Perfektes Perlmutt ist im Labor herstellbar
Material aus Chitin und Aragonit eignet sich für medizinische Implantate
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Perlmutt: Künstlich herstellbar (Foto: Cornerstone/pixelio.de) |
Singapur (pte003/17.07.2020/06:10) Forschern von der Singapore University of Technology and Design https://www.sutd.edu.sg/ ist es gelungen, Perlmutt herzustellen, das dem natürlichen Gegenstück ebenbürtig ist. Das häufig in Muschelschalen enthaltene Perlmutt ist eines der härtesten natürlichen Materialien. Dazu ist es biokompatibel, wird also vom menschlichen Körper nicht abgestoßen. Deshalb haben Medizintechniker ein Auge auf das Material geworfen, das etwa als äußere Hülle von Implantaten geeignet sein könnte.
Material aus "Ziegelsteinen"
Im Prinzip besteht das künstliche Perlmutt aus flachen "Ziegelsteinen" aus Aragonit, einer Modifikation des Allerweltsminerals Calciumcarbonat, die sich überlappen. Als "Mörtel" dient eine wasserunlösliche Matrix aus Chitin. Dessen Oberfläche ist mit verschiedenen Proteinen belegt, darunter dem Seiden-Fibroin.
Der mineralische Anteil des künstlichen Perlmutts liegt bei 95 Prozent, der organische macht den Rest aus. Die Plättchen haben einen Durchmesser von fünf bis 15 Mikrometer und sind rund 0,5 Mikrometer dick. Die schauten sich die Forscher noch mal genauer an und stellten fest, dass diejenigen, die bisher versucht haben, Perlmutt zu synthetisierten, eine Eigenart der Plättchen übersehen hatten: Diese sind nicht eben, sondern tragen Wellen, die sich ineinander verkrallen.
Künstliches Perlmutt widerstandsfähig
Es gelang den Forschern, ähnlich strukturierte Plättchen herzustellen. Sie klebten sie auf einen hauchdünnen Chitinfilm und legten jeweils zwei dieser Hybride aufeinander. Den Zwischenraum füllten sie mit Seiden-Fibroin. Insgesamt stapelten sie 150 Plättchen übereinander. Die Belastungsprobe zeigte, dass dieses künstliche Perlmutt etwa viermal so widerstandsfähig war wie bisher synthetisierte Materialien. Um zu zeigen, dass ihr Material auch die biokompatiblen Eigenschaften seines natürlichen Gegenstücks hat, kultivierten die Wissenschaftler mit Erfolg embryonale Stammzellen auf der Oberfläche.
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