Forschungsinstitut für Leder und Kunststoffbahnen gGmbH (FILK)
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Toxikologisch unbedenkliche neue Vernetzersysteme für die Kollagenindustrie auf Basis biotechnologischer Prozesse
Das IGF-Vorhaben 19065 BR der Forschungsvereinigung „Forschungsgemeinschaft Leder e.V. - FGL“ wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF)“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Wir bedanken uns für die gewährte Unterstützung.
Ziel des Projekts war die Etablierung eines biotechnologischen Verfahrens für die Gewinnung von toxikologisch unbedenklichen Vernetzern aus der Gruppe der Iridoide und Secoiridoide unter Verwendung von pflanzlichen Zell- und Gewebekulturen.
Im Rahmen der Arbeiten konnten von Centaurium erythraea hormonautotrophe Kalluskulturen sowie in vitro-Suspensionskulturen erfolgreich erzeugt werden. Die in den Kulturen enthaltenen Iridoidverbindungen wurden extrahiert und quantifiziert. Dabei zeigte sich, dass die in vitro-Kulturen hauptsächlich Gentiopicrosid enthielten. Für die erzeugten Extrakte konnte eine geringe bis mittlere Vernetzungswirkung gegenüber Kollagen als Substrat nachgewiesen werden. Durch die Vernetzung entstanden säurestabile kovalente Crosslinks, an deren Bildung Gentiopicrosid maßgeblich beteiligt war. Kollagene Materialien, die mit Extrakten von Centaurium erythraea vernetzt wurden, waren weder im direkten noch im indirekten Zellkontakt zytotoxisch. Damit sind die untersuchten Pflanzenextrakte prinzipiell für die Vernetzung von Kollagenprodukten geeignet.
Mit den biotechnologisch erzeugten Pflanzenextrakten kann der kollagenverarbeitenden Industrie eine nachhaltige und ökologische Alternative zu den bislang eingesetzten Aldehyd- oder Isocyanat-Vernetzern angeboten werden. Aufgrund des noch niedrigen Gentiopicrosidgehalts in den Extrakten ist eine potentielle industrielle Applikation momentan nur im biomedizinischen Bereich zu sehen, wo mit geringen Vernetzermengen bereits hohe Erlöse erzielt werden können. Es ist geplant, die Forschungsarbeiten in zukünftigen Vorhaben zusammen mit der Industrie vor allem im Hinblick auf das noch fehlende Scale-Up und die weitere Prozessoptimierung fortzuführen. Sollten diese Arbeiten erfolgreich sein, würden sich als weitere Zielmärkte die Kosmetik und die Pharmazie sowie der Lebensmittelsektor und die Lederindustrie eröffnen.
