In einer Kooperation zwischen der Orthopädischen Klinik und dem Institut für Gesteinshüttenkunde der
RWTH ist es erstmals
gelungen, einen keramischen Werkstoff, der auf-grund seiner biologischen Inaktivität bisher nur beschränkt als Implantat eingesetzt
werden konnte, in einem einfachen Verfahren so zu verändern, dass Knochenzellen besser anhef-ten und so ein besserer Verbund
zwischen Implantat und körpereigenem
Knochen erzielt wird.
Oxidkeramiken sind in der
Orthopädie als sehr belastungsstabiler, verschleißbeständiger Werkstoff bekannt. Im Vergleich mit anderen
Prothesenmaterialien erzeugen keramische Prothesen deutlich weniger Abriebpartikel. Hierdurch wird die Lockerung der Prothese,
die üblicherweise nach etwa 15 Jahren eintritt verhindert oder wenigstens deutlich verzögert. Rein keramische Prothesen sind jedoch
nicht bioaktiv, zwischen Knochen und Implantat entsteht statt eines festen Verbundes eine Bindegewebszwischenschicht. Dies führt zu
deutlich früherer Lockerung, so dass bisher rein keramische Prothesen nicht denkbar waren.
In einer ungeförderten Zusammenarbeit zwischen der Orthopädischen Klinik und dem Institut für Gesteinshüttenkunde der RWTH
Aachen konnten erstmals mechanisch hoch belastbare Oxidkeramiken so bearbeitet werden, dass an der Oberfläche bioaktive
Gruppen entstehen, die zu einem deutlich verbesserten Materialknochenkontakt führen. Das nasschemische Verfahren ist einfach und
kostengünstig umzusetzen. Selbst komplexe Geometrien und Hinterschneidungen lassen sich gezielt bioaktivieren. Nach der
Bioaktivierung zeigen die Oxidkeramiken die gleichen mechanischen Eigenschaften wie unbehandeltes Ausgangsmaterial.
In Zellkulturtests in der Orthopädischen Klinik konnte nachgewiesen werden, dass menschliche Osteoblasten, die für den
Knochenaufbau verantwortlich sind, deutlich besser an diesem Material anheften und schneller wachsen. Dies lässt auf ein deutlich
verbessertes Einheilungsverhalten der Keramikprothese im Körper und damit auf eine längere Trag-dauer schließen.
Das Interesse der Industrie an dieser weltweit zum Patent eingereichten Entwicklung ist hoch. In weiteren Tests haben potentielle
Lizenznehmer bereits die Reproduzierbarkeit der Aktivierung sicher nachgewiesen.
Als nächstes gilt es, die Langzeitauswirkungen auf den tierischen und menschlichen Organismus zu untersuchen, die durch die an der
Oberfläche gebildeten Hydroxide eintreten. Der Übertragung dieser Technik auf
Implantate sowie der technisch möglichen
Ankopplung weiterer bioaktiver Substanzen an die Oberfläche wird zukünftig ein besonderer Stellenwert zufallen, da hierbei neue
Anwendungen im Gelenk-, Wirbel- und Dentalbereich möglich werden.