Medizinische Textilien sollen stabil sein, sich sterilisieren lassen und im Körper möglichst gut mit Zellen und Gewebe zusammenspielen. Genau hier stoßen rein synthetische Garne oft an Grenzen. Forschende der Nachwuchsgruppe TeXlastins der Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH Aachen) und des Unternehmens Fibrothelium haben nun einen neuen Faserbaustein aus einem natürlichen Rohstoff vorgestellt. In einer Publikation in ACS Applied Materials & Interfaces beschreiben sie erstmals hohle Nanogarne aus reinem Seidenprotein Fibroin.

Seidenprotein als Faserbaustein

Fibroin ist das Strukturprotein der Seide und ein biobasierter Werkstoff mit guten Voraussetzungen für medizinische Anwendungen. Für die neue Arbeit nutzte das Team ein Trichter-Elektrospinnverfahren. So entstanden mehrere Meter lange hohle Nanogarne, die sich zu textilen Strukturen weiterverarbeiten lassen und gleichzeitig eine hohe Zugfestigkeit und Dehnbarkeit aufwiesen. Wichtig für die Praxis ist auch, dass die Fasern das Autoklavieren überstanden. Ergänzende Daten zeigen zudem, dass das Material in wässriger Umgebung vergleichsweise stabil blieb.

Vielversprechend, aber noch kein Produkt

Auch in biologischen Tests schnitten die neuen Garne vielversprechend ab. Indirekte Zelltests zeigten eine hohe Stoffwechselaktivität bei menschlichen Endothelzellen und glatten Muskelzellen. Eine getestete Immunzelllinie setzte zudem nur wenig von dem Entzündungsbotenstoff frei, was auf eine geringe Immunreaktion hindeutet. Die Hohlgarnstrukturen ließen sich außerdem verweben. Das macht sie zu interessanten modularen Bausteinen für Gerüste, die später in Gefäßimplantaten oder anderen medizinischen Textilien zum Einsatz kommen könnten.
Die Nachwuchsgruppe TeXlastins an der RWTH Aachen hat bereits im vergangenen Jahr über seidenfaserbasierte Gefäßersatzstrukturen mit ultradünner Wand berichtet. Die nun vorgestellten Nanogarne zeigen einen weiteren Weg, wie sich ein nachwachsender, proteinbasierter Rohstoff in ein Funktionsmaterial für die Medizintechnik überführen lässt. Bis daraus ein klinisch einsetzbares Produkt wird, sind jedoch noch weitere präklinische Studien nötig. Gefördert wird die Forschung im Rahmen des NanoMatFutur-Programms des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR).

ag