Von der Materialwissenschaft zur Medizin
Während biologische Ansätze der regenerativen Medizin auf Stammzellen oder Botenstoffe setzen, um den Körper von innen zur Regeneration anzuregen, verfolgt Prof. Dr. Hornberger einen materialwissenschaftlichen Weg. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie Werkstoffe so gestaltet werden können, dass sie nicht nur passiv verträglich sind, sondern aktiv zur Heilung beitragen.
"In der regenerativen Medizin geht es längst nicht mehr nur darum, dass ein Implantatmaterial nicht schadet, sondern vielmehr darum, dass es Prozesse im Gewebe unterstützt – etwa indem es Zellwachstum fördert oder als Leitstruktur für neue Gewebe dient", erklärt Prof. Dr. Hornberger.
Hydrogele für die Knorpelreparatur
Ein besonders vielversprechender Forschungsstrang sind Hydrogele — wasserhaltige Polymernetzwerke, deren Eigenschaften denen von bestimmtem körpereigenem Gewebe erstaunlich ähnlich sind. Die Idee: Ein zunächst flüssiges Material wird in geschädigtes Knorpelgewebe eingebracht und verdichtet sich innerhalb weniger Minuten zu einem Gel. Im Gewebe entsteht so eine Art Gerüst, das sich mit Wasser anreichert.
Ähnlich wie gesunder Knorpel kann dieses Gel Druck aufnehmen und wieder abgeben — eine wichtige Voraussetzung für die Dämpfungsfunktion im Gelenk. Das Ziel der Forschung ist es, die verlorengegangenen Dämpfungseigenschaften wiederherzustellen. Diese Arbeiten befinden sich derzeit noch im Forschungsstadium.
Magnesium: Implantate auf Zeit
Neben Hydrogelen beschäftigt sich die Forschungsgruppe von Prof. Dr. Hornberger mit resorbierbaren Metallen — insbesondere Magnesium. Klassische Implantate aus Titan oder Stahl sind dauerhaft und müssen häufig in einer zweiten Operation entfernt werden. Magnesium-Implantate bieten einen entscheidenden Vorteil: Sie stabilisieren den Knochen während der Heilungsphase und lösen sich anschließend auf — der Körper resorbiert das Material vollständig.
Die zentrale Herausforderung liegt in der Korrosionsbeständigkeit. Das Material darf weder zu schnell noch zu langsam abgebaut werden.
"Korrodiert das Implantat inhomogen, könnte irgendwo ein Loch entstehen, während andere Stellen noch fest und stabil sind. Dadurch könnte das Implantat an einer Stelle zusammenbrechen und seine mechanische Stabilität nicht lange genug aufrechterhalten", so Prof. Dr. Hornberger.
Elektropolitur als Schlüsseltechnologie
Um gleichmäßige, defektfreie Oberflächen zu erzielen, arbeitet die Forschungsgruppe an der Elektropolitur.
"Dabei handelt es sich um ein elektrochemisches Verfahren, bei dem die Oberfläche fein bis auf Atome abgetragen wird. So bekommt man spiegelglatte, sehr glatte Oberflächen ohne Defekte. Das ist praktisch, weil man ganze Bauteile von allen Seiten bearbeiten kann, ohne sie mechanisch schleifen zu müssen", so Prof. Dr. Hornberger.
Eine Promovendin aus der Forschungsgruppe wurde im vergangenen Jahr mit dem Biopark-Preis ausgezeichnet — unter anderem für die Entwicklung eigener Polierelektrolyte und die gezielte Untersuchung des Korrosionsverhaltens von Magnesium-Implantaten.
Vom Labor in die Anwendung
Erste klinische Anwendungen von Magnesium-Implantaten gibt es bereits: In der Handchirurgie kommen kleine Schrauben zum Einsatz, und Magnesium-Unterschenkelplatten befinden sich in der Erprobung. Auch im Bereich der Gefäßstützen (Stents) sind abbaubare Varianten gefragt.
Magnesium bringt dabei einen natürlichen Vorteil mit: Der Werkstoff ist im menschlichen Körper nicht fremd, sondern wird für zahlreiche physiologische Prozesse benötigt.
"Magnesium ist etwas, das der Körper für viele physiologische Prozesse ohnehin braucht. Daher nehmen viele Menschen Magnesiumsupplemente als Nahrungsergänzung ein", betont Prof. Dr. Hornberger.
Die Forschung von Prof. Dr. Hornberger zeigt, wie materialwissenschaftliche Innovationen an der OTH Regensburg dazu beitragen, die regenerative Medizin voranzubringen — von selbstheilenden Hydrogelen bis zu Implantaten, die ihren Dienst tun und dann verschwinden.
Der vollständige Filter-Beitrag "Regenerative Medizin — Wie Forschung den Körper dabei unterstützt, sich selbst zu heilen" von Kathrin Grilka ist im Filter-Magazin Nr. 280, April 2026 erschienen.
