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Polymere und Menschen

Dr. Frank Baker, ein Notfallarzt aus der Gegend von Chicago nahm im April 1997 an einem klinischen Versuch teil, der eine Form von künstlicher Haut zur Behandlung Insulin-abhängiger Diabetiker testen sollte, dessen Gewebe durch die sekundäre Wirkung ständig erhöhten Blutzuckers beschädigt worden war. Baker, der seit mehr als vier Jahrzehnten an Diabetis litt, war aufgrund permanenter Hautgeschwüre in Gefahr, einen Fuß zu verlieren. Die Versuchsergebnisse erschienen ihm wie ein Wunder: die in einem Laboratorium gezüchtete Haut bedeckte und schützte nicht nur seine Wunde, sie setzte außerdem Chemikalien frei, die sein eigenes Gewebe dazu veranlaßten, viel schneller zu regenerieren. Laut Baker, die künstliche Haut "rettete meinen Fuß".

 

Künstliche Haut, die im Laboratorium auf Gerüsten gezüchtet wird und aus langen Molekülketten, Polymere genannt, besteht, kann zur Wundheilung von Patienten mit durch schlechte Blutzirkulation verursachten Geschwüren beitragen. (Foto: Organogenesis Inc.)

Das Material, das dieses medizinische Wunder vollbrachte, bestand aus Polymeren, langen Molekülketten, die durch die chemische Verknüpfung vieler kleiner Moleküle der gleichen oder unterschiedlicher Art gebildet werden. Die Mehrheit ist wahrscheinlich vertrauter mit Polymeren in der Form von Kunststoff, aus welchem solch alltägliche Produkte wie Plastikbehälter für Essen, Luftpolsterfolie und Videobänder gefertigt werden. Polymere kommen jedoch auch überall in der Natur vor. Holz, Tier- und Pflanzenfasern, Knochen und Horn sind zum Beispiel Polymere ebenso wie DNA im Zellkern und die Membran, die Zellen voneinander trennt. Die Polymerindustrie im 19. Jahrhundert stellte anfänglich in der Tat Materialien aus natürlichen Polymeren her, zum Beispiel künstliches Zelluloid aus Pflanzenzellstoff. Die Industrie begann eventuell damit, neue Materialien wie Nylon zu synthetisieren, die natürliche Materialien ersetzten und ohne natürliche Vorläufer hergestellt worden waren. Produkte, die die Grenze zwischen lebender und toter Materie überbrücken, wie etwa Frank Bakers künstliche Haut, zeigen heutzutage aufregende Möglichkeiten zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit an.

Hinter diesen Entwicklungen stehen mehr als 150 Jahre Fortschritt in der Polymerforschung mit Hunderten von Wissenschaftlern sowie mehr als ein Jahrhundert Forschung in Zellbiologie und Organtransplantation. Wie im folgenden Artikel beschrieben, der die Arbeit von nur einigen Forschern hervorhebt, begann der Pfad zu den neuesten Entwicklungen der modernen Medizin mit den Studien von Wissenschaftlern, die an einem besseren Basiswissen in Chemie und Biologie interessiert waren.

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Dieser Artikel wurde vom Wissenschaftsschriftsteller David J. Tenenbaum geschrieben, mit Hilfe von Dr. Frank DiSesa, Dr. Robert L. Kruse, Dr. Robert S. Langer, Dr. Robert W. Lenz, Dr. William J. MacKnight, Dr. Jeffery L. Platt, Dr. Bruce Rosen, Dr. Richard Stein, Dr. Walter H. Stockmayer, Dr. Edwin L. Thomas, Dr. Valerie A. Wilcox, Dr. Charles A. Vacanti, und Dr. William Vining, für die Serie Jenseits von Entdeckungenâ: Der Weg von Forschung zum Nutzen für die Menschheit, einem Projekt der Nationalen Akademie der Wissenschaften.

Die Akademie, die ihren Sitz in Washington, D.C., hat, ist eine Gesellschaft bedeutender Gelehrter, die wissenschaftliche und technische Forschung betreiben und sich der Anwendung von Wissenschaft und Technologie für das öffentliche Wohlergehen widmen. Die Akademie fungiert seit mehr als einem Jahrhundert als unabhängiger, objektiver, wissenschaftlicher Berater der Nation.

Dieser Artikel wurde von der Camille und Henry Dreyfus Stiftung und der Nationalen Akademie der Wissenschaften finanziert.

© 1999 U.S. National Academy of Sciences, September 1999

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