Pflanzliches Polyester - natürliche Polymere als Wundauflage
Die Haut ist die wichtigste Barriere, um den Körper vor mikrobiellen Infektionserregern zu schützen. Diese hocheffektive Verteidigung ist aber nicht unüberwindlich. Gleich, ob es sich um eine harmlose Schürf- oder eine schwere Platzwunde handelt, immer können durch Öffnungen in der Haut auch Krankheitserreger eindringen. Durch die unglaubliche Fähigkeit der Haut zur Selbstreparatur wird die Wunde normalerweise schnellstmöglich geschlossen. Bei geschwächtem Immunsystem heilen Wunden jedoch oft schlecht oder es tritt eine chronische Wundheilungsstörung auf, was die Infektionsanfälligkeit deutlich erhöht. Um Betroffenen besser helfen zu können, experimentierte ein EU-finanziertes Projekt nun mit pflanzlichen Substanzen. „In Millionen von Jahren haben Pflanzen die bemerkenswerte Fähigkeit entwickelt, sich vor Gefahren jeglicher Art wie UV-Strahlung, Tierfraß oder Krankheitserregern zu schützen“, erklärt Cristina Silva Pereira, Biochemikerin am Institut für chemische und biologische Technologien António Xavier, Portugal. Unterstützt durch das EU-finanzierte Projekt MIMESIS entwickelte Silva Pereira einen natürlichen Wundverband auf Basis pflanzlicher Polymere (Polyester), der die antimikrobiellen Eigenschaften der Haut und deren Selbstheilung imitiert.
Pflanzliches Gegenstück zur menschlichen Haut
In der Natur vorkommende Polyester bedecken und schützen im Prinzip alle oberirdischen Teile einer Pflanze, z. B. Stängel, Früchte, Blätter und Zweige. Wie Silva Pereira erklärt, finden sich auf Pflanzen zwei Arten von Polyestern: Cutin und Suberin. „Beide Polyester kommen bei allen Pflanzen vor, haben jedoch eine jeweils spezifische Funktion“, ergänzt sie. „Cutin ist ein wachsartiger Repellent, der die oberirdischen Teile der Pflanze schützt. Suberin hingegen befindet sich im Periderm, etwa der Rinde von Bäumen sowie in Knollen, wo es als Barriere gegen äußere Gefahren dient.“ Und wo liegt nun der Nutzen für die menschliche Haut und die Wundheilung? „Diese einzigartige Polyesterkombination ist das pflanzliche Pendant zur äußeren Hautschicht des Menschen“, erläutert Silva Pereira weiter, „sodass auf dieser Basis Wundauflagen entwickelt werden könnten.“
Potenziell lebensrettende Funktion
Um Wundauflagen aus pflanzlichen Polymeren herzustellen, entwickelte MIMESIS für Cutin und Suberin ein innovatives, einfaches Extraktionsverfahren. Eine biokompatible ionische Flüssigkeit war die Grundsubstanz, um die Polyester in fast nativer Form zu extrahieren und vor allem deren Fähigkeiten zur Filmbildung zu erhalten. „Die natürliche Barrierefunktion, insbesondere antimikrobielle, bakterizide und fäulnishemmende Eigenschaften, erhalten zu können, war eine wichtige Voraussetzung bei der Entwicklung von Wundauflagen aus Pflanzenpolymeren“, sagt Silva Pereira. Und sie fügt hinzu, dass der bahnbrechende Erfolg nur den Fördermitteln des Europäischen Forschungsrates zu verdanken sind. „Das Stipendium hat Forschungen ermöglicht, von denen ich bislang nur träumen konnte“, schließt sie. „Ein hervorragender Forschungsverbund, der Expertise aus den Bereichen Polymer- und Materialwissenschaften sowie Pflanzenbiologie, Genetik und Bioraffinerie rekrutierte, zeigte, wie aus natürlichen pflanzlichen Substanzen potenziell lebensrettende Materialien entwickelt werden können.“ Die Arbeitsgruppe wird ihre Ergebnisse nun zusammenfassen und veröffentlichen. Zudem ist geplant, das neue Wissen zur Pflanzenimmunität in eine Machbarkeitsstudie zur Herstellung sicherer, natürlicher Inhaltsstoffe einfließen zu lassen, die dann für funktionelle Materialien und Agrarzusatzstoffe zur Anwendung kommen.
Schlüsselbegriffe
MIMESIS, Pflanzenpolyester, Wundauflage, Haut, mikrobielle Krankheitserreger, Infektion, Wunde, Immunsystem, Pflanzen, Biomaterial
