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01.06.2011 13:42 Alter: 6 yrs

Ausstellung bei der "Langen Nacht der Wissenschaft" in Jena

Biotech Cellulose: Ein innovatives Bio- und Implantatmaterial mit spannenden Eigenschaften und Funktionen


Für die Kultivierung lebender Zellen, zum Verschluss von Defekten innerer Organe und zum Ersatz von Organen wie Blutgefäßen werden Bio- und Implantatmaterialien benötigt. Diese Materialien können vom Menschen selbst oder aus Tieren stammen oder aber künstliche Produkte sein, wie Titan, Keramik oder Teflon. Was fehlt, sind Biomaterialien, die natürlichen Ursprungs sind - aber nicht aus Mensch oder Tier kommen – und den Geweben des Körpers möglichst ähnlich sind. Sie sollten sehr gut bioverträglich sein und in den Körper eingebaut werden.

Vor diesem Hintergrund werden bei Polymet Jena und Jenpolymers Ltd. systematische Forschungs- und Entwicklungsarbeiten über neuartige Cellulosematerialien durchgeführt. Cellulose ist das wichtigste Gerüstpolymer der Pflanzenwelt und ein dem Menschen vertrautes Material, mit dem er täglich in Form von Papier, Baustoffen, Kosmetik- und Sanitärprodukten sowie Kleidung umgeht. Für die Entwicklung der Bio- und Implantatmaterialien wird dabei ein spezieller Typ der Cellulose verwendet, die besonders reine und körperfreundliche Biotech Cellulose.

Biotech Cellulose (BC) wird als formstabiles Cellulose-Hydrogel biotechnologisch aus Glucose (Traubenzucker) mit Hilfe von Essigsäurebakterien in einem wässrigen Kulturmedium in einfacher Weise hergestellt. Die BC-Hydrogele können als Vliese, Filme, Formkörper, Hohlkörper und Faserdispersionen nahezu beliebiger Dimension erzeugt werden. Sie bestehen aus einem hierarchisch aufgebauten 3D Cellulose-Nanofasernetzwerk, das einen steuerbaren Wassergehalt bis zu 99% aufweist und transparent ist für Flüssigkeiten, Ionen und kleine Moleküle sowie für Licht. Mit diesem Eigenschaftsbild unterscheidet sich BC grundsätzlich von der herkömmlichen Holzcellulose, wie sie in Papier und Zellstoff vorliegt und eröffnet so neuartige Einsatzgebiete für das Biopolymer Cellulose. Die Gestalt, die Größe, die Netzwerkstruktur und die Oberflächeneigenschaften der BC-Biomaterialien werden direkt während der Biofabrikation gezielt aufgebaut.

Der Produkt-Steckbrief weist BC als natürliches, bioverträgliches, mechanisch stabiles, im Körper nicht abbaubares, mit allen üblichen Methoden sterilisierbares, sehr gut lagerfähiges und chirurgisch exzellent handhabbares Bio- und Implantatmaterial aus. In seiner Netzwerkstruktur ist BC ein Analogon des Collagens, des wichtigsten extrazellulären Matrixmaterials des Körpers.

Polymet Jena Association und Jenpolymers Ltd. entwickeln auf der Basis der BC-Innovation Träger zur Zellkultivierung, Scaffolds für das Tissue Engineering, Filme und Formkörper zur Wundversorgung, Reparaturflächen für den Verschluss von Organdefekten, Inlays zur Heilung von Schadstellen des Gelenkknorpels sowie röhrenförmige Implantate für den Ersatz von Blutgefäßen.

Unser interdisziplinäres F&E-Team kooperiert mit Universitätskliniken in Köln, Jena und München: Priv. Doz. Dr. Wippermann (Herzzentrum Köln), Prof. Dr. Kinne (Orthopädie Jena/Eisenberg), Dr. Heise (Gefäß- und Viszeralchirurgie Jena), Dr. Lang (Kinderchirurgie München und Harvard Medical School Boston).