Neue intelligente Materialien für die Biomedizin

Das Tissue Engineering gilt als alternativer Behandlungsansatz für Weichgewebe- und Hautschäden. So wurden bereits deutliche Fortschritte bei der Herstellung biomimetischer Gerüste gemacht, die die Regeneration des geschädigten Gewebes fördern. Eine der größten Hürden beim klinischen Einsatz ist jedoch das Risiko bakterieller Infektionen.

Hauptziel der EU-finanzierten Projekts (BIO-SMART) "Novel smart materials for biomedical application" war somit, die Synthese intelligenter Hydrogele voranzutreiben, die beim Kontakt mit Bakterien eine antimikrobielle Substanz freisetzen. So sollten biologische Gerüste konstruiert werden, die spezifisch auf Stimuli reagieren und sich damit von den herkömmlichen Parametern Temperatur, pH-Wert und Ionenstärke wegbewegen.

Die Forscher entwickelten mehrere neue Strategien, u.a. Hydrogele, die bei einer Interaktion zwischen Antigen und Antikörper reagieren. Das Prinzip dabei ist, dass Antikörper im Scaffold an mikrobielle Antigene binden und dadurch antimikrobielle Wirkstoffe aus dem Hydrogel freigesetzt werden. Da die spezifische Reaktion schon bei ersten Anzeichen einer bakteriellen Besiedelung erfolgt, kann der Erreger sofort bekämpft und die Infektion im Keim gestoppt werden.

Ein weiterer innovativer Ansatz sind Bakteriophagen auf Polymerfolien. Da Bakteriophagen auch auf getrockneten Filmen überleben und aktiv sind, könnten diese Folien als Wundauflage dienen.

Der freie Wassergehalt in den erzeugten Hydrogelen fördert gegenüber dem in Gerüstporen eingeschlossenen Wasser die Biokompatibilität der Hydrogele und verschiedenste biologische Prozesse.

Insgesamt zeichnen sich die von BIO-SMART entwickelten Materialien dadurch aus, dass sie bakterielle Infektionen verhindern und die Geweberegeneration fördern. Eine weitere Nutzung dieser Technologie bietet sich bei der Entwicklung von Sensoren und Wirkstofftransportsystemen an.