Verbundprojekt: Erforschung einer neuartigen ZnMg-Legierung für die additive Fertigung von bioresorbierbaren Implantaten mit integrierter algorithmenbasierter Gitterstruktur (BioStruct) - Teilvorhaben: Erforschung von Verfahren zur Funktionalisierung von ZnMg-Stützstrukturen zur gerichteten Knochenregeneration

Knochendefekte, z.B. Tumorerkrankungen, erfordern aufwendige Operationen. Diese medizinischen Maßnahmen sind mit hohen wirtschaftlichen Kosten bei der patientenspezifischen Versorgung verbunden und belasten das Gesundheitssystem. Um fehlenden Knochen zu ersetzen und Frakturen zu fixieren, werden Implantate, z.B. aus Titan oder chirurgischem Stahl, verwendet. Diese führen durch Lastabschirmung jedoch zu einem erhöhten Bruchrisiko für den regenerierten Knochen und müssen häufig nach Genesung und Heilung entfernt werden. Die Revisionsoperation verursacht wiederum hohe Kosten und erhöht bei dem Patienten das Risiko in der Klinik erneut zu erkranken. Knochenersatz aus einem resorbierbaren Material, das dem Knochen hilft, durch einen gleichmäßigen Abbau zu heilen, ist sowohl für den Patienten als auch wirtschaftlich wünschenswert. Die Forschung zu Eisen (Fe) und seinen Legierungen für biologisch abbaubare Anwendungen stagniert in den letzten Jahren, da die Abbaurate zu langsam ist und die eisen- oder legierungshaltigen Abbauprodukte für den menschlichen Körper unverträglich sind. Seit den 2000er Jahren wurden ferner eine Reihe von Untersuchungen an biologisch abbaubaren Mg-Legierungen durchgeführt. Neu erforschte Mg-Legierungen weisen eine gute Biokompatibilität und dem Knochen ähnliche mechanische Eigenschaften auf, werden teilweise jedoch zu schnell abgebaut, sodass sie für gewisse medizinische Indikationen bislang nicht eingesetzt werden können. Zink-basierte Biomaterialien wurden bislang nur wenig erforscht und könnten hinsichtlich eines gemäßigten Abbaus im menschlichen Körper verschiedene Vorteile aufweisen. Ziel des Forschungsprojektes ist deshalb die (prä-)klinische Erforschung einer Technologieplattform zur Behandlung von Knochendefekten durch patientenspezifische Implantate aus einer bioresorbierbareren ZnMg-Legierung.