Die Idee:
Seide ist von der Natur perfektioniert und besitzt faszinierende Eigenschaften: Sie ist hochstabil, federleicht, atmungsaktiv und biologisch abbaubar.
Was die Natur im Laufe von Millionen Jahren optimiert hat, wollen wir nicht ungenutzt lassen. Daher haben wir uns als Fibrothelium GmbH auf die Herstellung von Proteinlösungen aus natürlicher Seide spezialisiert. Diese verarbeiten wir in eigens entwickelten Prozessen zu Produkten mit vielfältigen Anwendungsbereichen.
Die Verarbeitungs- und Anwendungsmöglichkeiten bieten einen großen Spielraum für kreative Ideen und sind nahezu unbegrenzt. Durch ihre einstellbare Abbaurate und ausgezeichnete Biokompatibilität eignen sich Produkte auf Seidenproteinbasis hervorragend für Implantat-Anwendungen in der Medizintechnik.
Aber damit ist das Potenzial von Seide noch lange nicht erschöpft, denn sie ist nicht nur nachhaltig und biokompatibel, sondern auch vielseitig!
Fibroin – ein Biomaterial mit Innovationskraft
Biomaterialien werden in natürlicher oder synthetischer Form in der Medizintechnik als Werkstoffe für Implantate verwendet. Sie werden vielfach eingesetzt, um als Gerüststruktur die Bildung von Weichgewebe oder Knochen zu fördern. Solche Implantate eignen sich sowohl für den kurz- als auch langfristigen Einsatz und können in vielen Fällen durch Stoffwechselprozesse im Körper abgebaut werden, während neu gewonnenes Gewebe die Funktion des schwindenden Implantates übernimmt. In der Orthopädie, der Zahnmedizin oder der Dermatologie gibt es für Biomaterialien bereits bewährte Anwendungen. Ein Anwendungsbeispiel ist der menschliche Kiefer: Barriere-Membranen aus Biomaterialien schirmen das Zahnfleisch effektiv ab und ermöglichen so die ungestörte Regeneration und Bildung neuen Knochengewebes, bis schließlich das Zahnimplantat gesetzt werden kann (Guided Bone Regeneration, GBR).
Das Protein Fibroin ist der Hauptbestandteil natürlicher Seide und ein Biomaterial par excellence. Fibroin kann in Lösung extrahiert und zu einem Implantat verarbeitet werden. Es biete viele vorteilhafte Eigenschaften in Hinblick auf Mechanik, Struktur und Degradation: Von hart bis weich, von kompakt bis porös, von kurzlebig bis dauerhaft – der Spielraum in der Herstellung von Fibroin-Implantaten ist enorm. Außerdem überzeugt Fibroin mit einem skalierbaren Produktionsprozess. Ein weiterer entscheidender Vorteil von Fibroin liegt in der Wahrnehmung durch den Menschen: Seiden-Proteine sind frei von religiösen oder ethischen Vorbehalten und damit als Biomaterial für viele Patienten eine willkommene Alternative.
Die Fibroin-Lösung gewinnen wir aus den Kokons des Seidenspinners. Sie ist die Ausgangsbasis für unsere gesamte Produktpalette und das Rückgrat unserer Produktion. Der schonende Löseprozess ist effizient und verzichtet auf umweltschädliche Lösungsmittel. Die gewonnene Fibroin-Lösung kann als atmungsaktive, wasserdurchlässige Oberflächenbeschichtung beispielsweise auf Lebensmitteln aufgebracht werden. Richtig spannend wird es aber, wenn wir Fibroin in nachgeschalteten Prozessen weiterverarbeiten und in neue Formen bringen.
Fibroin-Hydrogele zeichnen sich durch ihren hohen Wassergehalt aus. Die rheologischen Eigenschaften der Gele können je nach Anwendung präzise eingestellt werden. Darüber hinaus lassen sich Fibroin-Hydrogele so funktionalisieren, dass sie der Umgebung von Zellen in natürlichem Gewebe in Struktur und Funktion nahekommen. Des Weiteren sind Hydrogele aus Fibroin biologisch abbaubar. Diese Eigenschaften machen Hydrogele aus Fibroin zu geeigneten Materialien beispielsweise für das 3D-Tissue Engineering, Drug-Delivery-Anwendungen oder für die Kosmetikbranche.
Poröse, schwammartige Strukturen aus Fibroin können als selbstexpandierendes Ersatzmaterial zur Geweberegeneration mit Einsatzfeldern im chirurgischen oder dentalen Bereich hergestellt werden. Unsere Schwämme funktionalisieren wir nach Bedarf zusätzlich und zielgerichtet in Hinblick auf die angedachte medizinische Anwendung. Dies geschieht beispielsweise durch den Einsatz von thrombogenen Substanzen. Durch gezielte Variation der Prozessparameter können sowohl mikro- als auch makroporöse Strukturen aus Seidenfibroin hergestellt werden. Diese können durch ihre Fähigkeit zur Selbstexpansion einfach in schwer zugängliche Defekte eingebracht werden.
Formstabile Schäume aus Fibroin-Lösungen werden durch Kombination mit einem geeigneten Gas zur Blasenbildung hergestellt. Sie können in der Plastischen Chirurgie Anwendung als resorbierbare Filler finden und so beispielsweise Hohlraumdefekte ausfüllen. Auf diese Weise kann die harmonische Außenwirkung des Patienten wiederhergestellt werden. Auch die schnelle und effektive Versorgung von lebensbedrohlichen Wunden am Unfallort ist ein mögliches Einsatzgebiet für sprühbare Fibroin-Schäume.
Durch ein spezielles Gießverfahren ist es möglich, sowohl transparente als auch kostengünstige Fibroin-Filme herzustellen. Diese können in jeglicher Dicke und mit beliebig starker Oberflächenkrümmung hergestellt werden. Die so gewonnenen Filme sind mechanisch stabil und gleichzeitig flexibel. Mögliche Anwendungen sind die Ophthalmologie sowie der chirurgische und dentale Bereich. Weiteres Anwendungspotential zeigen Fibroin-Filme in der Lebensmittelindustrie als biologisch abbaubare, essbare Schutzschicht und in der Kosmetikindustrie als Bestandteil hautpflegender Gesichtsmasken.
In Spinnverfahren wie beispielsweise dem Elektrospinning lassen sich Vliese aus regellos angeordneten Fibroin-Fasern herstellen. Über die Prozessparameter kann die Dichte des Vlieses anwendungsgerecht eingestellt werden. Dies ermöglicht, dass kompakte Vliese Zellen am Einwachsen hindern und beispielsweise in der Zahnmedizin als GBR-Membranen dienen können. Außerdem haben wir existierende Spinnverfahren zur Herstellung tubulärer, blutgefäßähnlicher Strukturen weiterentwickelt. Auch hier können der Faserdurchmesser und die Dichte der gesponnenen Struktur so eingestellt werden, dass sie perfekt auf das Einwachsverhalten der Zellen während der Anwendung in vivo abgestimmt sind.
Aus Fibroin-Lösung kann ein Klebstoff gewonnen werden, der beispielsweise Anwendung als medizinischer Wund- und Gewebekleber finden könnte. So ließen sich Wunden vergleichsweise preisgünstig, schnell und dauerhaft verschließen. Abgestimmt auf die Wundheilung degradiert die Klebenaht mit der Zeit rückstandslos, sodass das Ziehen von Nahtmaterial entfällt.
FibroVision!
Wir sind spezialisiert auf die Isolation von natürlichen Seidenproteinen und ihre Weiterverarbeitung zu anspruchsvollen Produkten. Einen großen Teil unserer Innovationen haben wir in Zusammenarbeit mit unseren Kooperationspartnern entwickelt.
Offen für neue Anwendungsfelder und stetige technologische Weiterentwicklung sind wir genau der richtige Entwicklungspartner für Sie.
Sie wünschen mehr Informationen?
Wir sind offen für weitere spannende Kooperationen in Industrie und Forschung und freuen uns über Ihre Kontaktaufnahme!
Unternehmen
Kompetenz aus Werkstoffentwicklung, Materialwissenschaft und Medizintechnik
Die Fibrothelium GmbH ist ein Technologie-Start-up der RWTH Aachen. Wir verfügen über interdisziplinäre Erfahrung auf dem Gebiet der Werkstoffentwicklung und Materialwissenschaften mit starkem Fokus auf die Medizintechnik.
Unsere Kernkompetenz liegt in einem geschützten Verfahren zur Gewinnung von Seidenfibroin-Lösungen. Dieses verzichtet gänzlich auf umweltschädliche Lösungsmittel. Dadurch weisen unsere Produkte eine gute Verträglichkeit für Mensch und Umwelt bei vergleichsweise geringen Produktionskosten auf. Inspiriert vom Erfindungsreichtum der Natur erforschen und entwickeln wir aus den Proteinen der Seide neue Formen mit innovativen Funktionen.
Unser Ziel ist es, einen spürbaren Mehrwert für die Patienten und somit unsere Kunden zu schaffen – durch zuverlässige, nachhaltige Implantate, die sich erst dann auflösen, wenn sie nicht mehr benötigt werden.
Team
Jedes Produkt ist immer nur so gut wie das Team, das es entwickelt hat. Wir, das Team von Fibrothelium, arbeiten mit Leidenschaft an der Umsetzung unserer Idee. Uns treibt die Frage, wie wir das Potential natürlicher Seide für unsere Produkte bestmöglich nutzen können. Dabei helfen uns unser technisches Know-how, unsere Kreativität und die Bereitschaft, von der Natur zu lernen.
Unsere Key Opinion Leader
Prof. Dr. med. Stefan Jockenhövel
Leiter der Abteilung Biohybrid & Medical Textiles (BioTex)
AME – Applied Medical Engineering
Helmholtz Institute Aachen
AME – Applied Medical Engineering
Helmholtz Institute Aachen
„Die Natur ist ein exzellenter Lehrer, wenn es um den Erhalt und die Wiederherstellung von biologischen Funktionen im menschlichen Organismus geht. Fibrothelium folgt genau dieser Idee: Von der Natur lernen für eine bessere Medizinische Versorgung von morgen!“
Dr. med. Jochen Salber (MD, PhD)
Oberarzt Chirurgische Klinik
Leiter Experimentelle Chirurgie
UK Knappschaftskrankenhaus Bochum GmbH
Leiter Experimentelle Chirurgie
UK Knappschaftskrankenhaus Bochum GmbH
„In der Chirurgie der Zukunft werden gewebeverträgliche und resorbierbare Werkstoffe eine immer größere Rolle spielen. Das Ziel wird sein, nicht nur zu reparieren, sondern den Patientenkörper zu unterstützen, strukturell und funktionell zu regenerieren. Als biopolymerer Werkstoff hat das vielseitige Seidenprotein Fibroin ein enormes chirurgisch-rekonstruktives Anwendungspotenzial!“
Partner und Förderer
Öffentlich geförderte Forschungsprojekte
FibroGraft
Evaluierung des Nutzungspotenzials von Fibroin-Verbundsystemen aus natürlicher Seide für die Geweberegeneration
In einer alternden Gesellschaft nehmen die Regeneration und der Ersatz von Gewebe eine zunehmend bedeutende Rolle ein: Neun Millionen Menschen in Deutschland zeigen Abnutzungserscheinungen des Knorpelgewebes und leiden an Arthrose und die Hälfte von insgesamt fünf Millionen Diabetikern benötigt neue Gewebeabschnitte. Die Plastische Chirurgie widmet sich den erforderlichen Rekonstruktionen und Defektdeckungen. Allerdings ist die Verfügbarkeit körpereigener Transplantate äußerst begrenzt. Ein wichtiger Aspekt der Biomaterialentwicklung liegt daher in der Weiterverarbeitung von natürlichen Werkstoffen zu komplexen Träger- und Gerüststrukturen, den so genannten Scaffolds. Diese ermöglichen in Kombination mit Stammzelltherapie oder Tissue Engineering die gezielte Ausbildung bestimmter Gewebearten. Die Aufbereitung von tierischem Gewebe ist zur Gewinnung der genannten Gerüststrukturen kostenintensiv und mit ethischen Vorbehalten belastet. Eine Alternative stellt natürlich gewonnenes Seidenfibroin aus dem Kokon des Seidenspinners dar. Um das Potenzial von Seidenfibroin als neuem Werkstoff umfassend zu heben, wird im Rahmen des Vorhabens ein neuartiger Löseprozess genutzt. Hierdurch wird die Entwicklung von Scaffold-Strukturen ermöglicht, welche die zielgerichtete Differenzierung von Stammzellen in unterschiedliche Gewebearten ermöglichen (Fett-, Knochen- und Muskelgewebe). Durch die Betrachtung der gesamten Wertschöpfungskette, Produktion nach höchsten Qualitätsstandards und normkonformer Dokumentation (ISO 13485) werden eine effiziente Umsetzung der Materialtechnologie und ferner der Transfer der Ergebnisse nach Projektende sichergestellt.
Dieses Projekt wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.
FibroXpand
Entwicklung von Fertigungsverfahren zur Herstellung und Additivierung von porösem Gewebeersatz aus biokompatibel gelöstem Seidenfibroin zur Anwendung in der Hart- und Weichgewebsregeneration in der Chirurgie
Ziel des Projektes ist die Entwicklung von selbstexpandierenden Ersatzmaterialien auf Basis von Seidenfibroin. Diese könnten zukünftig Anwendung in der Chirurgie zur bioaktiven Hart- und Weichgeweberegeneration finden. Nach einer Tumorentfernung weisen Defekte in Bezug auf die Wiederherstellung von Weichgewebe oder Knochen eine hohe Prävalenz für eine verlangsamte oder ausbleibende Geweberegeneration auf. Aktuell verfügbare Präparate sind sowohl in der Verarbeitung, der Stabilität als auch in der Stimulation der Geweberegeneration nicht für jede Indikation ideal. Letztendlich ist in vielen Fällen die Entnahme gesunden Gewebes an anderer Stelle des Körpers erforderlich (autologes Transplantat). Deshalb werden auf Basis von additiviertem Seidenfibroin verschiedene Produkte für einen innovativen Gewebeersatz entwickelt. Diese sind durch entsprechende Herstellungsverfahren selbstexpandierend und bioaktiv.
Dieses Vorhaben wird durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des BMWi gefördert.
Netzwerk
Unsere Kooperationen in Industrie und Forschung haben einen wesentlichen Anteil am Gelingen unserer Unternehmung. Wir sind dankbar für die vielfältige Unterstützung, Förderung und die gute Zusammenarbeit mit unseren Partnern.
Wir sind offen für weitere spannende Kooperationen in Industrie und Forschung und freuen uns über Ihre Kontaktaufnahme!
