Forschung und Entwicklung

Neue Biomaterialien, Technologieplattformen und Behandlungskonzepte.

Wir gestalten den zukünftigen Stand der Technik aktiv mit, damit neue Behandlungskonzepte und neue Biomaterialien dazu beitragen, das Patientenwohl zu verbessern. Die biotrics investiert substanziell in neue Biomaterialien, Technologieplattformen und Behandlungskonzepte. Wir sind in der Lage, ein Produkt von seiner Idee bis in die Marktreife und durch die Zulassung zu führen.

Die Auswahl des Rohmaterials bestimmt das Produkt und dessen Anwendungsbereiche… und vice versa. 

In Abhängigkeit von der gewünschten Indikation wählen wir bereits in der Entwicklungsphase das Rohmaterial sorgfältig aus und bearbeiten es in unserem Werk so, dass es die gewünschten Produkteigenschaften erhält. Dabei behalten wir unsere Mission „Regenerieren statt Substituieren“ im Blick und entwickeln im Einklang mit den physiologischen Prozessen des Menschen.

Unsere Mission

Laufende Projekte

Unsere Entwicklung erfolgt stets im Austausch mit klinischen und universitären Partnern. Wir schätzen die Meinung der Experten hoch ein und sind auch bereit, neue Wege zu gehen. Dank der Unterstützung sowohl durch das Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) sind wir in der Lage diese Wege auch zu beschreiten. 

Projekttitel:

Entwicklung eines natürlichen Gefäßersatzes zur Komplettregeneration defizitärer Gefäß-abschnitte auf Basis von porcinen elastinhaltigen Graftmaterialien (ElastGraft) (FKZ: KK5025303NK1, BMWi)

Verschiedene Gefäßerkrankungen wie Arteriosklerose mit seinen Folgeerkrankungen, angeborene Gefäßanomalien oder Verletzungen erfordern die konservative sowie teilweise chirurgische Intervention. Der chirurgische Ersatz von Gefäßen kann dabei mittels verschiedenen Biomaterialien stattfinden. Die Problematik besteht darin, dass die verfügbaren Materialien nicht natürlichen Ursprungs sind sowie die natürliche Gefäßarchitektur nicht nachbilden können. Gesamtziel dieses Verbundprojekts ist die Entwicklung eines innovativen Gefäßersatzes auf natürlicher Basis für die vollständige Regeneration und Nachbildung komplexer Gefäßstrukturen. Innovativer Kern des vorliegenden Teilprojekts ist dabei die Dezellularisierung, Aufreinigung und Quervernetzung mittels unterschiedlichen Vernetzern der porcinen Gefäßgrafts. Die mechanischen Parameter werden bestimmt. Dabei ist das Ziel, das innere Lumen des Gefäßgrafts mit der applizierten Schicht des NMI zu verknüpfen und so eine verbesserte Quervernetzung wie auch Stabilität zu erhalten. Zudem wird eine laufende histologische Qualitätskontrolle sowie des Sterilisationsverfahrens zur Beibehaltung der Nativität des Grundgewebes durchgeführt.

Projekttitel:

Hemomatrix

Während des chirurgischen Eingriffs stellen Blutungen eine Herausforderung für den Operateur dar. Zum einen gilt es den Blutverlust zu begrenzen und zum anderen verdeckt Blut die Sicht auf die Operationsbereich. In bestimmten Operationsbereichen fällt die Wahl auf topologische Blutgerinnungsmittel wie z.B. Kollagen. Ziel dieses Projektes ist es eine Kollagenmatrix zu entwickeln, welches in der Lage ist Sickerblutungen zuverlässig zu stoppen und im Implantationsort verbleiben darf, wo es wie für Kollagen bekannt, unauffällig und zügig abgebaut wird. 

Projekttitel:

BOSSIX

Der Bedarf einer Barrieremembran mit verbesserter Abbauresistenz kommt immer wieder als direktes (Anwenderumfragen) und indirektes (Auftrittswahrscheinlichkeit von Dehiszenzen und Verlust der Barrierewirkung) Produktfeedback bestehender Kollagenmembranen zum Vorschein. Nach unseren Erfahrungen führt die bakterielle Situation im Mundraum bei nativen Kollagenmembranen zu einer Beschleunigung ihrer Resorption, wenn sich die Wundnaht öffnet. Der damit einhergehende frühere Verlust der Barrierewirkung der Kollagenmembran stellt eine unwerünschte Folge dar. Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer Kollagenmembran mit verbesserter Standzeit und Resistenz gegenüber enzymatischem Abbau für die Anwendung als Barrieremembran für die Kieferknochenaugmentation. Hierbei soll eine geeignete Quervernetzungstechnologie zur Herstellung einer quervernetzen Kollagenmembran (QVKM) angewandt werden. Im Vergleich zu einer nicht-QVKM soll das Einwachsverhalten dabei nicht verschlechtert sein. Daher ist eine möglichst schonende und biologisch akzeptierte Vernetzung vorzuziehen. Diese sollte, soweit wie möglich, mit bereits etablierten Kollagenaufbereitungsstrategien erfolgen, um möglichst vorhandene Erfahrungen, Infrastruktur und Validierungen nutzen zu können. Das Zielprodukt soll eine verringerte Degradation im Vergleich zur nicht-QV-KM besitzen. Dieses Ziel soll durch die Quervernetzung und die damit verbundene erhöhte Resistenz gegenüber enzymatischem Abbau erreicht werden. 

Projekttitel:

OKEM (FKZ: 13GW0430A, BMBF)

Die Osteitis ist eine der häufigsten und schwerwiegendsten nosokomialen Infektionen, auftretend vor allem durch direkte Infektion bei Operationen am Knochen. Die Behandlung ist schwierig und mit hohen medizinischen und wirtschaftlichen Aufwänden sowie oftmals langfristigen, gewichtigen Nachteilen für den Patienten bis hin zu Amputationen verbunden. Bisher gibt es weder zuverlässige Möglichkeiten zur Prävention der Osteitis, noch Möglichkeiten für die nebenwirkungsarme, schnelle und erfolgreiche Therapie von Osteitis. OKEM zielt auf eine Technologie zur Beschichtung und Funktionalisierung von Knochenersatzmaterialien (KEM) mit Antibiotika, die eine kontrollierte Freisetzung der Wirkstoffe im Körper unmittelbar am implantierten KEM über einen Zeitraum von ca. 30 Tagen ermöglicht und so der nosokomialen Infektion in Form der Osteitis zuverlässig und effizient entgegenwirkt. Die Zieltechnologie soll sowohl für mehrere klinisch relevante KEM-Typen einsetzbar sein, als auch die einfache Nutzung unterschiedlicher Antibiotika erlauben, um die konkrete Ausführung der Funktionalisierung auf das jeweilige nosokomiale Infektionsrisikoprofil des einzelnen Anwendungsfalls abstimmen zu können.

Projekttitel:

Design and Development of a biodegradable surface coated Mini Suture Anchor for the treatment and repair of soft tissue injuries (Biodegradable Mini Suture Anchors) (FKZ: KK5025302SK0, BMWi)

Das Ziel des Projekts ist das Design und die Entwicklung eines neuen biologisch abbaubaren Mini-Fadenankers mit einer spezifischen Oberflächenbeschichtung zur Kontrolle des Korrosionsverhaltens. Daher sollen plasmabasierte Beschichtungstechnologien eingesetzt werden, um die Korrosionsrate zu kontrollieren und die Effizienz des Beschichtungsprozesses zu verbessern. Fadenanker werden zur Fixierung und Unterstützung der Regeneration von Weichteilfehlfunktionen von Sehnen, Muskeln u.a. verwendet. Unser Ziel ist es auch, sehr kleine Fadenanker mit einem Durchmesser von 2-2,5 mm zu entwerfen, die in dieser Größe nicht mit bioresorbierbaren Eigenschaften erhältlich sind. Darüber hinaus soll ein spezifisches Einführungsinstrument für die medizinische Anwendung entwickelt werden, das in der Lage ist, den Fadenanker in den Knochen einzubringen, ohne das Implantat oder die Oberflächenbeschichtung zu beschädigen. Das letztendliche Ziel ist die Generierung eines serienmäßigen Produktionsprozesses, der spezifische Techniken zur Erzeugung von Blindlochstrukturen anwendet, die für die Herstellung von kleinen Fadenankern notwendig sind.

Projektname:

6D-Biobone (FKZ: 13GW0400B, BMBF)

Im Rahmen des Vorhabens „6D-Biobone“ soll demonstriert werden, dass innovative und intelligente Knochenersatzmaterialien mit sechsdimensionaler Funktionalisierung die Regeneration verlorengegangenen Knochengewebes optimal gewährleisten. Dafür soll das bereits kommerziell verfügbare 3D-Material (maxresorb® Block aus Hydroxylapatit und b-Trikalziumphosphat) aufgrund der bereits guten Resorbierbarkeit während der Knochenheilung als Ausgangs-KEM verwendet werden. Um die biologische Wirksamkeit bei der kontrollierten Stimulation der Wundheilung und Regeneration zu gewährleisten, wird das synthetische dreidimensionale KEM mit einem Kollagennetzwerk (4D) sowie einer nanotopographischen Polyelektrolyt-Multischicht-Beschichtung (5D) für die Immobilisierung und kontrollierte Freisetzung von osseostimulativen Faktoren kombiniert werden. Darüber hinaus soll das Scaffold mittels einer Co-Kultur aus Osteoblasten und Endothelzellen einerseits auf seine regenerativen Eigenschaften hin untersucht und optional ergänzt werden (6D), um dem synthetischen KEM eben jene regenerativen Eigenschaften verleihen zu können, welche vergleichbar mit autologen Knochentransplantaten sind (Abb. 1). Das neue Produkt auf Basis von Biomaterialien soll im Rahmen des vorliegenden Projekts zum Zwecke der Regeneration von verloren gegangenem Knochengewebe in der Zahnmedizin entwickelt werden. Weiterhin kann es auch in anderen klinischen Bereichen wie der Traumatologie und Orthopädie zur Anwendung kommen und dort durch den Wegfall von schmerzhaften und risikobehafteten Entnahmeoperationen für Eigenknochen zu einer verbesserten Patientencompliance führen.

Neben den Materialkomponentenentwicklungen und deren Validierung mittels ex vivo, in vitro und in vivo Testungen sowie der Initiierung einer ersten klinische Studie soll vor allem die regulatorische Begleitung auf deutscher als auch chinesischer Seite den erfolgreichen Projektabschluss auf Grundlage eines Verbundes aus Partnern beider Länder absichern.

Die Entwicklung dieses hochgradig bedarfs- und patientenorientierten Medizinproduktes führt für die deutschen Projektteilnehmer unmittelbar zu einer Verbesserung der Marktposition und festigt Deutschland als Standort zur Herstellung von Knochenersatzmaterialien.

Projekttitel:

Entwicklung und Testung von schäumbaren Polyurethan-Kompositen mit organischen und anorganischen Füllstoffen zur Therapie von parodontalen und periimplantären Alveolarknochendefekten (FKZ: ZF4469803NK9, BMWi)

In der regenerativen Therapie von parodontalen und periimplantären Läsionen spielen Verfahren, die einen Wiederaufbau der entzündlich-degenerativ bedingten Alveolarknochendefekte unterstützen, eine wichtige Rolle. Jedoch weisen die derzeit zur Anwendung kommenden Knochenersatzmaterialien häufig ungünstige Materialeigenschaften auf oder bedingen z.T. aufwendige Applikationsverfahren. Zudem stellen die spezifischen Defektgeometrien der Knochenläsionen eine weitere Anforderung an die Ersatzmaterialen dar.

Ziel des Projektes ist es, ein neuartiges biokompatibles Knochenersatzmaterial auf der Basis von Polyurethanschäumen mit organischen und anorganischen Füllstoffen insbesondere Magnesium und Kollagen zu entwickeln und dessen Applikation und Verhalten im Defektraum modellhaft zu untersuchen. Dabei soll das zu entwickelnde Material auch eine stabilisierende Wirkung auf gelockerte Zähne bzw. Implantate ausüben und zusätzlich über eine lokal wirkende antibiotische Komponente verfügen. Zentraler Bestandteil des Projektes stellt die Synthese des Materials, dessen biokompatible und antimikrobielle Testung sowie eine anwendungsorientierte Untersuchung im Modellversuch dar.