Koordinator:
Meotec GmbH
Herr Christoph Ptock
Philipsstr. 8
52068 Aachen
Tel.: 0241/475718-0
E-Mail: christoph.ptock@meotec.eu
Projektvolumen:
3.934.175,00 € (2.700.769,00 € Förderanteil durch das BMBF)
Projektlaufzeit:
01.03.2020 bis 29.02.2024
Projektpartner:
Lehrstuhl für Digital Additive Production DAP der RWTH Aachen University
Matricel GmbH, Herzogenrath
3D Systems Software GmbH, Attendorn
Projektbeschreibung
Knochendefekte, z.B. Tumorerkrankungen, erfordern aufwendige Operationen. Diese medizinischen Maßnahmen sind mit hohen wirtschaftlichen Kosten bei der patientenspezifischen Versorgung verbunden und belasten das Gesundheitssystem. Um fehlenden Knochen zu ersetzen und Frakturen zu fixieren, werden Implantate, z.B. aus Titan oder chirurgischem Stahl, verwendet. Diese führen durch Lastabschirmung jedoch zu einem erhöhten Bruchrisiko für den
regenerierten Knochen und müssen häufig nach Genesung und Heilung entfernt werden. Die Revisionsoperation verursacht wiederum hohe Kosten und erhöht bei dem Patienten das Risiko in der Klinik erneut zu erkranken. Knochenersatz aus einem resorbierbaren Material, das dem Knochen hilft, durch einen gleichmäßigen Abbau zu heilen, ist sowohl für den Patienten als auch wirtschaftlich wünschenswert. Die Forschung zu Eisen (Fe) und seinen Legierungen
für biologisch abbaubare Anwendungen stagniert in den letzten Jahren, da die Abbaurate zu langsam ist und die eisen- oder legierungshaltigen Abbauprodukte für den menschlichen Körper unverträglich sind. Seit den 2000er Jahren wurden ferner eine Reihe von Untersuchungen an biologisch abbaubaren Mg-Legierungen durchgeführt. Neu erforschte Mg-Legierungen weisen eine gute Biokompatibilität und dem Knochen ähnliche mechanische Eigenschaften auf, werden teilweise jedoch zu schnell abgebaut, sodass sie für gewisse medizinische Indikationen bislang nicht eingesetzt werden können. Zink-basierte Biomaterialien wurden bislang nur wenig erforscht und könnten hinsichtlich eines gemäßigten Abbaus im menschlichen Körper verschiedene Vorteile aufweisen.
Ziel des Forschungsprojektes ist deshalb die (prä-)klinische Erforschung einer Technologieplattform zur Behandlung von Knochendefekten durch patientenspezifische Implantate aus einer bioresorbierbareren ZnMg-Legierung.
Zur Erreichung dieses Ziels ist das BioStruct-Konsortium gut aufgestellt: Der Projektpartner und Konsortialführer Meotec ist ein führendes Unternehmen in der Bereitstellung resorbierbarer metallischer Werkstoffe, während der DAP und 3DSystems Expertenwissen im Bereich der additiven Fertigung (AM) aufweisen. Der Projektpartner Matricel ist führend im Bereich der Kollagensynthese. Eine Kollagenmatrix soll um die gefertigten und oberflächenmodifizierten ZnMg-Implantate aufgebaut werden, um die Besiedelung des Implantates mit körpereigenen Zellen zu begünstigen. Durch innovative Materialentwicklung und Präzisionsfertigung sowie breit angelegte Experimente dient das Projekt somit der Bereitstellung neuartiger resorbierbarer Knochenersatzimplantate und adressiert damit eines der größten Felder der Medizintechnik. Mit Hilfe des zu erforschenden Ansatzes könnten Implantate zukünftig überall dort bereitgestellt werden, wo Knochen zunächst stabilisiert oder widerhergestellt werden muss, dann aber durch knocheneigenes Material ersetzt werden soll.