Pastöser Calciumphosphat-Knochenzement (Pasten-CPC)

Mineralische Calciumphosphat-Knochenzemente (CPC) sind aufgrund ihrer hohen Verträglichkeit hervorragend geeignete Materialien zum Füllen von Knochendefekten oder für minimal invasive Knochenaugementationen mittels perkutaner Injektion. Die zur Zeit auf dem Markt erhältlichen Produkte bestehen aus einem Pulver (Calciumphosphatzement) und einer Flüssigkeit, die gemischt werden müssen, um eine -wenn überhaupt- injizierbare Paste zu erzeugen. Die so gebildete Paste kann aufgrund der beginnenden Abbindereaktion des Zementes allerdings nur innerhalb eines engen Zeitfensters appliziert werden.

Wir entwickeln neuartige Calciumphosphatzemente, die als stabile, gebrauchsfertige Paste dem Anwender zur Verfügung gestellt wird. Dabei ist der Mischprozess entweder völlig obsolet oder wird mit Hilfe eines statischen Mischers stark vereinfacht.
Gleichzeitig sollen auch diese neuartigen Calciumphosphat-Knochenzemente alle wünschenswerten Eigenschaften konventioneller CPC, wie z.B. vergleichbare mechanische Festigkeit, gute Biokompatibilität und Resorbierbarkeit, beibehalten.

Plotten von dreidimensionalen komplexen Strukturen und Scaffolds

Die von InnoTERE entwickelten pastösen Calciumphosphat-Knochenzemente (Pasten-CPC) können auch zum Herstellen von Scaffolds, z. B. für das Tissue Engineering verwendet werden. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IWS Dresden konnten mit Pasten-CPC und dem Bio-Scaffold Printer (Fa. GeSiM) geeignete dreidimensionale Strukturen ohne hohen Aufwand erzeugt werden. Auf den anschließend sterilisierten Strukturen wurde am Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien (Arbeitsgruppe jetzt am Zentrum für Translationale Knochen-, Gelenk- und Weichgewebeforschung) in in vitro-Versuchen mit humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSC) gezeigt, dass die ausgesäten hMSC erfolgreich an der Materialoberfläche adhärierten und auch in das Innere der komplexen Struktur gelangten. Zudem konnte durch Zugabe von osteogenen Differenzierungszusaetzen die Entwicklung der hMSC zu Osteoblasten erfolgreich induziert werden.

Die erzielten wissenschaftlichen Ergebnisse werden demnächst in einer renommierten Fachzeitschrift publiziert.

Applikation des pastösen Calciumphosphat-Knochenzements mittels 2-Kammer-Mischsystem (oben) oder Einmal-Spritze (unten) in Wasser.
Eine ausgezeichnete Kohäsion der leichtgängig zu applizierenden Zementpaste und keine Partikelfreisetzung sind besondere Kennzeichen gegenüber anderen pastenähnlichen, mineralischen Knochenzementen.