Biomechanische und biomateriale Innovationen

03.12.1998 - (idw) Universität Ulm

Biomechanische und biomateriale Innovationen
Karl-Heinz-Beckurts-Preis für Prof. Dr. Lutz Claes

Prof. Dr. Lutz Claes, Leiter der Abteilung Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik der Universität Ulm, wird am 4. Dezember mit dem Karl-Heinz-Beckurts-Preis 1998 ausgezeichnet. Die gleichnamige Stiftung würdigt damit seine Forschungsleistungen auf dem Gebiet der Biomechanik und der Biomaterialien sowie die daraus abgeleitete Entwicklung neuer Implantate und Instrumente für die Unfallchirurgie und Orthopädie. Seine Produktinnovationen, die er mit ärztlichen und industriellen Partnern geschaffen hat, sind mittlerweile in sechs Patenten dokumentiert. Claes und sein Institut haben auf ihrem Arbeitsgebiet Weltgeltung erlangt. Das von ihm initiierte und geleitete Kompetenzzentrum für Biomaterialien im Knochenkontakt an der Universität Ulm konnte sich in einem Wettbewerb durchsetzen und ist in seiner Spezialisierung in Deutschland einmalig. Mit diesem Status verbindet sich eine Förderung durch das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF) und das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg (MWK). Das Zentrum kooperiert mit den Firmen, die auf dem Gebiet der Implantate für den Bewegungsapparat führend sind.

Insbesondere drei jüngere Neuentwicklungen, an denen Claes in den vergangenen Jahren gearbeitet hat, liegen der Zuerkennung des Beckurts-Preises zugrunde: ein biodegradabler Stift für die Befestigung kleiner Knochenfragmente, ein Fixateur externe und eine Hüftendoprothese.

Den biodegradablen Stift "Polypin" aus einem Polylactid-Copolymergemisch entwickelte Prof. Claes zusammen mit Prof. Dr. Klaus Rehm, Köln, und der Firma Biovision, Ilmenau. Er dient der Refixation von Knorpel-Knochenfragmenten. Vom Körper abgebaut, erspart er dem Patienten die zweite Operation, die sonst zur Entfernung metallischer Implantate erforderlich ist. Sein Design mit Kopf und Rippen verhindert eine Lockerung und erlaubt es, beim Einsetzen mit kleinerem Anpreßdruck zu arbeiten. Der Stift ist mit einer Röntgenmarkierung versehen und dadurch, als erstes resorbierbares Implantat überhaupt, in klinischen Röntgenbildern sichtbar. Gegenüber früheren Produkten hat er vor allem auch den Vorzug, im Körper langsamer abgebaut zu werden.


Der neue Fixateur externe kann bei Patienten mit infizierten Knochenbrüchen, großen Knochendefekten und Fehlstellungen der Knochenachsen eingesetzt werden. Bisherige Systeme vereinigten nicht alle genannten Anwendungsmöglichkeiten in sich. Zudem erforderten sie wegen ihrer Kompliziertheit und Größe, eine aufwendige Operation und bedeuteten für den Patienten ein beträchtliches Komfortdefizit. Auch waren ihre biomechanischen Eigenschaften nicht befriedigend. Anders MEFISTO, das von Claes in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Heinz Gerngroß, Bundeswehrkrankenhaus Ulm, und dem Orthopäden Dr. Götz Rübsamen, Stuttgart, sowie der Medizintechnikfirma Stratec medical, Oberndorf, Schweiz, konstruierte Monolaterale Externe Fixations-System für Traumatologie und Orthopädie. Es ist modular aufgebaut, an die biomechanischen Anforderungen der Knochenheilung optimal angepaßt und ebenso einfach wie vielseitig anwendbar.

Das dritte Objekt ist eine neue Hüftendoprothese. Ihre Konstruktion beruht auf der jüngeren Erkenntnis, daß die Kraftübertragung von der Prothese auf den Oberschenkelknochen - in Entsprechung zu den normalen biomechanischen Verhältnissen - tunlichst im oberen Teil des Knochens stattfinden sollte. Die zementfrei implantierten Prothesen tragen dem schon teilweise Rechnung, die häufiger verwendeten zementierten Prothesen aber nicht. Gemeinsam mit Prof. Dr. Lothar Kinzl, Ärztlicher Direktor der Abteilung Unfall-, Extremitäten-, plastische und Wiederherstellungschirurgie der Universität Ulm, und dem Orthopäden Prof. Dr. André Gächter, Kantonsspital St. Gallen, sowie der Firma Mathys, Bettlach, Schweiz, hat Prof. Claes erstmalig eine Prothese ("Option 3000") entwickelt, bei der die partielle Zementierung im oberen Teil des Oberschenkelknochens möglich ist. Aufgrund der schlanken Prothesengestalt und der vorgeformten Zementtaschen wird die Kraftübertragung auf den biomechanisch definierten Knochenbereich beschränkt.

Die Karl-Heinz-Beckurts-Stiftung wurde 1987 von der früheren Arbeitsgemeinschaft der Großforschungseinrichtungen (AGF), heute Hermann-von-Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren (HGF), errichtet. Sie fördert die Partnerschaft zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Der von ihr verliehende Preis ist mit DM 180.000.-- dotiert. Ausgezeichnet werden damit wissenschaftliche und technische Leistungen, von denen Impulse für industrielle Innovationen in Deutschland ausgehen. Die Stiftung hält das Andenken an Prof. Dr. Karl Heinz Beckurts wach, der von 1980 bis zu seinem Tod infolge eines linksterroristischen Mordanschlags am 9.7.1986 dem Vorstand der Siemens AG angehörte und dort für den Sektor Forschung zuständig war.