- Yazdanpanah, Z., Johnston, J. D., Cooper, D. M. L., & Chen, X. (2022) 3D bioprinted scaffolds for bone tissue engineering: State-of-the-art and emerging technologies. Frontiers.
- Li, F., Wu, J., Li, D., Hao, L., Li, Y., Yi, D., Yeung, K. W. K., Chen, D., Lu, W. W., Pan, H., Wong, T. M., & Zhao, X. (2022). Engineering stem cells to produce exosomes with enhanced bone regeneration effects: An alternative strategy for Gene Therapy - Journal of Nanobiotechnology.
- Lu, L., Wang, H., Liu, P., Liu, R., Zhang, J., Xie, Y., Liu, S., Huo, T., Xie, M., Wu, X., & Ye, Z. Applications of mixed reality technology in orthopedics surgery: A pilot study. Frontiers.
Neuheiten aus der Orthopädie
Die Orthopädie entwickelt sich rasant. Vom Knochen-3D-Druck, über Gentherapien und Mixed Reality: Die neuesten Technologien und wie sie den Fachbereich revolutionieren könnten.
Biologisch gedruckte Knochen und Gelenke werden in Zukunft breiter verfügbar sein
Die 3D-Drucktechnologie hat die moderne Medizin revolutioniert, und die Orthopädie ist einer der vielen Bereiche, die von diesem Durchbruch profitiert haben. Die Verwendung von biologisch gedruckten Knochen und Gelenken wird sich in den kommenden Jahren weiter verbreiten, da die Technologie immer fortschrittlicher wird. In der Vergangenheit waren die Chirurgen auf Implantate in Standardgröße angewiesen, die möglicherweise nicht immer richtig gepasst haben. Dies führte häufig zu Komplikationen, wie periprothetischen Frakturen oder der Instabilität des Implantats.
Einer der vielversprechendsten Bereiche des 3D-Drucks ist das Bioprinting, also der Druck von lebendem Gewebe. Bioprinting von Knochen und Gelenken bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Implantaten. Erstens ermöglicht das Bioprinting die Herstellung individueller Implantate, die perfekt auf die Anatomie des Patienten abgestimmt sind.1 Dadurch wird das Risiko eines Implantatversagens erheblich verringert. Zweitens werden biologisch gedruckte Implantate aus vitalen Zellen hergestellt, was bedeutet, dass sie sich mit dem umliegenden Gewebe verbinden und die Heilung fördern können. Und schließlich sind biologisch gedruckte Implantate wesentlich preiswerter als herkömmliche Implantate, sodass sie für eine größere Zahl von Patienten zugänglich sind. Mit der Weiterentwicklung der 3D-Drucktechnologie ist es wahrscheinlich, dass biologisch gedruckte Knochen und Gelenke zu einem wesentlichen Bestandteil der modernen Orthopädie werden.
Gentechnisch veränderte Stammzellen für die Knochenregeneration
Die Gentherapie in der Orthopädie stellt ein neues und aufregendes Forschungsgebiet dar, das das Potenzial hat, die Behandlung von Frakturen zu revolutionieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden der Frakturheilung, die auf chirurgischen Eingriffen und externer Fixierung beruhen, bietet die Gentherapie einen minimalinvasiven Ansatz, der den körpereigenen natürlichen Heilungsprozess nutzt, um den Schaden zu beheben.
In den letzten Jahren haben sich aus Stammzellen gewonnene Exosomen als vielversprechende therapeutische Option für die Knochenregeneration erwiesen. Diese Exosomen sind winzige Bläschen, die von Zellen abgesondert werden und eine Vielzahl biologisch aktiver Moleküle enthalten. Aufgrund ihrer geringen Größe und ihrer Fähigkeit, Zellmembranen zu durchdringen, haben sich Exosomen als wirksam erwiesen, wenn es darum geht, Gene und andere Therapeutika zu den Zielzellen zu transportieren.2
Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass aus Stammzellen gewonnene Exosomen die Regeneration und den Wiederaufbau verschiedener Gewebe, einschließlich Knochen, Knorpel und Haut, fördern. Der klinische Einsatz von aus Stammzellen gewonnenen Exosomen wurde jedoch durch das Fehlen zuverlässiger Quellen und eine unzureichende therapeutische Wirksamkeit eingeschränkt. Um diese Einschränkungen zu überwinden, haben Forscher damit begonnen, Stammzellen so zu verändern, dass sie Exosomen mit verbesserter regenerativer Wirkung produzieren. Dieser Ansatz ist vielversprechend für die Entwicklung neuer und verbesserter Therapien für eine Vielzahl von Knochen- und Knorpelerkrankungen.
Augmented and Mixed Reality (AR/MR) in der Orthopädie
Seit ihren Anfängen wird die Mixed-Reality-Technologie in zahlreichen Branchen eingesetzt, um immersive, interaktive Erfahrungen zu schaffen. In jüngster Zeit gewinnt MR auch im medizinischen Bereich an Bedeutung, mit vielversprechenden Anwendungen in der Orthopädie.
Mixed-Reality-Systeme nutzen sowohl Virtual Reality als auch Augmented Reality, um realistische holografische 3D-Modelle von Patienten für die präoperative Planung zu erstellen.3 Durch die Möglichkeit, die Anatomie des Patienten in einer immersiven 3D-Umgebung zu betrachten, können Chirurgen ihre Eingriffe genauer planen. Darüber hinaus kann diese Technologie auch im Operationssaal eingesetzt werden, um den Chirurgen zu führen und Präzision zu gewährleisten.
Die Mixed-Reality-Technologie steckt noch in den Kinderschuhen, aber sie hat das Potenzial, die orthopädische Chirurgie zu verändern. Diese neue Technologie bietet sicherere, präzisere Operationen mit kürzeren Erholungszeiten für die Patienten. Mit der weiteren Entwicklung der MR-Technologie ist es wahrscheinlich, dass es noch mehr Anwendungen im medizinischen Bereich geben wird.
Mehr Informationen rund um das Thema Bewegung finden Sie auf der Seite des SMHS.
Der Sports, Medicine and Health Summit ist ein interdisziplinäres Fortbildungsforum für Sport, Medizin und Gesundheit. Vom 22. - 24. Juni 2023 treffen sich nationale und internationale Vertreter und Vertreterinnen aus Medizin, Sport und Gesundheit, um die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse zu präsentieren.