Die Kraft der Natur: Schrauben & Platten aus Seidenprotein heilen Knochenbrüche besser

Dass die Natur oft die besten Methoden zur Heilung liefert, konnten nun Forscher des Beth Israel Deaconess Medical Center beweisen: Sie entwickelten Schrauben und Platten aus Seidenproteinen des Kokons der Seidenraupe, die einen Knochenbruch besser heilen lassen.

Das Beth Israel Deaconess Medical Center in Boston hat durch intensive Forschung an Seidenproteinen zusammen mit Forschern der Tufts University School of Engineering wieder bahnbrechende Ergebnisse für ein medizinisches Problem erzielen können. Auch hier zeigt sich wieder, dass gerade die Natur die besten Lösungen für uns Menschen bereithält. Die Grundlage des Problems: Wenn man sich einen Knochen bricht, behandeln die meisten Chirurgen den Bruch mit Schrauben und Platten, die helfen den Knochen wieder zu verbinden und dann zu heilen. Diese Befestigungsvorrichtungen sind meistens aus Metall gefertigt. Metall birgt aber im menschlichen Körper einige Nachteile. Zum einen sind Platten und Schrauben aus Metall sehr hart und unnachgiebig, was großen Druck auf den Knochen ausübt. Zum anderen erhöhen Metallteile das Infektionsrisiko und verschlechtern die Wundheilung. Außerdem müssen in vielen Fällen Metallimplantate nach der Heilung des Bruchs wieder entfernt werden und so wird eine zweite, eigentlich unnötige Operation notwendig.

Die Kokons von Seidenraupen. ©naumoid/iStock

Schrauben und Platten aus Seidenproteinen

Sogenannte resorbierbare Befestigungsmittel, die aus synthetischen Polymeren hergestellt werden, vermeiden zwar einige dieser Probleme, aber sie erhöhen gleichzeitigt auch das Entzündungsrisiko und sind außerdem schwer zu implantieren. Die Forscher haben nun Seide als neues Hilfsmittel entdeckt: Sie verwendeten reine Seidenproteine, die aus den Kokons von Seidenraupen gewonnen werden, um daraus chirurgische Platten und Schrauben zu fertigen, die nicht nur die Knochenremodellierung nach einer Verletzung verbessern, sondern die vor allem auch nach einer Zeit vom Körper absorbiert werden können, das heißt sie müssen nicht mehr durch einen zusätzlichen chirurgischen Eingriff entfernt werden.

Natürliche Produkte passen sich dem Körper besser an

Der Artikel über die neue Entdeckung wurde in der Märzausgabe der wissenschaftlichen Zeitschrift „Nature Communications“ vorgestellt. Dr. Samuel Lin, einer der Co-Autoren des Artikels, erklärt: „Im Gegensatz zu Metall kann die Zusammensetzung von Seidenprotein der Knochenzusammensetzung ähneln. Seidenprodukte sind extrem robust, sie behalten ihre Strukturstabilität selbst unter sehr hohen Temperaturen und halten extremen Bedingungen stand. Außerdem können sie leicht sterilisiert werden.“ Dr. David Kaplan, einer der Ingenieure, die an dem Projekt beteiligt waren, erläutert zusätzlich: „Einer der großen Vorteile von Seide ist, dass sie stabilisiert und bioaktive Teile ausliefern kann. So können Platten und Schrauben aus Seide tatsächlich Antibiotika und Medikamente enthalten und auf diese Art das Knochenwachstum und die Heilung fördern und Entzündungen hemmen.“ Bisher wurden bereits 28 Schrauben auf Seidenbasis getestet und keine der Schrauben versagte bei der Implantation. Es zeigt sich, dass der Körper besser mit natürlichen Produkten, wie Seide als mit künstlich hergestellten Produkten wie Metall reagiert und mit den Naturprodukten zusammenarbeitet. So werden schädliche Fremdkörper nach Operationen vermieden und die Natur zeigt uns, dass sie noch einige Überraschungen für uns bereithält, die wir erforschen und dann verwenden dürfen.

Quelle: Beth Israel Deaconess Medical Center
Text: Kristina Reiß