TITAN-BIOMATERIALIEN

Alexandra Mannig (18) aus Rudolstadt (Thüringen) hatte sich die Aufgabe gestellt, die Oberfläche von Titanwerkstoffen chemisch so umzugestalten, dass der menschliche Körper den Fremdstoff besser akzeptiert. »Titan ist ein beliebtes Material für Prothesen und Implantate, weil es mechanisch belastbar ist und keine Immunreaktion hervorruft«, erklärt Alexandra. »Für den Einsatz in der Medizin sollte es aber noch mehr können, nämlich mit dem umliegenden Gewebe in Wechselwirkung treten.«

Das wollte sie erreichen, indem sie das Titan mit einem Silan beschichtete. Diese Verbindungen mit einem Grundgerüst aus Silizium und Wasserstoff, bei dem das Silizium dieselben Plätze einnimmt wie bei den einfachen Kohlenwasserstoffen (Alkanen) der Kohlenstoff, gelten als besonders verträglich für das menschliche Immunsystem.

Auf eine Reihe von Glasplättchen dampfte sie zunächst eine Schicht Titan auf, um die Werkstoffoberfläche zu simulieren, und versah diese mit einer dünnen Lage Silan. Die fertigen Präparate testete die Jungforscherin in Kulturschalen mit Bindegewebs- und Knochenzellen. Beide Zelltypen vermehren sich nur, wenn sie sich an eine geeignete Oberfläche anlagern können, und kommen im Körper oft mit Implantaten in Kontakt.

Für die Auswertung färbte Alexandra die Verbindungsproteine an, mit deren Hilfe die...