ELEMENTS Interview | Quantensprung für Wirbelsäulenimplantate aus dem 3D-Drucker

Wenn einem Menschen ein Implantat eingesetzt wird, spielt das Material eine entscheidende Rolle für die Genesung. Vestakeep PEEK von Evonik ist auf dem Markt für Medizinprodukte beliebt. Das liegt an den vielen Vorteilen des Materials. Aber:

„PEEK hatte bisher eine Achillesferse: Es ist zwar röntgendurchlässig und bringt ideale mechanische Eigenschaften für Muskuloskeletale - und Wirbelsäulenimplantate mit. Gleichzeitig ist es aber sehr hydrophob. Das schränkt die Fähigkeit des Knochens, sich mit ihm zu verbinden, etwas ein.“

… erklärt Dr. Erik Erbe, Chief Scientific Officer von Curiteva, die bisherigen Einschränkungen. Das US-Unternehmen hat gemeinsam mit Evonik Abhilfe geschaffen: mit den weltweit ersten 3D-gedruckten Wirbelsäulenimplantaten für den kommerziellen Einsatz. Sie basieren auf einer Variante des thermoplastischen Kunststoffs Polyetheretherketon oder eben kurz PEEK.

„Wir haben als erste von der FDA eine Zulassung für so ein Implantat erhalten. Und die Maschine, die wir selbst gebaut haben, ist die erste, die zum 3D-Druck von Implantaten für den Bewegungsapparat verwendet wurde.“

Gelungen ist dieser Durchbruch dank der Vision eines ehrgeizigen Erfinders: Todd Reith. Er glaubte schon vor Jahren daran, dass die Möglichkeiten von PEEK kombiniert mit denen des 3D-Drucks die Orthopädie revolutionieren könnten. Eine Überzeugung, die die Experten von Evonik teilten. Gemeinsam mit Reith haben sie in drei Jahren geschafft, was bis dato fast unmöglich schien: aus dem Vestakeep Granulat ein 3D-druckbares Filament für die Medizin zu entwickeln – Vestakeep i4 3DF. Todd Reith über die Zusammenarbeit:

„Evonik ist ein fantastischer Partner und hat Curiteva geholfen, die Technologie auf den Markt zu bringen. Die technische Unterstützung und die Beratung durch das Team dort waren entscheidend, während wir das FDA-Zulassungsverfahren durchlaufen haben."

Durch das 3D-Druckverfahren von Curiteva ist es nun möglich, mit dem Filament von Evonik ein vollständig poröses Wirbelsäulenimplantat zu drucken. Es ahmt die Feinstruktur des Knochens nach und kann sich so besser mit ihm verbinden. Plus: Die Implantate sind sogar stärker als die mit konventionell gefertigtem PEEK. Ein Quantensprung, sagt Eric Erbe:

„Mit dem 3D-Druck bauen wir das Implantat Schicht für Schicht auf. Dabei können wir die Anzahl. Größe und Verteilung der Poren so steuern, dass das Einwachsen von Knochen gefördert wird. Und das ist eine erhebliche Verbesserung des PEEK-Implantats.“

Der Praxistest ist geschafft: im April 2023 setzten Chirurgen in den USA erstmals eines der „inspire“ Wirbelsäulen-Implantate ein, das aus dem VESTAKEEP PEEK Filament hergestellt wurde. Ein wichtiger Schritt – aber nicht der letzte: Für Evonik geht es nun darum, das Potential auf dem Markt auszuschöpfen. Perspektivisch sind zum Beispiel Implantate mit 3D-gedrucktem PEEK für Fuß, Hand, Kopf oder Gesicht möglich. Und zwar passgenau und höchst individuell für den Patienten.