Hydrogel-Injektion steigert Knochendichte

Bei der Erkrankung Osteoporose wird Knochensubstanz schneller abgebaut als neu gebildet, wodurch die Knochen mit der Zeit an Stabilität verlieren. Dies kann zu schwerwiegenden Frakturen führen, insbesondere bei älteren Menschen. »Ohne wirksame Präventionsmaßnahmen erleiden etwa 40 Prozent der Frauen ab 50 Jahren mindestens einen schweren osteoporotischen Bruch; bei den Männern liegt der Prozentsatz bei etwa 20 Prozent«, erklärt Professor Dr. Dominique Pioletti, Leiter des Labors für Biomechanische Orthopädie an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL), in einer Mitteilung.

Bisherige Therapien basieren meist auf systemisch wirkenden Arzneimitteln, die den Knochenabbau verlangsamen oder den Aufbau neuer Knochensubstanz anregen. Beide Therapieansätze brauchen jedoch bis zu einem Jahr, um Wirkung zu zeigen, sodass Patienten in dieser Zeit weiterhin einem hohen Frakturrisiko ausgesetzt sind.

Hier setzt das von der EPFL und dem Start-up Flowbone entwickelte Hydrogel an. Die lokale Injektion des Hydrogels konnte bei Ratten in Kombination mit einem systemischen Medikament (Alendronsäure oder Parathormon) die Knochendichte an den behandelten Stellen bis zu 4,8-fach steigern – und das bereits innerhalb von zwei bis vier Wochen. Der Effekt war dabei auf die Injektionsstelle beschränkt, berichtet das Team um Pioletti und Hauptautor Vincent Stadelmann von der Schulthess Klinik in Zürich aktuell im Fachjournal »Bone«. 

Das Hydrogel enthält Hyaluronsäure und Hydroxylapatit-Nanopartikel, die natürliche Knochenmineralien nachahmen. Es wird injiziert und nicht wie bisherige lokale Therapien in Form von aushärtenden Pasten angewendet. Das Team testete das Gel mit und ohne Zusatz des antiresorptiven Wirkstoffs Zoledronsäure. Allein verabreicht, konnte das Gel bereits die Knochendichte verdoppeln bis verdreifachen. Die besten Ergebnisse erzielte jedoch die Kombination aus einer systemischen anabolen Behandlung mit Parathormon und dem Hydrogel mit Zoledronsäurezusatz.

»Unsere Ergebnisse zeigen, dass die lokale Verabreichung von antiresorptiven Wirkstoffen mittels eines injizierbaren Hydrogels die systemische Osteoporose-Therapie ergänzen kann und die Knochendichte schnell erhöht«, so Pioletti. Das Team wartet derzeit auf regulatorische Genehmigungen, um mit klinischen Studien zu beginnen.

Das Hydrogel soll zunächst bei Patienten eingesetzt werden, die eine schnelle Knochenverdichtung benötigen, etwa zur Stabilisierung von Implantaten in schwachen Knochenbereichen. Langfristig könnte die Technologie helfen, Osteoporose-bedingte Frakturen zu verhindern, heißt es in der Mitteilung.