Forscher aus Rostock und Greifswald haben ein künstliches Knochenmaterial entwickelt, das vom Körper komplett in eigenes Knochengewebe umgewandelt wird. Das erhöht die Festigkeit und verhindert spätere Komplikationen. Inzwischen ist dieser Werkstoff, der im Rahmen des Landesforschungsschwerpunkts „ Regenerative Medizin” entstand, in Europa zugelassen.

Größere Knochenbrüche – beispielsweise nach Unfällen – heilen nur schlecht wieder richtig zusammen, wenn ganze Knochenteile fehlen. Die Chirurgen müssen der Natur dann auf die Sprünge helfen. Dazu wird meist ein Stück Knochen aus dem Becken entnommen und so modelliert, dass es die Lücke ungefähr ausfüllt. Alternativ verwenden die Chirurgen künstliche Materialien. Doch die haben bisher einen großen Nachteil: Der Körper erkennt sie als „fremd”, und sie nehmen nicht oder kaum am natürlichen Erneuerungsprozess des Knochens teil.

Knochen ist alles andere als eine tote Substanz. Ihn durchzieht ein Netz lebender Zellen, er ist gut durchblutet, wird durch Nerven versorgt und enthält Bindegewebe aus langen, faserigen Lamellen, die ihm seine Elastizität geben. Die Festigkeit erhält er hauptsächlich durch Kalziumphosphat. Bei Erwachsenen werden pro Jahr etwa zehn Prozent der gesamten Knochenmasse erneuert. Dafür sorgen körpereigene Zellen: Osteoklasten, die als „Knochenfresser” das Knochengewebe langsam „ verdauen” und Osteozyten, die wieder neues Gewebe aufbauen. „So kann der Knochen sich laufend an seine momentane Belastung anpassen”, sagt Prof. Jochen Fanghänel, Leiter der Abteilung für Oralanatomie an der Greifswalder Kieferorthopädie. „Ein ideales Knochenersatzmaterial nimmt an diesem Erneuerungsprozess teil.”

Diesen Anspruch erfüllt der neue Knochenkitt (NanoBone), den Fanghänel und sein Kolleg Prof. Tomasz Gedrange seit etwa einem Jahr anwenden. Er besteht aus einer Kalziumphosphat-Kieselgel-Mischung. Diese Substanz ist so porös, dass ein Gramm eine Oberfläche von 84 Quadratmetern besitzt. In dieser Feinstruktur liegt das Geheimnis. Die Mischung wird vor dem Einsatz mit ein wenig Blut des Patienten vermischt und saugt sich dabei blitzschnell mit Eiweißstoffen voll. Fanghänel: „So verpassen wir dem synthetischen Material eine organische Oberfläche – quasi als Tarnkappe. Der Körper behandelt es dann fast wie eigenes Gewebe.” Innerhalb von fünf Wochen ersetzt der Körper das Kieselgel durch natürliches Knochenmaterial. Im weiteren Verlauf des Erneuerungsprozesses lösen die Osteoklasten das Kalziumphosphat auf und es bilden sich wieder die wohlgeordneten und festen Knochenfibrillen. „Der ganze Prozess dauert etwa 120 Tage”, sagt Fanghänel. Derzeit wird das Ersatzmaterial vor allem in der Kieferorthopädie eingesetzt, beispielsweise wenn nach dem Zähneziehen oder durch Entzündungen der Zahnwurzel eine Lücke im Knochen zurückgeblieben ist. Bewährt hat es sich außerdem bei Kopf- und Wirbelverletzungen durch einen Unfall und wenn Tumorgewebe aus dem Knochen entfernt wurde. Dr. Ulrich Fricke