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11.07.2016

Bio-Garn aus Krabbenschalen

Textilforscher der TU Dresden haben aus Krabben-Panzern hochwertiges Bio-Garn aus Chitosan hergestellt. Die biobasierte Faser eignet sich besonders für biomedizinische Anwendungen wie Implantate.

An der TU Dresden wurde das aus Krabbenschalen gewonnene Chitosan erstmals zu Garn verarbeitet.
An der TU Dresden wurde das aus Krabbenschalen gewonnene Chitosan erstmals zu Garn verarbeitet.
Quelle: 
ITM

Krebse und Krabben sind für viele eine Delikatesse. Doch auch der Panzer der Meerestiere hat es in sich, landet aber meist im Müll. Textilforscher der Technischen Universität Dresden nutzen diesen Abfall als Ausgangsstoff für neue biobasierte Materialien. Der Grund: die Schalen enthalten das neben Cellulose am weitesten verbreitete Polysacharid Chitin, das wegen seiner strukturgebenden Eigenschaften gefragt ist. Wissenschaftler um Rolf-Dieter Hund am Institut für Textiltechnik der TU haben gemeinsam mit der Firma Heppe Medical Chitosan erstmals ein Bio-Garn gesponnen, das auf Grund seiner Biokompatibilität vor allem für biomedizinische Anwendungen bestens geeignet ist.

Meerestiere wie Krebse oder Krabben sind nicht nur schmackhaft, sondern auch wegen ihres hohen Chitin-Gehalts im Panzer äußerst gefragt. Riesige Mengen dieser Schalen landen jedoch noch immer als Abfall im Müll. Derweil gehört Chitin wegen seiner strukturbildenden Eigenschaften neben Cellulose zu dem am weitesten verbreiteten Polysachariden und ist Ausgangsstoff für die technische Herstellung von Chitosan. Das Biopolymer  ist wiederum ein wichtiger Grundstoff  zur Herstellung von Fasern, Schaumstoffen oder Folien und wegen seiner biokompatiblen Eigenschaften vor allem für Medizinprodukte gut geeignet.

Abfallprodukt verwerten

"Für ein Abfallprodukt so eine tolle Verwendung zu finden, ist eine klasse Sache", schwärmt Rolf-Dieter Hund, Forschungsgruppenleiter Textilchemie am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstoffe (ITM) der TU Dresden. In Kooperation mit der Hallenser Firma Heppe Medical Chitosan GmbH, die weltweit Pharmaunternehmen mit Chitosan beliefert, haben die Dresdner nun erstmals ein Garn entwickelt, dass zu 100 Prozent aus Chitosan besteht.

Viel Garn für wenig Pulver

Das in Halle unter Reinraumbedingungen gewonnene weiße Pulver wurde im Labor bei Rolf-Dieter Hund im sogenannten Nassspinnverfahren zu Garn verarbeitet. Hierfür wurde das weiße Pulver zunächst gelöst, gefiltert, von Luftblasen befreit und dann durch eine Düse mit 600 Einzellöchern von jeweils 90 µm Durchmesser gedrückt. So entstanden hauchdünne Fasern für die Medizin, die schließlich gewaschen, getrocknet und mit einer Schutzschicht versehen wurden. Zwischen 30 und 40 Meter Garn kann die Anlage pro Minute spinnen. Hund zufolge sind etwa eineinhalb Kilo Chitosan-Pulver nötig, um 7.000 Meter Garn herzustellen.

Das aus dem Panzer von Krebstieren gesponnene Naturmaterial ist nach Angaben der Forscher biokompatibel und nicht allergen und  baut sich im Körper selbstständig ab. Vor diesem Hintergrund ist das Anwendungsspektrum groß. Das Bio-Garn ist für Wundauflagen, chirurgisches Nahtmaterial oder künstliche Haut genauso geeignet wie für Knochenimplantate, als Wirkstofftransporter oder als Nährmedium für die Stammzellforschung.

Chitosan-Garn ist biokompatibel aber teuer

Seit etwa drei Jahren experimentieren die Dresdner mit dem Hightech-Garn. „In der Regenerativen Medizin wird es bereits in der Forschung eingesetzt“, berichtet Rolf-Dieter Hund. Das Problem:  Das Bio-Garn ist derzeit noch um ein Vielfaches teurer als herkömmliches Textilgarn. „Die größte Herausforderung ist das Lösen in der richtigen Konzentration“, so Hund. Bis das neuartige „Krabbengarn“ für biomedizinische Anwendungen zum Standard wird, sind noch weitere Versuche notwendig.

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