Verhinderung der Infektion erleichtern Heilung: Neue Biomaterialien aus Spinnenseide

Es ist ein weit unterschätztes Risiko einer Infektion: Mikroorganismen auf den Oberflächen der Gegenstände unentbehrlich in der medizinischen Therapie oder für die Lebensqualität im Allgemeinen Einschwingzeit. Allmählich bilden sie eine dichte, oft unsichtbar Biofilm, die nicht leicht entfernt werden kann, auch durch Agenten, und das ist oft resistent gegen Antibiotika und Antimykotika Reinigung. Bakterien und Pilze, können dann in das benachbarte Gewebe des Organismus wandern. Als Ergebnis sie nicht nur mit verschiedenen Prozessen der Heilung stören, sondern kann sogar dazu führen, lebensbedrohliche Infektionen.

Mit einem neuartigen Forschungsansatz hat Universität Bayreuth Wissenschaftler nun eine Lösung für dieses Problem gefunden. Verwendung von biotechnisch hergestellten Spinnenseidenproteinen, sie ein Material, das verhindert, dass die Adhäsion von pathogenen Keimen entwickelt haben. Auch Streptokokken, resistent gegen mehrere antibakterielle Mittel (MRSA), haben keine Chance, auf der Materialoberfläche des Absetzens. Biofilme auf medizinischen Instrumenten wächst, Sportgeräte, Kontaktlinsen, Prothesen und andere Alltagsgegenstände daher möglicherweise bald Geschichte sein.

Darüber hinaus sind die Materialien konstruieren gleichzeitig auf ihrer Oberfläche die Adhäsion und die Proliferation von menschlichen Zellen zu unterstützen. Wenn sie für beispielsweise verwendet werden, Wundverbände, Hautersatz oder Implantate, sie proaktiv die Regeneration von beschädigtem oder verlorenem Gewebe unterstützen. Im Gegensatz zu anderen Materialien, die zum Regenerieren Gewebe zuvor verwendet wurden, ist das Risiko einer Infektion an sich beseitigt. Mikrobielle beständige Beschichtungen für eine Vielzahl von biomedizinischen und technischen Anwendungen werden somit in naher Zukunft zur Verfügung stehen.

Die Forscher Bayreuth werden bisher erfolgreich die Mikrobe abweisende Funktion auf zwei Arten von Spinnenseidenmaterialien getestet: auf Filme und Beschichtungen, die nur wenige Nanometer dick und auf dreidimensionalen Gerüsten Hydrogels sind, die als Vorläufer für die Geweberegeneration dienen können. „Unsere bisherigen Untersuchungen haben zu der Feststellung geführt, die absolut bahnbrechend ist für zukünftige Forschungsarbeiten. Insbesondere die Mikrobe abweisenden Eigenschaften der Biomaterialien wir entwickelt haben, sind nicht auf toxische, also nicht zellzerstörenden Effekte. Die entscheidend eher auf der Nanoebene in Strukturen liegen, die die Spinnenseide Oberflächen keimabweisend zu machen. sie hat es für Krankheitserreger an diesen Oberflächen heften sich unmöglich zu machen“, erklärt Prof. Dr. Thomas Scheibel, der die Lehrstuhl für Biomaterialien ist die Universität Bayreuth.

„Ein weiterer faszinierender Aspekt ist, dass die Natur hat wieder einmal bewiesen, das ideale Vorbild für hochentwickelte Materialkonzepte sein. Natürliche Spinnenseide ist sehr beständig gegen mikrobiellen Befall und die Reproduktion dieser Eigenschaften in einer biotechnologischen Art und Weise ist ein Durchbruch“, ergänzt Prof. Dr.-Ing. Gregor Lang, einer der beiden ersten Autoren und Leiter der Forschungsgruppe von Biopolymer Verarbeitung an der Universität Bayreuth.

In den Bayreuther Laboratorien, Spinnenseidenproteine ​​wurden speziell mit verschiedenen Nanostrukturen entwickelt, um biomedizinisch relevante Eigenschaften für spezifische Anwendungen zu optimieren. Wiederum sind die vernetzten Forschungseinrichtungen auf dem Bayreuther Campus haben sich bewährt. Gemeinsam mit dem Bayerischen Polymer Institute (BPI), drei weiteren interdisziplinären Forschungseinrichtungen der Universität Bayreuth wurden in diesem Forschungs Durchbruch beteiligt: ​​das Bayreuther Zentrum für Materialwissenschaften & Engineering (BayMAT), das Bayreuther Zentrum für Kolloide und Grenzflächen (BZKG), und das Bayreuther Zentrum für Molekulare Biowissenschaften (BZKG).