04.07.2019

TU Wien erforscht Möglichkeit, Knochen per 3D-Druck herzustellen

Am Christian-Doppler-Labor an der Technischen Universität Wien loten Forscher die Möglichkeiten aus, Knochenersatz-Implantate per 3D-Druck herzustellen. Wir sprachen mit Stefan Baudis, Leiter des CD-Labors, über das Verfahren und über die Herausforderungen, die es noch zu lösen gilt.
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3D-Druck, Knochen, CD Labor, Stefan Baudis
(c) CD Labor - Johannes Stögerer und CD-Labor-Leiter Stefan Baudis (rechts) forschen nach Möglichkeiten um Knochen aus 3D-Druck herzustellen.

Health-Tech und die „Life Sciences“ haben in den letzten Jahren öfters Lösungen in der medizinischen Forschung aufgezeigt. Sei es ein bionischer Anzug oder eine Blutdruck-App, der Bereich schreitet rasant voran. Aktuell erforscht nun ein Team unter der Leitung von Stefan Baudis im neuen „CD-Labor für Fortschrittliche Polymere für Biomaterialien und den 3D-Druck“, wie man Knochen mittels 3D-Druck herstellen kann.

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Material für 3D-Druck gesucht

Der Grundgedanke dabei: Dem Patienten, dem durch Unfälle oder OPs Knochen im Gesicht, Kiefer und Schädel fehlen, selbige zu ersetzen. Die Schwierigkeit dabei ist, passende Materialien für den Aufbau von Knochen zu finden, die sich im 3D-Druck verarbeiten lassen. „Es gibt zwei Arten von Zellen“, erklärt Baudis im Gespräch mit dem brutkasten, „jene, die Knochen abbauen und jene, die sie aufbauen. Daher können Knochenbrüche ganz von selbst wieder verheilen.“ Die Idee daher: Ein Material zu entwickeln, das von Zellen besiedelt werden kann.

Knochengerüst innerhalb weniger Stunden

Baudis spricht in diesem Zusammenhang von einem Gerüst bzw. einer Gesamtstruktur für den Körper, die es körpereigenen Zellen erlaubt, das Material zu einem ganz normalen Knochen umzubauen. Ein beschädigtes Knochenstück ließe sich so mit modernen bildgebenden Verfahren präzise vermessen. Am Computer könnte man dann den gewünschten Knochenabschnitt genau auswählen, der 3D-Drucker würde dann innerhalb von einigen Stunden Schicht für Schicht ein Knochengerüst mit genau der richtigen Form erzeugen, das dann bei der Operation mit dem natürlichen Knochen verklebt wird.

„Implantat darf sich nicht abbauen, bevor Knochen aufgebaut ist“

Dabei gibt es jedoch noch einige Herausforderungen zu überwinden, wie der Experte weiter ausführt. Die Forscher wenden beim 3D-Druck das FDM-Verfarhen (Fused Deposition Modeling) an, bei dem ein Objekt schichtweise aufgebaut wird. Das künstlich hergestellte Knochengerüst muss sodann eine poröse Struktur haben, damit knochenaufbauende Körperzellen eindringen können und der Stofftransport funktioniert. Es muss fest, aber nicht zu spröde sein, damit es nicht sofort bricht und vom Körper in überschaubarer Zeit abgebaut werden kann. Und am Ende, wenn es durch natürlichen Knochen ersetzt wurde, soll vom Gerüst nichts mehr übrig bleiben. Außerdem sollen Partikel aus Calciumphosphat bereits im Gerüst eingebaut sein, die dann in das Knochenmaterial umgewandelt werden. „Das Implantat darf sich nicht abbauen, bevor der Körper den Knochen aufgebaut hat“, sagt Baudis.

Bioresorbierbare Keramik als Knochenersatz

Das Material muss zudem bei Raumtemperatur flüssig bleiben, bis es mit Licht der passenden Wellenlänge bestrahlt wird. Dadurch wird dann eine chemische Kettenreaktion ausgelöst, die das Material genau an den bestrahlten Stellen aushärtet (Stereolithografie). Zu diesem Zweck arbeiten die Forscher mit Lithoz, einem Technologieanbieter für 3D-Druck für Hochleistungskeramik und bioresorbierbare Keramiken,zusammen. Deren Materialien – Tricalciumphosphat und Hydroxylapatit – sind keramische Werkstoffe, die sich aufgrund ihrer osteokonduktiven und bioresorbierbaren Materialeigenschaften als Knochenersatzmaterial eignen.

„Noch in Kinderschuhen“

Zwecks klinischer Umsetzbarkeit des Vorhabens wird das Projekt von der Trauma Care Consult Traumatologische Forschung Gemeinnützige Gesellschaft (TCC) unterstützt. Und wie lange wird es dauern, bis der 3D-Druck-Knochenersatz weitläufig nutzbar wird? „Wir stecken noch in den Kinderschuhen und betreiben Grundlagenforschung“, sagt Baudis: „Das CD-Labor ist eine große Chance, an dessen Ende wir hoffen, ein Baukasten-System entwickelt zu haben, mit dem wir die Abbaugeschwindigkeit des Materials regulieren können.“


⇒ Christian Doppler Forschungsgesellschaft

 

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Black Manta Capital Partners
© Black Manta Capital Partners - Alexander Rapatz, CEO von Black Manta Capital Partners.

Black Manta Capital Partners (BMCP), ein Luxemburger Unternehmen mit dem österreichischen Co-Founder Alexander Rapatz, das über eine Consulting-Unit in Wien verfügt, spezialisiert sich auf Tokenization-as-a-Service und regulierte Haftungsdach-Lösungen – brutkasten berichtete. Im Vorjahr launchte man den ersten tokenisierten Money Market Fund Europas; nun geht man mit der deutschen CanTra GmbH eine strategische Partnerschaft ein.

Black Manta Capital Partners: Zugang zu Sachwerten

Das Ziel ist es, Anlegern einen breiteren, regulierten Zugang zu hochkarätigen Sachwerten (Real-World Assets) zu ermöglichen. Dazu zählen bildende Kunst, Sammlerstücke, ikonische Immobilien, Musikrechte, Vermögenswerte aus der Film- und Entertainmentbranche sowie ausgewählte Opportunitäten aus der Sportwirtschaft. Zum Start bietet CanTra Zugang zu einer Anlagemöglichkeit, die an Francis Bacons „Three Studies for Portrait of George Dyer“ (1963) gekoppelt ist.

Im Rahmen der Partnerschaft agiert CanTra als vertraglich gebundener Vermittler („Tied Agent“) von BMCP – ausschließlich im Namen und auf Rechnung des BaFin-regulierten Wertpapierinstituts. BMCP stellt indes den regulatorischen Rahmen bereit, innerhalb dessen CanTra berechtigte Finanzinstrumente unter dem anwendbaren MiFID-II-Reglement vermitteln könne.

Tied-Agent-Modell

Die Zusammenarbeit wurde darauf ausgelegt, die komplementären Stärken beider Unternehmen zusammenzuführen: Die regulierte Infrastruktur von Black Manta Capital Partners zur Einbringung von Anlageangeboten in die europäischen Kapitalmärkte sowie den Fokus von CanTra, Anlegern den Zugang zu außergewöhnlichen Sachwerten zu kuratieren und zu eröffnen, heißt es konkret.

Das Tied-Agent-Modell von BMCP soll im Detail spezialisierten Unternehmen ermöglichen, ihre eigene Marke, ihr Leistungsversprechen und die direkte Kundenbeziehung zu bewahren, während sie regulierte Aktivitäten innerhalb eines etablierten europäischen Rahmens durchführen. Für CanTra bildet dies das regulatorische Fundament für eine Investorenplattform, die sich Anlageklassen widmet, die für Einzelinvestoren über konventionelle Finanzmärkte historisch nur schwer zugänglich waren.

„CanTra ist ein starkes Beispiel dafür, wofür unsere Tied-Agent-Infrastruktur entwickelt wurde. Eine spezialisierte Plattform kann sich voll und ganz auf ihre Asset-Expertise und ihr Investorenangebot konzentrieren, während sie innerhalb eines etablierten regulatorischen Rahmens agiert. Gemeinsam zeigen wir, wie Regulierung und Innovation Hand in Hand gehen können, um neue Anlagemöglichkeiten an den Markt zu bringen“, sagt Rapatz, CEO von Black Manta Capital Partners.

CanTra als Investorenschnittstelle

CanTra dient dabei als Investorenschnittstelle innerhalb des übergeordneten ARTEX-Ökosystems (Anm.: regulierte Handelsplattform und Finanzinfrastruktur für den fractionalisierten Markt von Kunstwerken), das spezielle Kompetenzen in den Bereichen Asset-Origination, Strukturierung, Emission, Vertrieb, Listing und Sekundärmarkthandel vereint.

Anleger können ab einem Mindestinvestment von 100 Euro über ein reguliertes digitales Wertpapier an dieser Opportunität teilhaben (vorbehaltlich der Berechtigung und der maßgeblichen Angebotsdokumentation). Weitere Anlagemöglichkeiten aus den Bereichen Sammlerstücke, Musikrechte, Film und Entertainment, ikonische Immobilien sowie Sportwerte sollen folgen.

„CanTra ist das Investor-orientierte Tor zur Welt, auf das unser gesamtes Ökosystem hingearbeitet hat. ARTEX hat die regulierte Marktinfrastruktur für außergewöhnliche Sachwerte geschaffen – CanTra bringt diese Chancen nun direkt zu einer breiteren Investorengeneration“, sagt Yassir Benjelloun-Touimi, CEO von ARTEX Global Markets. „Die Zusammenarbeit mit Black Manta Capital Partners ermöglicht es uns, dies innerhalb eines etablierten regulatorischen Rahmens zu tun, ohne Kompromisse beim Anlegerschutz und der institutionellen Infrastruktur einzugehen, die das Fundament unseres Modells bilden.“

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