Det er et mysterium hvorfor det virker så bra: Lager nytt beinvev med et grunnstoff vi har mengder av i Norge

– Hva skal vi leve av etter oljen, spør Håvard Haugen når vi møter ham til et intervju under Cutting Edge-festivalen i Oslo i september.

Han er professor ved odontologisk fakultets avdeling for biomaterialer ved Universitetet i Oslo, og er utdannet sivilingeniør i prosessteknikk ved Imperial College i London, med en doktorgrad i biomaterialer fra München.

Det var i München han fikk ideen til hvordan det kan bli mulig å lage et stoff som kan erstatte tapt bein i skjelettet, og få nytt beinvev til å vokse inn i strukturen.

Nå er materialet utviklet og kommersialiseringen i full gang, godt beskyttet av fem hovedpatenter.

Om dette er nok til å erstatte oljeinntektene, skal vi la ligge, men Haugen ønsker å starte produksjon i Oslo. Bare i USA er markedet på godt over to milliarder dollar årlig, og produktet hans er bedre. Hevder han selv i alle fall.

• Slik virker nanostruktur i myke materialer: Leter etter helt nye måter å sette sammen materialer på

Behov for nytt bein

– Det vi har klart å fremstille er veldig mye bedre enn det som brukes i dag. La meg forklare, sier han og holder frem noen små, litt gråaktige firkanter.

Kan dette være verdt milliarder av kroner, tenker vi.

– Mangel på og skader i bein er et stort problem for veldig mange mennesker, og det kommer av mange ulike lidelser og skader. Når bein skal vokse sammen, må beinendene ha kontakt med hverandre. Nytt beinvev bygger ikke broer. Derfor må vi sette inn noe som gjør at beinendene kan vokse sammen, sier Haugen.

Han forklarer at den tradisjonelle metoden er å bruke bein fra kyr som er preparert for å kunne benyttes i mennesker. Men dette har klare ulemper. Det gjør at det dannes nye beinceller som etter hvert omslutter kubeinet. Men: Dette er for tett, eller mer korrekt, det har for lav porøsitet, til at det kan vokse nytt beinvev inn. Det gjør at reparasjonen ikke blir spesielt sterk.

Det er altså svært vanskelig å sette inn implantater gjennom beinreparasjoner, fordi de mangler styrke. Det er ikke bare beinceller som har vanskelig for å gro inn i kubeinet, det dannes heller ikke blodårer inne i på reparasjonsstedet. Et eksempel kan være en kjeveoperasjon etter at infeksjoner har ødelagt ødelagt beinvevet.

• Les også: Skal finne de optimale kjøttstykkene ved å CT-scanne grisen

Titanoksid

– Det vi har forsket frem er en veldig porøs og sterk struktur basert på titanoksid – TiO₂, eller Rutil, som mineralet heter. Det har vi veldig mye av her i landet, sier Haugen.

Haugen forteller at Norge allerede produserer 8 prosent av verdensforbruket av titanoksid. Det jobbes også med en ny Rutilgruve ved Engebøfjellet, som inneholde 380 millioner tonn av stoffet.

– Rutil er et fantastisk mineral. Vi bruker det over alt, ikke bare til å fremstille titanmetall. Det er en veldig viktig komponent i alle slags fyllstoffer, for eksempel maling, solkrem, mat, papir. Og fordi det er helt giftfritt kan vi bruke det i mat og medisiner også. Når du tar en Paracet er det rundt 99 prosent TiO₂ du svelger. Vi har spist mineralet i 50 år, så dette er trygt, sier han.

Hvorfor ikke bruke dette til å lage et stoff beinceller, tenkte Haugen for 13 år siden. Nå er de i ferd med å gjennomføre kliniske studier. Dyreforsøkene har gått særdeles bra. Nå er menneskeforsøk er på trappene.

Superenkelt

Når Haugen forklarer hva de har gjort, er det nesten latterlig enkelt. Men selv latterlig enkle innovasjoner må noen tenke ut først.

– Det vi har gjort er å ta utgangspunkt i en slags svamp laget av polyuretan. Den dypper vi i en væske av vann, TiO₂-pulver og litt syre. Så klemmer vi sammen svampen og lar den ekspandere i væsken. Da er polyuretansvampen dekket av væske. Deretter varmer vi svampen til 400 grader, og da brenner polyuretanet opp. Deretter sintrer vi produktet videre til 1500 grader. Da blir det hardt nok til å kunne brukes for at nytt beinmateriale kan vokse inn i det, sier Haugen.

– Bein har en kompresjonsstyrke som varierer mellom 2 og 12 MPa. Vårt produkt er på 3,5 MPa, så det er mer en sterkt nok. Det viktigste er likevel at det har sært høy porøsitet. Den er høyere enn 85 prosent, og det gjør at bein har god plass til å vokse inn i den keramiske strukturen og ikke bare rundt, sier Haugen.

Det er ikke bare bein som gladelig vokser inn i Haugens oppfinnelse. Blodårene følger også med. Det oppstår såkalt angionese, eller blodkardannelse. Det betyr at den nye beinstrukturen som vokser inn i det nye materialet har masse blodårer. Uten slike blodårer vil ikke benet kunne få tilført næringstoffer, og vil dø etter kort tid.

Vet ikke hvorfor

En ting forskerne ikke kan forklare er hvorfor TiO₂ er så velegnet. De har testet mange ulike mineraler, men TiO₂ skiller seg ut ved at beinceller og blodårer gladelig etablerer seg i det. Den samme veksten kan ikke observeres med andre oksider eller andre biokeramer.

Markedet for kunstig bein er enormt rundt om i verden. Det er på mange titalls milliarder kroner og stort sett basert på kubein. En kilo av stoffet koster rundt 20.000 kroner.

Og markedet øker i takt med en aldrende befolkning. Bruddskader, infeksjoner og andre årsaker gjør at det er nødvendig å ha «lappesaker» til menneskeskjelettet.

– Vi regner med at vi, med de langt bedre egenskapene produktet vårt har, har et produkt med høyere verdi enn det leger har tilgang til i dag. I tillegg, siden dette er et kunstig fremstilt produkt, kan vi tilpasse det bedre. Vi er ikke avhengig av skjelettet til en ku, men kan fremstille skreddersydde strukturer fra større blokker og forme dem med fresing, sier sunnmøringen, som kommer fra en landsdel hvor innovasjon og butikk er levert med morsmelka.

– Her har oppfinnerne vært smarte og gjort en banebrytende oppfinnelse. De har gode resultater så langt og potensialet til produktene er store på globalt nivå, sier adm. dir. i Inven2 AS, Ole Kristian Hjelstuen.

Haugen, og selskapet han er medeier i, Corticalis AS, håper det nye materialet kommer på markedet i løpet av et år eller to, som erstatning for kubein som brukes i mennesker i dag. Men produktet er allerede CE-merket og de har lov å selge det nå.

– Produktet er utviklet sammen med kolleger ved avdeling for Biomaterialer i samarbeid med Inven2 AS, som er kommersialiseringsselskapet til Universitetet i Oslo og Oslo Universitetssykehus, sier han.

Noe å tenke på før neste tattis: Nanopartikler fra tatoveringer hoper seg opp i lymfeknutene