Por­trät Klaus Pastl: „Wun­der­ba­res, genia­les Material“

10.04.2018 | Themen


Der Lin­zer Ortho­päde Klaus Pastl hat in Koope­ra­tion mit der TU Graz eine Schraube aus Spen­der­kno­chen ent­wi­ckelt, die sich völ­lig in den Emp­fän­ger-Kör­per inte­griert. Diese High­tech-Anwen­dung hat medi­zi­ni­sche und öko­no­mi­sche Vor­teile gegen­über her­kömm­li­chen Metall­schrau­ben.
Ursula Jungmeier-Scholz

Als Werk­stoff wur­den Kno­chen bereits in der Alt­stein­zeit ver­wen­det; das Mate­rial kommt aber auch in einer neu­ar­ti­gen High­tech-Anwen­dung zum Ein­satz: mit der Kno­chen­schraube Shark­S­crew® kön­nen im ortho­pä­disch-chir­ur­gi­schen Bereich Kno­chen mit­ein­an­der ver­bun­den wer­den. Dabei wird der fremde Kno­chen­teil im Lauf der Zeit voll­stän­dig vom Lager­kno­chen durch­wach­sen, umge­baut und erneu­ert. „Inner­halb von zwei Wochen wach­sen Gefäße in das Trans­plan­tat ein. Osteo­zy­ten und Osteo­b­las­ten bauen den avi­ta­len Kno­chen schließ­lich so um, dass er nach ein bis zwei Jah­ren im Rönt­gen nicht mehr sicht­bar ist“, erklärt der Lin­zer Ortho­päde Klaus Pastl. Er hat die inno­va­tive Schraube zusam­men mit Koope­ra­ti­ons­part­nern ent­wi­ckelt. Selbst die Kno­chen­dichte – für das Trans­plan­tat wird stets kor­ti­ka­ler Kno­chen ver­wen­det – passt sich im Laufe der Zeit der ört­li­chen Belas­tung an und kann sich zu spon­giö­sem Kno­chen wan­deln. Weil rein mensch­li­ches Mate­rial ver­wen­det wird, erkennt und akzep­tiert der Kör­per die bekannte Kno­chen­ma­trix und es kommt zu kei­ner Absto­ßungs­re­ak­tion. Der Spen­der­kno­chen ist zell­frei und mit­tels Per­es­sig­säure-Etha­nol-Ver­fah­ren ste­ri­li­siert. Dadurch kann die fer­tig bear­bei­tete Schraube bis zu fünf Jahre lang bei Raum­tem­pe­ra­tur gela­gert werden. 

Gegen­über her­kömm­li­chen Metall­schrau­ben aus Titan oder Stahl punk­tet die Kno­chen­schraube mit medi­zi­ni­schen und öko­no­mi­schen Vor­tei­len. „Der größte Nut­zen besteht im Ent­fall des zwei­ten ope­ra­ti­ven Ein­griffs, wodurch der Pati­ent phy­sisch und psy­chisch ent­las­tet wird, aber auch deut­lich gerin­gere Kos­ten für das Gesund­heits­sys­tem anfal­len“, erläu­tert Pastl. Mit­tels Kno­chen­schraube las­sen sich sogar kleine Kno­chen­frag­mente sta­bil ver­bin­den; außer­dem wird der über­ste­hende Trans­plan­tat- Anteil nach erfolg­ter Posi­tio­nie­rung auf Kno­chen­ni­veau abge­setzt, sodass er von außen nicht mehr tast­bar ist. Somit wird auch das umlie­gende Gewebe nicht gereizt und es kommt sel­te­ner zu Infek­tio­nen. Wäh­rend gerade metal­li­sche Schrau­ben in Ver­bin­dung mit Metall­plat­ten rela­tiv viel Platz benö­ti­gen, weil sie dem Kno­chen außen anlie­gen, befin­det die Spen­der­kno­chen- Schraube voll­stän­dig im Kno­chen­in­ne­ren und ist des­halb – selbst bei Fin­ger- und Hand­ope­ra­tio­nen – auch knapp unter der Haut­ober­flä­che gut zu posi­tio­nie­ren. Die knö­cherne Schraube liegt im Kno­chen­spalt und bil­det sofort eine sta­bile Brü­cke; bei der Plat­ten­fi­xie­rung hin­ge­gen muss der Spalt erst vom Kör­per auf­ge­füllt wer­den. Auch im Ver­gleich zu ande­ren resor­bier­ba­ren Stof­fen wie Magne­sium oder Poly­l­ac­tid schnei­det der Ein­satz von mensch­li­chem Kno­chen­ma­te­rial gut ab: Löst sich bei­spiels­weise das Poly­l­ac­tid auf, kommt es lokal zu einer Schwä­chung des behan­del­ten Are­als; wenn die ein­ge­brachte Sub­stanz aber vor Ort bleibt und durch den Ein­bau immer stär­ker wird, pas­siert das nicht. 

Jah­re­lan­ger Entwicklungsprozess 

Die Idee zur Kno­chen­schraube reifte in Klaus Pastl schon ab den 1990er-Jah­ren im Laufe sei­ner chir­ur­gi­schen Tätig­keit mit mehr als 10.000 Ein­grif­fen oder beson­ders bei der Ver­sor­gung von Men­schen, die an Rheuma erkrankt sind, sowie in der Hand- und Fuß­chir­ur­gie. Oft konn­ten kleine Kno­chen­frag­mente nicht mit Metall­schrau­ben fixiert wer­den und es kam durch die Ver­wen­dung von Metall immer wie­der zu Kom­pli­ka­tio­nen. Als Erfin­der im enge­ren Sinn sieht er sich den­noch nicht – eher als Kata­ly­sa­tor für den Ent­wick­lungs­pro­zess: „Die Idee, Kno­chen mit Kno­chen zu ver­bin­den, ist nicht neu. Mit Spen­der­kno­chen zu arbei­ten hat schon im vori­gen Jahr­hun­dert viele Kol­le­gen fas­zi­niert, des­halb kön­nen wir auf deren wert­volle Erkennt­nisse zurück­grei­fen.“ Für die Ent­ste­hung der Kno­chen­schrau­ben, die mitt­ler­weile in 14 öster­rei­chi­schen Kli­ni­ken ein­ge­setzt wer­den, waren aller­dings noch einige High­tech-Fer­ti­gungs­schritte not­wen­dig. Ab dem Jahr 2008 koope­rierte Pastl mit der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Graz, genauer gesagt mit dem Insti­tut für Bio­me­cha­nik und dem Insti­tut für Elek­tro­nen­mi­kro­sko­pie und Fein­struk­tur­for­schung. Auch das in der Chir­ur­gie erst­mals ein­ge­setzte CNC-gefräste Fein­ge­winde der Schraube wurde mit Wis­sen­schaf­tern der TU spe­zi­ell für diese Anwen­dung ver­fei­nert; dadurch bekom­men auch kleine Schrau­ben­teile sta­bi­len Halt. Die Dicke der Schraube kann der Chir­urg je nach ana­to­mi­schem Bedarf aus vier ver­schie­de­nen Durch­mes­sern wäh­len. „Mit der Shark­S­crew® wird extrem mate­ri­al­scho­nend umge­gan­gen – manch­mal kann mit einer Schrau­ben­länge auch zwei­mal gear­bei­tet wer­den. Oft wird wirk­lich nur der Schrau­ben­kopf ver­wor­fen.“ Ein ethisch ein­wand­freier, spar­sa­mer Umgang mit dem post mor­tem-Spen­der­kno­chen hat für Pastl höchste Prio­ri­tät.

Stolz auf Österreich 

Im Jahr 2016 grün­dete Pastl zusam­men mit dem Che­mi­ker Ste­fan Doboczky die Sur­ge­b­right GmbH, die als öster­rei­chi­sche Gewe­be­bank zer­ti­fi­ziert ist. Koope­ra­ti­ons­part­ner für die Her­stel­lung der Schrau­ben sind die TU Graz und das Deut­sche Insti­tut für Zell- und Gewe­be­er­satz DIZG. Zuge­las­sen ist das End­pro­dukt in Öster­reich und der Schweiz; in Deutsch­land läuft ein ent­spre­chen­des Verfahren. 

Die schwie­rigs­ten Etap­pen von der Idee bis zum fer­ti­gen Pro­dukt waren für Pastl die Wei­ter­ent­wick­lung der Schraube, der Auf­bau der Gewe­be­bank, aber auch das Fin­den eines geeig­ne­ten Part­ners. Ins­ge­samt sei er im Zuge der Unter­neh­mens­grün­dung jedoch meist auf offene Türen gesto­ßen. „Bei den Men­schen, die uns wei­ter­ge­hol­fen haben, war manch­mal fast so etwas wie Stolz zu spü­ren, einer öster­rei­chi­schen Inno­va­tion zum Durch­bruch ver­hel­fen zu kön­nen.“ Pha­sen der Ernüch­te­rung gab es trotz­dem, wenn unvor­her­ge­se­hene Schwie­rig­kei­ten, aber auch finan­zi­elle Her­aus­for­de­run­gen auf­ge­taucht sind. „Neben der Unter­stüt­zung mei­ner Fami­lie waren es die anhal­ten­den kli­ni­schen Erfolge, die mich stets zum Wei­ter­ma­chen moti­viert haben“, erzählt Pastl. Seine bei­den Söhne Lukas und Tho­mas arbei­ten mitt­ler­weile eben­falls für Sur­ge­b­right, Lukas als Geschäfts­füh­rer und Tho­mas als Mar­ke­ting-Experte. Posi­ti­ves Feed­back bekam der Ortho­päde aber auch von nicht­me­di­zi­ni­schen Insti­tu­tio­nen: 2012 erhielt sein Pro­dukt den ACR-Koope­ra­ti­ons­preis (Aus­trian Coope­ra­tive Rese­arch) und zwei Jahre danach – aus­ge­wählt aus 3.500 Patent­ein­rei­chun­gen – den Öster­rei­chi­schen Erfin­der­preis Inven­tum in Silber. 

Rund 270 Pati­en­tin­nen und Pati­en­ten tra­gen heute bereits eine vom Team um Klaus Pastl ent­wi­ckelte Kno­chen­schraube. Wei­tere Ent­wick­lun­gen sind in der Pipe­line; der­zeit arbei­tet das bewährte Team an Pro­to­ty­pen für die Fuß- und Kie­fer­chir­ur­gie. Klaus Pastls Fas­zi­na­tion und Begeis­te­rung für das „wun­der­bare, geniale Mate­rial“ ist jeden­falls noch lange nicht zu Ende. 

© Öster­rei­chi­sche Ärz­te­zei­tung Nr. 7 /​10.04.2018