Wissenschaftlern der Universität von Glasgow gelang es, eine neue Behandlungsmethode zur Herstellung synthetischer Knochen zu entwickeln und bei einem Hund umzusetzen. Jetzt hofft man, auch menschliche Knochenimplantate mit einem 3D-Drucker herstellen zu können.

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Logo University of GlasgowAn der Universität von Glasgow wurde zum ersten Mal ein synthetischer Knochen implantiert. Patientin war eine zwei Jahre alte Hündin namens Eva. Sie gehört zur Hunderasse der Münsterländer und brach sich bei einem Autounfall ihr vorderes Bein.

Aufgrund anhaltender Infektionen wollte die Fraktur nicht verheilen, deshalb musste an dieser Stelle ein Teil des Knochengewebes entfernt werden. Im Knochen ihres Vorderbeines befand sich eine 2 cm große Lücke, ihr drohte die Amputation. Der Veterinär William Marshall ist bei der Universität von Glasgow angestellt und stieß auf eine mögliche Behandlungsmethode, die allerdings bislang nicht getestet wurde, so die Hochschule auf der Website.

Besitzerin, Hund und Dr. Marshall nach Implantation
Besitzerin Fiona Kirkland, Hund Eva und Veterinär Dr. William Marshall nach der erfolgreichen Implantation. (Bild: © University of Glasgow)

Finanziert wurde die Technologie bzw. die Maßnahme von der gemeinnützigen Organisation „Find a Better Way Charity“. Diese Organisation wurde vom früheren Fußballprofi Sir Bobby Charlton gegründet, unterstützt die Behandlung von Landminenopfern und hat der Universität im letzten Jahr eine finanzielle Unterstützung von 2,8 Millionen Pfund Sterling vertraglich zugesichert. Ziel dieser Vereinbarung, über die wir bereits in einem Beitrag berichtet haben, ist die Entwicklung von 3D-gedruckten Gliedmaßen.

Vertragsunterzeichnung
Vertreter von Find a better way und der Universität Glasgow unterzeichnen den millionenschweren Vertrag (Bild © findabetterway.org.uk).

Die Behandlungsmethode im Detail

Die Wissenschaftler der Universität Glasgow konnten bereits auf ein Protein, das die Bezeichnung BMP-2 trägt, zurückgreifen. Dieses ist in der Lage, das Knochenwachstum zu fördern, allerdings steht die Prüfung der Methode für den Einsatz am Menschen noch aus.

William Marshall versuchte sein Glück und implantierte eine Kombination aus BMP-2, dem Bindemittel Polyethylacrylat (PEA) und Knochenspänen, die aus Evas Knochenmark gewonnen wurden. Diese Kombination wurde zuvor mit einem 3D-Drucker gefertigt. Dies war der erste Einsatz der neuen Technologie und die Ergebnisse somit beispiellos. Bereits sieben Wochen nach der Implantation hat sich Eva vollständig erholt und wird wahrscheinlich später wieder über Wiesen toben können.

Schematische Darstellung
Aus dieser schematischen Darstellung wird ersichtlich, wie sich der Knochen neu bilden soll. (Bild: © University of Glasgow)

Nachdem sich das Potenzial dieser Implantation aufzeigte, wird das Team der Universität das Verfahren als Lernübung für weitere 3D-gedruckte Implantate einsetzen.

Hilfe für Landminenopfer

Der gleiche BMP-2-Prozess soll zukünftig zur Herstellung 3D-gedruckter Implantate verwendet werden, die zukünftig für die Behandlung von Landminenopfern in Kambodscha erheblich verbessern. Die Technik nutzt dazu einen biomedizinischen Kunststoff, der sich letztendlich auflöst, um so dem neu gewachsenen Knochen Platz zu machen. Natürlich kann diese 3D-Druck-Technologie auch das Knochenwachstum im ganzen Körper unterstützen und somit nicht nur Landminenopfern zugute kommen. Sir Bobby Charlton beschreibt die Bedeutung er überraschenden Entwicklung folgendermaßen:

„Als ich den Finanzierungsvertrag für dieses Projekt vor sechs Monaten unterschrieb, habe ich nicht erwartet, dass es seit Jahren irgendwelche Ergebnisse aus dieser Technologie gibt. Eva ist ein schöner Hund und ich freue mich, dass sie jetzt ein normales Leben haben wird, dank der Arbeit, die wir an der Universität von Glasgow mitfinanziert haben. Ich bin noch mehr begeistert, wenn ich daran denke, welche Versprechen diese Technik für Landminen Überlebende und den Rest der Menschheit in der Zukunft haben wird.“

Die kalifornische Firma SI-BONE nutzt den 3D-Druck zur Herstellung von Titan-Implantaten, um das Knochenwachstum zu fördern. Dafür erhielt das Unternehmen vor Kurzem die FDA-Freigabe.

Hündin bei ersten Laufversuchen nach Implantation
Hündin Eva gemeinsam mit ihrer Besitzerin während eines Spazierganges. (Bild: © bbc.com)

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