Neuer Stoff könnte Schrauben und Platten ersetzen

ETH Zürich entwickelte abbaubares Metall-Glas

Forscher der ETH Zürich haben ein biologisch abbaubares Metall-Glas entwickelt. Chirurgen sollen damit künftig gebrochene Knochen im Körper fixieren. Operationen, um Schrauben und Platten nach der Heilung zu beseitigen, würden dadurch unnötig.

Die von einem Forschungsteam um Jörg Löffler vom Departement Materialwissenschaften entwickelte Legierung enthält 60 Prozent Magnesium-, 35 Prozent Zink- und fünf Prozent Kalzium-Atome, wie die ETH Zürich mitteilte. Magnesium sei besonders interessant für Materialien, die Knochen eine Zeit lang stabilisieren und sich danach auflösen.

Dieses Leichtmetall ist mechanisch stabil, baut sich vollständig ab und setzt dabei Ionen frei, die vom Körper aufgenommen werden. Allerdings hat Magnesium einen Nachteil: Beim Abbau bildet sich auch Wasserstoff, das dem Körper schaden kann. Es entstehen Gasblasen, welche die Heilung behindern und zu Entzündungen führen können.

Die ETH-Forscher verhinderten diese Wasserstoffentwicklung während des Abbaus, indem sie ihrer Legierung viel Zink beimengten. Möglich wurde der hohe Zinkanteil dank eines speziellen Gießverfahrens, durch das ein sogenanntes metallisches Glas entsteht. Solche Gläser werden durch ein schnelles Abkühlen aus der Schmelze hergestellt.

Bei herkömmlichen Gießverfahren können laut der Mitteilung nur Legierungen mit einem Zinkanteil von höchstens 2,4 Prozent produziert werden. Sei der Anteil höher, bilde sich innerhalb des Magnesiums eine unerwünschte kristalline Phase.

Das neu entwickelte metallische Glas habe ein großes Potenzial für die Knochenchirurgie, wird Jörg Löffler in der Mitteilung zitiert. Er hoffe, damit etwas zum Wohl von Patienten beitragen zu können. Die Legierung und ihre Anwendungen als Implantatwerkstoff wurden bereits zum Patent angemeldet.

Mit weiteren Forschungsarbeiten und klinischen Tests wollen die Wissenschafter das biologisch abbaubare Metall-Glas in den nächsten Jahren bis zur Marktreife bringen. Chirurgen, so die Hoffnung, könnten die Legierung dann routinemäßig bei Operationen einsetzen.

Denkbar ist laut den Forschern aber nicht nur das Fixieren von Knochenbrüchen mit dem Material. Auch Röhrchen, welche den Verschluss von Gefäßen verhindern - sogenannte Stents -, könnten daraus fabriziert werden.