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Nanomuster im Material reduzieren Risiko für Gerinnsel am Implantat

Werkstoffe für Implantate
Implantate: Nanomuster im Material reduzieren Risiko für Gerinnsel

Universität_Jena
Die Jenaer Materialwissenschaftlerin Dr. Izabela Firkowska-Boden forscht am Zusammenspiel von nanostrukturierten Oberflächen und Thrombozyten (Bild: Anne Günther/Universität Jena)
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 Mit nanostrukturierten Materialoberflächen helfen Materialwissenschaftler der Universität Jena, Implantate zu verbessern.

Gefäßprothesen und Ersatz für Herzklappen , die in Deutschland in großer Zahl eingesetzt werden, bestehen in der Regel aus Kunststoffen. Neben vielen Vorteilen haben diese Materialien einen wesentlichen Nachteil beim Kontakt mit Blut: Sie aktivieren häufig die Gerinnung. Lösen sich solche Blutgerinnsel von den Materialoberflächen, kann es zu Komplikationen wie Thrombosen oder Embolien kommen. Daher müssen Patienten mit solchen Implantaten oft ein Leben lang Gerinnungshemmer einnehmen, die Nebenwirkungen haben.

Besondere nanostrukturierte Polymeroberflächen sollen helfen, das Problem zu lösen. Entwickelt wurden sie von Forschern der Universität Jena aus dem Team der Physikerin und Materialwissenschaftlerin Dr. Izabela Firkowska-Boden.

Bedingungen beim Abkühlen sind wichtig

Die sehr feinen hochgeordneten Oberflächenmuster aus Polymerkristallen bilden sich auf den Materialien, wenn die Schmelze unter den richtigen Bedingungen abkühlt. Die Kristalle sind nur wenige zehn Milliardstel Meter groß.

Der Clou dabei: Diese geordneten Muster sind etwa genau so klein wie das Eiweißmolekül Fibrinogen, das ein wichtiger Faktor bei der Blutgerinnung ist. Durch diese Größenübereinstimmung und physikalische Kräfte richtet sich das Fibrinogen entlang der Muster aus. Werden Blutplättchen, sogenannte Thrombozyten, mit den mit Fibrinogen behandelten Polymermustern in Kontakt gebracht, verändern sich diese. „Die Änderungen der Blutplättchen lassen sich durch die Struktur beeinflussen“, erklärt die Jenaer Wissenschaftlerin.

Ansatz für das Design neuer Implantatoberflächen

Aus biomedizinischer Sicht bedeutet das, dass die nanoskalige Material-Oberflächenstrukturierung geeignet ist, die Gerinnung zu steuern – was „vielversprechend für das Design neuer thromboresistenter Oberflächen von Biomaterialien ist“, so Dr. Firkowska-Boden. Damit wäre ein wichtiger Schritt getan, Implantatmaterialien aus Polymeren in Zukunft weniger anfällig für die Bildung von Blutgerinnseln zu machen.


Kontakt zur Wissenschaftlichen Ansprechpartnerin:

Dr. Izabela Firkowska-Boden
Otto-Schott-Institut für Materialforschung der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Löbdergraben 32
07743 Jena
E-Mail: izabela.firkowska-boden@uni-jena.de

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