Bakterien bauen Blutgefäße aus Cellulose

Wenn Thüringens Wissenschaftsministerin Dagmar Schipanski am 5. Februar in Jena den mit 12. 500 DM dotierten Forschungspreis des Landes an den Kieferchirurgen Dieter Schumann und den Chemiker Dieter Klemm übergibt, zeichnet sie damit eine praxisnahe Forschung aus, die unter anderem Patienten mit Gefäßerkrankungen oder schlecht heilenden Wunden nutzen könnte.

In siebenjähriger Arbeit haben die beiden Professoren der Friedrich-Schiller-Universität in Jena die Grundlagen für das neue Implantationsmaterial BASYC (Bacterial Synthesized Cellulose) geschaffen, mit dem es zum Beispiel möglich sein wird, feinste Blutgefäße nach Maß herzustellen. "Wenn die klinische Erprobung erfolgreich verläuft, können diese Röhrchen überall dort eingesetzt werden, wo Organfunktionen gestört sind oder Gewebe transplantiert wurden", erklärt die Biologin Silvia Marsch aus der Jenaer Arbeitsgruppe.

BASYC besteht aus natürlicher Cellulose. Cellulose ist aus Traubenzuckermolekülen aufgebaut, die eine starke Tendenz haben, sich zu verbinden und um vorgegebene Strukturen "herumwachsen" können. "Dadurch entsteht ein Verbund mit spezieller Faseranordnung und Feinstruktur, der sich besonders für Implantate eignet", sagt die Chemikerin Ulrike Udhardt.

Um die Moleküle in Röhrenform verbinden zu können, waren die Jenaer Forscher auf Bakterien als Helfer angewiesen. Die Art Acetobacter xylium baut in einer Traubenzuckernährlösung um feine Stäbchen herum, deren Durchmesser unter einem Millimeter liegt. "BASYC ist vollkommen unlöslich und besitzt sehr feine Faserstrukturen, die man nur noch im Mikroskop sehen kann", sagt Klemm. "Dabei ist das Material sehr flexibel und es lässt sich in der chirurgischen Praxis leicht vernähen." Schumann ergänzt: "Vor allem ist es absolut bioverträglich". "Jedes Implantatstück können wir als Maßanfertigung erzeugen", nennt Udhardt einen weiteren Vorteil.

In Rattenversuchen hat sich gezeigt, dass die Innen- und Außenwände der Implantate von einer dünnen Schicht körpereigener Zellen besiedelt wurden, ohne dass Abstoßungsreaktionen auftraten. "Hinweise darauf, dass sich Gefäße durch Thrombosen verschließen, haben wir bislang nicht. Ein solcher Prozess ist von den gebräuchlichen Kunststoff-Implantaten aus Teflon bekannt", meint Marsch. Weil sich das Immunsystem von Ratten aber vom menschlichen unterscheidet, muss sich BASYC in den kommenden drei Jahren erst noch in klinischen Versuchen bewähren, bevor es zum Einsatz kommt.

Künstliche Blutgefäße sind gefragte Artikel. Sie dienen als Kopplungsstelle zwischen Blutgefäßen oder anderen Röhrensystemen des Körpers oder ersetzen diese bisweilen komplett. Die Konkurrenz in diesem Bereich sei groß, sagt Klemm. Inzwischen haben die Wissenschaftler bereits das mittelständische Jenaer Unternehmen SurA Chemicals für eine Industriekooperation gewinnen können. Auch die SKW Biogarde GmbH & Co. KG aus Freising habe Interesse an einer Zusammenarbeit gezeigt.

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