Muscheln zur Herstellung vernetzter Wundverbände

Im Rahmen der Untersuchung der Fähigkeit von Muscheln an Metalloberflächen zu haften, ist es Fouzia Boulmedais, Forscherin am Charles -Sadron-Institut, gelungen, einen bio-inspirierten Klebstoff zu entwickeln, der Enzyme auf Metalloberflächen binden kann. Eine Entdeckung, für die sie ein Patent angemeldet hat und die den Weg für die Schaffung von vernetzten Verbänden ebnet.

Fouzia Boulmedais. Photo MR

Fouzia Boulmedais arbeitet auf dem Gebiet der Behandlung von Oberflächen, um ihnen Funktionalität zu verleihen. Die Idee ist, als Ergebnis vernetzte Wundverbände zu entwickeln. Ein Prozess, der die Fähigkeit erfordert, Enzyme an eine Metalloberfläche zu binden. Letztere ermöglicht das Senden von elektrischer Energie, um Informationen über die Wunde zu übermitteln.

Um diese Oberflächen zu bearbeiten, überlagerte die Forscherin verschiedene Schichten aus positiv und negativ geladenen Polymeren. Eine Arbeit, die Zeit braucht. Ihre Entdeckung basierte auf einer einfachen Frage: „Wie können wir diese Beschichtung mit einem elektrischen Reiz schneller erhalten?" Da kommen die Muscheln ins Spiel. „Ich hatte eine Studie eines amerikanischen Forschers über ihre Fähigkeit, fest an metallischen Werkstoffen zu haften, gelesen", erzählt die Physikochemikerin, die beschloss, sich für diese Eigenschaft zu interessieren.

Ein Blutzuckermessgerät

„Wenn sich diese Muscheln auf einem Bootsrumpf befinden, scheiden sie ein Protein aus. In letzteren haben die Forscher festgestellt, dass es eine Wiederholung einer Einheit, die L. Dopa, gab. Aus dieser Einheit habe ich mein bio-inspiriertes Molekül hergestellt", erklärt Fouzia Boulmedais. Das Molekül weist ein zweifache Affinität auf: Es kann mit dem von der Forscherin genutzten leitfähigen Metall interagieren, aber auch mit Aminen, einer organischen Verbindung, die in allen Enzymen vorhanden ist.

Um ihre Hypothese zu testen, führte Fouzia Boulmedais ein Experiment mit Glucoseoxidase durch, einem aminreichen Enzym. Das bio-inspirierte Molekül, gemischt mit Glucoseoxidase, wird durch einen elektrischen Strom aktiviert, um das Enzym an eine Elektrode zu binden. Die Glucoseoxidase misst die Menge der Elektronen, die bei Kontakt mit Glukose freigesetzt werden. Fouzia Boulmedais erhält somit ein Blutzuckermessgerät mit einer neuen Methode, um einer Oberfläche Funktionalität zu verleihen.

Nachweis einer bakteriellen Infektion

Nächster Schritt: Anwendung dieser bio-inspirierten Methode, um einen Verband auf leitfähigen Fasern herzustellen. Fouzia Boulmedais arbeitet mit Anne Hébraud zusammen, einer Forscherin am Institut für Chemie und Verfahren für Energie, Umwelt und Gesundheit. „Wir werden an einem vernetzten Verband arbeiten, der eine mögliche bakterielle Infektion erkennen kann."

Für das Projekt soll ein Enzym verwendet werden, das die Harnsäure misst, ein Molekül, das natürlich in der Wunde vorhanden ist. „Wenn es ein Bakterium gibt, nimmt die Harnsäure ab. Diese mit dem Enzym festgestellte Abnahme führt zur Absendung einer Information vom Verband." Die längerfristige Idee wäre, Mikroelektroden mit einem anderen Enzym zu behandeln, was es ermöglichen würde, mehrere biologische Tests mit einer einzigen Probe durchzuführen.