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Helmholtz-Perspektiven 0214

Helmholtz Perspektiven Mai – Juni 2014 11Titelthema „Für diese Forschung braucht man einen langen Atem“ Ein Blitzgespräch über Biomaterialien und die Selbstheilung des Körpers mit dem Materialforscher Marc Behl Gesunde, körpereigene Zellen sind wichtig für die Heilung vieler Krankheiten. Aber auch die Matrix, die die Zellen umgibt, spielt eine große Rolle bei der Gesundung. Eine solche Matrix, eine Art Trägergerüst, kann mittlerweile durch so genannte Biomaterialien nachgeahmt werden. So entwickeln Wissen- schaftler vom Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) ein selbst­ auflösendes OP-Netz, mit dem Leistenbrüche verschlossen werden. Beim Wort „Biomaterialen“ denkt der Laie erst einmal an körpereigenes Gewebe. Sie aber arbeiten mit künstlichen Polymeren. Wie passt das zusammen? Ganz allgemein bezeichnet der Begriff Biomaterialien alle Materialien, die in Kontakt mit dem Körper kommen und dafür verträglich sein müssen. Die Polymere bieten den Vorteil, dass sich viele Funktionen einfach integrieren lassen. So können wir polymerbasierte Biomaterialien beispielweise abbaubar gestalten. In Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung sollen sich manche Materialien von selbst auflösen, nachdem der Körper sich regeneriert hat, andere sollen möglichst lange im Körper bleiben. Wie schnell können von Ihnen erforschte und entwickelte Bio­materialien bei Patienten angewendet werden? Die Materialien, die wir entwickeln, sind zwar für den kli­ n­ischen Einsatz gedacht, werden derzeit aber noch nicht angewendet. Von der Entwicklung bis zur Anwendung des Materials in der Klinik können 10 bis 20 Jahre vergehen. Das liegt daran, dass es sehr hohe Sicherheitsanforderungen an die Materialien gibt, um eine Schädigung der Patienten auszuschließen. Zunächst müssen sie daher mit einfacheren Tests erprobt werden, beispielsweise in Zellkulturen. Dann wird an Tiermodellen die Kompatibilität und Funktionalität unter- sucht. Erst wenn auch diese Tests erfolgreich waren, können die Materialien klinisch getestet werden. Wie könnten Biomaterialien Patienten in Zukunft konkret helfen? Beispielsweise in Form von künstlichen Blutgefäßen oder Stents für Herzpatienten. Allerdings gibt es bei künstlichen Gefäßen mit einem Durchmesser unter vier Millimetern derzeit noch Inkompatibilitäten, die zu Thrombosen führen können. Die Herausforderung ist es, Materialien für künstliche Blut- gefäße zu entwickeln, die die Funktionen der natürlichen übernehmen und gleichzeitig von Blutgefäßzellen besiedelt werden. Idealerweise hat sich zu einem späteren Zeitpunkt das Material ganz aufgelöst, während das nachgewachsene Gefäßgewebe die Funktion übernommen hat. Biomaterialien könnten aber auch als Gerüststrukturen dazu beitragen, dass sich Knochen wieder selbst aufbauen, wenn etwa ein Bruch zu groß ist, um von selbst zu heilen. Dann ist ein Gerüst nötig, an dem sich neue Knochenzellen ansiedeln können.   Interview: Katharina Ober Bildergeschichte zum Thema aus der Ausstellung „Ideen 2020“: www.helmholtz.de/ biomaterialien Marc Behl ist stellvertretender Leiter des HZG-Instituts für Biomaterialforschung und leitet die Abteilung Aktive Polymere. Bild: HZG

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