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Der Ersatz von Knochen ist zum Beispiel dann nötig, wenn im Kieferbereich eines Patienten ein Tumor und mit diesem auch großräumig Knochen entfernt werden musste. Ein neuartiger Knochenersatz mit deutlichen Vorteilen soll am Lehrstuhl für experimentelle Zahnheilkunde der Universität Würzburg entwickelt werden.
Das Ausgangsprodukt liegt den Wissenschaftlern um Prof. Dr. Roger Thull bereits vor: Es ist ein Pulvergemisch aus unterschiedlichen Kalziumphosphaten, das mit Wasser vermengt wird und so einen formbaren Zement zum Verschließen von Knochendefekten oder zum Aufbau fehlenden Knochens liefert. Nach seiner Aushärtung liegt der Zement als Hydroxylapatit vor - und dieser Stoff ist mit dem nicht-organischen Bestandteil von natürlichen Knochen identisch.
Bislang seien Knochenzemente vor allem auf der Basis von plexiglasartigen Werkstoffen bekannt, so Prof. Thull. Doch diese würden sich, wie alle Kunststoffe, im Körper des Menschen mit der Zeit zersetzen. Dabei gelangen einerseits Bruchstücke der Kunststoff-Moleküle in den Organismus, andererseits wird der Werkstoff mechanisch geschwächt. Zudem lassen sich Abstoßungsreaktionen des Körpers beobachten - bei Hydroxylapatit dagegen sei all dies nicht der Fall, so der Würzburger Forscher.
Trotz dieser Vorteile erfüllen die Hydroxylapatit-Zemente noch nicht alle klinischen Anforderungen. Ihre Abbindezeit und ihre mechanischen Eigenschaften nach dem Abbinden fallen mal so, dann wieder anders aus, sind also "nicht reproduzierbar", wie die Wissenschaftler sich ausdrücken. Die Ursachen dafür liegen im Abbindemechanismus und in der Struktur der Kalziumphosphat-Komponenten des Pulvergemisches.
Deshalb versuchen die Mitarbeiter in der experimentellen Zahnmedizin zunächst, die Phosphatpulver sowohl einzeln als auch im Gemisch besser charakterisieren zu können - von Interesse sind Partikelgröße, die Verteilung der verschiedenen Größen im Gemisch und die elektrischen Oberflächeneigenschaften. Anschließend sollen die Anforderungen an die optimalen Komponenten festgelegt und der Zement im Kliniklabor als Prototyp hergestellt werden. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert diese Arbeiten.
Außerdem wollen die Wissenschaftler verschiedene Beimischungen prüfen. So ließe sich der Zement etwa mit Antibiotika versetzen, um Infektionen im Anwendungsgebiet vorzubeugen. Oder man könnte Zytostatika beimengen: Diese Medikamente hemmen das Wachstum von Zellen und eignen sich damit für Zemente, die nach der Entfernung bösartiger Tumore als Knochenersatz verwendet werden.
Weitere Informationen: Prof. Dr. Roger Thull oder Diplom-Chemiker Uwe Gbureck, T (0931) 201-7352, Fax (0931) 201-7350, E-Mail:
rthezm@mail.uni-wuerzburg.de
Criteria of this press release:
Materials sciences, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing
transregional, national
Research projects
German
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