Schlangenkörper sind ständig Reibungskräften ausgesetzt. Ihre Haut hält das aus: Sie ist außen steif und hart, nach innen wird sie weicher und flexibler. Dieses Prinzip lässt sich auch in der Medizintechnik anwenden. Hier könnte etwa die Reibung in künstlichen Prothesen optimiert werden.
Schlangen schaffen es, auf Bäume zu klettern oder sich unter die Erdoberfläche zu graben. Dabei muss ihre Haut zwei bis drei Monate halten, bis das Häuten einsetzt. Die Doktorandin Marie-Christin Klein und Professor Stanislav Gorb von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) fanden jetzt heraus, wie Schlangenhaut auf die beinlose Fortbewegung spezialisiert ist: Unabhängig vom Lebensraum ist sie außen steif und hart, nach innen wird sie weicher und flexibler.
Untersucht wurde die Haut von vier Schlangenarten. Die Sandboa (Gongylophis colubrinus), die Kettennatter (Lampropeltis getula californiae), die Regenbogenboa (Epicrates cenchria cenchria) und der Grüne Baumpython (Morelia viridis) besiedeln verschiedene Lebensräume – von der Wüste bis hin zu tropischen Bäumen. Obwohl die Schlangenhaut von Art zu Art unterschiedlich dick und strukturiert ist, gibt es eine wesentliche Gemeinsamkeit: Sie ist verschleißoptimiert.
Die vier Schlangenarten erreichen diesen mechanischen Effekt zum Beispiel durch verschiedene Zelltypen. Eine Art hat eine dickere Haut mit runden Zellen, die zweite eine dünnere Haut mit länglichen Zellen. Dies spreche für eine funktionelle Anpassung an eine beinlose Fortbewegung, die sich für Schlangen in trockenen und in feuchten Gebieten entwickelt hat, sagt Marie-Christin Klein: „Ein Material, das einen Übergang von einer steifen Außenseite zu einer flexibleren Innenseite hat, kann die einwirkende Kraft über eine größere Fläche verteilen und den punktuellen Druck verringern.“. Solche Materialien seien wie ein flexibler Panzer.
Mögliche Anwendungsgebiete dieses Prinzips liegen im Bereich der Medizintechnik. Hier könnte beispielsweise die Reibung in künstlichen Prothesen optimiert werden. Auch die Antriebs- und Fördertechnik könnte den Angaben zufolge von den verschleißminimierenden Erkenntnissen profitieren, da weniger Schmierstoffe eingesetzt werden müssten. In der Bionikforschung an der Kieler Universität wird das Reibungssystem der Schlangenhaut bereits für die Entwicklung neuartiger sowie für die Optimierung bereits vorhandener Materialien genutzt. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Journal of the Royal Society Interface” veröffentlicht.
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