Bahnbrechender „biologischer Klebstoff“ aus Israel könnte Nähte bei Operationen überflüssig machen und Millionen Leben retten

Ein Team israelischer Wissenschaftler steht hinter einer bahnbrechenden Erfindung, die die Art und Weise, wie Operationen durchgeführt werden, grundlegend verändern und möglicherweise Millionen von Menschenleben retten könnte.

Das Team unter der Leitung von Dr. Shady Farah, Leiter des Labors für fortschrittliche funktionelle medizinische Polymere und intelligente Wirkstoffabgabetechnologien an der Fakultät für Chemieingenieurwesen des Technion, hat einen biologischen Klebstoff entwickelt, der Gewebe innerhalb von Sekunden miteinander verbindet und sich anschließend sicher im Körper abbaut.

Bislang hatten Chirurgen keine andere Wahl, als Nähte und Metallklammern zu verwenden, um Blutungen zu stillen. Beide Methoden sind invasiv und können zu Infektionen führen: „Etwa 11 von 100 Menschen, die sich einem medizinischen Eingriff unterziehen, entwickeln Infektionen an der Schnittstelle“, so Farah. „Das sind fast 30 Millionen Menschen pro Jahr, und mindestens vier Millionen sterben innerhalb von 30 Tagen an Blutungen, Infektionen oder Komplikationen im Zusammenhang mit diesen Operationen.“

Die Inspiration für die neue israelische Erfindung kam von Weichtieren wie Schnecken, Nacktschnecken und Muscheln, erzählte Farah Ynet.

„Wie schaffen es diese Lebewesen, sich an glatten, nassen Oberflächen festzuhalten? Wir wollten von ihrer Chemie lernen und sie in unser Material integrieren“, sagte Farah und fügte hinzu, dass sein Team die gleiche Chemie wie bei Weichtieren nutzte, um ein polymerbasiertes Hydrogel zu entwickeln, das menschliches Gewebe nachahmen und schnell und effektiv an verschiedenen Gewebetypen haften kann.

„Eines der Hauptprobleme bestehender biologischer Klebstoffe ist ihre Unfähigkeit, in feuchten Umgebungen zu haften, zusätzlich zu ihrer schlechten Biokompatibilität und ungenauen Herstellung“, fuhr Farah fort. „Die meisten chemischen Verbindungen basieren auf Wasserstoffbrücken zwischen dem Material und dem Gewebe, aber bei Vorhandensein von überschüssigem Wasser oder Blut ist es sehr schwierig, eine stabile Verbindung herzustellen, da das Wasser um dieselben Bindungen konkurriert. Indem wir von der Chemie der Natur gelernt haben, ist es uns gelungen, diese Herausforderung zu meistern.“

Der neue „biologische Klebstoff“ kann in 3D gedruckt und an den Benutzer angepasst werden und härtet unter ultraviolettem Licht schnell aus, sagte Farah:

„Unser Ziel war es, ein intelligentes Material zu entwickeln, das auch mit hoher Auflösung 3D-gedruckt und an den Anwender angepasst werden kann. Es hat außerdem Formgedächtniseigenschaften. Wir können es in einer Form fixieren, und sobald es sich im Körper befindet, verwandelt es sich als Reaktion auf einen physiologischen Auslöser in eine andere vorgefertigte Form. Dies ermöglicht einen weniger invasiven, weniger traumatischen chirurgischen Eingriff“, erklärte er.

Farah fuhr fort, dass es sich „innerhalb von fünf bis zehn Sekunden nach UV-Bestrahlung“ zu einem Hydrogel formt.

Die Tatsache, dass sich die Lösung so schnell zu einem Hydrogel formt, ermöglicht hochauflösendes Drucken, schnelle Produktion und präzise Kontrolle über die Form. „Dies sind intelligente Klebstoffe – weniger invasiv, weniger traumatisch für den Wundbereich und geeignet, um Blutungen zu stoppen“, fügte er hinzu.

Darüber hinaus bekämpft der Klebstoff aktiv potenzielle Infektionen.

„Er zerstört die Zellwände der Bakterien, wodurch diese schnell absterben und die Bildung pathogener Biofilme verhindert wird“, sagte er. „Dies trägt dazu bei, potenzielle postoperative Komplikationen zu vermeiden.“

Das Material hat bereits die erforderlichen Labortests und Analysen bestanden.

„Unser nächster Schritt ist es, es an Großtiermodellen zu testen, die der menschlichen Physiologie näherkommen“, sagte Farah. „Dies ist die Phase vor den klinischen Studien. Wir planen, im kommenden Jahr mit Tests an Großtieren zu beginnen und dann zu Versuchen am Menschen überzugehen.“

Das neue Material hat nicht nur lebensrettendes Potenzial, sondern sogar potenzielle kosmetische Anwendungsmöglichkeiten.

„Das Ziel ist es, Wunden mit weniger Trauma und weniger Schäden am umliegenden Gewebe zu schließen“, betonte Farah. „Das bedeutet weniger Narben und bessere ästhetische Ergebnisse.“