Nanotechnologi in der Medizintechnik

Medizintechnik der Namendo Solutions AG

Implantate (allgemein)

Implantate sollten sich vorteilhaft mit dem Biomaterial haftfest verbinden (künstliche Gelenke [Knie-, Finger-, Hüft- usw.], Zahnersatz und anderes mehr), um Abstoßungsreaktionen zu ver-meiden.

Deshalb müssen die Oberflächen der Implantatmaterialien spezielle Eigenschaften aufweisen. Das sind u.a. Oberflächenstrukturen in der Größenordnung der Knochenzellenfortsätze (Haftstrukturen) und bioaktive Oberflächen. Biologische Zellen müssen, um sich haftfest zu verbinden, miteinander (hier das Implantat) kommunizieren. Das erfolgt über Elektronenaustausch. Dazu muss die Implantatoberfläche freie Bindungsarme aufweisen. Diese erzeugen wir neben der jeweiligen Oberflächenstruktur.

Wünschenswerte Anwachspartner an Implantate sind neben den Knochenzellen (Kraftübertra-gung) Epithel- und Endothelzellen. Sie verhindern, dass sich an Implantaten Plaqué anlagert (führt zur Bildung von Blutgerinnseln [Tromben]) oder verhindert die Entstehung von Zwischen¬räumen -Biomaterial ↔ Implantat- (Taschenbildung). Dort siedeln sich Fremdkörper und Bakte¬rien an (Infektionsgefahr).

Wir können auch Oberflächen von Materialien, die bisher nicht als Implantatwerkstoffe einge-setzt werden konnten, obwohl sie theoretisch bessere Eigenschaften aufweisen (wie z.B. Bio-kompatibilität oder resorbierbare Materialien) nun einer Anwendung zuführen. Dazu siehe auch LOI der Charité. Eine weitere Innovation stellt die Herstellung einer dünnen amorphen Schicht auf den Implantat¬oberflächen dar.


Zahnmedizin

Auf der Grundlage der Zusammenarbeit mit der Charité, Abt. für zahnärztliche Prothetik und Alterszahnmedizin können folgende Aussagen getätigt werden. Verlorene Zähne werden in der Regel mit Hilfe der Brückentechnik ersetzt. Im geringen Maße erfolgt der Ersatz einzelner Zähne durch Stiftimplantate.

Durch Dentalbrücken können einzelne oder mehrere Zahnlücken überbrückt werden. Immer aber werden für die Pfeiler zwei gesunde Zähne benötigt, die dazu dann abgeschliffen werden müssen. Das bedeutet eine massive Schädigung der beiden Zähne; vor allem im Hinblick auf ihre Zukunft / Lebensdauer.

Stiftimplantate benötigen keine Pfeiler. Sie können auch besser individuelle Lösungen anbieten. Heutige Technologien sind jedoch noch nicht so ausgereift (Verträglichkeit, Lebensdauer/¬Haltbarkeit), dass sie unbedenklich und uneingeschränkt eingesetzt werden können. Durch die Nano-Technologie können auf den Implantatoberflächen solche individuellen Strukturen erzeugt werden, die sowohl zum problemlosen haftfesten Anwachsen der Kieferknochenzellen als auch des Zahnfleisches führen.


Vorteile für die Patienten:

  • keine Schädigung gesunder Zähne
  • keine „Taschenbildung“ an den Kunstzahnhälsen, da das Zahnfleisch angewachsen ist
  • Entlastung des Immunsystems
  • keine Degenerierung des Kieferknochen
  • schnellere Wundheilung und voller Gebrauch der Implantate
  • geringere Schmerzbelastung
  • geringere Folgeschäden gegenüber der Brückentechnologie
  • Einsatz von körpereigenen Materialien (höhere Bioverträglichkeit)
  • Verbesserung des Lebensgefühles
  • verbesserte Mundhygiene
  • verkürzte Verweilzeit beim Zahnarzt

Vorteile für den Zahnarzt:

  • zufriedene Patienten
  • geringere Arbeitszeit pro Zahnersatz
  • geringere Nachsorge (Knochenzellen wachsen an das Implantat lebens¬lang an)
  • durch Stiftimplantate können Fehlstellungen anderer Zähne besser ausge¬glichen werden
  • verbesserte Gestaltungsmöglichkeiten beim Zahnersatz

Vorteile für die Krankenkassen:

  • - keine Nachfolgekosten durch Reparaturen (was bei Brücken nach ca. 20 Jahren erfolgen muss)
  • - enorme Kosteneinsparungen.
  • Eine Brücke kostet im Durchschnitt ca. 4.000,-- €
  • Ein Stiftimplantat nach der Nano-Technologie wird mit maximal 1.200,-- € angenommen

Das bedeutet eine Einsparung von rund 2.800,-- € pro Zahnersatz.
Setzt man Dreiviertel der in der Bundesrepublik jährlich durchgeführten Zahnbrückenprothetiken als ersetzbar für Stiftimplantate an, ergibt das eine mögliche Einsparung von vielen Millionen Euro jährlich.

Kunstherz

Ein voll implantierbares Kunstherz ist das Non plus Ultra in der Kardiologie. Noch dazu, wenn es keine transkutane Elemente (Hautdurchführungen) benötigt.

Das einzige Kunstherz, was heute schon alle diese Bedingungen erfüllt, wird nach unserem Kenntnisstand nur von der DLR in Köln gefertigt bzw. angeboten. Wir sind der Meinung, dass dieses Produkt durch unsere Technologie eine weitere entscheidende Innovation (oder auch Gebrauchswerterhöhung) erhalten kann. Aus den Gründen:


Implantierte Element werden vom Körper als Fremdkörper erkannt und behandelt. Daraus erfol¬gen Abstoßungs- und Abwehrreaktionen. Diese können medikamentös verringert oder unter¬drückt werden. Werden diese Fremdkörper aber von Endothelzellen besiedelt (ausgekleidet), so werden sie als solche nicht mehr erkannt. Das dauerhafte Ansiedeln erfolgt aber nur, wenn die Oberflächen der Fremdkörper eine spezielle Struktur aufweisen. Das sind Strukturen in der Größenordnung der Zellen (sub µm-Strukturen) mit freien Bindungsarmen (dandling Bonds). Mit der Nano-Technologie können diese Oberflächen auch auf denen des Kunstherzens erzeugt werden.

Ein weiteres Problem bei Kunstherzen ist das Vorhandensein von Strömungstoträumen. An diesen Stellen setzt sich Plaqué ab. Wenn er sich ablöst, kann das zum Schlaganfall führen. Eine nm-Struktur verhindert solches Absetzen (Lotus-Effekt).

Weitere Anwendungsbeispiele können wir gerne übermitteln.