Welche Implantate gibt es?

Implantate für den Bewegungsapparat

Generell wird beim künstlichen Gelenkersatz daran geforscht, dem Patienten das natürliche Gefühl für das Gelenk zurückzugeben. Es kommen biokompatible Materialien zum Einsatz, die Implantate werden langlebiger und stabiler und ihre Form und Grösse wird den modernen minimal-invasiven Operationsverfahren angepasst.

Die Komponenten für künstliche Gelenke bestehen aus Metallen, Polymeren und Keramik. Bei der Herstellung kommen verschiedenste formgebende und auch zerspanende Technologien zum Einsatz.

So werden beispielsweise für die am stärksten beanspruchten Implantat-Komponenten High-Tech-Umformtechnologien genutzt. Bei hoher Temperatur und Presskraft wird das Rohmaterial aus Metall-Legierungen in verschiedenen Schritten in die definitive Form gebracht, was zu höherer mechanischer Festigkeit des Implantates führt.

Polyäthylen hat sich in der Orthopädie als Gleitpartner in künstlichen Gelenken seit Jahrzehnten etabliert. Durch moderne Herstellprozesse konnten in den letzten Jahren noch weitere Verbesserungen bezüglich Qualität, insbesondere beim Widerstand gegen Verschleiss  und Oxidation, erzielt werden. Bei diesen so hergestellten Werkstoffen spricht man von  hochvernetztem Polyäthylen, welches noch dauerhafter als das herkömmliche Polyäthylen ist.

Implantate aus dem Backofen

Heute bestehen Implantate für Knochenteile oder Gelenke aus Metallen, Polymeren und Keramik. Ingenieure sind dabei, eine neue Technik zu entwickeln, mit der sie Knochen aus Metallpulver „backen“ können. Der grosse Vorteil dabei: Die Implantate können ganz genau so modelliert werden, wie sie der jeweilige Patient benötigt. Als „Backpulver“ dienen sogenannte Biomaterialien, Legierungen aus Titan oder Stahl.

Stabilität für gebrochene Wirbel

Früher waren Wirbelkörperfrakturen mit anhaltender Bettlägerigkeit oder Korsettversorgung verbunden. Die Folge waren chronische Schmerzen und eine Verkrümmung der Wirbelsäule. Dank einer neuen minimal-invasiven Operationstechnik sind heute spektakulärere Erfolge möglich: Bei der Ballonkyphoplastie wird durch das Einbringen eines Ballons in den Wirbelkörper der Wirbel wieder aufgerichtet. Der Hohlraum des Ballons wird anschliessend mit Knochenzement aufgefüllt, damit der Wirbelkörper wieder belastbar wird. Die Operation dauert weniger als eine Stunde und der Patient kann nach wenigen Tagen, oftmals schon am Tag der Operation, wieder nach Hause!

Implantate aus dem Drucker

Die Technologie von 3D-Druckern ist heute so weit, dass damit Implantate für den orthopädischen Bereich hergestellt werden können. Der grosse Vorteil dabei ist, dass Implantate passgenau geformt werden können. Dazu wird der zu ersetzende Knochenteil per Computer analysiert und eine virtuelle Vorlage für den Drucker erstellt, der das Implantat auf dieser Grundlage dann „druckt“. Die Forschung geht davon aus, dass dereinst auch Implantate aus anderen Bereichen, z. B. Herzklappen, per 3D-Drucker hergestellt werden können.

Bandscheiben, die ein Leben lang halten

Künstliche Gelenke haben eine begrenzte Lebensdauer. Nach einigen Jahren müssen viele Hüft- oder Kniegelenke wieder ersetzt werden. Durch die Körperbelastungen verschleissen diese über die Jahre aufgrund des mechanischen Abriebs auf den Gelenksflächen.

Eine Neuentwicklung im Bereich der Bandscheiben-Prothesen könnte künftig dazu beitragen, dieses Problem zu minimieren: Forschenden der EMPA ist es gelungen, bewegliche Bandscheiben-Prothesen so zu beschichten, dass sie keinerlei Abrieb zeigen. Dazu haben die Forschenden einen neuen Haftvermittler entwickelt, der in Zukunft auch für andere Gelenkimplantate verwendet werden könnte.

Abbaubare Implantate

Um Knochenbrüche zu heilen, werden Patientinnen und Patienten oft temporäre Implantate aus Stahl und Titan in den Körper eingesetzt. Sie dienen als provisorische Stützelemente und leiten den nachwachsenden Knochen. Nach der Heilung müssen sie durch eine weitere Operation allerdings wieder entfernt werden. Um dies künftig zu vermeiden, tüfteln Forscher des Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung in Bremen an Implantaten, die sich während des Heilungsverlaufes biologisch abbauen. Einen Prototypen stellten die Forscher vor kurzem vor: einen so genannten Schulteranker, mit dem Mediziner Sehnenrisse operativ behandeln.

 
TYPO3 Agentur