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Forscher arbeiten an einem Klebstoff, der im Wasser aushärtet und Implantate langfristig sicher fixieren könnte — eine Technik, die Zahnmedizin und andere chirurgische Bereiche grundlegend verändern würde. Der Ansatz nutzt die Haftstrategien der Miesmuschel und vereint biologische Klebeproteine mit synthetischen Trägermaterialien.
Was macht die Miesmuschel so interessant?
Miesmuscheln können sich mit sogenannten Byssusfäden an unterschiedlichsten Oberflächen festhalten — von Metall über Glas bis hin zu Knochen. Ihre Klebeproteine härten unter Wasser aus, bleiben über lange Zeit stabil, verbinden hohe Festigkeit mit elastischem Verhalten und widerstehen starken mechanischen Belastungen.
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Diese Kombination aus Wasserbeständigkeit, Festigkeit und Elastizität ist für medizintechnische Anwendungen besonders wertvoll: Konventionelle Klebstoffe verlieren in feuchten Umgebungen oft ihre Haftkraft, während die Naturlösung der Muscheln genau hier ihre Stärken zeigt.
Vom Labor zur Implantologie
Aus einer Initiative des Biotechnik-Zentrums (BitZ) der Technischen Universität Darmstadt entstand ein nationales Forschungskonsortium, das einen neuartigen Feuchtklebstoff für die Zahnimplantologie entwickeln will. Ausgangsmaterial sind die Klebeproteine der Miesmuschel Mytilus edulis kombiniert mit synthetischen Polymeren als Träger.
Am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (Fraunhofer IFAM) untersuchten Wissenschaftler die molekulare Struktur der Klebeproteine. Unter Leitung von Dr. Klaus Rischka gelang es, diese Proteine im Labor nachzubilden und erste auf ihnen basierende Klebstoffformulierungen zu entwickeln.
Der Entwicklungsprozess umfasst systematische Tests unterschiedlicher Mischungen: Neben der biologischen Verträglichkeit stehen vor allem physikalisch-chemische und mechanische Eigenschaften im Fokus. Diese Prüfungen laufen am BitZ der TU Darmstadt und an der Staatlichen Materialprüfungsanstalt (MPA).
- Eigenschaften der Muschel-Kleberproteine: Aushärtung unter Wasser, dauerhafte Beständigkeit, hohe Zugfestigkeit, Elastizität.
- Technische Ziele: Formulierungen mit geeigneter Haftstärke, Gewebeverträglichkeit und Langzeitstabilität.
- Prüforte: BitZ (TU Darmstadt), MPA und Fraunhofer IFAM.
Potenzial über die Zahnmedizin hinaus
Projektleiter Robert Sader betont, dass die Anwendung nicht bei Zahnimplantaten enden muss. In Zukunft wären Eingriffe denkbar, bei denen Gewebe oder Prothesen geklebt statt vernäht werden — etwa das Fixieren von Herzklappen. Solche Perspektiven könnten Operationszeiten verkürzen und die Belastung für Patientinnen und Patienten reduzieren.
Gleichzeitig ist klar: Medizinische Klebstoffe durchlaufen strenge Prüf- und Zulassungsverfahren. Klinische Studien und Langzeitbewertungen sind nötig, bevor ein Produkt in den Markt kommt; eine schnelle Markteinführung ist deshalb nicht zu erwarten.
Finanzierung und Partner
Das Projekt wurde 2007 beim Innovationswettbewerb „Medizintechnik“ des Bundesforschungsministeriums ausgezeichnet und erhielt die Aussicht auf rund 300.000 Euro für ein Schlüsselsexperiment. Beteiligte Institutionen sind neben der TU Darmstadt und dem Fraunhofer IFAM die Uniklinik Frankfurt, die Straumann GmbH (Freiburg/Basel) sowie die Staatliche Materialprüfungsanstalt (MPA) an der TU Darmstadt.
Die Forschung verbindet Grundlagenbiologie mit Materialwissenschaft und Medizintechnik und steht exemplarisch für bionisch inspirierte Lösungen, die naturbasierte Mechanismen für klinische Probleme nutzbar machen.
Quelle: Pressemitteilung der Technischen Universität Darmstadt, 07.11.2007.
