Neues Hydrogel schließt Lücken in Knochen
Dank der Innovation von Forschern der POSTECH wandern mit der Zeit gesunde Zellen hinein
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So werden Knochendefizite künftig geheilt (Grafik: postech.ac.kr/eng) |
Pohang (pte001/08.01.2025/06:00)
Hyung Joon Cha und sein Team haben an der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) ein Hydrogel zur Wiederherstellung von Knochenteilen entwickelt, die durch Unfälle oder Krankheiten wie Krebs verlorengegangen sind. Es wird in die Löcher gespritzt und härtet unter Lichteinwirkung aus. Das aus Algen gewonnene Material Alginat, Kalzium-Ionen, eine Chemikalie namens Phosphonodiol und ein photoreaktiver Wirkstoff bilden die Grundlage.
Licht lässt Gel aushärten
Wird das Gel in einen Knochendefekt injiziert und dann mit harmlosem sichtbarem Licht bestrahlt, vernetzen sich seine Polymerketten miteinander, wodurch es zu einem starken, porösen, biologisch abbaubaren Feststoff wird, der sich fest mit dem angrenzenden Knochengewebe verbindet.
Gleichzeitig bildet sich in dem Material amorphes Kalziumphosphat. In diese sehr knochenähnliche Verbindung wandern Zellen des umgebenden gesunden Knochens ein, sodass das Implantat praktisch zum körpereigenen Material wird.
Knochenteile transplantiert
"Das von unserem Team entwickelte injizierbare Hydrogelsystem zur Knochenregeneration stellt eine innovative Alternative zu herkömmlichen komplexen Behandlungen von Knochenerkrankungen dar und wird die Technologie zur Regeneration von Knochengewebe erheblich voranbringen", sagt Cha.
Heute werden Knochendefizite ausgeglichen, indem den Patienten an einer anderen Stelle des Körpers, etwa aus dem Bein, Gewebe entnommen und verpflanzt wird. Das ist nicht nur ein invasiver und schmerzhafter Eingriff, sondern verschiebt das Knochendefizit von einem Teil des Skeletts zu einem anderen.
Oft versagt Knochenkleber
Es gibt auch knochenähnliche künstliche Materialien, die anstelle von echtem Knochen in das Defizit eingebracht werden. Oft werden sie passgenau mit einem 3D-Drucker hergestellt. Auch bei dieser Technik wandern Knochenzellen allmählich in die poröse Struktur hinein.
Doch häufig versagt der Kleber, mit dem der synthetische Knochen fixiert worden ist, unterstreicht Cha in Bezug auf herkömmliche Behandlungsverfahren, die aktuell eingesetzt werden. Dieses Problem gebe es bei seinem Implantat nicht. Der Muschelkleber lasse sich durch nichts beirren.
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