Medizinischer Klebstoff aus Muscheln

In der Natur gibt es einen robusten, fest haftenden, universellen Klebstoff: Muscheln kleben sich damit unter Wasser an fast alle Arten von Oberflächen, von Steinen über Holzpfosten bis hin zu metallenen Schiffsrümpfen. Mit verantwortlich für diese Klebewirkung ist die Aminosäure Dihydroxyphenylalanin (DOPA). Die im Kleber enthaltenen DOPA-Gruppen reagieren unter Bedingungen, wie sie in Meerwasser herrschen, schrittweise zu einer quervernetzten Polymermatrix und sind in der Lage, fest an anorganische Oxide im Gestein zu binden. Zudem binden sie mehrwertige Metallionen des Meerwassers, beispielsweise Eisenionen, was dem Muschelkleber selbstheilende Eigenschaften verleiht.

Forscher vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz haben sich von diesem Muschelkleber inspirieren lassen. Sie stellten vierarmige sternförmige Polymere her, an deren Enden sie Nitrodopamin-Gruppen knüpften. Diese Gruppen verhelfen dem Kleber zu einer Vernetzung unter Wasser sowie zu Selbstheilungseigenschaften. So wuchs ein zerschnittenes Gel aus dem neuen Material innerhalb weniger Minuten wieder zusammen. Dank der Nitro-Funktion (-NO2) hat das durch Muschelkleber inspirierte Material noch einen zusätzlichen Bonus: Die Moleküle lassen sich durch Einstrahlung von UV-Licht spalten - der Kleber wird damit wiederablösbar.

Damit hat das Mainzer Team den Grundstein für eine wassertaugliche, selbstheilende, mit Oberflächen reagierende, unter Licht abbaubare und dazu biokompatible Klebstoffklasse gelegt. Das Material könnte auch in der Medizin Verwendung finden, etwa bei wieder ablösbaren Gelpads für die Regeneration von Haut oder als reversibler Wundkleber für mehrmalige Operationen.

Literatur: Shafik, Z., et al.: Angewandte Chemie 2012, Online: doi: 10.1002/ange.201108629.