Kollagen und biogene Materialien

Wussten Sie, dass Kollagen bei Wasserentzug eine Zugkraft von 100 Megapascal entwickeln kann? Das ist 300 Mal so viel wie ein Muskel. Menschliche und tierische Gewebe verdanken ihre Festigkeit vor allem diesem faserbildenden Protein. Es ist in großen Mengen in Knochen, Sehnen, Bändern, Haut und vielen anderen Geweben enthalten.

KOLLAGENFASERN - STARK WIE SEILE

Wie alle Proteine ist auch Kollagen hierarchisch aufgebaut. Die molekulare Basis ist das kettenförmige Kollagenmolekül, das aus etwas über 1000 Aminosäuren besteht. Drei dieser Kollagenketten winden sich umeinander und bilden eine Dreifach- bzw. Tripelhelix, die an ein Seil erinnert und die die strukturelle Grundeinheit von Kollagen darstellt. Viele dieser „Seile“ verbinden sich zu dickeren „Tauen“, so genannten Kollagenfibrillen mit rund 100–500 Nanometern Dicke. In den Fibrillen sind benachbarte Tripelhelices gegeneinander versetzt, sodass eine gestaffelte Anordnung entsteht. Das führt entlang der Fibrille zu einander abwechselnden dichteren und weniger dichten Zonen, was im Rasterkraftmikroskop als charakteristische Querstreifung sichtbar gemacht werden kann. In den nächsten Hierarchieebenen sind die Fibrillen zu Kollagenfasern gebündelt, welche ihrerseits Faserbündel oder –netzwerke bilden und so die strukturelle Grundlage vieler Organe und Gewebe darstellen.

Das Verständnis des Verhaltens der Kollagenfasern in einer Matrix unter unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen ist die Grundlage dafür, es als Rohstoff nutzbar zu machen. Die bekannteste und älteste Anwendung ist Leder, das durch Gerben von Häuten entsteht und nichts anderes ist als ein chemisch stabilisiertes Geflecht aus Kollagenfasern. Darüber hinaus lässt sich Kollagen auch aus verschiedenen tierischen Geweben (Haut, Sehnen, Perikard etc.) gewinnen und aufbereiten, um es für Anwendungen in der Medizintechnik, für Medizin- und Kosmetikprodukte oder für die Lebensmittelindustrie nutzbar zu machen.

Schon die Gründerväter unseres Institutes beschäftigten sich mit dem Rohstoff Kollagen, um auf dieser Grundlage die Lederherstellung zu optimieren und neue Lederqualitäten zu entwickeln. Schon damals war eine hohe Werkstoffkompetenz nötig, um Gerbprozesse zu verstehen. Daraus leitet sich das heute hohe wissenschaftliche Niveau in der Kollagenforschung am Institut ab, wobei in den letzten Jahren auch weitere tierische und pflanzliche Proteine in den Fokus gerückt sind.

In diesem Bereich werden häufig folgende Prüfungen gesucht:

Feuchtigkeitsgehalt

Hydroxyprolingehalt

Flüchtige Substanzen

 

 



Kontakt

FILK - Forschungsinstitut für Leder und Kunststoffbahnen
Meißner Ring 1-5
D-09599 Freiberg

Fon: +49-(0)3731-366-0
Fax: +49-(0)3731-366-130
E-Mail: mailbox@filkfreiberg.de

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