Kunststoffe mit Memory-Effekt. Diese Werkstoffe erinnern sich an ihre Form.

Fäden, die sich selbst verknoten, Spiralen, die sich an ihre ursprüngliche, gestreckte Form erinnern. Im Institut für Polymerforschung des GKSS Forschungszentrums in Teltow entwickelt das Team um Prof. Andreas Lendlein "Gedächnis-Kunststoffe", die nach einer Verformung zum vorher eingestellten Ausgangszustand zurückkehren. Hierzu brauchen sie nur Wärme oder Licht als Auslöser. Die intelligenten Werkstoffe eröffnen zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in der Medizintechnik. Das BMBF unterstützt die Forschungen an den intelligenten Formgedächtnispolymeren im Rahmen des BioFuture Preises, den Professor Lendlein 1998 gewann.

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Vorsichtig führt der Arzt ein Mini-Instrument in das Knie ein. Durch die winzige Öffnung dringt kaum ein Tröpfchen Blut. Der Eingriff wird mit einem Endoskop überwacht. So wird der Patient geschont. Theoretisch. In Wirklichkeit sind viele minimal-invasive Eingriffe mit Risiken verbunden. In dem engen Operationsfeld kann der Chirurg komplexe Bewegungen, wie das Nähen der Wunde im Körperinneren, nur mit hohem Aufwand durchführen.

Die Lösung für das Problem findet sich in den Labors des GKSS Forschungszentrums in Teltow. Hier arbeitet Prof. Andreas Lendlein an einer neuen Generation von intelligenten Polymeren - Kunststoffe, die sich als chirurgische Nahtmaterialien selbst verknoten und später gewebeverträglich wieder auflösen. An der RWTH Aachen entwickelt der Professor in Kooperation mit privaten Unternehmen neue Medizinprodukte.

Lendlein testete die Fäden bereits erfolgreich an Ratten: lose um eine Wunde im Bauchraum gelegt, ziehen sie sich nach einer Erwärmung auf etwa vierzig Grad Celsius von selbst zusammen. Durch das Ausmaß der ursprünglichen Streckung lässt sich exakt kontrollieren, wie fest der Knoten nach Auslösen des Formgedächtnisses wird. Künftig kann ein Arzt winzige Wunden locker zusammennähen und später durch kurzes Erwärmen mit optimaler Festigkeit verschließen.

Denkbar sind auch Implantate, die in winziger Form in den Körper eingeführt, sich an richtiger Stelle zur gewünschten Größe entfalten. Wieder genügt die Temperaturerhöhung und der gestreckte Faden verwandelt sich in ein korkenzieherartiges Gebilde, ideal, um als künstliche Stütze verengte Blutgefäße oder etwa den Gallengang offen zu halten.

Bisher wurde der Formgedächtniseffekt bei Kunststoffen nur über Wärme ausgelöst. Im GKSS Institut für Polymerforschung in Teltow bei Berlin entwickelt Lendlein Polymere, die sich durch UV-Licht "rückverformen" lassen. Womit ein Chirurg zukünftig unabhängig von der Körpererwärmung agieren kann.

Mittlerweile greifen die Forscher um Professor Lendlein auf ein ganzes Baukastensystem bekannter Ausgangsstoffe zurück, um je nach Einsatzgebiet Materialien mit maßgeschneidertem Formgedächtnis zu liefern. Künftig sollen mehrere Kunststofformen im gleichen Werkstück gespeichert durch Impulse abrufbar werden. Denkbar sind auch Trägermaterialien für Medikamente, sogenannte Wirkstoffdepots für die kontrollierte Wirkstoffabgabe. Auf ein Signal hin werden die Poren des Kunststoffes geöffnet, damit die Medikamente in der exakten Dosis heraustreten.