Struktur nach Vorbild der Natur

Materialwissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena konnten Polymeroberflächen so verändern, dass diese die Anhaftung von Blutplättchen und damit die unerwünschte Blutgerinnung wesentlich reduzieren.

In natürlichen Blutgefäßen wird die Blutgerinnung unter anderem dadurch unterdrückt, dass die Zellen, mit denen die Gefäße ausgekleidet sind, eine typische dreidimensionale Form aufweisen und etwas aus der Gefäßoberfläche herausragen.

Diese natürliche Form diente als Vorbild für die Oberfläche eines neuen künstlichen Blutgefäßes. Im Vergleich zu einer herkömmlichen unstrukturierten Polymeroberfläche weist diese eine um etwa 80 % geringere Anhaftung von Blutplättchen auf. Wie mit Computersimulationen gezeigt werden konnte, sind dafür die durch die Blutströmung verursachten Scherspannungen auf den bioinspirierten Oberflächen verantwortlich.

Auch beim Verständnis von Infektionen an metallischen Titanimplantaten folgten die Wissenschaftler einem bioinspirierten Ansatz. Eine Reihe von Tieren schützt sich gegen die Besiedelung durch Mikroorganismen, indem ihre Haut mikroskopisch kleine Strukturen aufweist, die die Anhaftung durch physikalische Kräfte verhindern. Solche Strukturen, wie sie auf der Haut von Haien oder den Flügeln von Libellen vorkommen, wurden auf Titan übertragen. Die Anhaftung von Mikroorganismen lässt sich so rein physikalisch um mehr als die Hälfte reduzieren.