EIERSCHALe

ZERBRECHLICH – Diplomarbeit von Ulrike Boettcher

Von der Eierschalenhaut zum Textil

Übereinandergelegte und gebügelte Eierschalenhaut

Wie kann man ein Eierschalenhäutchen verarbeiten? Gibt es eine Möglichkeit die Membran der Eierschale so zu manipulieren, dass sie zu einer ganzheitlichen Fläche verarbeitet werden kann?

Im Artikel Das regenerative Biopflaster wurde bereits über den medizinischen positiven Effekt der Eierschalen Membran hinsichtlich des Heilungsprozesses der Haut beschrieben. Dieser Versuch, sowie die flexible Beschaffenheit der Membran, geben Anlass sich mit der Weiterverarbeitung näher zu befassen. Neben der ständigen Suche nach erneuerbaren und ökologisch sinnvollen Materialien, erscheint die Ausstattung neuer Textilien mit positiven Eigenschaften heute ein weiterer Bereich, dem es Aufmerksamkeit zu schenken gilt. Die Bionik befasst sich dabei mit vorteilhaften Merkmalen der Pflanzen- und Tierwelt und überträgt diese auf zukünftige neue Materialien. Der Lotuseffekt ist hierfür ein bekanntes Beispiel. Darüber hinaus werden natürlichen Materialien als Bestandteil neuer Textilien und  Werkstoffe in allen Bereichen der Natur erforscht und vorangetrieben. So erhalten fremde, scheinbar unmöglich zu verarbeitende Rohstoffe durch chemische Prozesse eine neue Form und zuvor völlig undenkbare Einsatzgebiete.

Zu garnähnlichen Strängen verarbeitete Eierschalenhaut

Betrachtet man das Eierschalenhäutchen beinhaltet das Gewebe hauptsächlich Glykoproteine, die aus einem Protein und einer oder mehreren gebundenen Kohlenhydratgruppen (Zuckergruppen) bestehen. Vergleicht man z.B. die tropische Grünalge Caulerpa Taxifolia, fällen Ähnlichkeiten auf. Caulerpa Taxifolia, so fanden Wissenschaftler kürzlich heraus, versiegelt eine Wunde in Sekundenschnelle mit einem gelatineartigen Sekret. Dazu befördert die Grünalge einen Teil ihres Zellinhalts nach außen, wodurch sich ein erster, gelatineartiger Wundverschluss bildet. Um die Wunde dauerhaft zu versiegeln, stellt die tropische Alge dann ihren Stoffwechsel um. Es wird beschrieben, dass sie durch diesen Vorgang ein einzigartiges Biopolymer aus Zuckerbausteinen und Proteinen herstellt, der sich als dauerhaftes Pflaster über die Wunde legt. Auch im Artikel der Fakultät für Plastische Chirurgie des Chang Gung Memorial Hospital in Taiwan, bezüglich einer Nutzung des Eierschalenhäutchens zur Verbesserung der Wundheilung (s.Artikel Das regerative Biopflaster), werden diese Proteinen und Zuckergruppen erwähnt. Könnte hier vielleicht der erste Hinweis liegen? Und was sind denn eigentlich Glykoproteine bzw. Zuckergruppen?

Glykoproteine sind zunächst Makromoleküle, die aus einem Protein und mehreren kovalent (atomar) gebundenen Kohlenhydratgruppen (Zuckergruppen) bestehen. Im Organismus dienen Glykoproteine als strukturelle Bestandteile von Zellmembranen, tragen zur Schleimbildung bei und sind an der Zellinteraktion beteiligt. Manche Hormone, sowie Bestandteile des Immunsystems zählen ebenfalls zu den Glykoproteinen. Ihr Vorkommen ist somit in der Natur weit verbreitet. Auch die Stabilität der Proteine allgemein wird durch Zuckerreste erhöht und trägt in Lösungen zu einer höheren Viskosität (Zähflüssigkeit) bei. Ein erster Ansatz könnte also heißen: Wie erhöht man die Fluidität, also die Fließfähigkeit der Proteine? Kann man die Eierschalenhaut evtl. einfach auflösen und in eine neue Form gießen?

Glykose ist ein Einfachzucker, der in der Natur ausschließlich als Glukosetyp D vorkommt und auch als Traubenzucker bezeichnet wird. Er ist ebenfalls in Vielfachzuckern wie Stärke, Glycogen oder Zellulose enthalten. Mithilfe der Photosynthese produzieren Pflanzen Glucose aus Sonnenlicht, Wasser und Kohlenstoffdioxid und ermöglichen somit in der Nahrungsmittelkette allen anderen Lebewesen eine Energie- und Kohlenstoffversorgung.  Dabei tritt Glucose aber zunächst als eine Art Polymer (chemische Verbindung aus vielen gleichen Teilchen), also in Form einer Glykosidbindung auf, dass in Pflanzen als Reservestoff oder Bestandteil der Zellstruktur enthalten ist. Milchzucker, Rübenzucker, Zellulose und Stärke sind einige dieser Polymere, die erst durch die Aufnahme von Tieren, Pilzen und Bakterien mithilfe von Enzymen zu Glucose verarbeitet werden. Auch beim Mensch wird dieser Prozess durch das Enzym Amylase beim Kauen ausgelöst (die α-Amylase kann heute auch bereits genetisch hergestellt werden). Der menschliche Glucosegehlt im Blut beträgt 0,1% und wird vom Hormonhaushalt durch die Ausschüttung von Insulin und Glucagon geregelt. Auch Bakterie können durch Xylose-Isomerase (Enzyme, die auch für die Verdauung von Lactose verantwortlich sind) Glucose in Fruchtzucker umwandeln.

Gerade die Zersetzung der Eierschalen Membran durch Bakterien scheint ein interessanter Ansatz. Wie bei der Herstellung der Milch-Faser von QMilch (s.Quellenangabe unten), die durch die Milchbakterien die Konsistenz der Milch verändern und somit eine Veränderung des Erscheinungsbilds zu einer Faser ermöglichen, könnten auch hier evtl. Bakterien die Aufspaltung der Glykoproteine übernehmen. Auf diesem Gebiet ist Susan Lee ein interessantes Beispiel. Sie lässt ein lederähnliches Material einfach durch bakterielle Anreicherung eines Gemisch’s aus Kombucha Tee- und Zuckerwasser wachsen. Die Bakterien nähren sich an den Inhaltsstoffen der angereicherten Essens und die darin enthaltenen Zucker- und Teemolekülen neu zusammen. Das gewonnene Material verhält sich ähnlich wie Leder, ist aber leicht transparent und lässt sich unkompliziert einfärben. Leider ist die Bakterienhaut noch nicht wasserfest, allerdings soll hier mit Hilfe einer wasserabweisenden Beschichtung zukünftig gegengesteuert werden.

Bakterienkulturen haben also die Fähigkeit einen Stoff umzuwandeln und für den Menschen umzufunktionieren. Warum nicht auch bei dem Eierschalenhäutchen? Können hier vielleicht sogar eigen angereicherte Bakterien ähnlich wie bei der Milch angesetzt werden? Ein Versuch ist es wert:

…Fortsetzung folgt…

Quellenangabe:

Grow your own close

http://www.ted.com/talks/lang/en/suzanne_lee_grow_your_own_clothes.html

http://www.qmilk.eu/

http://www.medica.de/cipp/md_medica/custom/pub/content,oid,16775/lang,1/ticket,g_u_e_s_t/~/Wundverschluss_nach_dem_Vorbild_der_Grünalge.html

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Dieser Eintrag wurde veröffentlicht am 4. Mai 2012 von in Allgemein.
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