Miesmuschel als Vorbild: Bionischer Feuchtkleber könnte für bessere Haftung von Zahnimplantaten sorgen

Vorbild für die Medizin: Miesmuschel mit Klebefäden. Foto: Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM)

Forscher der Klinik für Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie des Frankfurter Universitätsklinikums gewinnen mit ihrer Idee in der Bionik beim Innovationswettbewerb Medizintechnik 2007. Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Vorhaben.

Die Miesmuschel macht es mit ihrer Haftbeständigkeit im Meerwasser vor: ein bionischer Feuchtkleber könnte für bessere Haftung von Zahnimplantaten sorgen. Mit dieser Idee gewann die Klinik für Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie (MKG) des Klinikums der J. W. Goethe-Universität Frankfurt gemeinsam mit anderen Projekten den Innovationspreis Medizintechnik 2007. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben mit 300.000 Euro für die Durchführung eines Schlüsselexperiments. Die MKG-Klinik mit ihrem Direktor Prof. Dr. Dr. Robert Sader leitet das Projekt und das Konsortium. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, einen neuartigen Feuchtklebstoff zu entwickeln, der hauptsächlich aus den Klebeproteinen der Miesmuschel Mytilus edulis und synthetischen Trägermaterialien (Polymeren) besteht. An dem Forschungsprojekt sind Wissenschaftler und Medizintechniker des Bremer Fraunhofer Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM), des Biotechnik-Zentrums (BitZ) und der Materialprüfungsanstalt (MPA) der Technischen Universität Darmstadt sowie des Freiburger Implantate-Herstellers Straumann beteiligt.

Die von Miesmuscheln aus einer Drüse ausgeschiedenen Proteine sind vielen technischen Klebern überlegen. Sie härten im (Salz-)Wasser und sind dort lange beständig, besitzen eine hohe Festigkeit und sind elastisch. Gleichzeitig haften sie auf so verschiedenen Untergründen wie Glas, Holz, Knochen oder Teflon. Den IFAM-Chemikern ist es nun gelungen, solche Proteine synthetisch herzustellen. Die Frankfurter MKG-Klinik wird mit ihren Projektpartnern testen, inwiefern sich die Eigenschaften des bionischen Feuchtklebers für die Zahnfleischbefestigung von dentalen Titanimplantaten eignen. Hierfür werden Prof. Sader und seine Forschungsgruppe die Biokompatibilität der Klebstoffe in vitro prüfen und immunologische Untersuchungen einschließlich der Gefäßneubildung um den implantären Bereich herum vornehmen. Der Einsatz des Muschelklebers wird nach Ansicht von Projektleiter Prof. Sader aber nicht auf die Zahnmedizin beschränkt bleiben: "Wenn das so funktioniert, wie wir es uns vorstellen, könnte man zukünftig zum Beispiel eine Herzklappe einkleben anstatt sie einzunähen."

Bei der Suche nach der optimalen Zusammensetzung des Klebers wollen die Wissenschaftler verschiedene Mischungen testen. Insbesondere die Verträglichkeit des Klebers und seine physiko-chemischen und mechanischen Eigenschaften stehen dabei im Vordergrund, die Charakterisierung wird im BitZ und an der MPA in Darmstadt stattfinden. Schließlich soll der neue Haftstoff seine Fähigkeiten unter Alltagsbedingungen unter Beweis stellen und ein Titanimplantat mit dem Zahnfleisch verbinden. Wichtig ist, dass dabei eine feste, aber mechanisch flexible Verbindung zwischen dem Implantat und der angrenzenden Schleimhaut sowie dem Bindegewebe entsteht. Dadurch soll die natürliche Barrierefunktion des Zahnfleischs erhalten bleiben. Denn entscheidend für die langfristige Stabilität eines Zahnimplantats ist es, das Eindringen von Bakterien und somit eine lokale Infektion zu verhindern. Zudem muss der Kleber den Kaubewegungen standhalten.

In den kommenden zwei Jahren, auf die das Projekt zunächst ausgelegt ist, wollen die beteiligten Chemiker, Mediziner und Techniker die Grundlagen für den praktischen Einsatz schaffen. Es geht darum, einen optimalen Klebstoff herzustellen und dessen Wirksamkeit und Verträglichkeit an Zellkulturen nachzuweisen. Wenn das gelingt, kann in einem Folgeprojekt mit weiteren Versuchen die praktische Umsetzung erprobt werden.

Quelle: Pressemitteilung Informationsdienst Wissenschaft e.V.