Innovation aus Oberösterreich: OP-Schraube wird zu Körpergewebe
Mit biologischen Knochenschrauben hat ein oberösterreichisches Start-Up-Unternehmen eine Hightech-Alternative zu den üblichen Metallschrauben bei zahlreichen orthopädisch-chirurgischen Eingriffen entwickelt. Die Transplantate, die zu körpereigenem Knochen umgebaut werden, kommen bereits in knapp 50 Krankenhäusern zum Einsatz.
Rund 40.000 Osteosynthesen werden jährlich in Österreich vorgenommen, wegen Frakturen, Gelenksversteifungen, Fehlstellungen (zum Beispiel Hallux valgus) oder Erkrankungen wie etwa Osteochondrosis dissecans. Um die betreffenden Knochen zu verbinden und zu fixieren, verwenden Orthopäden und Unfallchirurgen Metallschrauben aus Titan oder Edelstahl. So gängig diese Materialien auch sind, weisen sie doch gravierende Nachteile auf. Sie können den Heilungsverlauf verschlechtern, sie erhöhen das Risiko von Komplikationen, und vor allem: Sie bleiben ein Fremdkörper und müssen meist bei einem zweiten Eingriff entfernt werden. Das ist belastend für die Patienten – und teuer für das Gesundheitssystem.
Die Idee, stattdessen Schrauben aus Knochengewebe einzusetzen, ist nicht neu. Entsprechende Versuche gab es schon mehrfach, unter anderem in China und den USA, doch der Erfolg blieb aus. Dem jungen Unternehmen surgebright aus Lichtenberg bei Linz ist nun offenbar der Durchbruch gelungen: „Wir stellen Schrauben aus humanem Knochen her, die sich komplett in den Körper integrieren“, erklärt Geschäftsführer Lukas Pastl.
„Sie sind biointelligent und fördern die Knochenheilung“, erklärt surgebright-Geschäftsführer Lukas Pastl
Entwickelt wurde die – mittlerweile patentierte – Innovation von seinem Vater, dem Linzer Orthopäden Dr. Klaus Pastl, in Zusammenarbeit mit dem Institut für Biomechanik der Technischen Universität Graz. Der Mediziner, der selbst mehr als 10.000 Operationen vorgenommen hat, beschäftigt sich seit über 20 Jahren mit dem Thema Knochenschrauben. Das Resultat nennt sich Shark Screw® und wurde im Jahr 2016 erstmals in der klinischen Praxis eingesetzt. Im gleichen Jahr gründete Klaus Pastl zusammen mit dem CEO der Lenzing AG, Stefan Doboczky, die surgebright GmbH.
Fertigungsprozess dauert Wochen
Das Ausgangsmaterial für die Schrauben ist kortikaler Spenderknochen aus Femurschäften, die vom Deutschen Institut für Zell- und Gewebesatz (DIZG) in Berlin bezogen werden. Daraus fertigt surgebright Schrauben in vier Durchmessern, indem mit speziellen CNC-Maschinen Feingewinde mit hoher Selbsthemmung auf die Knochenzylinder geschnitten werden. Der gesamte Herstellungsprozess dauert mehrere Wochen und umfasst auch die Sterilisation des Knochenmaterials durch Peressigsäure und Ethanol, die ebenfalls beim DIZG erfolgt.
Als allogenes, avitales Material lösen die Knochenschrauben keine Abstoßungsreaktionen beim Empfänger aus. Im Gegenteil: „Sie sind biointelligent und fördern die Knochenheilung“, sagt Lukas Pastl. Das heißt, dass die Knochenmatrix vom Empfängerorganismus schon nach wenigen Wochen vaskularisiert und in weiterer Folge von knochenbildenden Zellen im Rahmen natürlicher Knochenumbauprozesse zu körpereigenem Knochen umgewandelt wird.
Die Schrauben werden also buchstäblich ein Teil des Patienten und sind etwa nach einem Jahr im Röntgenbild nicht mehr festzustellen. „Das hatte auch schon zur Folge, dass sich ein Patient im Spital beklagte, er sei gar nicht operiert worden, weil sein Radiologe auf den Aufnahmen keine Schrauben finden konnte“, schildert der surgebright-Geschäftsführer.
Kein zweiter Eingriff nötig
Die Knochenschrauben lassen sich aktuell bei rund 60 unterschiedlichen Indikationen anwenden. Sie werden vom Operateur in einem vorgebohrten Gewindekanal direkt im Knochenspalt positioniert; der Schraubenkopf wird bis auf das Niveau der Knochenoberfläche abgetragen. „Vorstehende“ Schrauben gibt es daher ebenso wenig wie Platten, die bei der Verwendung von Metallschrauben zur Fixierung außen auf den Knochen montiert werden. Anders als bei Materialien, die nach einer gewissen Zeit vom Körper resorbiert werden, kommt es auch nicht zu einer Schwächung oder Instabilität.
So werden postoperativ Schmerzen, Infektionsrisiko und die Gefahr von Komplikationen verringert. Vor allem aber ist im Gegensatz zu Metallschrauben kein zweiter Eingriff nötig. „Das ist ein großer Vorteil für Patientinnen und Patienten, besitzt angesichts von derzeit rund 23.000 Schraubenentfernungen pro Jahr in Österreich aber auch enormes ökonomisches Einsparpotenzial“, so Lukas Pastl.
surgebright-Gründer Dr. Klaus Pastl, Thomas Pastl (Marketing), Geschäftsführer Lukas Pastl (v. l.)
Für die Innovation Shark Screw® wurde surgebright bereits mehrfach ausgezeichnet, zuletzt mit dem Econovius-Staatspreis und mit dem Houska-Preis der B&C-Stiftung für anwendungsnahe Forschung in KMU. Drei Jahre nach der Gründung beschäftigt das Unternehmen heute 13 Mitarbeiter und kooperiert nach wie vor mit Universitäten wie der TU Graz. „Wir arbeiten auch eng mit zahlreichen Ärzten zusammen und beziehen ihre Wünsche und Anregungen in die Weiterentwicklung unserer Produkte ein“, sagt Geschäftsführer Pastl. Die aktuellste Entwicklung seien völlig versenkbare Schrauben. Nach Österreich werden nun auch Deutschland und die Schweiz als Zielmärkte anvisiert.
„Noch keine Nachteile gesehen!“
Aktuell werden Shark Screws® in 48 österreichischen Krankenhäusern verwendet, insgesamt 2000 Knochenschrauben wurden bisher eingesetzt. Einer der Anwender ist Prim. Dr. Norbert Freund, Leiter der orthopädischen Abteilung am Krankenhaus der Barmherzigen Schwestern Ried. Er hat bereits bei mehr als 20 Patientinnen und Patienten Knochenschrauben verwendet und spricht von einer „sensationellen Innovation“. Die Vorteile seien offensichtlich – „und Nachteile habe ich bis jetzt keine gesehen“, erklärt der Rieder Orthopäde.
Text: Josef Haslinger; Bilder: surgebright