Nature Materials<\/a> berichten, sind die neuen Hightech-F\u00e4den so beschaffen, dass sich Zellen, nicht jedoch mi\u00dfliebige Proteine an ihrer Oberfl\u00e4che anlagern.<\/p>\nDie Anforderungen an Biomaterialien in der Regenerativen Medizin sind hoch: Im menschlichen K\u00f6rper eingesetzt, m\u00fcssen solche Ger\u00fcststoffe r\u00fcckstandslos abbaubar sein \u2013 und das nicht zu schnell, aber auch nicht zu langsam. Nur ganz bestimmte Zellen sollen sich auf ihnen ansiedeln, sich untereinander verbinden und zu komplexen Strukturen heranwachsen. Andere Substanzen hingegen, wie etwa Proteine und Zellen aus dem Blut, sollten ihnen m\u00f6glichst fern bleiben. Materialwissenschaftler t\u00fcfteln daher an immer raffinierteren Werkstoffen, die m\u00f6glichst viele der Anforderungen f\u00fcr die Einsatz im Patienten erf\u00fcllen.<\/p>\n
Mit der Entwicklung von extrem d\u00fcnnen Polymerf\u00e4den, die zu dreidimensionalen Strukturen verwoben werden k\u00f6nnen, ist nun einem Team um J\u00fcrgen Groll vom Lehrstuhl f\u00fcr Funktionswerkstoffe in der Medizin und der Zahnheilkunde der Universit\u00e4t W\u00fcrzburg ein entscheidender Schritt voran gelungen. “Es ist uns gelungen, eine Technik zu entwickeln, die solche Fasern in einem einzigen Arbeitsschritt herstellt”, sagt Groll.<\/p>\n
Hauchd\u00fcnne F\u00e4den durch Electrospinning<\/b>
Die Herstellung von ultrad\u00fcnnen Polymerfasern an sich ist nicht neu. “Electrospinning” hei\u00dft die dahinter steckende Technik. Das Prinzip: An eine Fl\u00fcssigkeit wird ein elektrisches Feld angelegt, das d\u00fcnne “Jets” erzeugt. Die dabei entstehenden Fasern sind \u00e4u\u00dferst d\u00fcnn \u2013 bis zu zehn Nanometer, also dem Hunderttausendstel eines Millimeters. Groll und seine Mitarbeiter haben diese Technik jetzt einen deutlichen Schritt voran gebracht. Sie haben ein besonderes Makromolek\u00fcl entwickelt. Gibt man dieses Molek\u00fcl in die Fl\u00fcssigkeit, aus der die Fasern hergestellt werden, ver\u00e4ndert sich deren Oberfl\u00e4che radikal. “Dieses Molek\u00fcl verwandelt die eigentlich wasserabsto\u00dfenden Fasern in \u201ahydrophile\u2018, also wasseranziehende Fasern”, erl\u00e4utert Groll. Damit unterdr\u00fcckt es die Anlagerung unerw\u00fcnschter Proteine an der Faseroberfl\u00e4che. <\/p>\n
Eiwei\u00dfmolek\u00fcle, die sich unkontrolliert an Polymerf\u00e4den anlagern, sind in der Medizin gef\u00fcrchtet. Dieser Effekt tritt normalerweise sehr schnell auf, wenn Materialien in den K\u00f6rper eingesetzt werden. “Auf den hydrophoben Oberfl\u00e4chen werden die Proteine schnell denaturiert”, sagt Groll. Durch die ausgel\u00f6ste Gestalt\u00e4nderung besteht die Gefahr, dass das Immunsystem aktiviert wird und die Wundheilung gest\u00f6rt, was zu unerw\u00fcnschten Nebenwirkungen f\u00fchren kann. “Deshalb ist es \u00e4u\u00dferst wichtig, die Anlagerung solcher Proteine zu verhindern”, so der Polymerchemiker.<\/p>\n
Andere Anheftungen sind hingegen erw\u00fcnscht: K\u00f6rpereigene Zellen sollen sich an den Faserstrukturen anlagern, untereinander verbinden und zu einer kompakten Struktur heranwachsen. Auf diese Weise k\u00f6nnen Mediziner beispielsweise dem K\u00f6rper dabei helfen, gro\u00dffl\u00e4chige Verletzungen schneller wieder zu schlie\u00dfen. Im Labor arbeiten Wissenschaftler daran, mit Hilfe dieser Fasern neue Gewebe, m\u00f6glicherweise sogar neue Organe zu produzieren. Dazu konstruieren sie mit den Polymerf\u00e4den dreidimensionale Ger\u00fcste, auf denen sich anschlie\u00dfend die gew\u00fcnschten Zellen ansiedeln k\u00f6nnen – beispielsweise patienteneigene Leberzellen, wenn es darum geht, eine neue Leber herzustellen, oder Knorpelzellen, die Ersatz f\u00fcr zerst\u00f6rte Gelenkoberfl\u00e4chen schaffen sollen. <\/p>\n
Der Vorteil solcher Implantate liegt auf der Hand: Weil sich das neue Organ aus Zellen des jeweiligen Patienten entwickelt hat, kommt es nach der Implantation zu keiner Absto\u00dfungsreaktion. Auf eine medikament\u00f6se Therapie, die heutzutage nach Transplantationen mit fremden Spenderorganen zwingend erforderlich ist, kann deshalb verzichtet werden. Und die Fasern werden nach wenigen Monaten r\u00fcckstandslos abgebaut.<\/p>\n
Organe aus dem Zell-Labor<\/b>
“Je nachdem, welche Zellen sich an den Fasern anlagern sollen, geben wir ihnen die entsprechenden bioaktive Peptide auf der Oberfl\u00e4che mit”, sagt Groll. Solche Eiwei\u00dfmolek\u00fcle sorgen daf\u00fcr, dass genau die Zellen angelockt werden, die im jeweiligen Fall ben\u00f6tigt werden. Mit der von Grolls Team entwickelten Technik lassen sich jetzt deutlich schneller als bisher Fasern und Faserstrukturen herstellen und mit den unterschiedlichsten Eigenschaften versehen. Nach Ansicht von Groll wird es die neue Fasertechnik schon in naher Zukunft m\u00f6glich machen, im Labor Strukturen zu konstruieren, auf denen komplexe Gewebe wachsen k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Die Regenerative Medizin hat zum Ziel, geschädigte Gewebe oder Organe im Körper von Patienten auf biotechnologischem Wege wiederherzustellen. Im Mittelpunkt steht dabei der Zell- oder<\/b><\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[],"supplier":[1543],"class_list":["post-12490","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","supplier-universitaet-wuerzburg"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12490","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=12490"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12490\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=12490"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=12490"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=12490"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=12490"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}