Foto: Repro

Titel

www.uni-potsdam.de/portal/juno2/titel

An der Grenze zwischen Soft Matter und Life Sciences

Chitin und Chitosan eröffnen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

Chitin und Chitosan gehören als Naturstoffe zu den Polysacchari­den, das heißt zu den aus zahlreichen Zuckerbausteinen aufgebau­ten Biopolymeren. Sie kommen vor allem in Insekten, Schalentieren und Pilzen vor und sind in der Biosphäre so weit verbreitet wie die Cellulose. Das aus dem Chitin herstellbare Chitosan besitzt physika­lische, chemische und biologische Eigenschaften, die vielfältige Anwendungsmöglichkeiten eröffnen.

strukturbildenden Eigenschaften der Poly­

saccharide von Interesse. Sowohl Chitin als auch Chitosan bilden in Lösung flüssigkristalli­ne Phasen, aus denen sich Fasern und Filme erzeugen lassen. Das positiv geladene Chitosan formt zusammen mit negativ geladenen Biopoly­meren Komplexe, die sich für die Herstellung von Mikro- und Nanokapseln eignen. Diese kön­nen für die Immobilisierung von Zellen und Enzymen sowie für die kontrollierte Wirkstoff­freisetzung verwendet werden.

In unserer Arbeitsgruppe werden schwer­punktmäßig Composite aus Chitosan und Calci­umphosphaten untersucht. Calciumphosphate bilden das mineralische Gerüst von Knochen, während Chitosan die Wundheilung beschleu­nigt und die Regenerierung von Knochengewe­

IE Bereich„Soft Matter“ sind vor allem die

be fördert, zum Bei­

spiel nach Unfall­

verletzungen oder nach Ope­rationen. Es

interessiert nun vor allem die Frage nach dem zugrunde 2 liegenden Wirkungs­mechanismus. Um dies zu klären, werden ‚genau definierte Chi­

tosan-Proben hergestellt und systematisch die Art und Menge der Calciumphos­phat-Komponente variiert. Die Materialien f Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Kolloidche­mie strukturell charakte­

werden in

risiert, ihre biologi­sche Kooperationen mit Industriepartnern und Kliniken zu­nächst in Zellkulturen, später auch im Tierversuch getestet. Im Gegensatz zu zahlreichen anderen Poly­meren zeichnet sich Chitosan auch durch seine hervorragende Bio­kompatibilität aus, das heißt der menschliche Körper erzeugt gegen chitosanbeschichtete Implantate oder Mikrokapseln keine entzündlichen Absto­Bungsreaktionen. Vielmehr werden durch körpereigene Enzyme aus dem Chitosan kleine Bruchstücke frei­gesetzt, so

Wirkung in

genannte Oli­gosacchari­de, die ihrer­seits wiede­rum faszinieren­de Signalwirkungen auf eine Reihe von Zellen auslösen. Sie stimulie­ren das Wachstum von Zellen, die Knochenge­webe erzeugen(Osteoblasten), und von Zellen, die Knorpel- und Bindegewebe herstellen(Chon­drocyten). Die Isolierung und Strukturaufklä­rung dieser Oligosaccharid-Signalstoffe ist ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten in Potsdam. Dies ist von großer Bedeutung, um das Zusammenspiel zwischen Struktur und Wir­kung dieser Stoffe zu klären. Das wiederum lie­fert eine Voraussetzung für die Entwicklung neu­artiger Pharmaka gegen Polyarthritis und ande­re Erkrankungen des Knochen- und Bindegewe­bes. Martin G. Peter

Seit vielen Millionen Jahren ist Chitin Bestandteil der Krabben­panzer. Das aus ihm herstellbare Chitosan beschleunigt. unter anderem die Wund­heilung und die Regenerierung von Knochengewebe.

Martin G. Peter beklei­det die Professur für Naturstoffchemie im Institut für Chemie der Universität Potsdam und arbeitet zugleich im

Interdisziplinären Forschungszentrum für Biopolymere.

27

Foto: Fritze