Chicago - Sekrete von
Miesmuscheln (Mytilus edulis) könnten medizinische
Implantate in Zukunft
sicherer machen. Forscher der
Northwestern University
entwickeln aus der natürlichen Substanz eine
ungewöhnliche Hülle für Implantate wie Stents, Dialyse-
Schläuche und
Harnkatheter. Eine Seite des Materials ist klebrig und basiert auf
Adhäsions-Proteinen, die von den Muscheln abgesondert werden. Es bleibt
sicher an der Oberfläche des Implantats haften. Die andere Seite ist
besonders hyrophob und verhindert den Aufbau von
Zellen und Proteinen, die gewöhnlich medizinische Implantate
verunreinigen. Eine derartige Kontamination kann ein Implantat
funktionsunfähig machen und zu Blutgerinnseln und bakteriellen
Infektionen führen.
Die Kontamination medizinischer Implantate, im speziellen verursacht
durch bakterielle Infektionen, stellen für die
Medizin ein große
Herausforderung dar. "Unser Ziel ist es, den Vorteil der einzigartigen
Fähigkeiten von Miesmuscheln, auf allen Oberflächen zu haften, zu nutzen
und daraus ein Material zu entwickeln, um damit eine Reihe von
verschiedenen Implantat-Oberflächen zu behandeln", erklärt Messersmith.
Die Basis bildet ein Sekret aus dem Fuß der Miesmuschel, mit dem der
Organismus auf hartem Untergrund haften kann und so den Kräften der
Wellen standhält. Chemische Analysen des natürlichen, wasserfesten
"Klebers" haben gezeigt, dass der Schlüssel der Haftkraft in einer
Eiweißverbindung liegt. Die Eiweißverbindung wird als
"2-Komponenten-Kleber" im Fuß erzeugt. Es enthält eine hohe
Konzentration
der Aminosäure Dihydropheylalanin (DOPA). Messersmith heftete das
klebrige DOPA an die bekannte hydrophobe Substanz
Polyethylenglykol.
Das Ergebnis ist ein doppelseitiges Material, deren klebrige Seite an der
inneren Oberfläche haftet und deren nicht-klebrige Seite der Anhaftung
von Zellen und Eiweißen standhält. In der aktuellen Studie zeigte sich,
dass das neue Material einfach auf Gold- und Titanoberflächen, also
herkömmlichen Implantat-Materialien, aufgebracht werden kann. Bislang
konnten sich Oberflächen einer Anhaftung der Zellen zwei Wochen lang
erwehren. Der Optimismus der Forscher ist groß, dass die Resistenz
verlängert werden kann und mitunter auch ein Leben lang bestehen bleibt.
Ebenso groß ist die Zuversicht, dass das Material auch das Leben von
medizinischen Geräten aus Plastik verlängert. Noch wurde das neue
Material aber weder im Tier- noch im Menschenversuch getestet. Es könnte
allerdings laut Studienleiter Messersmith in drei bis fünf Jahren auf den
Markt kommen. Die Ergebnisse erscheinen im Journal of the American
Chemical Society.