拜罗伊特大学(University of Bayreuth)研发的新型生物材料可能会消除感染的风险，促进愈合过程。由Thomas Scheibel教授领导的研究小组成功地将这些与生物医学高度相关的材料特性结合起来。这些纳米结构材料是基于蜘蛛丝蛋白。他们阻止细菌和真菌的定植，但同时积极协助人类组织的再生。因此，它们是植入物、伤口敷料、假体、隐形眼镜和其他日常辅助工具的理想选择。科学家们在今天的《材料》杂志上介绍了他们的创新。
这是一个被广泛低估的感染风险:微生物沉降在物体表面，而这些物体对于医学治疗或一般的生活质量是必不可少的。渐渐地，它们会形成一层致密的、通常看不见的生物膜，即使用清洁剂也无法轻易清除，而且往往对抗生素和抗微生物药物具有耐药性。细菌和真菌可以迁移到生物体的邻近组织中。因此，它们不仅会干扰各种愈合过程，甚至会导致危及生命的感染。
通过一种新的研究方法，拜罗伊特大学的科学家们现在已经找到了解决这个问题的方法。利用生物技术生产的蛛丝蛋白，他们已经开发出一种材料，可以防止病原微生物附着。即使是对多种抗菌剂(MRSA)具有耐药性的链球菌，也不可能在材料表面沉降。因此，在医疗器械、运动设备、隐形眼镜、假肢和其他日常用品上生长的生物膜可能很快就会成为历史。
此外，这些材料的设计同时有助于人类细胞在其表面的粘附和增殖。如果它们可以用于伤口敷料、皮肤置换或植入物，它们可以积极支持受损或丢失组织的再生。与之前用于再生组织的其他材料相比，感染的风险在本质上被消除了。在不久的将来，用于各种生物医学和技术应用的抗微生物涂层将成为可能。
拜罗伊特的研究人员迄今为止已经成功地在两种蜘蛛丝材料上测试了这种驱菌功能:一种是只有几纳米厚的薄膜和涂层，另一种是可以作为组织再生前体的三维水凝胶支架。“到目前为止，我们的调查结果对未来的研究工作绝对是开创性的。特别是，我们开发的生物材料的防微生物特性不是基于有毒，即不破坏细胞的效果。决定性的因素在于纳米级的结构，这使得蜘蛛丝表面具有防微生物作用。它们使得病原体无法附着在这些表面上，”拜罗伊特大学生物材料学主席托马斯·谢贝尔教授解释说。
“另一个令人着迷的方面是，大自然再次被证明是高度先进材料概念的理想榜样。”天然的蛛丝对微生物的侵袭有很强的抵抗力，以生物技术的方式繁殖这些特性是一种突破，”ing博士补充说。Gregor Lang说，他是两位第一作者之一，也是拜罗伊特大学生物聚合物加工研究小组的负责人。
在拜罗伊特实验室中，蜘蛛丝蛋白被专门设计成各种纳米结构，以优化生物医学相关性能，使之适用于特定的应用。拜罗伊特校园里的网络化研究设施再一次证明了它们的价值。拜罗伊特大学的其他三个跨学科研究机构与巴伐利亚聚合物研究所(BPI)一起参与了这项突破性研究:拜罗伊特材料科学与工程中心(BayMAT)、拜罗伊特胶体与界面中心(BZKG)和拜罗伊特分子生物科学中心(BZKG)。
