Ein Kleber fürs Herz

St. Gallen. Die Reparatur von Herzen könnte dank eines neuen Gewebeklebers künftig leichter sein. Der wurde von Forschern auf der Grundlage von Muschelseide entwickelt, teilt die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) in St. Gallen mit. Mit Muschelseide halten sich Muscheln an Steinen und Booten fest, denn sie ist unter Wasser stabil und dennoch elastisch.

Diese Eigenschaften machten sich Empa-Forscher vom „Biomimetic Membranes and Textiles“-Labor in St. Gallen zunutze (ACS Appl. Mater. Interfaces 2019; 11, 51:47707-47719). Das Team um Claudio Toncelli war auf der Suche nach einem bioverträglichen Gewebekleber, der auch unter den herausfordernden Bedingungen am schlagenden Herzen haftet und dennoch elastisch bleibt.

Denn wenn Herzmuskelgewebe, etwa durch einen Infarkt beschädigt ist, müssen die Läsionen ja heilen können, obwohl die Muskulatur weiterarbeitet.

mpf-3 und mpf-6 im Fokus

Bestandteil dieser Muschelseide seien unter anderem zwei Eiweiße, mfp-3 und das besonders schwefelhaltige mfp-6. Als Strukturproteine seien sie für die Biomedizin besonders interessant aufgrund ihrer faszinierenden mechanischen Eigenschaften und der Bioverträglichkeit mit lebendem Gewebe.

„Eigentlich bietet sich Kollagen als Grundlage eines Wundklebers an, ein Eiweiß, das auch im menschlichen Bindegewebe und in Sehnen vorkommt“, wird Toncelli zitiert. Gelatine beispielsweise bestünden aus Kollagen in einer vernetzten Struktur, die für einen Gewebekleber sehr attraktiv wäre. „Die Struktur von Gelatine kommt einigen natürlichen Eigenschaften des menschlichen Bindegewebes bereits recht nahe“, so der Forscher. Allerdings sei das Hydrokolloid bei Körpertemperatur nicht stabil, sondern verflüssige sich.

Kleber hält dem Blutdruck stand

Um also ein adhäsives Material zu entwickeln, das Wunden an inneren Organen fest zusammenhalten kann, mussten die Forscher einen Weg finden, der Gelatine zusätzliche Eigenschaften zu verleihen.

Wie gut das neuartige Hydrogel tatsächlich klebt, hätten die Forscher bereits in Laborexperimenten untersucht, mit denen sich technische Standards zur sogenannten Berstfestigkeit nachweisen ließen. „Der Gewebekleber hält einem Druck, der dem menschlichen Blutdruck entspricht, stand“, so der Forscher Kongchang Wei in einer Mitteilung der EMPA.

Ebenso konnten die Wissenschaftler die gute Gewebeverträglichkeit des neuen Klebers in Zellkultur-Experimenten bestätigen. Nun arbeiten sie an einer klinischen Anwendung des „Muschelklebers“. (eb)