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Bioklebstoff-Technologie

Novelglue

Ein Bioklebstoff nach dem Vorbild der Miesmuschel

Vorbild ist das Haftprotein, mit dem sich die Miesmuschel an Felsen festheftet. Der Bioklebstoff haftet auch unter anspruchsvollen Bedingungen gut, etwa unter Wasser oder im Körper. Wir wollen ihn für Medizinprodukte, das Tissue Engineering und industrielle Anwendungen nutzbar machen.

Bio

Vollständig biokompatibel

Gewebeverträglich und nicht toxisch

Nass

Nasshaftung

Starke Haftung unter Wasser und in feuchter Umgebung

Med

Ziel: Medizinproduktqualität

Angestrebt wird die Qualitätsstufe für Medizinprodukte

Die Wissenschaft

Ein neuartiger Bioklebstoff, inspiriert von Meeresorganismen

01

Die Entdeckung der Aminosäure DOPA

Fußproteine der Muschel (Mussel Foot Proteins, Mfp) enthalten große Mengen einer ungewöhnlichen Aminosäure, DOPA (3,4-Dihydroxy-L-phenylalanin). Ihr verdanken sie die Fähigkeit, auch an nassen Oberflächen stark zu haften.

02

Bioinspirierte Synthese

Anhand der natürlichen Mfp-Struktur entwerfen und synthetisieren wir mit bioinformatischen und biochemischen Methoden ähnliche Proteine. Mit Expressionssystemen wie E. coli haben wir ein skalierbares Produktionsverfahren etabliert.

03

Wie DOPA an Oberflächen bindet

DOPA bindet über Koordinationsbindungen, Wasserstoffbrücken und π-π-Wechselwirkungen fest an Oberflächen ganz unterschiedlicher Substrate (Metalle, Keramiken, organische Stoffe und lebendes Gewebe). Weil es beim Binden Wassermoleküle von der Oberfläche verdrängt, bleibt die Haftleistung auch unter feuchten Bedingungen erhalten.

04

Biokompatibilität und Abbaubarkeit

Werkstoffe auf Proteinbasis werden im Körper enzymatisch abgebaut und hinterlassen keine toxischen Nebenprodukte. Unser Ziel ist es, in der Medizin, etwa bei resorbierbarem Nahtmaterial, beim Wundverschluss und beim Verbinden von Geweben, chemische Klebstoffe zu ersetzen.

Entwicklungsstatus

Stand der Entwicklung

Phase 1
Proteindesign und SyntheseAbgeschlossen
Phase 2
Charakterisierung der Haftung im LabormaßstabIn Arbeit
Phase 3
Biokompatibilitätsprüfung (Normenreihe ISO 10993)In Arbeit
Phase 4
Zertifizierung auf Medizinprodukte-NiveauGeplant

Hinweis: Wir suchen derzeit Partner für gemeinsame Forschung sowie Investoren. Einzelheiten erfahren Sie auf Anfrage.

Wissenschaftliche Grundlage

Die Belege dahinter

Novelglue ist vom Haftmechanismus der Muschelfußproteine (Mfp) inspiriert, der auf DOPA (3,4-Dihydroxy-L-phenylalanin) beruht. Die Nasshaftung durch DOPA, die Catechol-Chemie und die Mehrpunktbindung an Metalle und organische Stoffe sind in der folgenden begutachteten Fachliteratur belegt.

Literatur

  1. Lee H., Dellatore S.M., Miller W.M., Messersmith P.B. Mussel-Inspired Surface Chemistry for Multifunctional Coatings. Science, 2007, 318(5849), 426–430. DOI →
  2. Waite J.H. Mussel adhesion — essential footwork. Journal of Experimental Biology, 2017, 220(4), 517–530. DOI →
  3. Maier G.P., Rapp M.V., Waite J.H., Israelachvili J.N., Butler A. Adaptive synergy between catechol and lysine promotes wet adhesion by surface salt displacement. Science, 2015, 349(6248), 628–632. DOI →
  4. Lee B.P., Messersmith P.B., Israelachvili J.N., Waite J.H. Mussel-Inspired Adhesives and Coatings. Annual Review of Materials Research, 2011, 41, 99–132. DOI →
  5. Yu J., Wei W., Danner E., Ashley R.K., Israelachvili J.N., Waite J.H. Mussel protein adhesion depends on interprotein thiol-mediated redox modulation. Nature Chemical Biology, 2011, 7(9), 588–590. DOI →
  6. Kawakami Y., et al. Development of the FP121 series: Hybrid proteins mimicking marine adhesive proteins with cell adhesion and proliferation activity. Materials & Design, 2025. ScienceDirect →

Gemeinsame Forschung und Technologielizenzen

Bitte nehmen Sie Kontakt mit uns auf, wenn Sie ausführliche technische Unterlagen und Muster zu Novelglue oder eine gemeinsame Forschung wünschen.

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