Ziel der Entwicklung

Logo: Gewebekleber aus Kollagen und Natriumhyaluronat. © A.S.P. Rafael Valbuena
Gewebekleber aus Kollagen und Natriumhyaluronat. © A.S.P. Rafael Valbuena

Ziele des Vorhabens waren die Entwicklung eines neuartigen Gewebeklebers auf Kollagen- und Natriumhyaluronatbasis für eine Anwendung in der regenerativen Medizin beziehungsweise Transplantationstechnologie sowie eines entsprechenden Herstellungsverfahrens. Der Gewebekleber sollte im physiologischen pH-Bereich eine bessere Klebfestigkeit als Fibrin aufweisen und nicht zytotoxisch wirken. Zur Konfektionierung des Gewebeklebers waren zwei Grundverfahren zu verfolgen: 1. Bildung eines Polyionenkomplexes (PIK) aus Kollagen und Na-Hyaluronat. Die PIK-Bildung war über den Zusatz geeigneter ladungsaktiver Substanzen, die Natrium-Entfernung, die Anwendung von Scherkräften und / oder die chemische Modifizierung der Biopolymere zu beeinflussen. 2. Die Biopolymere waren chemisch zu modifizieren und dann über kovalente Bindungen zu einem Copolymer partiell zu verknüpfen.

Vorteile und Lösungen

Keines der Produkte wirkte zytotoxisch. In der Regel wiesen die Produkte in saurem Bereich eine gute Klebfestigkeit auf, es trat aber eine deutliche Abnahme der Klebfestigkeit mit zunehmendem pH-Wert auf. Die besten Ergebnisse im physiologischen pH-Bereich brachten der kombinierte Einsatz von Polyarginin, Calciumionen und Scherkräften sowie die Kollagenalkylierung und die Acetylierung des Na-Hyaluronats. Die auf diesen Wegen hergestellten Produkte zeigten in diesem Bereich einen guten Widerstand gegen Schubspannung, die Adhäsivität bei den Abzugsversuchen blieb jedoch noch unter den Anforderungen.
Der Fibrinklebstoff besaß im Durchschnitt eine höhere Klebfestigkeit. Der neue Gewebekleber hat gegenüber Fibrin folgende Vorteile:
Leichtere Handhabung (die Komponenten müssen nicht erst unmittelbar vor der Anwendung gemischt werden) / Größere Stabilität gegenüber körpereigenen Enzymen (Fibrin wird im Körper relativ leicht enzymatisch abgebaut) / Das Risiko der Einbringung potentieller humanpathogener Bestandteile wird deutlich reduziert (während die Herstellung des Fibrinklebers aus humanem Blutplasma erfolgt, kann Kollagen aus Schweine- oder Fischhaut gewonnen werden. Na-Hyaluronat wird üblicherweise biotechnologisch hergestellt) / Förderung der Wundheilung und des postoperativen Wohlbefindens (Kollagen und Hyaluronsäure sind Bestandteile der extrazellulären Matrix. Sie sind fördernde Komponente der Wundheilung und nehmen eine bedeutende Rolle in der Zelldifferentiation, -proliferation und -migration ein).

Zielgruppe und Zielmarkt

Es sind erfolgversprechende Lösungen zur Kleberherstellung erarbeitet worden, die weiter bis zur Marktreife zu optimieren sind. Darüber hinaus haben sich weitere Möglichkeiten zur Umsetzung der Projektergebnisse in anderen Feldern, bei denen die Wechselwirkung zwischen den Biopolymeren genutzt werden kann, eröffnet (die Ergebnisse zeigten zum Beispiel, dass über die Vernetzung von Kollagen und Na-Hyaluronat mechanisch stabile Strukturen zu erhalten sind, die vielfältig bei der regenerativen Medizin eingesetzt werden können). Insbesondere sind die Entwicklung von Biomaterialien, beispielsweise für Scaffolds, und die Herstellung von Hydrogelen zu erwähnen.