Infectie voorkomen, genezing vergemakkelijken: nieuwe biomaterialen van spinnenzijde: nieuwe biomaterialen ontwikkeld aan de universiteit van Bayreuth voorkomen kolonisatie door bacteriën en schimmels, maar helpen tegelijkertijd proactief bij de regeneratie van menselijk weefsel. Deze Nanogestructureerde Ma

Home > Media > Voorkomen van infectie, vergemakkelijken van genezing: nieuwe biomaterialen uit spinnenzijde: nieuwe biomaterialen ontwikkeld aan de Universiteit van Bayreuth voorkomen kolonisatie door bacteriën en schimmels, maar helpen tegelijkertijd proactief bij de regeneratie van menselijk weefsel. Deze nanogestructureerde ma

Scannende elektronenmicroscoopbeelden leveren een overweldigend bewijs van het verschil. Links: Er vormt zich een biofilm op het oppervlak van polycaprolacton, een biologisch afbreekbaar plastic dat veel in de geneeskunde wordt gebruikt. Rechts: Spinzijde laat geen biofilmvorming toe. CREDIT
Afbeeldingen: Gregor Lang.

Abstract:
Nieuwe biomaterialen die aan de Universiteit van Bayreuth zijn ontwikkeld, elimineren het risico op infectie en vergemakkelijken genezingsprocessen. Een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Dr. Thomas Scheibel is erin geslaagd deze materiaaleigenschappen, die zeer relevant zijn voor de biomedische geneeskunde, te combineren. Deze nanogestructureerde materialen zijn gebaseerd op spinnenzijde-eiwitten. Ze voorkomen kolonisatie door bacteriën en schimmels, maar helpen tegelijkertijd proactief bij de regeneratie van menselijk weefsel. Ze zijn daarom ideaal voor implantaten, wondverbanden, prothesen, contactlenzen en andere alledaagse hulpmiddelen. De wetenschappers hebben hun innovatie gepresenteerd in het tijdschrift Materials Today.

Voorkomen van infectie, vergemakkelijken van genezing: Nieuwe biomaterialen uit spinnenzijde: Nieuwe biomaterialen ontwikkeld aan de Universiteit van Bayreuth voorkomen kolonisatie door bacteriën en schimmels, maar helpen tegelijkertijd proactief bij de regeneratie van menselijk weefsel. Deze nanogestructureerde ma

Bayreuth, Duitsland | Geplaatst op 28 augustus 2020

Het is een sterk onderschat infectierisico: microben nestelen zich op de oppervlakken van voorwerpen die onmisbaar zijn bij medische therapie of voor de kwaliteit van leven in het algemeen. Geleidelijk aan vormen ze een dichte, vaak onzichtbare biofilm die zelfs met schoonmaakmiddelen niet gemakkelijk te verwijderen is en die vaak resistent is tegen antibiotica en antimycotica. Bacteriën en schimmels kunnen dan naar het aangrenzende weefsel van het organisme migreren. Als gevolg hiervan verstoren ze niet alleen verschillende genezingsprocessen, maar kunnen ze zelfs levensbedreigende infecties veroorzaken.

Met een nieuwe onderzoeksbenadering hebben wetenschappers van de Universiteit van Bayreuth nu een oplossing voor dit probleem gevonden. Met behulp van biotechnologisch geproduceerde spinnenzijde-eiwitten hebben ze een materiaal ontwikkeld dat de adhesie van pathogene microben voorkomt. Zelfs streptokokken, resistent tegen meerdere antibacteriële middelen (MRSA), hebben geen kans om zich op het materiaaloppervlak te nestelen. Biofilms die groeien op medische instrumenten, sportartikelen, contactlenzen, prothesen en andere alledaagse voorwerpen kunnen daarom binnenkort verleden tijd zijn.

Bovendien zijn de materialen ontworpen om tegelijkertijd de adhesie en proliferatie van menselijke cellen op hun oppervlak te bevorderen. Als ze kunnen worden gebruikt voor bijvoorbeeld wondverbanden, huidvervanging of implantaten, ondersteunen ze proactief de regeneratie van beschadigd of verloren weefsel. In tegenstelling tot andere materialen die eerder werden gebruikt om weefsel te regenereren, is het risico op infectie intrinsiek geëlimineerd. Microbieel resistente coatings voor een verscheidenheid aan biomedische en technische toepassingen zullen dus in de nabije toekomst beschikbaar komen.

De Bayreuth-onderzoekers hebben tot dusverre met succes de microbe-afstotende functie getest op twee soorten spinnenzijde-materialen: op films en coatings die slechts enkele nanometers dik zijn en op driedimensionale hydrogel-scaffolds die kunnen dienen als precursors voor weefselregeneratie. “Onze onderzoeken tot nu toe hebben geleid tot een bevinding die absoluut baanbrekend is voor toekomstig onderzoek. Met name de microbe-afstotende eigenschappen van de door ons ontwikkelde biomaterialen zijn niet gebaseerd op toxische, dwz niet op celvernietigende effecten. De doorslaggevende factor ligt veeleer in structuren op nanometerniveau, die de spinzijdeoppervlakken microbe-afstotend maken. Ze maken het voor ziekteverwekkers onmogelijk om zich aan deze oppervlakken te hechten ”, legt prof. Dr. Thomas Scheibel uit, voorzitter van Biomaterialen aan de Universiteit van Bayreuth.

“Een ander fascinerend aspect is dat de natuur opnieuw heeft bewezen het ideale rolmodel te zijn voor zeer geavanceerde materiaalconcepten. Natuurlijke spinrag is zeer resistent tegen microbiële aantasting en de reproductie van deze eigenschappen op een biotechnologische manier is een doorbraak ”, voegt Prof. Dr.-Ing toe. Gregor Lang, een van de twee eerste auteurs en hoofd van de onderzoeksgroep Biopolymer Processing aan de Universiteit van Bayreuth.

In de Bayreuth-laboratoria werden spinnenzijde-eiwitten specifiek ontworpen met verschillende nanostructuren om biomedisch relevante eigenschappen voor specifieke toepassingen te optimaliseren. Opnieuw hebben de genetwerkte onderzoeksfaciliteiten op de campus van Bayreuth hun waarde bewezen. Samen met het Bavarian Polymer Institute (BPI) waren drie andere interdisciplinaire onderzoeksinstituten van de Universiteit van Bayreuth betrokken bij deze onderzoeksdoorbraak: het Bayreuth Center for Material Science & Engineering (BayMAT), het Bayreuth Center for Colloids & Interfaces (BZKG), en het Bayreuth Centrum voor Moleculaire Biowetenschappen (BZKG).

###

Onderzoekssamenwerking: in de studie die nu in Materials Today is gepubliceerd, werkte het team van de Universiteit van Bayreuth samen met onderzoekspartners van de Saarland Universiteit en de Universiteit van Gießen.

Onderzoeksfinanciering: Het onderzoekswerk aan de Universiteit van Bayreuth werd gefinancierd door de Duitse Onderzoeksstichting (DFG) in het kader van de collaboratieve onderzoekscentra TRR 225 ("From the Basics of Biofabrication to Functional Tissue Models") en SFB 840 ("From Deeltjesvormige nanosystemen voor mesotechnologie ”).

####

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Thomas Scheibel
49-921-556-700

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer: