Nanofasern für die Knochenheilung

Wer sich einen Arm bricht oder unter starker Osteoporose leidet, soll in Zukunft auf eine gezielte knochenaufbauende Therapie aus dem Labor hoffen können. Ein von der EU-finanziertes Verbundprojekt forscht derzeit an neuen Möglichkeiten, den Knochen schneller wieder zusammenwachsen zu lassen. COMPAMED.de sprach hierüber mit Professor Amir Fahmi, der als Materialwissenschaftler am Projekt beteiligt ist.

Herr Prof. Fahmi, was ist die Aufgabe Ihres Teams im Verbundprojekt iP-OSTEO?

Prof. Amir Fahmi: Unsere Aufgabe ist es, ein neues Material zu entwickeln, um damit die Behandlung von Knochenbrüchen und Osteoporose zu unterstützen, indem man die Defekte wieder mit gesundem Knochen verstärkt. Wir möchten die Knochenzellen stimulieren und dazu bringen wieder zu wachsen und so den Knochen zu heilen.

Wie entwickeln Sie ein solches Material?

Fahmi: Es gibt verschiedene Fragen, auf die wir Antworten finden müssen. Zum einen müssen wir überlegen, wie wir das Material im Knochen implementieren wollen. Dann muss man schauen, ob es Wechselwirkungen zwischen dem Material und dem biologischen System, in das man das Material einbringt, gibt. Des Weiteren muss man verhindern, dass der Körper das Material abstößt. Das Material muss deshalb biokompatibel und biologisch abbaubar sein. Darüber hinaus ist es wichtig, dass es, wenn der Knochen wieder gewachsen ist, vom Körper abgebaut werden kann. All diese Eigenschaften müssen wir berücksichtigen.

Zuerst muss man das richtige Polymer finden. Damit haben wir schon viel Erfahrung gesammelt. Darüber hinaus prüfen wir eine Zusammensetzung mit anorganischen Biomaterialien, zum Beispiel Calciumphosphat oder Hydroxylapatit das man mit dem Biopolymer verbindet. Denn wir wollen ein Hybridmaterial entwickeln. Dieses Hybridmaterial nehmen wir und machen daraus mittels Elektrospinning Nanofasern. Mit einem speziellen Gerät kann man die Polymere dann von einer kleinen Nadel ziehen und die Polymere kommen verbunden mit den anorganischen Teilchen als Nanofaser "raus" und werden zu Scaffolds zusammengefasst. In die Nanofasern kann man verschiedene Stoffe einbetten, zum Beispiel zur Bakterienhemmung.

Konnten Sie schon erste Tests damit durchführen?

Fahmi: Im Moment sind wir noch nicht soweit. Das Material wird aber von uns in vitro getestet werden. Später wird es auch Tierversuche geben, diese werden jedoch von einem anderen Partner des Konsortiums durchgeführt.

Bis wann läuft das Projekt?

Fahmi: Insgesamt läuft es über drei Jahre und wird Anfang 2023 beendet sein. Das gute am Projekt ist, dass nicht nur Akademiker daran mitwirken, sondern auch Industriepartner. Derzeit arbeiten zwei wissenschaftliche Mitarbeiter aus der Industrie mit in unserem Labor. Die Kosten für das gesamte Projekt werden von der EU übernommen. Hierdurch wird auch garantiert, dass der Weg hin zum Markt nicht so lang sein wird.