Medizin-Forschung

Magnesium-Implantate lösen sich im Körper auf

Forscher entwickeln Implantate aus Mineralstoffen, die der Körper selbst abbauen kann. Damit könne man künftig etwa Knochenbrüche mit Schrauben fixieren, die nach der Heilung nicht mehr operativ entfernt werden müssen. Erste Stents aus Magnesium stehen kurz vor der Zulassung.

Abbaubarer Stent aus zwei Blickwinkeln (Foto: fotalia)

Abbaubarer Stent aus zwei Blickwinkeln (Foto: fotolia)

Am Austrian Institute of Technology entwickeln Forscher Implantate, die nach Erledigung ihrer Aufgabe vom Körper abgebaut beziehungsweise ausgeschieden werden. Die Implantate bestehen aus einer Magnesium-Legierung, die neben Magnesium nichts weiter als geringe Mengen von Kalzium und Zink enthalten. Die Legierung besteht also nur aus Mineralstoffen, die im Körper sowieso vorhanden sind. Die Forscher verzichten bewusst auf die Verwendung von Stoffen, bei denen noch nicht vollständig geklärt ist, wie sie vom Körper abgebaut werden. Außerdem wird auf Stoffe wie Aluminium verzichtet, das unter Verdacht steht, Alzheimer zu begünstigen.

„Abbaubare Implantate bieten überall dort große Vorteile, wo ihre Anwendung nur zeitlich begrenzt erfolgen muss“, sagt Bernhard Mingler vom Austrian Institute of Technology den Deutschen Gesundheits Nachrichten. „Das sind hauptsächlich Anwendungen im kardiovaskulären Bereich, zum Beispiel Stents, und in der Orthopädie, zum Beispiel bei der Behandlung von Knochenbrüchen.“ Bei diesen Anwendungen verschwinde das Implantat, nachdem es seine Aufgabe erfüllt hat, ‚von selbst’ aus dem Körper. Eine belastende und aufwendige Zweitoperation zur Implantatentfernung könne so vermieden werden.

Belässt man ein nicht abbaubares Implantat nach erfolgreicher Therapie ohne Funktion im Körper, besteht die Gefahr einer unerwünschten Wanderung des Implantats und einer chronischen Reizung des umliegenden Gewebes. Außerdem können sie mögliche Folgeoperationen erschweren. Ein weiterer Vorteil von Magnesium-Implantaten ist das Handling bei der Operation, das dem von anderen metallischen Implantatmaterialien sehr ähnlich ist und deswegen keine große Umgewöhnung bei der Operation notwendig macht.

Abbaubare Implantate aus verschiedenen Polymeren sind zur Zeit bereits in Verwendung, allerdings haben die metallischen Magnesiumlegierungen gegenüber den abbaubaren Polymeren deutlich bessere mechanische Eigenschaften, zum Beispiel eine mehrfach höhere Festigkeit. Erst diese Stabilität ermöglicht die Anwendung bei starken Belastungen. Tatsächlich erzielen die Magnesium-Implantate bereits ähnlich hohe Festigkeitswerte wie dauerhafte Implantate aus chirurgischem Stahl oder aus Rein-Titan.

Diese Festigkeitswerte können die Forscher um Mingler inzwischen durch fachmännische Prozessführung bei der Herstellung sowie durch zusätzliche Bearbeitung mit der weiterentwickelten Equal Channel Angular Pressing (ECAP) Technologie erreichen, wie aus einer Veröffentlichung des Austrian Institut of Technology hervorgeht. Dabei wird der Werkstoff unter einem hohen hydrostatischen Druck durch ein Werkzeug gepresst, das aus zwei Kanälen gleichen Durchmessers (12 oder 20mm) besteht. Durch die Wahl des Kanalwinkels und die materialabhängige Prozesstemperatur sowie durch wiederholte Pressvorgänge werden die Materialeigenschaften beeinflusst, ohne dass sich die äußere Form des Werkstücks verändert.

Magnesium-Implantate für Stent-Anwendungen befinden sich gerade in der klinischen Phase und stehen nun kurz vor der Zulassung.

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