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Material hilft beim Wachstum von neuem Knochengewebe
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
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Amerikanischen Spezialisten ist es gelungen, auf dem beschädigten Schädel eines Nagetiers neues Knochengewebe wachsen zu lassen. Die meisten Wissenschaftler weltweit bezeichneten dieses Experiment bereits als einen technischen Fortschritt auf dem Gebiet der chirurgischen Knochenrekonstruktion.
Die neueste technologische Methode, entwickelt von Spezialisten der Universitäten Northwestern und Chicago in Illinois, soll dazu beitragen, das Problem der Wiederherstellung von Knochengewebe im Körper sowie des umliegenden Gefäßnetzes zu lösen. Gleichzeitig wird der Einsatz von Transplantaten optional.
Ein neues biologisches Material, das Knochengewebe „wachsen“ lassen kann, liefert relativ schnelle und qualitativ hochwertige Ergebnisse.
„Die Ergebnisse der Experimente sind wirklich erstaunlich. Wenn unsere Idee umgesetzt werden kann, können wir schwierige, schmerzhafte und nicht zielführende Knochentransplantationen (das sogenannte „Grafting“) vergessen“, ist Guillermo Amir überzeugt. Amir ist Doktor der Medizin- und Biotechnik und vertritt die McCormick-Fakultät der Northwestern University – er war direkt an der Entwicklung der Methode beteiligt.
Schäden und Anomalien des Schädels sind schwer zu korrigieren. In den meisten Fällen müssen Chirurgen Teile des patienteneigenen Knochengewebes verwenden – zum Beispiel Fragmente des Beckenknochens oder der Rippen. Ein solcher Eingriff ist sehr traumatisch und gefährlich, insbesondere bei großflächigen Knochendefekten.
Einer Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Amir gelang es, mithilfe eines katalysierenden Proteinwachstumsfaktors Knochengewebe auf einem künstlichen Hydrogel-Gerüst wachsen zu lassen.
Um die Zufuhr eines stimulierenden Proteins von außen zu vermeiden, gelang es Spezialisten, Zellen so zu modifizieren, dass der Körper selbstständig eine Proteinsubstanz produziert. Nachdem die Wissenschaftler den Knochenschaden mit einem Gerüst abgedeckt hatten, platzierten sie an dieser Stelle Zellen, die einen Proteinwachstumsfaktor produzieren. Bald füllte sich der betroffene Bereich mit einem jungen Gefäßnetz und dichtem natürlichem Knochengewebe.
Im Rahmen der Studie wurden autologe Zellstrukturen verwendet, die keine Abstoßung hervorrufen konnten. Als Stimulatorprotein wurde das Protein BMP9 gewählt.
Das Knochenaufbaugerüst hatte folgende Zusammensetzung: Zitronensäure und Polymer-Nanokomposit. Das Nanokomposit ist zunächst eine Flüssigkeit, die sich unter dem Einfluss der menschlichen Körpertemperatur in ein Gel verwandelt.
Während des chirurgischen Eingriffs verteilt der Chirurg das biologische Material über die Stelle des Knochendefekts: Die Masse härtet sofort aus und bildet einen elastischen „Flicken“ auf dem Knochen, der anschließend zu normalem, gesundem Knochengewebe degeneriert.
Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass diese Innovation bald in der Chirurgie und im Knochenaufbau breite Anwendung finden wird. Knochendefekte können bei Patienten nach mechanischen Schädelverletzungen, nach Resektion von Tumorprozessen, zur Korrektur angeborener Anomalien in der Schädelentwicklung usw. behoben werden. Forscher raten jedoch, noch keine voreiligen Schlüsse zu ziehen, da die Experimente nur an Nagetieren durchgeführt wurden.
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