Auf bestimmten Molekülen können Mineralien auskristallisieren und dabei scheinbar zufällig die Nanostruktur des Knochens imitieren. Das beobachteten Wissenschaftler der Northwestern University in Evanston im Bundesstaat Illinois. Ihre Ergebnisse stellen sie in der Fachzeitschrift Science vor.
Das Team um Samuel Stupp hat Moleküle hergestellt, die sich von selbst zu einem Strang formieren. Diese ähneln stark den Kollagenfibrillen im echten Knochen in Form und Größe. Der künstliche Strang bildet sich ohne menschliches Zutun, weshalb man bei einem solchen Vorgang von Selbstorganisation spricht. “Bei der Bildung dieser Nanofaser bildete sich ein Gel, das als Kleber bei Knochenbrüchen dienen könnte”, meint Stupp.
Wichtiger als die gelartige Konsistenz war jedoch noch eine zweite Beobachtung: Gaben die Forscher nun zu dem Strang ein natürliches Knochenmineral, den Hydroxyapatit, in gelöster Form, so kristallisierte es in Plättchen längs der Molekülstränge aus. Dabei ergab sich abermals von selbst eine dem echten Knochen verblüffend ähnliche Struktur.
“Auch die Natur bedient sich organischer Materialien, dem Kollagen, und anorganischer Verbindungen, dem Hydroxyapatit, um Substanzen mit bestimmten Eigenschaften hervorzubringen, so wie den Knochen”, erklärt Stupp. Ein Prinzip, das die Forscher der Natur abgeschaut haben. Deshalb gehen sie auch davon aus, dass das synthetische Knochenmaterial sich gut mit Zellen vertragen sollte. So könnte es auch als faserartiges Gerüst zum Heranzüchten von Nervenzellen, Muskelzellen oder Leberzellen dienen, so die Vision der Forscher.
Susanne Donner
