Antimikrobielle synthetische Knochentransplantate

Dieses Projekt zielt darauf ab, synthetisches Knochengewebetransplantat herzustellen, das die Knochenregeneration unterstützt und gleichzeitig Infektionen bekämpft, gemäß Industriestandards und -vorschriften. Dieses originelle und hochwertige Biomaterial „Silberdotiertes synthetisches Knochengewebe auf Kalziumphosphatbasis“ wird in klinischen Studien bei Patienten mit Osteomyelitis und implantatbedingten Infektionen zur Behandlung eingesetzt.

Chronische Knocheninfektionen gehören zu den größten Problemen in der orthopädischen Chirurgie und sind nicht nur ein Problem entwickelter Gesellschaften. Wenn man offene Frakturen, die in 1–50 % der Fälle infiziert sein können, implantatbedingte Infektionen und Fälle von diabetischem Fußgeschwür berücksichtigt, wird Osteomyelitis weltweit als ein sehr häufiges Problem angesehen. Mehrere Operationen, der langfristige Einsatz von Antibiotika und die hohen Kosten betreffen alle Gesellschaften. Der Einsatz synthetischer Knochentransplantate nimmt weltweit schneller zu als der Einsatz natürlicher Knochentransplantate. Die USA haben im Jahr 2010 246 Millionen US-Dollar für den Einsatz synthetischer Knochentransplantate ausgegeben. Zur Behandlung von Knocheninfektionen werden mit Antibiotika imprägnierte synthetische Knochentransplantate mit unterschiedlichen Eigenschaften eingesetzt. Obwohl diese mit Antibiotika imprägnierten synthetischen Knochentransplantate im Vergleich zu antibiotischem Knochenzement durch den Einsatz verschiedener Antibiotika überlegen und resorbierbar sind, können sie keinen optimalen Nutzen zeigen, da die Freisetzung von Antibiotika nicht auf den Abbau der Wirtsmatrix, sondern auf Diffusionskontrolle zurückzuführen ist. Ein weiteres in diesem Zusammenhang zu berücksichtigendes Problem ist die Entwicklung einer mikrobiellen Resistenz gegen diese Antibiotika, die ebenfalls ein ernstes Problem darstellt. Es sind innovative synthetische Knochentransplantate erforderlich, die je nach verwendeter Knochenregion besser auf die Anforderungen mechanischer Eigenschaften, optimierter antimikrobieller Aktivität und Knochengeweberegeneration eingehen.

In dieser Studie wird ermittelt, ob dieses mit Silberionen dotierte antimikrobielle synthetische Knochentransplantat, das die Fähigkeit besitzt, die Knochenhohlräume zu füllen, die bei chronischen Knocheninfektionen während des Krankheitsprozesses oder nach einem chirurgischen Debridement auftreten können, auch die Fähigkeit besitzt, die Infektion zu behandeln im Knochen wird bei 12 Patienten eingesetzt, bei denen eine chronische Osteomyelitis diagnostiziert wurde, um zu sehen, ob es unter normalen Verwendungsbedingungen unerwünschte Nebenwirkungen verursacht und inakzeptable Risiken mit sich bringt. Mithilfe klinischer, labortechnischer und radiologischer Untersuchungen soll die Heilung der Infektionen und der Hohlräume im Knochen nachgewiesen werden. Bei Patienten wird der Silberspiegel im Blut und Urin festgestellt.

Die antimikrobielle Wirkung von Silber ist bekannt. Die Wirksamkeit des Silbers und die mögliche Toxizität hängen von der Silberdosis und der Anwendungsform ab. In der Orthopädie beschränkt sich die Verwendung von Silber meist auf die elementare Silberbeschichtung von Metallimplantaten. Es gibt noch keinen biotechnologischen Ansatz zur Herstellung von mit Silberionen dotierten, auf Kalziumphosphat basierenden synthetischen Knochentransplantaten im Gesundheitsbereich. Ionisches Silber hat Vorteile wie eine geringe Toxizität, keine Toleranz von Silber gegenüber Bakterien und eine starke antibakterielle Aktivität. Das Einfangen von Silberionen in der Keramikstruktur auf Calciumphosphatbasis übertrifft die anderen Systeme durch seine kontrollierte Freisetzung und seine Fähigkeit, bei minimalen Dosen wirksam zu sein. Das Projekt ist eine Originalarbeit, da es zur Knochenregeneration beitragen und gleichzeitig die Infektion beseitigen wird.