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Bionik: Miesmuschel-Kleber

Miesmuscheln - Quelle: Pixabay
Miesmuscheln - Quelle: Pixabay

Miesmuscheln haften auf Metall, Holz, Glas und Korallen bombenfest. Sie halten sich so stark fest, dass sie ohne Probleme zum Beispiel der gewaltigen Nordsee-Brandung standhalten. Miesmuscheln finden sich auf Muschelbänke, Korallenriffen und Schiffsrümpfen. Die Besiedelung von Schiffsrümpfen durch Miesmuscheln und Seepocken bezeichnet man als Fouling. Durch den unerwünschten Bewuchs nimmt das Schiff an Gewicht zu und er erhöht zugleich den Strömungswiderstand, was zu langsamerer Fahrt und höheren Treibstoffkosten führt. Der Super-Klebstoff der Miesmuscheln eignet sich jedoch hervorragend, um Wunden zu verschließen.

Kleben statt nähen
Miesmuscheln benutzen so genannte Byssusfäden mit denen sie sich am Untergrund fest heften. Sie scheiden dazu aus einer Düse ein Klebeprotein aus, welches vielen technischen Klebern weit überlegen ist. Bei dem Miesmuschelkleber handelt es sich um einen Unterwasserkleber. Denn die Klebeproteine härten unter Wasser aus. Der natürliche Super-Klebstoff besitzt eine hohe Festigkeit und ist gleichzeitig elastisch. Und genau diese Kombination aus Eigenschaften macht den Miesmuschel-Klebstoff interessant für medizintechnische Anwendungen. Ein Proteinkleber nach dem Vorbild der Miesmuschel könnte das Verheilen innerer Wunden nach chirurgischen Eingriffen beschleunigen und zum Verkleben gebrochener Knochen eingesetzt werden. Selbst das Einkleben einer Herzklappe ist irgendwann einmal denkbar.

Ein weiteres Einsatzgebiet für den Miesmuschel-Kleber ist die Zahnmedizin. So könnten Zahnimplantate mit Hilfe des Feuchtklebstoffs im Kiefer befestigt werden. Zahnimplantate werden bislang ohne Klebstoff im Kieferknochen verankert. Hierbei können jedoch Hohlräume zwischen dem Zahnfleisch und dem Implantat zurückbleiben. In diese Lücken können dann Bakterien eindringen und unter Umständen Entzündungen verursachen. Da es im Mundraum feucht zugeht, könnte ein Unterwasser-Klebstoff hier einen Fortschritt bedeuten, denn der Miesmuschel-Kleber haftet auf Metall besonders gut.

Miesmuscheln und ihr Lebensraum
Miesmuscheln sind Filtrierer. Sie werden zwischen fünf und zehn Zentimeter lang und haben eine länglich ovale Form. Miesmuscheln besitzen eine rechte und eine linke Schale, die mit einem elastischen Schlossband zusammengehalten werden. In der Mantelhöhle der Miesmuschel sind zwei stark durchblutete Kiemen mit Kiemenblättern. Zwischen den Kiemen befindet sich ein muskulöser Fuß mit der Byssusdrüse. Diese Drüse stellt mit Hilfe von in der Miesmuschel enthaltenem Eiweiß und aus dem Meer gefiltertem Eisen die Byssusfäden her, mit denen sie sich überall festhalten kann. Miesmuscheln haben außerdem einen Schließmuskel, der sich im Weichteil der Muschel befindet, sowie weitere Organe, wie Herz, Magen, Darm und Niere. Mit Hilfe des Schließmuskels kann sich die Miesmuschel bei Gefahr oder Trockenheit schließen.

Nachdem die Larven der Miesmuschel sich etwa vier Wochen freischwebend entwickelt haben, befestigen sie sich mit ihren Byssusfäden in Küstenregionen – bevorzugt im Brackwasser von Flussmündungen und Wattgebieten – an Steinen und Pfählen.

Wundheilung durch Algen-Produkte
Neben dem Muschel-Klebstoff wurden in Meeresorganismen auch Enzyme zur Hautbehandlung entdeckt. Eine Salbe auf Algenbasis schont die Haut und wirkt antibakteriell. Solche Salben könnten mit dazu beitragen, die Verbreitung von mehrfach resistenten Bakterien in beispielsweise Krankenhäusern zu verringern.

Quelle: IDW: Zahnersatz mit Miesmuschel-Kleber, 7.11.2007

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