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Bakteriencellulose - Herstellung und Anwendung eines universellen
Werkstoffes
Cellulose ist eines der meistverbreitetsten Polymere
der Welt. Die molekulare und supramolekulare Struktur dieses Makromoleküls
ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen.
Die pflanzliche Cellulose, die Hauptquelle dieses nachwachsenden
Rohstoffes, wird von einer Vielzahl von Copolymeren begleitet, wie
z. B. Ligninen, Hemicellulosen, Proteinen und anderen Verbindungen
biogenen Ursprungs, so daß eine Reindarstellung und Präparation
für biologische Anwendungen aufwendig ist.
Eine Alternative ist Bakteriencellulose.
Als extrazelluläres, von Mikroorganismen gebildetes Stoffwechselprodukt
ist die Bakteriencellulose in ihren Eigenschaften mit Cellulose
pflanzlichen Ursprungs vergleichbar. Die Reinheit ist jedoch bedeutend
höher, da keine Fremdpolymere oder andere Einschlüsse
enthalten sind. Ihre übermolekulare Struktur verleiht der Bakteriencellulose
einen sehr hydrophilen Charakter, eine hohe Absorptionsfähigkeit
und mechanische Festigkeit.
Unter den cellulosebildenden Mikroorganismen ist die gram-negative
aerobe Species Acetobacter xylinum von besonderer Bedeutung.
Aufgrund dieser Eigenschaften besteht ein großes Interesse
an speziellen Anwendungen in verschiedenen Wirtschaftszweigen, z.
B. in der Nahrungsmittelindustrie (als Nata, als Überzug, Bindemittel,
Dickungsmittel und Suspensionsvermittler); in der Elektronik (als
Lautsprechermembran [Sony); als Papierzusatz und Zusatz in Textilfasern.
Vor allem in der Medizin eröffnen sich z. B. in Produkten zur
Wundversorgung als zeitweiliger Hautersatz, als Verbandsmaterial
für Brand- und andere Verletzungen, in chirurgischen Materialien,
als Behandlungskissen, als Gewebe- und Organumhüllung, als
Ersatz für innere Hohlorgane, als Membranen verschiedener Permeabilität
oder als Übungsmaterial für das mikrochirurgische Training
neue und interessante Applikationsfelder.
Als ein weiteres Einsatzgebiet für Bakteriencellulose bietet
sich der Kosmetiksektor an, z. B. beim Einsatz des Biopolymers als
Alternative zu collagenhaltigen Maskengrundlagen.
Am fzmb e.V. wurden im Rahmen der Forschung verschiedene Apparaturen
und Technologien entwickelt, die eine effektive Gewinnung von Bakteriencellulose
in verschiedenen Formen und Größen ermöglicht, z.
B. als Schlauch oder als Schichten beliebiger Größe.
Bakteriencelluloseflächen wurden im Bereich der Großtierklinik
des fzmb eingesetzt. Die gereinigte und sterilisierte Cellulose
wurde z. B. im feuchten Zustand auf Wunden aufgelegt und mit einem
Verband stabilisiert. Die Verwendung von Bakteriencellulose als
Wundauflage gewährleistete dabei eine gute Wundheilung mit
geringer Hypergranulation.
| Publikationen |
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(Prof. Dr. Hans - Peter Schmauder und Mitarbeiter)
seit Mitte 1994
- Geyer, U., Heinze, T., Stein, A., Klemm, D.,
Marsch, S., Schumann, D., Schmauder H.-P.: Formation,
derivatization and application of bacterial
cellulose. Int. J. Biol. Macromol. 16, 343-347
(1994)
- Schmauder, H.-P., Geyer, U., Einfeldt, L.,
Klemm, D., Marsch, S.: Formation and application
of bacterial cellulose in research, industry
and medicine. Med. Fac. Landbouww. Univ. Gent
59/4b, 2411-2419 (1994)
- Schmauder, H.-P.: Bakteriencellulose als ein
potentieller Werkstoff in der medizinischen
Praxis und Ausbildung. In: Zukunftstechnologien,
Ethik, Management. Reihe Tagungsberichte, Band
22, Hrsg.: Thür. Landesregierung, Europäische
Kommission, Bayer. Staatsministerium für
Wirtschaft, Verkehr und Technologie, 1995, 181-184
- Fröhlich, B., Schmauder, H.-P., Röttig,
K.: Bakteriencellulose - ein universeller Biowerkstoff.
In: "Technische Systeme für Biotechnologie
und Umwelt", 8. Heiligenstädter Kolloquium,
Herausgeber: D. Beckmann und M. Meister, 195-199
(1996)
- Röttig, K., Schmauder, H.-P., Fröhlich,
B.: Einsatzmöglichkeiten bakterieller Cellulose
in der Medizin. In: "Technische Systeme
für Biotechnologie und Umwelt", 8.
Heiligenstädter Kolloquium, Herausgeber:
D. Beckmann und M Meister, 410 (1996)
- Schmauder, H.P., Ludwig, M., Lindner, B.,
Frankenfeld, K., Hornung, M., : Produkte aus
Bakteriencellulose als neuartige Materialien
für die Veterinärmedizin, Medizin
und Kosmetik. Tagungband der ACHEMA 2000, in
Press
- Schmauder, H.P., Ludwig, M., Lindner, B.,
Frankenfeld, K., Hornung, M.,: Products from
Bacterial Cellulose as a new Materials for an
Application in Veterinary Medicine, Medicine
and Cosmetics. Tagungsband der ACHEMA 2000,
in press
- Schmauder, H.P., Ludwig, M., Frankenfeld,
K., Hornung, M., Mülverstedt, A., : Bakteriencellulose-
ein interessantes Biomaterial. BioForum, im
Druck
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