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Kurzfassung: Von Knochenschrauben zu Giftzwergen

Dr.-Ing. Kurosch Rezwan, Professor für Materialwissenschaften im Fachbereich für Produktionstechnik an der Universität Bremen. Sein Text zum Thema Knochenschrauben wurde zum weltweit meistzitierten Fachaufsatz der vergangenen Jahre. Foto: Christian Beneker
Dr.-Ing. Kurosch Rezwan, Professor für Materialwissenschaften im Fachbereich für Produktionstechnik an der Universität Bremen. Sein Text zum Thema Knochenschrauben wurde zum weltweit meistzitierten Fachaufsatz der vergangenen Jahre. Foto: Christian Beneker

Ein junger Bremer Forscher hat einen genialen Dreh gefunden, wie sich Kreuzbandrisse heilen lassen: mit Bio-Keramik. Einer von vielen spannenden Ansätzen.

Knochenschraube? Klingt schmerzhaft. Aber sie ist eine der bahnbrechenden Erfindungen des Bremer Material-Wissenschaftlers Kurosch Rezwan, die vielen Patienten das Leben leichter machen kann. Mit der gemeinsam mit Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM und der Seepark Klinik Wesermünde entwickelten biokeramischen Knochenschraube hat Rezwan Furore gemacht. Ihr Material ist einem Knochen so ähnlich, dass sie sich nach einer Operation nach und nach auf natürliche Weise auflöst und dabei auch noch für den Körper wichtiges Calcium freisetzt.

Seit 2006 ist Kurosch Rezwan im Fachbereich für Produktionstechnik an der Universität Bremen Professor für Materialwissenschaften. Ein auffällig unaufgeregter Mann von 37 Jahren, der in seinem bisher noch jungen Forscherleben schon einiges erreicht hat. Wie Postkarten aufgereiht stehen die Urkunden seiner Preise, Diplome und Patente auf der Fensterbank des Büros in der Universität Bremen. Sein Text zum Thema Knochenschrauben wurde zum weltweit meistzitierten Fachaufsatz der vergangenen Jahre.

Rezwan forscht an sogenannten biokeramischen Stoffen. Solche Bio-Keramiken hat Rezwan in einem speziellen Verfahren aus Aluminium- und Siliziumoxid-Pulver gebrannt. Unter weiteren Zutaten wie Bindemittel, Hitze und Druck werden die Werkstoffe in Form gebracht – zum Beispiel in die Form jener Knochenschrauben. Für Patienten mit Kreuzbandrissen ist der Stoff ein wahrer Segen, denn sie verwachsen mit dem Knochen. Das spart Operationen und beschleunigt die Heilung.

Die Erfindung könnte sich lohnen. Das weltweite Marktpotenzial schätzt der Materialforscher auf 400 Millionen Euro. Allein in Deutschland erleiden pro Jahr 60.000 Patienten einen Kreuzbandriss – ein großes Einsatzgebiet für die Erfindung aus Bremen.
Forschung in der Nähe der Medizin liegt Rezwan im Übrigen quasi im Blut. Seine Eltern sind beide Mediziner. Sie waren aus dem Iran zum Studieren nach Wien gekommen. Wegen der iranischen Revolution 1979 zog die Familie eine medizinische Anstellung in der Schweiz vor.

Bio-Keramiken werden in einem speziellen Verfahren aus Aluminium- und Siliziumoxid-Pulver gebrannt. Unter weiteren Zutaten wie Bindemittel, Hitze und Druck werden die Werkstoffe in Form gebracht – zum Beispiel in Knochenschrauben. Foto: Christian Beneker
Bio-Keramiken werden in einem speziellen Verfahren aus Aluminium- und Siliziumoxid-Pulver gebrannt. Unter weiteren Zutaten wie Bindemittel, Hitze und Druck werden die Werkstoffe in Form gebracht – zum Beispiel in Knochenschrauben. Foto: Christian Beneker

Bereits in seiner Diplomarbeit in Zürich beschäftigte sich Rezwan dann mit Keramiken – neben Metallen und Kunststoffen das dritte große Arbeitsgebiet der Materialwissenschaftler. Später, in London am renommierten Imperial College, fand er ein Schwerpunktthema seines Forscherlebens: die Arbeit mit Nano-Partikeln. Nano-Partikel, deren Name sich vom griechischen Wort für "Zwerg" – "nannos" – ableitet, sind ein bis 100 Nanometer klein (ein Nanometer entspricht einem Millionstel Millimeter) und haben so einen bis zu 50.000 Mal geringeren Durchmesser als ein menschliches Haar.

Rezwan nimmt ein Röhrchen mit weißem Staub zwischen Daumen und Zeigefinger: "Nano-Partikel, wie dieses Titandioxid zum Beispiel, sind oft in Farben verarbeitet, mit der Räume gestrichen werden. Sie machen das Weiß der Wandfarbe auf lange Zeit lichtbeständig.“ Wir wollen wissen, was passiert, wenn Nano-Partikel und Enzyme des menschlichen Körpers sich verbinden", erklärt er, "zum Beispiel beim Einatmen. Dazu bringen wir beide zusammen und untersuchen, was passiert", erklärt Rezwan. Hier geht es besonders um das hochaktuelle Thema der Nano-Toxikologie. Rezwan erforscht also, wie aus den kleinen Genies wahre Giftzwerge werden können.

Ihn interessiert aber nicht nur jene gefährliche Seite der Nano-Partikel, denn sie könnten auch zu Helfern mit verblüffenden Eigenschaften werden. So könnten sie zum Beispiel in Zukunft in Brennstoffzellen den benötigen Wasserstoff herstellen – ohne Strom! Oder sie könnten gemeinsam mit bestimmten Eiweißen aus dem Hühnerei gefährlichen Bakterien den Garaus machen. Überall, wo Hygiene überlebenswichtig ist, wäre das ein enormer Fortschritt.

Warum ist ein Mann mit Rezwans Talenten aus der Weltstadt London an die Weser gekommen? "Die Materialwissenschaft in Bremen gehört zu den besten in Europa", erklärt Rezwan. "Ein guter Grund, hier zu sein."

Mehr unter www.ceramics.uni-bremen.de

4.152 Zeichen, Autor: Christian Beneker

Pressekontakt:

Prof. Dr.-Ing. Kurosch Rezwan

E-Mail: krezwan[at]uni-bremen.de

Erstellungsdatum: 23.10.2012