PORTFOLIO

Obwohl seit Mitte der 1980er Jahre die Vorzüge bioaktiver Implantatmaterialen erkannt wurden, werden heute die in der Orthopädie gängigen biokompatiblen und resorbierbaren Knochenersatzstoffe immer noch über Ausfällung und Kalzinieren hergestellt. Seit letztem Jahr ist es in unserem Labor möglich, komplexe Salze wie Calcium Phosphate (Knochenmineral) mittels Flammen-Spray-Synthese herzustellen. Diese ultrafeinen Nano-Pulver werden nun als Ausgangsmaterial für die Entwicklung neuer Knochenersatzstoffe mit neuartigen Eigenschaften dienen. Ziel ist die Entwicklung eines Prototyps für den Einsatz im Mensch, nach einer kompletten physikalisch-chemischen Charakterisierung der Ausgangspulver, Biokompatibilitäts-, Degradations- und Biomechaniktests.

Dieses Projekt ist ein Brückenschlag von der Grundlagenforschung zur angewandten Medizin und vertieft die Zusammenarbeit der beiden Zürcher Hochschulen.

Die reproduzierbare Herstellung von Calcium Phosphat Nanopartikeln durch Flammensynthese im Pilotreaktor erlaubt neue Entwicklungen und Anwendungen dieser faszinierenden Biomaterialien. Chemische Reinheit der Materialien (ASTM F1088-04a) und Biokompatibilität (ISO 10993) wurden in externen Labors überprüft. Die Forschung resultierte in den folgenden drei konkreten und neuartigen Biomaterialien basierend auf Nanopartikel:
Knochen-Zement. Die massiv höhere Reaktivität unserer Nano-Knochenzemente im Vergleich zu heute marktüblichen Materialien und eine minimal-invasive Anwendung bringen Vorteile. Die Eigenschaften des neuen Zements werden in einem Tiermodell getestet.
Biogläser. Eine intensive Zusammenarbeit mit Zahnärzten am Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde des Universitätsspitals Zürich demonstrierte die erfolgreiche Anwendung dieses Nanomaterials in der Zahnmedizin.
Knochenwolle. Innerhalb unserer Zusammenarbeit mit Forschern aus der Polymerwissenschaft, der Pharmazie und mehreren medizinischen Gruppen wurde ein enorm einfach anwendbares, watteähnliches Knochenersatz-Material entwickelt. Die Begeisterung der Chirurgen für dieses Material ermöglichte eine erste Tierstudie mit einem Defektmodell im Hasen.

S. K. Misra, D. Mohn, T. J. Brunner, W. J. Stark, S. E. Philip, I. Roy, V. Salih, J. C. Knowles, A. R. Boccaccini, Comparison of nanoscale and microscale bioactive glass on the properties of P(3HB)/Bioglass® composites, Biomaterials, 29(12), 1750-61 (2008).
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„Herr Stark ist unter Strom“, Limmattaler Tagblatt, 15.8.2007