Implantate halten besser mit „Muschelschleim“: Forscher bauen natürlichen Superklebstoff nach

Mit „Muchelschleim“ in Knochen befestigte Hüft- und andere Implantate sollen länger halten als die, die mit heutiger Technik verklebt sind. Forscher an drei Fraunhofer-Instituten in Deutschland und den USA haben sich die Klebetechnik von Miesmuscheln genau angeschaut. Die heften sich mit dem Kleber, den sie produzieren, so fest an Felsen, dass selbst Stürme sie nicht losreißen können. Das Material ist natürlich auch unempfindlich gegenüber Wasser.

Klebstoff wird per Drucker aufgetragen

Die Wissenschaftler an den Instituten für Angewandte Polymerforschung (IAP) in Potsdam und dem-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) in Stuttgart sowie dem Fraunhofer USA Center for Manufacturing Innovation (CMI) in Boston haben den Kleber nachgebaut. Er wird per Drucker aufgetragen. Das klappt sogar auf gekrümmten und unebenen Flächen wie denen der Implantate. Der Körper erkennt den Kleber als knochenähnliche Substanz, sodass er die Verbindung zur Klebestelle herstellt. Dadurch halten Implantate weitaus länger, glaubt IPA-Forscher Wolfdietrich Meyer. Der Klebstoff besitzt zudem antimikrobielle Eigenschaften und ist auch dazu geeignet, Wunden zu verschließen, die schlecht verheilen.

Besseres Wachstum von Knochenzellen

Für die Haftkraft des Muschelklebers ist ein Protein verantwortlich, das die Aminosäure Dihydroxyphenylalanin enthält – auch DOPA genannt. Die Forscher entwickelten einen biomimetischen Kleber entwickelt, der diese Eigenschaft nachahmt. „Wir Polymere haben synthetisiert, die den Baustein Dopamin enthalten, ein chemisches Analogon von DOPA“, so Meyer. „Der dopaminbasierte Klebstoff lässt sich mit verschiedenen Additiven, wie Apatit-Partikeln – eine Substanz, aus der Zähne bestehen –, Proteinen und Signalmolekülen versetzen. Diese fördern das Wachstum von Knochenzellen und können als Beschichtungsmaterial etwa für Titanimplantate verwendet werden.“ Das ist den Fraunhofer-Kollegen in Boston bereits beim Schaft eines Hüftgelenks gelungen.

Klebstoff wird „schaltbar“

An Patienten ist der Kleber noch nicht getestet worden. Jetzt arbeiten die Wissenschaftler daran, den Kleber „schaltbar“ zu machen. Würde er jetzt eingesetzt müsste der Chirurg den Schaft des Implantats beim ersten Versuch exakt platzieren. Nachträgliche Korrekturen sind derzeit noch nicht möglich. Das soll sich ändern. Die Klebekraft soll in einem solchen Fall ausgeschaltet und wieder eingeschaltet werden, wenn das Implantat perfekt sitzt.

via Fraunhofer-Gesellschaft