Klebstoffe für Medizinprodukte

Vorbild Miesmuschel: Druckbarer Klebstoff für Gewebe und Knochen

Fraunhofer-Forschende nutzen die Haftwirkung von Miesmuscheln, um den frühzeitigen Austausch von Prothesen zu verhindern. Dazu setzen sie auf das Protein bzw. die Aminosäure Dihydroxyphenylalanin (DOPA), mit der die Muscheln sich an Schiffe kleben: Auf der Titatoberfläche von Implantaten stellt das biomimetische, antimikrobielle Material die Verbindung zum Knochen her - und haftet selbstständig an.

»Für unseren Klebstoff haben wir Polymere synthetisiert, die den Baustein Dopamin enthalten, ein chemisches Analogon von DOPA. Der Klebstoff lässt sich mit verschiedenen Additiven, wie Apatit-Partikeln, Proteinen und Signalmolekülen versetzen, um das Wachstum von Knochenzellen zu fördern und als Beschichtungsmaterial für Titanimplantate zu verwenden«, erläutert Dr. Wolfdietrich Meyer, Wissenschaftler am Fraunhofer IAP. 

Die spezielle Beschichtung lässt das Implantat für den Körper natürlicher erscheinen und kann die Heilung und Integration des Implantats im Körper fördern. Der biobasierte, nachhaltig hergestellte Klebstoff besitzt zudem antimikrobielle Eigenschaften. Die dopaminbasierten Polymere eignen sich nicht nur für Gewebeklebstoffe, sondern auch für die Entwicklung funktionalisierter Oberflächen, antibakterieller Materialien und intelligenter Beschichtungen mit speziellen Funktionen.

Durch chemische Synthese lässt sich die Funktionalität des Klebers erweitern. Wird er mit UV-Licht bestrahlt, so härtet er aus und verstärkt seine haftende Wirkung. Zudem ist der Kleber durch Vernetzung der Polymere druckbar. Photoreaktive Materialien lassen sich im 3D-Druck in Gegenwart von UV-Strahlung verarbeiten. Auf diese Weise können komplexe Strukturen für maßgeschneiderte medizinische Implantate aufgebaut werden.