Hannover Messe: Bessere Heilung von Brüchen durch smarte Knochennägel
Smarte Marknägel machen eine sofortige Belastung möglich und sollen Informationen über den Heilungsverlauf bereitstellen.
Die Formgedächtnistechnologie, die zuerst für Implantatplatten (Prototyp rechts) entwickelt wurde, soll jetzt auch in Marknägeln (links) die Heilung von Knochenbrüchen überwachen und fördern. Die Nachwuchswissenschaftler Susanne-Marie Kirsch (l.) und Felix Welsch forschen mit an den smarten Implantaten.
(Bild: Universität des Saarlandes / Oliver Dietze)
Bei Brüchen von Röhrenknochen sollen in Zukunft smarte Marknägel zum Einsatz kommen, die eine sofortige Belastung ermöglichen und Informationen über die Heilung bereitstellen können. Dazu werden die Nägel ins Mark des betroffenen Knochens eingesetzt und können so den Heilungsprozess unterstützen.
Zum einen sollen sie Daten über den Frakturspalt liefern und so sichtbar machen, ob und wie gut die Fraktur heilt. Zum anderen kann der Nagel über das Smartphone in seiner Flexibilität reguliert werden und dem Patienten durch eine Verhärtung des Nagels erlauben, das Bein direkt wieder voll zu belasten. Ruht er, lässt sich der Nagel wieder weicher einstellen.
Dies funktioniert, indem zwei gegeneinander arbeitende Minimotoren einen Stab mit kegelförmigem Kopf in die passende Öffnung eines weichen, elastisch verformbaren Kunststoffs ziehen. Die Minimotoren sind haarfeine Drahtbündel aus Nickel-Titan. Sie erreichen in winzigen Dimensionen hohe Zugkraft und haben die höchste bekannte Energiedichte aller Antriebsmechanismen. Über Stromimpulse wird gesteuert, ob sich die Drähte verkürzen oder verlängern.
Weitere Zukunftsideen
In Zukunft soll es auch noch möglich sein, dass eine Mikro-Massage am Frakturspalt einen Wachstumsanreiz für neues Knochengewebe setzt. Außerdem soll die Technologie noch kleiner werden, damit sie auch in der Gesichtschirurgie, beispielsweise bei Kieferbrüchen, zum Einsatz kommen kann.
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Implantatplatten konnte das Forschungsteam um Bergita Ganse bereits mit dieser Technik ausstatten. Jetzt geht es darum, die Technik auch auf kleinere Geräte zu transferieren. Die Implantatplatten entwickeln die Forscher bereits seit fünf Jahren, gefördert von der Werner-Siemens-Stiftung. Die Forschung zu den Marknägeln wird von der EU im Projekt Horizon Europe im Rahmen des 21-Millionen-Euro-Forschungsprojekts Smile (Smart implants for life enrichment) gefördert.
Das Team für die Entwicklung der Marknägel besteht aus der Unfallchirurgin Bergita Ganse, den Ingenieuren Paul Motzki und Stefan Seelecke, sowie den Nachwuchswissenschaftlern Susanne-Marie Kirsch und Felix Welsch an der Universität des Saarlandes. Die Neu- und Weiterentwicklungen werden im Rahmen der Hannover Messe vorgestellt, die am 31. März beginnt.
(tlz)
