Wissenschaftler haben bei ihrer Suche nach alternativen Materialien in der Membranforschung
eine neuartige Kompositmembran aus einer Alge in Kombination mit Polyactiden entwickelt.
Bei der Suche nach alternativen Materialien in der Membranforschung haben Wissenschaftler eine neuartige Kompositmembran aus der Alge Sargassum vulgare in Kombination mit Polyactiden entwickelt. Sargassum vulgare entstammt der Gattung der Braunalgen. In Kombination mit einem nachwachsenden Rohstoff aus Mais und Reis haben die Wissenschaftler und Zahnmediziner Dr. med. dent. Mustafa Ayna, Theresa Kohlhaas, Prof. Dr.-Ing. Cenk Aktas und Privat-Dozent Dr. Aydin Gülses die neuartige bio-organische Algenmembran entwickelt und auf ihre Wirkung hin untersucht. Die Ergebnisse wurden jüngst in der Fachzeitschrift Polymers veröffentlicht.
Bisher kommen in der Zahnmedizin hauptsächlich nicht-resorbierbare und resorbierbare Membranen zum Einsatz. Resorbierbare Membranen bestehen zum Beispiel aus Collagen, welches aus tierischem Material gewonnen wird. „Bei Membranmaterial tierischen Ursprungs besteht die Möglichkeit der Übertragung von infektiösen Eiweißpartikeln, die Krankheiten oder allergische Reaktionen hervorrufen können“, so Dr. med. dent. Mustafa Ayna, Zahnmediziner und Implantologe aus Duisburg. Wenn nach Verletzungen, Zahnverlust, Tumoroperationen, bei angeborenen Fehlbildungen im Kiefer oder anstehenden Zahnimplantatbehandlungen eine Knochenersatztherapie nötig wird, kommen Membrane zum Einsatz. Sie verhindern ein schnelles Einwachsen von Bindegewebszellen, sogenannte Fibroblasten. Die Membran ermöglicht durch ihre Barriere- und Platzhalterfunktion ein ungestörtes Knochenwachstum der nachwachsenden Osteoblasten.
Auf der Suche nach einem antioxidativen, antitumorösen, antibakteriellen, antimikrobiellem, antiviralen, antifungalen, antiallergischen, antikoagulierenden sowie immunstimulierenden Material sind die Wissenschaftler auf das Algenmaterial gestoßen. Die eingesetzten Polyactide sind chemisch aneinander gebundene Milchsäuremoleküle, die aus Mais und Reis gewonnen werden. Dieser nachwachsende natürliche Rohstoff ergänzt die positive Zytokompatibilität der Alge mit seinen ebenso positiven mechanischen Eigenschaften. „Die Kombination aus beiden Materialien ergibt eine höchst biokompatible Membran. Unsere Erwartungen hinsichtlich der Testreihen wurden sogar übertroffen“, berichtet Dr. med. dent. Mustafa Ayna und führt aus „Die Biokompatibilitätsuntersuchungen zeigten positive proliferative Effekte auf die Fribroblasten und Osteoblasten. Sie fügt sich also gut im Bindegewebe ein und unterstützt den Knochenaufbau. Auf die Osteosarkomazellen zeigte die Algenmembran sogar antiproliferative Effekte, was bedeutet, dass sie das Wachstum von bösartigen Knochentumorzellen hemmt.“
Die Algenmembran wurde ausgiebig auf ihre Oberflächenbeschaffenheit, ihre chemische Zusammensetzung und Biokompatibilität untersucht. Für die Biokompatibilitätsuntersuchungen erfolgte die in-vitro Durchführung der Viabilitätstests WST und MTT, des Proliferationstest BrdU, der FDA/PI-Färbung sowie der Rasterelektronenmikroskopie. Bei den untersuchten Zelllinien handelt es sich um Fibroblasten, Osteosarkomazellen und Osteoblasten.
Die Ergebnisse der Untersuchung wurden im Fachmagazin Polymers veröffentlicht und sind abrufbar unter: https://doi.org/10.3390/polym13060847
Veziroglu, S.; Ayna, M.; Kohlhaas, T.; Sayin, S.; Fiutowski, J.; Mishra, Y.K.; Karayürek, F.; Naujokat, H.; Saygili, E.I.; Açil, Y.; Wiltfang, J.; Faupel, F.; Aktas, O.C.; Gülses, A. Marine Algae Incorporated Polylactide Acid Patch: Novel Candidate for Targeting Osteosarcoma Cells without Impairing the Osteoblastic Proliferation. Polymers 2021, 13, 847.
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