Experimenteller Kleber könnte bald Knochenbrüche reparieren

Forscher aus Schweden haben mit einer neuen Klebstoffsubstanz experimentiert, mit der wir Knochenbrüche einfacher und sicherer reparieren können. Es dauert ungefähr 5 Minuten.

Der neue Klebstoff könnte die Knochenreparatur viel schneller machen.

Zahnärzte wissen seit langem, wie man gebrochene Zähne repariert, und je nach diagnostiziertem Schaden werden verschiedene Arten von Klebstoffen und Methoden verwendet.

Dieser Prozess wird normalerweise als "Verbinden" bezeichnet.

Die Tatsache, dass wir wissen, wie man Zähne auf diese Weise repariert, kann zu der Annahme führen, dass gebrochene Knochen in anderen Körperteilen auch leicht mit einem geeigneten Klebstoff repariert werden können.

Bisher war diese Strategie jedoch sehr problematisch, und die Forscher hatten Schwierigkeiten, einen wirksamen „Klebstoff“ für beschädigte Knochen zu finden. Warum?

Dies liegt in der Regel daran, dass Klebstoffe nicht stark genug sind, um den Knochen zusammenzuhalten, sich nicht richtig in der feuchten inneren Umgebung des Körpers fixieren lassen oder nicht biokompatibel sind. Dies bedeutet, dass sie entweder im Körper giftig sind oder von ihm leicht abgestoßen werden.

Kürzlich haben Forscher des KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, Schweden, einen Klebstoff entwickelt, der, wie sie argumentieren, keines der oben aufgeführten Probleme aufweist.

Dieser „Klebstoff“ verwendet dieselbe grundlegende Verbindungstechnik wie in der Zahnmedizin - die Thiol-En-Kupplung (TEC) -, die auch unter Einwirkung von Wasser und Sauerstoff aushärtet und zuverlässig aushärtet.

Michael Malkoch, Professor für Faser- und Polymertechnologie am KTH-Institut, und Kollegen haben diesen Klebstoff bereits in vivo (an Rattenknochen) getestet und waren mit den Ergebnissen sehr zufrieden.

Dies hat das Potenzial, „eine neue Ära neuer biomedizinischer Hochleistungs-TEC-Klebstoffe mit unerfüllter Biokompatibilität einzuleiten“, schreiben die Autoren in der Einleitung zu ihrem Artikel, der in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Erweiterte Funktionsmaterialien.

"Ein Paradigmenwechsel in der Frakturbehandlung"

Die Klebetechnik der Forscher ist dreischichtig, ähnlich wie ein Sandwich aus biokompatiblem Klebstoff und Fasern. Zunächst wird eine „Grundierungsschicht“ auf die Knochenoberfläche aufgetragen, damit der Klebstoff in das Knochengewebe eindringen kann.

Ein Labortechniker repariert einen Rattenknochenbruch mit dem neu entwickelten Klebstoff.
Bildnachweis: KTH Royal Institute of Technology

Dann wird ein Faserpflaster hinzugefügt, um die Endfestigkeit am Klebstoff zu verstärken. Eine letzte Schicht Klebstoff wird darauf aufgetragen, um diese Verbindung zu vervollständigen.

Prof. Malkoch und seine Kollegen erklären, dass dieser Vorgang nicht länger als etwa 5 Minuten dauert und die Substanz 55 Prozent stärker ist als im Handel erhältlicher Zahnklebstoff.

„Wir haben es endlich geschafft, einen chirurgisch realisierbaren Klebstoff zur Behebung von Knochenbrüchen zu identifizieren“, fügt Prof. Malkoch hinzu.

"Die Chemie, Materialien und Methoden, die wir verwendet haben, führen zu einer außergewöhnlichen Haftung und Fixierung am feuchten Knochen", sagt er, "was in den meisten Fällen unglaublich schwierig ist."

Dieser wirksame Klebstoff könnte eine optimale Lösung für akute Knochenbrüche - plötzliche und schmerzhafte Schädigung des Knochens - darstellen, die häufig bei Menschen mit Osteoporose auftreten, einer Erkrankung, bei der das Knochengewebe mit zunehmendem Alter von Natur aus gebrechlich wird.

Nach Angaben der National Institutes of Helath (NIH) sind in den USA mehr als 53 Millionen Menschen einem erhöhten Risiko für Osteoporose-assoziierte Knochenbrüche ausgesetzt.

Prof. Malkoch ist überzeugt, dass die von ihm und seinen Kollegen entwickelte neue adhäsive und einfache Verbindungstechnik die Probleme der Wiederherstellung von Knochenbrüchen lösen könnte. So hat er bereits eine Startup-Initiative ins Leben gerufen, Biomedical Bonding AB, die so bald wie möglich mit klinischen Studien beginnen soll.

"Wir glauben, dass die neuen Erkenntnisse zu einem Paradigmenwechsel in der Frakturbehandlung führen werden, der in Zukunft einen großen Teil der heutigen Metallplatten und -schrauben auslaufen lassen kann."

Prof. Michael Malkoch

Diese Methode, so die Forscher, könnte zu geringeren Behandlungskosten für die Patienten führen und hätte eine sehr kurze Erholungsphase, so dass die Menschen innerhalb von ein oder zwei Tagen nach dem Eingriff mit körperlicher Bewegung beginnen können.

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