In der modernen Medizin hat künstlicher Knochen als wichtige Medizintechnik unzähligen Patienten neue Hoffnung gegeben. Dank Materialwissenschaft und Medizintechnik spielt künstlicher Knochen eine immer wichtigere Rolle bei der Knochenreparatur und -rekonstruktion. Gleichzeitig stellen sich viele Fragen zu künstlichem Knochen. Beispielsweise: Für welche Krankheiten ist künstlicher Knochen geeignet? Sind die zur Synthese von künstlichem Knochen verwendeten Materialien schädlich für den menschlichen Körper? Welche Nebenwirkungen hat künstlicher Knochen? Im Folgenden werden wir diese Fragen eingehend analysieren.
Erkrankungen, die für künstliche Knochenimplantate geeignet sind
Künstliche Knochenimplantate werden häufig zur Behandlung verschiedener Knochenerkrankungen eingesetzt. Im Bereich der orthopädischen Traumatologie kann künstlicher Knochen bei Knochendefekten aufgrund schwerer Frakturen als Füllmaterial eingesetzt werden, um den fehlenden Knochenanteil zu ersetzen und die Heilung der Frakturstelle zu fördern. Bei einer offenen Trümmerfraktur, bei der der Knochen stark geschädigt ist und das autologe Knochentransplantat beschädigt ist, kann künstlicher Knochen die Frakturstelle stützen und ein Mikroumfeld schaffen, das das Wachstum von Knochenzellen fördert.
Bei der Behandlung von Knochentumoren bleiben nach der Tumorentfernung häufig große Knochendefekte zurück. Die Implantation von künstlichem Knochen kann helfen, Form und Funktion der Knochen wiederherzustellen, die Integrität der Gliedmaßen zu erhalten und durch Knochenschwund verursachte Behinderungen der Gliedmaßen zu vermeiden. In der Wirbelsäulenchirurgie wird künstlicher Knochen häufig für die lumbale Fusion, die vordere zervikale Fusion und andere Operationen eingesetzt. Er kann den Zwischenwirbelraum füllen, die knöcherne Fusion zwischen den Wirbeln fördern, die Wirbelsäulenstruktur stabilisieren und Schmerzen sowie Nervenkompressionssymptome lindern, die durch Bandscheibenverletzungen und -instabilität verursacht werden. Darüber hinaus kann künstlicher Knochen bei einigen älteren Patienten mit osteoporotischen Wirbelkompressionsfrakturen nach der Implantation die Wirbelstärke verbessern, Schmerzen lindern und die Lebensqualität des Patienten verbessern.
Sicherheit synthetischer Knochenmaterialien
Die Materialsicherheit synthetischer Kunstknochen steht im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit. Zu den derzeit am häufigsten verwendeten Kunstknochenmaterialien zählen vor allem Biokeramiken (wie Tricalciumphosphat und Hydroxylapatit), Bioglas, Metalle (wie Titanlegierungen und Titan) und Polymere (Polymilchsäure). Diese Materialien wurden vor ihrer Anwendung im menschlichen Körper umfangreichen experimentellen Untersuchungen und strengen klinischen Prüfungen unterzogen.
Biokeramische Materialien weisen eine gute Biokompatibilität und Osteokonduktivität auf. Ihre chemische Zusammensetzung ähnelt den anorganischen Bestandteilen menschlicher Knochen. Sie können das Wachstum und die Differenzierung von Knochenzellen auf der Materialoberfläche fördern und sie allmählich mit dem menschlichen Körper verschmelzen lassen. Im Allgemeinen lösen sie keine offensichtlichen Immunabstoßungsreaktionen aus. Bioglas weist ebenfalls eine hervorragende biologische Aktivität auf und kann eine starke chemische Bindung mit Knochengewebe eingehen, um dessen Reparatur und Regeneration zu fördern. Titanlegierungen und Titan weisen eine hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und gute Biokompatibilität auf. Sie werden häufig in künstlichen Gelenken und Knochenfixierungsvorrichtungen eingesetzt. Langfristige klinische Anwendungsdaten belegen zudem ihre äußerst hohe Sicherheit. Abbaubare Polymermaterialien können im Körper allmählich in harmlose kleine Moleküle zerlegt und vom menschlichen Körper verstoffwechselt und ausgeschieden werden, wodurch das Risiko einer erneuten Operation vermieden wird. Obwohl diese Materialien im Allgemeinen sicher sind, können bei manchen Patienten aufgrund individueller Unterschiede Allergien gegen bestimmte Inhaltsstoffe oder andere Nebenwirkungen auftreten.
Nebenwirkungen von künstlichem Knochen
Obwohl künstlicher Knochen die Knochenreparatur in den meisten Fällen effektiv fördern kann, können Nebenwirkungen auftreten. Die Implantation selbst birgt Risiken wie Infektionen und Blutungen. Wird die Wunde nach der Operation nicht richtig versorgt, können Bakterien in die Operationsstelle eindringen und eine Infektion verursachen, die schließlich zu lokaler Rötung, Schwellung, Schmerzen und Fieber führt. In schweren Fällen kann dies die Heilung des künstlichen Knochens beeinträchtigen und sogar seine Entfernung zum Debridement erforderlich machen. Darüber hinaus können bei manchen Patienten nach der Implantation künstlichen Knochens lokale Schmerzen und Schwellungen auftreten, die mit der Stressreaktion des Körpers nach der Implantation des Materials und den Anpassungsänderungen des umliegenden Gewebes zusammenhängen können. Im Allgemeinen klingen die Schmerzen mit der Zeit allmählich ab, bei einigen Patienten halten sie jedoch länger an und beeinträchtigen den Alltag.
Darüber hinaus dauert es eine gewisse Zeit, bis künstliche Knochen mit dem menschlichen Knochen verwachsen. Werden sie während des Heilungsprozesses äußeren Kräften oder übermäßiger Belastung ausgesetzt, können sie sich verschieben oder lockern, was den Reparatureffekt beeinträchtigt. In diesem Fall ist eine Operation erforderlich, um sie wieder anzupassen oder zu fixieren. Bei künstlichen Knochen aus abbaubaren Materialien gibt es zudem individuelle Unterschiede hinsichtlich der Abbaugeschwindigkeit und des Stoffwechselprozesses der Abbauprodukte. Bei zu schnellem Abbau bieten sie möglicherweise nicht genügend Zeit für die Knochenreparatur. Können die Abbauprodukte nicht rechtzeitig aus dem Körper ausgeschieden werden, reichern sie sich lokal an, was zu Entzündungen führen und die Gewebereparatur beeinträchtigen kann.
IKünstlicher Knochen bietet vielen Patienten mit Knochenerkrankungen eine wirksame Behandlungsmöglichkeit. Unter geeigneten Bedingungen kann er die Lebensqualität der Patienten deutlich verbessern. Obwohl die zur Synthese künstlicher Knochen verwendeten Materialien im Allgemeinen sicher sind, bergen sie gewisse Risiken und Nebenwirkungen. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik werden künstliche Knochenmaterialien und -technologien in Zukunft voraussichtlich immer perfekter werden, was den Patienten ein besseres Behandlungserlebnis und optimalere Behandlungsergebnisse bieten kann.
Beitragszeit: 04.07.2025
