Implantate statt Gipsbein

Ein Gipsbein oder ein eingegipster Arm sind längst nicht mehr die einzige Möglichkeit, Knochenbrüche zu behandeln. Meist schrauben oder nageln Unfallchirurgen die Brüche zusammen. So fixieren Ärzte etwa einen Schienbeinknochen mit einer Platte aus Edelstahl. Mit Schrauben wird das Implantat im Knochengewebe angebracht und der Knochen wächst wieder genauso zusammen wie er vorher aussah. Nach relativ kurzer Zeit kann der Patient sein Bein allmählich wieder belasten. Ein halbes Jahr später muss er allerdings erneut ins Krankenhaus, um das Implantat entfernen zu lassen. Sonst würde möglicherweise Gewebe um den Fremdkörper herum wuchern. Zudem enthält Edelstahl Nickel, das bei manchen Patienten auch noch nach längerer Zeit Allergien hervorruft.

Stabilität bei einem Knochenbruch

Eine Alternative zu den bisherigen Methoden sind Implantate aus Magnesium, einem Leichtmetall, das sich mit der Zeit von selbst auflöst. "Wir wollen erreichen, dass ein Implantat nach der Heilung nicht mehr entfernt werden muss", sagt Dr. Frank Witte, der das Labor für Biomaterialien an der Medizinischen Hochschule in Hannover leitet. Bioabbaubare Implantate kennt die Medizin bereits: Kunststoffe, die etwa für chirurgische Nähte verwendet werden. Allerdings sind solche Materialien nicht stabil genug, um die Last des gesamten Körpergewichts tragen zu können.

Vielversprechende Tierversuche

An Tieren haben Wissenschaftler bereits zeigen können, dass Knochenimplantate aus Magnesium stabil genug sind und sich tatsächlich wie erwünscht nach einiger Zeit zersetzen. So haben türkische Forscher bei Schafen, deren Skelett dem von Menschen sehr ähnlich ist, Wirbelkörper erfolgreich mit Magnesium-Implantaten verschraubt. Magnesium wirkt dabei über die rein mechanische Stabilisierung hinaus: "Im Labor konnten wir zeigen, dass das Leichtmetall den Knochenaufbau beschleunigt", berichtet Frank Witte. Der Befund ist plausibel, denn Magnesium ist chemisch eng dem Kalzium verwandt, aus dem der mineralische Anteil der Knochensubstanz besteht.

Legierungen aus Magnesium und Seltenen Erden

Einen Nachteil hat Magnesium allerdings: Bei seiner unkontrollierten Zersetzung entsteht Wasserstoffgas. Wenn das Metall zu schnell abgebaut wird, können sich gasgefüllte Zysten bilden, die dann Schmerzen verursachen. Den Hannoveraner Forschern ist es aber gelungen, die Korrosion so zu verzögern, dass nur sehr wenig Wasserstoff entsteht. Der Trick: Sie verwenden kein reines Magnesium. "Wir haben Legierungen des Leichtmetalls untersucht, die Seltene Erden enthalten", erklärt Frank Witte. "Auf diese Weise erzeugen wir gute mechanische Eigenschaften und können zugleich die Korrosion kontrollieren."

Auch für Gefäßstützen geeignet

Es gibt aber noch eine andere Art der Anwendung: Gefäßstützen, sogenannte Stents aus Magnesium, die verstopfte Blutgefäße aufdehnen. Edelstahl-Stents sind schon jetzt gang und gäbe: Zusammengeklappt wie ein Sonnenschirm, werden sie bei Patienten mit fortgeschrittener Arteriosklerose in das Blutgefäß eingeführt und an der Engstelle aufgespannt. Bei Gefäßstützen aus anderen Materialien besteht immer die Gefahr, dass gerade dort erneut Zellen oder Gerinnsel hängen bleiben und den Blutfluss einschränken. Bei einem Magnesium-Stent ist das nicht so: Er löst sich nach einiger Zeit auf; zurück bleibt nur das geweitete Gefäß.

Noch müssen die Forscher aber die Ergebnisse von weiteren Studien abwarten. Eine der wichtigsten Fragen: Ist das Leichtmetall wirklich biologisch verträglich genug, um im menschlichen Körper eingesetzt zu werden? Tierversuche haben gezeigt: Zersetzt sich das Magnesium, wird es entweder in Knochen und Muskeln eingebaut oder mit dem Harn ausgeschieden. Wenn sich herausstellt, dass das den Körper wirklich in keiner Weise beeinträchtigt, könnten Patienten zukünftig mit Implantaten aus Magnesium versorgt werden.

Autor: Hellmuth Nordwig
Redaktion: Gudrun Heise