Biokompatibilität von Implantaten : Neue Materialien und in vitro Testsysteme

22.04.2004

22. April 2004 Frankfurt am Main

fibroblast

Neue Materialien und in vitro Testsysteme
DECHEMA-Haus, Frankfurt am Main

Implantate sind aus der modernen Medizin nicht mehr wegzudenken. Sie helfen dem Patienten, nach Unfall, Krankheit oder altersbedingter, schmerzhafter Funktionseinschränkung wieder eine höhere Lebensqualität zu erreichen. So unterstützen Implantate geschädigte Hartgewebe (Knochen) oder Weichgewebe (Gefäße) oder übernehmen deren Funktion. Beispiele sind Schraube und Platte nach Knochenfrakturen oder Gefäßstützen (Stents) bei Gefäßverengungen.

Neue Werkstoffe mit verbesserten Eigenschaften oder andere Bauweisen können sich von ihren Vorgängern nur dann erfolgreich abheben, wenn ein erheblicher medizinischer oder volkswirtschaftlicher Nutzen nachgewiesen wird. Der Arzt steht in der Regel am Ende langjähriger Entwicklungsketten, denen meist nur durch Erfolgs- oder Mißerfolgsrückmeldungen neue Impulse verliehen werden. Aus diesem Grund ist die intensivierte Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren, Naturwissenschaftlern und Medizinern von besonderer Bedeutung.

Werkstoffentwicklungen für die Medizintechnik können nur dann erfolgreich sein, wenn das Werkstoffdesign und die Herstellungs- bzw. Verarbeitungstechnologie sorgfältig aufeinander abgestimmt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn neue, bislang nicht in der Medizin-technik verwendete Werkstoffe eingesetzt werden. Die Biokompatibilität spielt hier bei Grenzflächenreaktionen, Stofftransportmechanismen und Gewebeveränderungen eine wichtige Rolle.

Viele Werkstoffsysteme verursachen durch Grenzflächenreaktionen zwischen Implantat und Gewebe Abstoßungsreaktionen, die zu einer Beeinträchtigung der Lebensqualität des Patienten und im schlimmsten Fall zu einer signifikanten Verschlechterung der Erkrankung und zu weiteren Eingriffen führen können.

Eine besondere Herausforderung ist, daß die meisten Implantate lebenslang funktionstüchtig im Organismus verbleiben müssen. Zunächst stehen eine Reihe von spezifischen in vitro Biokompatibilitätstests, z.B. auf akute Toxizität, Apoptose und Entzündungsreaktionen zur Verfügung. Ob diese Tests auch geeignet sind, längerfristige Veränderungen von Geweben nach Implantation zu ermitteln, erscheint fraglich.

Präklinische Tests können die umfassende erfolgreiche Einsetzbarkeit neuer Implantate oder Behandlungsverfahren nicht immer gewährleisten. Forschung mit biokompatiblen Werkstoffen und Bauweisen ist a