Neue Kunststoffe gegen Implantat-Zerstörung

Wasseranziehende und elektrisch geladene Oberflächen verlängern Haltbarkeit

Kunststoffe, die eine Immunreaktion unterdrücken, verlängern die Haltbarkeit von medizinischen Implantaten. Der Körper attackiert weniger wahrscheinlich Implantate mit einer wasseranziehenden oder einer mit einer negativen Ladung ausgestatteten Oberfläche. Das haben Biomediziner der Case Western Reserve University in Cleveland, Ohio, anhand zweier Materialklassen in Rattenversuchen nachgewiesen. Diese blockierten verschiedene Stufen eines Angriffs durch Makrophagen des Immunsystems. Makrophagen fördern die Wundheilung und bilden um das Implantat Narbengewebe. Sie heften sich an dessen Oberfläche und verwandeln sich in Zellen, die das Implantat zersetzen.

Bisher sind Forscher davon ausgegangen, dass dieser Angriff verhindert werden kann, wenn die Oberfläche des Implantats chemisch inert, das heißt reaktionsunfähig ist. Jetzt vermuten die Biomediziner aber, dass Implantate „zurückschlagen“ müssen. Das Team um William Brodbeck von der Case Western Reserve University berichtet im Fachmagazin Nature, dass sich Makrophagen weniger häufig an Implantate mit einer hydrophilen Oberfläche heften. An diesen Oberflächen wie sie z.B. der Kunststoff Polyacrylamid besitzt, kam es im Rattenversuch bei der Hälfte der Makrophagen zum Zelltod. Im Vergleich dazu war dies bei hydrophoben Oberflächen wie z.B. Teflon nur bei 20 Prozent der Zellen der Fall. Zusätzlich verwandelten sich die Makrophagen auf hydrophilen Oberflächen nicht so leicht in schädigende Zelltypen. Die hydrophilen Oberflächen schienen zudem das umgebende Gewebe bzw. die Flüssigkeit nicht negativ zu beeinflussen. Sie führten zu keiner Langzeit-Entzündung.

Bei dem zweiten favorisierten Material handelt es sich um einen Kunststoff aus organischen Säuren. Die Oberfläche des Kunststoffs enthält negativ geladene chemische Gruppen. Das anionische Polymer besitzt die selbe Wirkung wie hydrophile Kunststoffe. Die Forscher glauben, dass sich die Lebensdauer herkömmlicher künstlicher Hüft- und Kniegelenke, die wasserabstoßende Oberflächen besitzen, erhöht, wenn sie mit einem hydrophilen bzw. anionischen Kunststoff überzogen werden.