Ein Team der Swansea University in Wales hat eine neuartige Methode zur Reparatur gebrochener Knochen mithilfe einer modifizierten Klebepistole und Biotinten entwickelt. Dieser Ansatz verspricht, die Heilungszeiten zu verkürzen und möglicherweise die Notwendigkeit invasiver chirurgischer Eingriffe zu reduzieren.
Bei der herkömmlichen Knochenreparatur werden oft Platten oder Schrauben eingesetzt, um die gebrochenen Enden zusammenzuhalten, was bei den Patienten zu längeren Erholungszeiten führt. Die Forscher stellen sich eine Zukunft vor, in der ein 3D-gedrucktes Gerüst mit lebenden Zellen direkt auf die gebrochene Stelle aufgebracht werden könnte. Dieses biokompatible Material würde als natürliche Brücke für das Knochenwachstum fungieren und eine schnellere und vollständigere Heilung fördern.
Bei diesem Verfahren wird mit einem speziellen 3D-Drucker ein „Bioink“ extrudiert – eine gelartige Substanz, die lebende Knochenzellen und andere bioaktive Moleküle enthält. Dieser Bioink ahmt die Struktur von natürlichem Knochengewebe nach. Die modifizierte Klebepistole ermöglicht eine präzise Platzierung dieses Biomaterials und ermöglicht es Ingenieuren, individuelle Gerüste zu erstellen, die auf das einzigartige Frakturmuster jedes Patienten zugeschnitten sind.
Bioinks sind im Wesentlichen biologische „Kleber“. Sie enthalten nicht nur Materialien, die die Mineralzusammensetzung von Knochen nachahmen (Hydroxylapatit), sondern auch Wachstumsfaktoren und andere zelluläre Signale, um die Heilung zu stimulieren. Dieser innovative Ansatz nutzt die natürlichen Regenerationsfähigkeiten des Körpers und minimiert möglicherweise Narbenbildung und das Risiko von Komplikationen, die mit herkömmlichen Implantaten verbunden sind.
Diese Forschung befindet sich noch in einem frühen Stadium. Derzeit laufen Labortests, um die Biotinten und den Druckprozess zu verfeinern. Die potenziellen Auswirkungen auf die Behandlung von Knochenbrüchen sind jedoch erheblich. Eine schnellere, weniger invasive Methode zur Knochenreparatur könnte die Patientenergebnisse erheblich verbessern, die Gesundheitskosten senken und die Behandlung von Muskel-Skelett-Verletzungen revolutionieren.
Die nächsten Schritte umfassen die Optimierung der Druckereinstellungen und der Bioink-Zusammensetzung, um starke, stabile Gerüste zu gewährleisten, die sich nahtlos in das vorhandene Knochengewebe integrieren. Weitere Forschungsarbeiten werden sich auch darauf konzentrieren, die langfristige Haltbarkeit und Funktionalität dieser gedruckten Konstrukte in Tiermodellen zu bewerten, bevor mit Versuchen am Menschen begonnen werden kann
