hat, wenn es in Form von Implantaten an Menschen eingesetzt wird. Andrey Kholkin, einer der Direktoren des Forschungszentrums in Tomsk, ist optimistisch: „Das Material ist vielversprechend für Implantate im Knochengewebe-Engineering, die Regeneration von Nervengewebe und einigen anderen lebenswichtigen Gewebearten."

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