Echte Knochenarbeit: Pflanzliche Zellulose für Implantate

    23. März 2019, 15:00
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    Schaum aus Zellulose-Nanokristallen unterstützt nachwachsende Knochen bei Zahn- und Knochenimplantaten

    Gilderoy Lockhart ist schlichtweg überfordert mit der Behandlung von Knochenbrüchen und selbst Madam Pomfrey kann den Patienten dabei Schmerzen nicht ersparen. Aber auch außerhalb der Welt von "Harry Potter" sind nachwachsende Knochen ein komplexes Thema.

    Die meisten Methoden konzentrieren sich dabei auf Implantate von Eigen- oder Fremdspendern oder Materialien wie Hydroxyapatit. Dieses Mineral ist insofern geeignet, weil es auch in natürlichen Knochen enthalten ist und so abwehrende Reaktionen des Körpers minimieren soll.

    Baumstark und luftig leicht

    Viele Implantate sind dabei aber zu hart und unflexibel und können sich so der Form des Hohlraumes nicht ausreichend anpassen. "Diese Löcher können zu schlechtem Knochenwachstum und lockeren Implantaten führen", sagt Daniel Osorio, Hauptautor des Papers von der McMaster Universität in Kanada.

    foto: clare kiernan, university of british columbia
    Das ausgehärtete Aerogel ist leicht und stabil zugleich.

    Die Forscher hoffen mit ihrer Entwicklung das Material für die Knochenimplantate der Zukunft entwickelt zu haben. Das Ausgangsmaterial dazu stellen Nanokristalle, die aus pflanzlicher Zellulose extrahiert und gebildet werden. Aus diesen formten die Wissenschafter eine starke, aber leichte und schwammartige Substanz, ein sogenanntes Aerogel. Dieses kann in den Körper injiziert werden und sich verdichten oder ausdehnen, um einen Hohlraum genau auszufüllen.

    Implantate als Schablone für Knochenwachstum

    Tests mit Ratten zeigten, dass das Knochenwachstum mit diesen Implantaten im Vergleich zur Gruppe ohne sie deutlich erhöht war. "Diese Ergebnisse zeigen zum ersten Mal im Laborbetrieb, dass ein Zellulose-Aerogel neues Knochenwachstum unterstützen kann", so auch Koautorin Emily Cranston. Im Laufe der Heilung solle sich das Implantat dann in ungefährliche Komponenten auflösen.

    Neben Zahnimplantaten sollen auch Wirbelsäulen- und Gelenkersatzoperationen zum potenziellen Anwendungsgebiet zählen. Noch ist es zwar ein weiter Weg aus dem Labor in den OP, aber die ökonomischen Vorzeichen wären günstig, weil das Rohmaterial der Nanozellulose schon jetzt in kommerziellen Maßstäben hergestellt wird.

    Die Frage, ob das neuartige Aerogel ebenso schlecht schmeckt wie das berüchtigte "Skele-Wachs" aus "Harry Potter", ließen die Forscher übrigens völlig unbeantwortet. (Markus Plank, 23.3.2019)

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