Nationales Forschungsprojekt gestartet: Implantate zum Knochenaufbau aus dem 3D-Drucker

Logo Forschungsland Oberösterreich
Logo UAR Innovation Network

12.11.2020

Für Implantate im Kieferbereich ist oftmals ein Knochenaufbau nötig – dafür werden unter anderem Knochenteile vom Oberschenkel des Patienten entnommen und transplantiert. Derlei Eingriffe belasten vor allem Personen, die sich in keinem guten gesundheitlichen Zustand befinden, da die Infektionsgefahr groß ist und der Heilungsverlauf lange dauert.

Eine Alternative dazu sind biokompatible, resorbierbare Implantate, die mittels additiver Fertigungstechnologien hergestellt werden. Das Steyrer Forschungsunternehmen PROFACTOR leitet ein Forschungsprojekt mit insgesamt sechs Partnern, in dem diese Alternative im Labor erprobt wird. Das nationale Projekt INKplant wird von der FFG (Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft) mit 1,8 Millionen Euro gefördert. In dem Projekt soll ein patientenspezifisches Implantat aus mehreren Materialien entwickelt werden. Es soll über die erforderliche mechanische Stabilität und die erforderlichen Oberflächeneigenschaften verfügen, um die Geweberegeneration zu beschleunigen. Das Implantat wird dabei nach der Operation von den entsprechenden Zellen besiedelt und in körpereigenes Material umgebaut.

Das Projekt beruht auf einem hybriden, additiven Herstellungsprozess. Die Implantate zeichnen sich durch eine „harte Phase“ aus Keramik, die für die stabile Verankerung sorgt, und eine „weiche Phase“ aus resorbierbaren synthetischen Materialien aus, die für die Knochenheilung essenziell ist. Für eine gute Osseointegration und Förderung der Geweberegeneration wird das 3D-Keramikteil mit der „weichen Phase“ bedeckt. Diese ähnelt einer extrazellulären Matrix.

Im Projekt soll die Geometrie von Prototypen mit Softwarealgorithmen aus medizinischen Bildgebungsdaten automatisiert abgeleitet werden und durch Modellierung und Simulation der optimale innere Aufbau des Implantats computerunterstützt errechnet werden. Dass soll die Funktionalität der Implantate hinsichtlich Biokompatibilität, mechanischer Eigenschaften und Porosität sicherstellen.

Die Realisierung des Multimaterial-Implantats hat das Potenzial, die Ausfallrate von derzeit 34-50 Prozent auf nahezu null zu senken. Die zukünftige Markteinführung ist ein zentraler Aspekt des Projekts. Der Markt für subperiostale Implantate wurde im Jahr 2017 auf 300 Millionen US-Dollar geschätzt.

Ein EU-Forschungsantrag zur Ausweitung der Aktivitäten auf weitere klinische Anwendungsfälle, ebenfalls unter der Leitung von PROFACTOR, wurde positiv evaluiert. Das EU-Projekt mit insgesamt 19 Partnern wird voraussichtlich im Jänner 2021 gestartet werden können.

www.profactor.at