Nanofasern aus Blut

Materialwissenschaftler der Universität Jena erzeugen innovatives Material aus Naturstoff

20.11.2008 - Deutschland

Jeder kennt es: Einmal beim Gemüseschneiden in der Küche oder beim Rasieren nicht aufgepasst, und schon blutet es. Meist ist das nicht weiter tragisch, weil eine kleine Blutung rasch von selber aufhört. Hauptverantwortlich für die schnelle Blutstillung kleinerer Blessuren ist der Naturstoff Fibrinogen - ein Eiweißmolekül, das wir alle milliardenfach im Blut haben. Kommt ein Fibrinogenmolekül mit den Wundrändern in Berührung, fängt es an, sich zu verändern und sich mit anderen Fibrinogenmolekülen zu vernetzen. Dieses Netzwerk schließt die Wunde und zieht die Wundränder zusammen - der bekannte Schorf entsteht auf der Wunde, und sie kann heilen. "Die Vernetzung des Fibrinogen bei Verletzungen des Körpers ist ein sehr komplexer Prozess, bei dem viele weitere Faktoren präsent sein müssen", erläutert Prof. Klaus D. Jandt, der Direktor des Instituts für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie (IMT) der Friedrich-Schiller-Universität diesen Prozess.

Dass sich aus dem natürlichen Eiweißmolekül Fibrinogen auch neue Nano-Materialien auf Naturstoffbasis herstellen lassen, zeigen Dr. Gang Wei und Prof. Jandt vom IMT in der Fachzeitschrift "Biomacromolecules". "Dazu haben wir das Fibrinogen zunächst in einem Glas Wasser gelöst und dann diese Lösung einer schwachen Säure ausgesetzt", erläutert Dr. Wei, der als Stipendiat der Alexander-von-Humboldt-Stiftung am IMT forscht. Das Ergebnis dieser Behandlung sind feine, lange Nanofasern aus Fibrinogen, die nur zehntausendstel des Durchmessers eines menschlichen Haares haben. "Dass sich diese Fasern ohne die vielen komplexen Faktoren bilden, die normalerweise im Körper anwesend sind und bei Verletzungen für die Vernetzung des Fibrinogens verantwortlich sind, ist ganz erstaunlich", sagt Dr. Wei vom IMT.

Diese Nanofasern funktionalisierte Dr. Wei weiter mit Hydroxyapaptit-Nanokristallen, wie sie ganz ähnlich im natürlichen Knochen vorkommen. Netzwerke aus den neuen Nanofasern sollen in Zukunft als ein neues Material zur Regeneration von Knochen und Knorpel genutzt werden. "Dadurch ist das Tor für eine ganz neue Generation von funktionellen Materialien für die Medizintechnik, die Nanoelektronik oder die Optik aufgestoßen, die auf natürlichen Stoffen und Bauprinzipien basieren", ist sich Prof. Jandt sicher und ergänzt: "Diese biomimetischen Prinzipien werden die Werkstoffe der Zukunft entscheidend bestimmen".

Originalveröffentlichung: G. Wei, J. Reichert, J. Bossert, K. D. Jandt; "Novel Biopolymeric Template for Nucleation and Growth of Hydroxyapatite Crystals on Self-Assembled Fibrinogen Fibrills"; Biomacromolecules 9 (2008), 3258-3267

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