Biomaterial: Bessere Oberflächen, weniger Blutgerinnsel

Wenn Blutgefäße stark geschädigt sind oder die Herzklappen nicht mehr richtig arbeiten, muss Ersatz her. Diese Lebensretter bestehen in der Regel aus Kunststoffen. Neben vielen Vorteilen haben diese Materialien einen wesentlichen Nachteil beim Kontakt mit Blut: Sie aktivieren häufig die Gerinnung, was dazu führen kann, dass sich auf ihrer Oberfläche Blutgerinnsel bilden. Lösen sich diese, kann es zu lebensbedrohlichen Komplikationen, wie Thrombosen oder Embolien, kommen. Daher müssen Patienten mit solchen Implantaten oft ein Leben lang Gerinnungshemmer einnehmen und leiden unter deren Nebenwirkungen.

Einen neuen Ansatz zur Lösung dieser Probleme haben jetzt deutsche Forscher in Form von nanostrukturierten Polymeroberflächen entwickelt. Diese weisen feinste hochgeordnete Oberflächenmuster auf, deren Polymerkristalle nur wenige zehn Milliardstel Meter groß sind.

Der Clou dabei: Diese geordneten Muster sind etwa genau so klein wie das Eiweißmolekül Fibrinogen, das ein wichtiger Faktor bei der Blutgerinnung ist. Durch diese Größenübereinstimmung und physikalische Kräfte richtet sich das Fibrinogen entlang der Muster aus. Werden Blutplättchen, die ebenfalls wichtig bei der Blutgerinnung sind, mit vorbehandelten fibrinogenbeschichteten Polymermustern in Kontakt gebracht, verändern sich diese zumeist. Die Änderungen sind jedoch stark von der Struktur der Polymermuster abhängig.  Mittels der neuen Oberfläche lässt sich die Blutplättchenaktivierung nun so gestalten, dass sie die Bildung von Thrombosen verhindert.

Referenzen:
Friedrich-Schiller-Universität Jena

How Nanotopography-Induced Conformational Changes of Fibrinogen Affect Platelet Adhesion and Activation, Langmuir 2020; https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.0c02094