Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Selbstregulierende Materialien verhindern Blutgerinnung

19.07.2013
Der menschliche Organismus nutzt rückgekoppelte molekulare Steuerungsmechanismen, um sich sich an Veränderungen in seiner Umgebung anzupassen.

Synthetische Materialien verfügen bisher noch nicht über solche Regulationsmöglichkeiten. Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden (IPF) konnten jetzt ein Material entwickeln, das die Blutgerinnung durch die selbständig gesteuerte Freisetzung von Hemmstoffen effektiver verhindern kann als alle anderen Materialien, die derzeit klinisch verwendet werden.

Das am 19. Juli in Nature Communications publizierte Konzept soll künftig für die Beschichtung von Medizinprodukten genutzt werden, die im Blutkontakt zur Anwendung kommen.

Die Aktivierung der Blutgerinnung beim Einsatz von Produkten wie Kathetern oder Organersatzsystemen wie der künstlichen Niere ist ein zentrales Problem der Medizintechnik. Klinisch erhalten die betroffenen Patienten blutverdünnende Medikamente, so genannte Gerinnungshemmer, was jedoch ein erhebliches Risiko für gefährliche Nebenwirkungen mit sich bringt. Die präzise Dosierung der Hemmstoffe ist daher sehr wichtig.

Hier setzte die Forschung der IPF-Wissenschaftler an. Sie entwickelten ein Hydrogel, das aus dem Blutgerinnungshemmstoff Heparin und einem gut verträglichen, synthetischen Polymermolekül besteht. Zur Verknüpfung dieser beiden Bausteine verwendeten sie Eiweißfragmente, die durch das im Blutgerinnungsprozess entstehende Enzym Thrombin gespalten werden. Mit diesem Trick kann der Gerinnungshemmer selbstregulierend, also nur bei Aktivierung der Blutgerinnung, freigesetzt werden: Überdosierung wird vermieden und das Material kann seine Schutzwirkung länger gewährleisten. Um das Potential des bioaktiven Hydrogels zu belegen wurde gezeigt, dass menschliches Vollblut im Kontakt mit diesem Material auch ohne Zusatz von Gerinnungshemmern über mehrere Stunden flüssig gehalten werden kann, während an derzeit klinisch verwendeten Materialien unter gleichen Bedingungen eine massive Blutgerinnung auftritt. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass das Hydrogel auch eine nicht durch den Materialkontakt hervorgerufene Gerinnungsaktivierung wirksam unterdrücken kann.

Laufende Arbeiten der Dresdner Forscher zielen nun auf die Anwendung des neuartigen Materials als Beschichtung von Produkten, die in der Medizintechnik direkt in Kontakt mit Blutkreislauf gebracht werden. Darüber hinaus erkunden sie weitere Möglichkeiten zur Steuerung von Materialeigenschaften durch biologische Regulationsprinzipien, beispielsweise für eine durch charakteristische pathologische Prozesse kontrollierte Freisetzung von Medikamenten.

Publikation
“Bio‐responsive polymer hydrogels homeostatically regulate blood coagulation”, Manfred F. Maitz, Uwe Freudenberg, Mikhail V. Tsurkan, Marion Fischer, Theresa Beyrich, Carsten Werner, Nature Communications, http://dx.doi.org/10.1038/ncomms3168
Kontakt:
Prof. Dr. Carsten Werner
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V., Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien & Technische Universität Dresden
Tel.: + 49 351 4658 531
carsten.werner@tu-dresden.de

Kerstin Wustrack | idw
Weitere Informationen:
http://dx.doi.org/10.1038/ncomms3168
http://www.tu-dresden.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Dichtes Gefäßnetz reguliert Bildung von Thrombozyten im Knochenmark
25.07.2017 | Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin der Universität Würzburg

nachricht Welcher Scotch ist es?
25.07.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

IT-Experten entdecken Chancen für den Channel-Markt

25.07.2017 | Unternehmensmeldung

Erst hot dann Schrott! – Elektronik-Überhitzung effektiv vorbeugen

25.07.2017 | Seminare Workshops

Dichtes Gefäßnetz reguliert Bildung von Thrombozyten im Knochenmark

25.07.2017 | Biowissenschaften Chemie