Klärung der Funktionsweise des Adhäsivs von Balanomorpha zur Applikation auf Dentalmaterialien

• Antragstellerin: Dr. Maja Wiegemann
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 21276429

Klebstoffe für Spezialanwendungen haben ein hohes Anforderungsprofil, welches von technischen Adhäsiven oft nur unzureichend erfüllt wird. Des Weiteren verkomplizieren und verteuern aufwändige Oberflächenvorbehandlungen die Anwendung von Klebstoffen in der Praxis. Dieses Problem ist insbesondere im zahnmedizinischen Bereich bekannt. Ein großer Nachteil ist hier, dass es bisher nicht möglich ist, Zähne im feuchten Medium zu kleben. Die notwendige Trocknungsprozedur kann jedoch zur Beeinträchtigung der proteinösen Bestandteile im Dentin führen. Zahnmedizinische Dentinadhäsive sind zudem in der Regel nicht hydrolysestabil, so dass der Klebeverbund unter den Bedingungen der Mundhöhle in der Regel innerhalb kurzer Zeit deutlich abnimmt. Interessanterweise zeigen natürliche Klebstoffe unter feuchten Bedingungen oft überlegene Eigenschaften. Einige Vertreter der Seepocken (Balanomorpha) sind in der Lage, äußerst feste und dauerhafte Klebverbindungen unter Wasser herzustellen. Damit ist die technische Imitation dieser biologischen Vorbilder insbesondere für die Verklebung von Zahnmaterialien prädestiniert. Innerhalb des beantragten Projekts soll zunächst die Entschlüsselung der entscheidenden Haftmechanismen des Seepockenadhäsivs weiter vorangetrieben werden. Dabei ist für die Antragsteller insbesondere die Interaktion mit Zahnoberflächen von Interesse. Spezifische Merkmale des biologischen Klebstoffes sollen für die Anwendung auf Dentinmaterialien identifiziert werden, um diese später auf synthetische Dentalklebstoffe übertragen und neue biomimetische Adhäsive entwickeln zu können. Der Ausgangspunkt für diese Untersuchungen sind die kürzlich gewonnenen Erkenntnisse zur substratspezifischen Ausprägung der Ultrastruktur des Seepockenadhäsivs. Die Erkenntnisse lassen darauf schließen, dass es sich um einen oberflächenadaptiven, kolloidalen Klebstoff handelt, dessen nanometergroße globuläre Basiseinheiten sich zu übergeordneten Strukturen formieren. Infolgedessen ist ein wesentliches Anliegen des Projekts die Identifikation und systematische Untersuchung von Oberflächen- und Milieufaktoren, welche diese Strukturbildungsprozesse bestimmen. Methoden und Hintergrundwissen aus dem oberflächenanalytischen, dem zahnmedizinischen sowie dem molekularbiologischen und dem zoologischen Bereich sollen in komplementärer Weise zur Lösung der o. g. interdisziplinären Fragestellung führen. Gleichzeitig werden sich durch Synergieeffekte neue Ideen zur Theorieentwicklung in den einzelnen Fachgebieten ergeben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen