Baukasten für die Entwicklung von Bioklebern erstellt

24.07.2023 - Deutschland

Das Team von Prof. Dr. Thomas Scheibel, Lehrstuhlinhaber für Biomaterialien an der Universität Bayreuth, hat eine aktuelle Übersicht über den Forschungsstand bei protein-basierten Bioklebstoffen erstellt. International gibt es viele Produkte, die teilweise noch erforscht werden, teilweise aber auch schon auf dem Markt sind. Durch den Bayreuther Übersichtsartikel erhalten Forschende einen Überblick über Bekanntes und können damit die Entwicklung dieser innovativen Materialien beschleunigen.

Klebstoffe sind (meist chemische) Substanzen, die zum Verbinden von Oberflächen verwendet werden. Für das Kleben von biologischen und lebenden Substraten werden aber Klebstoffe benötigt, die bio-kompatibel, ungiftig und biologisch-abbaubar sind. „Biokleber in der Medizin bieten gegenüber Nähten den Vorteil, dass sie weniger invasiv, schneller und vor allem einfach einsetzbar sind“, sagt Prof. Dr. Thomas Scheibel, Lehrstuhlinhaber für Biomaterialien an der Universität Bayreuth. Er hat mit seinen Mitarbeiter*innen am Lehrstuhl Biomaterialien, Christina Heinritz und Xuen Jen Ng, nun einen Vergleich der aktuellen Forschungen auf diesem Gebiet unternommen, um den internationalen Forschungsstand einzuordnen. „Mit unserer Arbeit bieten wir eine Art ,Baukasten‘, welcher die Entwicklung neuartiger protein-basierter Bioklebstoffe fördern und beschleunigen kann“, sagt Prof. Dr. Thomas Scheibel. „Biokleber werden in Zukunft insbesondere das Verbinden und wieder Verwachsen von fragilem Gewebe, wie beispielsweise einzelner Nerven, ermöglichen.“

Bei der Entwicklung von Bioklebstoffen finden die Forscher*innen immer wieder Inspiration in der Natur. Verschiedene Muscheln, Spinnen oder zum Beispiel Glühwürmchen bilden Kleber auf Proteinbasis. Auf dem Markt gibt es bereits einige Biokleber, die auf natürlichen Biopolymeren basieren. Außerdem wird an multifunktionalen Klebern gearbeitet, die zum Beispiel in Kontakt mit Blut zuverlässig kleben. Die Vorteile von Bioklebstoffen sind mannigfaltig, aber auch die Anzahl der Produkte ist kaum überschaubar. Deshalb wurde es Zeit, eine Analyse der vorhandenen Klebstoffe zu machen und diese in einem Überblick einzuordnen.

Bioklebstoffe sind ein wahrer Boost für die Medizin: Sie ermöglichen eine bessere Wundversorgung und Wundheilung, sodass eine geringere Narbenbildung erwartet wird. „Die mechanischen Eigenschaften der Kleber können in vielen Fällen so angepasst werden, dass sie der Steifigkeit des Zielgewebes ähneln und führen so, verglichen zu Klammern oder Nähten, zu weniger Irritationen bei Bewegungsabläufen. Im Gegensatz zu synthetischen Klebern, wie z.B. Acrylaten, treten dabei auch weniger, bzw. keine toxischen Nebenprodukte auf“, sagt Scheibel.

Im letzten Jahrhundert wurden bereits Klebstoffe auch für medizinische Zwecke eingesetzt. Es wurde allerdings festgestellt, dass die „klassischen Kleber“ toxisch sind. Aktuell besteht das Problem, dass die Kleber entweder schnell und gut kleben oder sie bioverträglich sind. Daher ist bis heute die Naht sowohl bei inneren als auch bei äußeren Wunden der Standard für chirurgische Eingriffe. Seit den 1960er Jahren wächst allerdings das Interesse zur Verwendung von Bio-Klebstoffen auch bei der Wundbehandlung.