Wie genau sind Sie im Projekt verfahren, um dieses biomedizinisch einsetzbare Material herzustellen?
Schmelzer: Zunächst einmal mussten wir ein Verfahren etablieren, mit dem wir die Herstellung und Reinigung eines rekombinanten Tropoelastins ermöglichen. In unserem Fall haben wir das Protein unter Nutzung des E.coli-Bakteriums hergestellt. Wir haben diesen Herstellungsprozess so optimiert, dass wir eine größtmögliche Menge bei einem hohen Reinheitsgrad erhalten. Anschließend wollten wir das Produkt noch modifizieren. In unserem Fall war das Ziel eine Hydroxylierung, die im nativen Tropoelastin auch vorkommt. Das war zwar sehr schwierig, ist uns zum Projektende hin aber gelungen.
Es handelte sich um ein Gemeinschaftsprojekt. An der MLU Halle wurde das biotechnologische Verfahren zur Modifizierung des rekombinanten Tropoelastins entwickelt. Unsere Aufgabe am IMWS war es zu bestimmen, welche bestimmten Modifikationen vorkommen und wo im Material diese stattfinden. Es laufen eine Reihe von Modifikationen ab, bevor Elastin entsteht.
Die Weiterverarbeitung hat dann wieder am Fraunhofer-Institut stattgefunden. Wir haben durch ein Elektrospinnverfahren Halbzeuge hergestellt. Mit diesem Verfahren lassen sich Fasern mit einem extrem geringen Durchmesser spinnen. Wir sprechen hier von Werten im Submikrometerbereich, also mehreren 100 Nanometern. Dadurch konnten wir die natürlichen Fasern im Körper sehr gut nachbilden.
Anschließend haben wir das so entstandene Material hinsichtlich Porengröße, Faserdurchmesser, Biokompatibilität und mechanische Eigenschaften charakterisiert. Bei der Skinomics GmbH wurden schließlich präklinische Untersuchungen durchgeführt und Demonstratoren aus den Materialien entwickelt.
Das Projekt ist beendet. Welche Erkenntnisse haben Sie im Projektzeitraum gewinnen können?
Schmelzer: Wir haben eine ganze Reihe von spannenden Ergebnissen erzielt. Was wir in diesem Projekt zeigen konnten, ist die Machbarkeit. Es ist uns erstmalig gelungen, solche natürlichen Modifikationen in ein synthetisch hergestelltes Material einzubringen. Bei biotechnologisch erzeugten Produkten ist das nicht immer einfach. Die entstandenen Vliese wie auch Hydrogele sind – aufgebracht auf entsprechendes Trägermaterial – als Wundauflage definitiv zu verarbeiten. Von einem fertigen Endprodukt sind wir aber noch weit entfernt. Die hohen Kosten der Herstellung sind derzeit limitierend. Die beste Wundauflage nützt nichts, wenn der Preis dafür nicht stimmt.
Zwar haben wir die Zielstellung, Tropoelastin als Wundversorgungsmaterial zu gewinnen noch nicht aufgegeben, müssen aber noch an der Skalierung und den Kostenfaktoren arbeiten. Wir wollen aber auch die Modifikationen weiter verfeinern. Wir denken, dass dort noch großes Potenzial vorhanden ist – nicht nur für bessere Wundauflagen, sondern auch im Hinblick auf das Verständnis der Wirkweise von Elastin im Körper allgemein.