{"id":65181,"date":"2025-09-25T15:00:51","date_gmt":"2025-09-25T13:00:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=65181"},"modified":"2025-09-25T14:33:10","modified_gmt":"2025-09-25T12:33:10","slug":"bioaktiven-knochenimplantaten-250920251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/bioaktiven-knochenimplantaten-250920251\/","title":{"rendered":"Vielversprechende Forschungsergebnisse zu 3D-gedruckten bioaktiven Knochenimplantaten"},"content":{"rendered":"

Die Verwendung des 3D-Drucks zur Herstellung von Knochenimplantaten ist in auf verschiedene Arten und Weisen vorteilhaft. Neben der Herstellung von ma\u00dfgeschneiderten Gewebegeometrien, die auf die Anatomie des Patienten zugeschnitten sind, ist die Technologie mit verschiedenen Materialien kompatibel. Diese weisen oft w\u00fcnschenswertere Eigenschaften als herk\u00f6mmliche Implantate auf, die h\u00e4ufig aus Titan<\/a> bestehen. Forschende des University College London haben diesen Monat eine Studie ver\u00f6ffentlicht, in der sie untersuchen, wie das Zusammenspiel von Tintenzusammensetzung und Druckdesign die Struktur, Festigkeit und Bioaktivit\u00e4t von 3D-gedruckten bioaktiven Knochenimplantaten beeinflusst. Mithilfe eines speziell angefertigten DIW-Druckers (Direct Ink Writing) hat das Team Implantate entwickelt, die das Wachstum von Knochenzellen besser steuern und gleichzeitig die Stabilit\u00e4t gew\u00e4hrleisten. Diese Forschung baut auf anderen Studien auf, die zur Verbesserung der personalisierten Behandlung von Knochenreparaturen durchgef\u00fchrt wurden.<\/p>\n

Die im Journal Biomedical Technology<\/em> ver\u00f6ffentlichte Studie zeigt, wie sich durch die Anpassung der Druckfarbe und der Art und Weise, wie das Material aufgetragen wird, die Festigkeit und das Heilungspotenzial von Implantaten ver\u00e4ndern lassen. DIW ist eine extrusionsbasierte AM-Technologie, bei der im Gegensatz zu FDM<\/a>, das auf die Erhitzung von Filamenten setzt, mit einer Tinte bei Raumtemperatur gedruckt wird. Den Forschenden zufolge sind ihre 3D-gedruckten Implantate mechanisch stabil und f\u00f6rdern gleichzeitig das Wachstum von Knochenzellen und die Bildung von neuem Gewebe.<\/p>\n

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Schemata der Studie<\/p><\/div>\n

Resultate<\/h2>\n

Doch wie unterscheidet sich diese Studie von fr\u00fcheren Studien zu Knochenimplantaten? Nun, die Forschenden des University College London haben herausgefunden, dass sich die Implantate in nicht vorhergesehenen Weisen verhalten, wenn sie in unterschiedlichen Winkeln gedruckt werden. \u201eBeim Fused Deposition Modeling, einem g\u00e4ngigen 3D-Druckverfahren, f\u00fchrt das Drucken von Filamenten in derselben Richtung wie die ausge\u00fcbte Kraft normalerweise zu einer h\u00f6heren Festigkeit des Implantats<\/em>\u201c, erkl\u00e4rt der Hauptautor Hongyi Chen vom University College London. \u201eBei unserem Ansatz haben wir jedoch das Gegenteil festgestellt: Implantate, die in einem Winkel von 90 Grad gedruckt wurden, wiesen tats\u00e4chlich eine h\u00f6here Festigkeit auf, da die Filamente besser miteinander verbunden waren<\/em>.\u201c<\/p>

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Zus\u00e4tzlich f\u00fcgte das Team winzige Partikel von Laponit, einem Nanoton, zur Druckfarbe hinzu. \u201eDiese Partikel machten die Farbe dickfl\u00fcssiger, wodurch die gedruckten Formen ihre Gestalt besser behielten, und setzten gleichzeitig bioaktive Ionen frei, die das Anwachsen und Wachstum von Knochenzellen f\u00f6rdern<\/em>\u201c, erkl\u00e4rte Chen. Bemerkenswert ist, dass Implantate mit Laponit im Vergleich zu Implantaten aus reinem Polymer eine um 110 % h\u00f6here Steifigkeit aufwiesen. Dar\u00fcber hinaus zeigten die knochenbildenden Zellen auf diesen Implantaten im Laufe der Zeit eine st\u00e4rkere Proliferation und Mineralisierung. Mineralisierung bezeichnet die Einlagerung von Mineralien (Kalzium, Phosphor und andere) an Stellen der neu gebildeten organischen Knochenmatrix, was zu einer Erh\u00f6hung der Knochendichte f\u00fchrt.<\/p>\n

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Der ma\u00dfgeschneiderte DIW Drucker (links) und die 3D-Modelle im Preview Mode auf UltiMaker Cura (rechts)\u00a0<\/p><\/div>\n

\u201eDas Besondere an dieser Studie ist, dass wir nicht nur einen einzelnen Faktor isoliert betrachtet haben<\/em>\u201c, f\u00fcgte Chen hinzu. \u201eDurch die Untersuchung des Zusammenspiels zwischen Tintenzusammensetzung, Druckausrichtung, Struktur, mechanischem Verhalten und Zellreaktion konnten wir erkennen, wie sich die Designentscheidungen in jeder Phase auf das endg\u00fcltige biologische Ergebnis auswirken.<\/em>\u201c<\/p>\n

N\u00e4chste Schritte<\/h2>\n

Im Wesentlichen pr\u00e4sentiert die Studie einen neuartigen Ansatz zur Entwicklung von Knochenimplantaten, der es Forschenden erm\u00f6glicht, mechanische Stabilit\u00e4t mit Bioaktivit\u00e4t zu kombinieren. Dies bietet potenzielle Vorteile f\u00fcr Bereiche wie die kraniomaxillofaziale Rekonstruktion und die dentale Knochentransplantation. In Zukunft wollen die Forschenden por\u00f6se und komplexere Designs untersuchen und pr\u00e4klinische Modelle testen. Wenn sich diese Methode als wirksam erweist, k\u00f6nnten patientenspezifische Implantate schnell in Krankenhauslabors oder direkt am Behandlungsort hergestellt werden. Weitere Informationen finden Sie in der Studie HIER<\/a>.<\/p>\n

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Mineralization assessment of HOB cells<\/p><\/div>\n

Vorherige Forschung zu 3D-gedrucktem bioaktiven Knochen Implantaten<\/h2>\n

Forschende entwickeln seit mehreren Jahren 3D-gedruckte Knochenimplantate. Zu den Projekten geh\u00f6ren eine Studie der University of Arizona aus dem Jahr 2019, in der 3D-gedruckte Knochen zur Behandlung von Frakturen untersucht wurden, die 3D-gedruckten Knochenimplantate von Particle3D<\/a> und das Projekt ELAINE (Electrically Active ImplaNtatE) der Universit\u00e4t Rostock. Vor kurzem hat ein Team des Klinikum Dessau<\/a> erstmals erfolgreich eine bioresorbierbare Sch\u00e4delprothese implantiert. Insgesamt zeugt diese Aktivit\u00e4t von einem weltweiten Interesse an der Entwicklung personalisierter, mechanisch stabiler Knochenimplantate, die auch das Wachstum von neuem Gewebe f\u00f6rdern.<\/p>\n

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*Bildverweise: Chen et al.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Die Verwendung des 3D-Drucks zur Herstellung von Knochenimplantaten ist in auf verschiedene Arten und Weisen vorteilhaft. Neben der Herstellung von ma\u00dfgeschneiderten Gewebegeometrien, die auf die Anatomie des Patienten zugeschnitten sind, ist die Technologie mit verschiedenen Materialien kompatibel. Diese weisen oft…<\/p>\n","protected":false},"author":6117,"featured_media":65183,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[49,40],"tags":[],"class_list":["post-65181","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aktuelles","category-medizin"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/65181","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6117"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=65181"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/65181\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":65184,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/65181\/revisions\/65184"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/65183"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=65181"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=65181"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=65181"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}