Die Materialwissenschaften gewinnen an Bedeutung für die Medizin, vor allem bei der Entwicklung innovativer Materialien für verschiedenste Anwendungen. Dabei profiliert sich die Nanotechnologie als Hauptlieferant von Materialien für die Gewebezüchtung.
Regenerative Medizin und Zahnchirurgie setzen immer öfter auf funktionelle Geräte und Gerüste für die Regeneration von Gewebeschäden. Doch obwohl die Eigenschaften nanostrukturierter Materialien prinzipiell Mikro- und Makrokompositmaterialien überlegen sind, sind kaum Nanomaterialien für medizinische Anwendungen erhältlich, die sich zur Reparatur menschlichen Gewebes eignen.
In diesem Sinne entwickelte das EU-finanzierte Projekt "Nanostructured & biomimetic ceramic-polymer composites for bone tissue regeneration" (NBC-REGEN4) eine Reihe neuartiger nanostrukturierter Verbundwerkstoffe, deren Eigenschaften herkömmlichen Materialien überlegen sind, und charakterisierte und bewertete sie. Die innovativen Kompositwerkstoffe sind biologisch abbaubar und kombinieren nanostrukturierte biokeramische Partikel mit synthetischen Polymeren.
Im Vergleich zu bestehenden Systemen und Gerüsten auf Kollagenbasis senken die von den Forschern erzeugten Materialien das Infektionsrisiko. Außerdem können die Kompositwerkstoffe wegen ihrer hervorragenden Materialeigenschaften der klinischen Situation angepasst werden, etwa durch komplexen Schichtenaufbau mit optimierter, dem Knochen zugewandter Oberfläche.
Bei der gezielten Knochenregeneration ist der Nachteil vieler Produkte, dass sie keine Knochenregeneration und Wundheilung fördern und auch keinen antimikrobiellen Effekt haben. NBC-REGEN4 arbeitete mit risikoarmen und umweltschonenden Techniken, um die Oberfläche des Gerüsts zu funktionalisieren und seine biomimetischen und entzündungshemmenden Eigenschaften zu verbessern. Die kompakte Schicht, die an das Weichgewebe angrenzt, wurde so modifiziert, dass nanostrukturierte Lagen eingelagerte Antibiotika freisetzen. Der Teil der Membran, der Kontakt zum Knochen hat, enthält spezifische Knochenpeptide, die die Knochenbildung fördern.
Die einzigartigen Eigenschaften der NBC-REGEN4-Membranen sind den im Handel erhältlichen Materialien in Qualität und Kapazität überlegen und eignen sich vor allem für den klinischen Einsatz in der Knochenregeneration und als restaurative Zahnfüllungen.
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