Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP und das NMI Naturwissenschaftliche und Medizinische Institut haben im Projekt „PolyKARD“ einen biomimetischen Gewebeersatz entwickelt, der gezielt einstellbare mechanische Eigenschaften mit biologischer Funktionalität kombiniert. Das Material steht nun für Anwendungen in der Medizintechnik bereit und wird vom 20. bis 24. April 2026 auf der Hannover Messe vorgestellt.

Natürliche Gewebe wie der Herzbeutel (Perikard) weisen ein komplexes, nichtlineares Dehnverhalten auf: Bei geringer Belastung bleiben sie flexibel, bei steigender Dehnung werden sie sprunghaft steifer. Konventionelle Kunststoffe konnten diese Eigenschaften bislang nur unzureichend nachbilden. Das im Projekt entwickelte mehrschichtige Material reproduziert dieses Verhalten technisch und ist für verschiedene medizinische Einsatzfelder anpassbar.

Der Aufbau besteht aus einer dichten Polymerfolie aus Polyurethanacrylat als Basis. Darauf wird mittels 3D-Druck eine wellenförmige Metastruktur aufgebracht, die maßgeblich das mechanische Verhalten bestimmt. Abschließend wird elektrogesponnenes Kollagen aufgebracht, das die biologische Funktionalität unterstützt. Die Qualität der Kollagenfasern wird durch enzymatische und nicht-invasive spektroskopische Analysen überwacht.

Zugversuche bestätigen ein Dehn- und Festigkeitsverhalten, das dem natürlichen Perikardgewebe sehr nahekommt. Zell-Material-Interaktionsstudien am NMI zeigten gute Biokompatibilität: In Zytotoxizitätstests traten keine nachteiligen Effekte auf Zellen auf. Untersuchungen mit humanen Hautfibroblasten und Epithelzellen ergaben, dass die dreidimensionale Morphologie des Fasergeflechts ein günstiges Umfeld für Zelladhäsion und -wachstum bietet.

Das Projekt „PolyKARD“ (FKZ 13XP5087) wurde vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördert. Die Entwicklung erfolgte im Potsdam Science Park. Das Materialkonzept lässt sich auf weitere Anwendungen übertragen, darunter künstliche Blutgefäße, Stentgrafts, Ersatzmaterialien für die Dura mater oder künstliche Haut. Die Partner haben den Gewebeersatz gemeinsam zum Patent angemeldet.

Auf der Hannover Messe 2026 präsentieren die Fraunhofer-Institute das neuartige Material zusammen mit weiteren Entwicklungen am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 11, Stand D33.

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Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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