Wie können Implantate besser verträglich werden und schneller und mit weniger Komplikationen einheilen? Mit dieser Frage beschäftigen sich seit einiger Zeit deutsche Forscher. Bei ihren Studien ist ihnen jetzt ein sensationeller Durchbruch gelungen: Mit Hilfe von Laserlicht konnten sie eine Teflonoberfläche so bearbeiten, dass Zellen auf ihr wachsen konnten.
Ausgangspunkt für die Untersuchungen der Materialforscher um Jörg Reichert vom Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie (IMT) der Universität Jena war das Biomaterial Polytetrafluorethylen, besser bekannt unter dem Namen Teflon.
„Auf Teflon haftet normalerweise nichts“, sagt Reichert. Nicht umsonst werde das Material beispielsweise als Antihaftbeschichtung von Pfannen verwendet. „Dieser Effekt führt aber bei Teflonimplantaten, wie sie zum Beispiel in künstlichen Blutgefäßen oder mechanischen Herzklappen verwendet werden, zu Problemen, wenn diese im Körper anwachsen sollen.“
Mikro-Feile im Einsatz
Den „abweisenden“ Effekt von Teflon konnte Reichert zusammen mit Forschern des Jenaer Instituts für Photonische Technologien (IPHT) um Professor Hartmut Bartelt überwinden, wie die Fachzeitschrift „Advanced Engineering Materials“ in ihrer aktuellen Ausgabe berichtet. Die Jenaer Materialwissenschaftler und Laser-Experten strukturierten die Oberfläche von Teflonimplantaten mit Laserlicht. Durch das Laserlicht wurde die glatte Teflonoberfläche wie mit einer nur einen Mikrometer großen Feile abgetragen, aufgeraut und geordnet.
Anschließend brachten die Forscher Bindegewebszellen (Fibroblasten) auf das unbehandelte Teflon und das mit Laserlicht behandelte Teflon auf und regten sie zum Wachsen an. Der überraschende Effekt: „Auf den mit Laserlicht strukturierten Teflonoberflächen bildeten die Körperzellen Füßchen aus, mit denen sie sich an der laserbehandelten Oberfläche festkrallten“, sagt Reichert. Auf den unbehandelten Teflonimplantaten konnten sich die Zellen dagegen nicht halten.
Nur die Struktur der Oberfläche verändert
Wie der Jenaer Materialforscher durch weitergehende Analysen zeigen konnte, führt die Mikrostrukturierung der Oberfläche durch den Laser zu keiner chemischen Veränderung des Teflons. „Das einzige, was verändert wird, ist die physikalische Struktur der Oberfläche, so dass solche Implantate ungiftig im Körper sind“, sagt Reichert. Das Oberflächenstrukturierungsverfahren eigne sich deshalb grundsätzlich für alle gängigen kommerziellen Implantate. Jetzt suchen die Jenaer Forscher einen Industriepartner, um ihre Entdeckung in ein Produkt umzusetzen.
(idw – Universität Jena, 21.12.2007 – DLO)
