AeroMarK: Neue Materialien aus Quallenkollagen sollen Knorpelregeneration revolutionieren

Mit dem Forschungsprojekt AeroMarK startet ein innovatives Vorhaben, das die Behandlung von Knorpelschäden grundlegend verbessern könnte. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Christian‑Albrechts‑Universität zu Kiel entwickeln gemeinsam mit der AMIPLANT GmbH neuartige Trägermaterialien für die Regeneration von geschädigtem Gelenkknorpel, basierend auf einem ungewöhnlichen Rohstoff: Kollagen aus Quallen.

Der Schlüssel des Ansatzes liegt in einer besonderen Eigenschaft von Quallenkollagen. Anders als herkömmliches Kollagen aus Landtieren besitzt es keine Bindungsstellen für tierische Zellen. Das klingt zunächst wie ein Nachteil, ist aber entscheidend für den Erfolg. Denn genau diese fehlenden Bindungsstellen verhindern, dass Knorpelzellen ihre typische runde Form verlieren. Nur in dieser Form sind sie in der Lage, hochwertigen hyalinen Knorpel zu bilden, die Knorpelart, die in gesunden Gelenken vorkommt und die mit bisherigen Materialien kaum reproduzierbar ist.

Um dem Quallenkollagen die nötige Struktur zu geben, nutzt das Projektteam eine innovative Fertigungsmethode: Hochporöse Gerüste aus tetrapodalem Zinkoxid werden mit Quallenkollagen befüllt und vernetzt. Anschließend wird das Zinkoxid-Gerüst gezielt herausgelöst. Zurück bleibt eine freistrukturierte Kollagen-Matrix, deren Porengröße und Steifigkeit durch das Gerüst präzise vorgegeben wurden. So entsteht ein maßgeschneidertes Trägermaterial, das Knorpelzellen optimale Bedingungen bietet und die Versorgung des von Natur aus nicht durchbluteten Knorpelgewebes unterstützt.

Im Projektverlauf werden zunächst Verfahren entwickelt, um Quallenkollagen sicher und reproduzierbar zu gewinnen. Anschließend entstehen mehrschichtige Matrices, die die natürliche Architektur von Gelenkknorpel bis hin zur Übergangszone zum Knochen nachbilden. Diese Prototypen sollen als Grundlage für spätere präklinische Studien dienen.

Hoher Bedarf in einer alternden Gesellschaft

Knorpelschäden und Erkrankungen wie Arthrose nehmen stetig zu – auch, weil die Bevölkerung immer älter wird. Neue, leistungsfähige Materialien zur Knorpelregeneration könnten deshalb langfristig einen wichtigen Beitrag für die regenerative Medizin leisten, mit direkter klinischer Relevanz für die Behandlung von Gelenkerkrankungen. Die Kombination aus einem nachhaltigen marinen Biopolymer und innovativer Aeromaterialtechnologie eröffnet vielversprechende wirtschaftliche Perspektiven, von zertifizierbaren Herstellungsverfahren bis hin zu künftigen Medizinprodukten.

Das Projekt AeroMarK läuft von April 2026 bis September 2028. Die wissenschaftliche Leitung hat Prof. Dr. Rainer Adelung vom Institut für Materialwissenschaft der Christian‑Albrechts‑Universität zu Kiel. Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit mit dem assoziierten Industriepartner AMIPLANT GmbH durchgeführt.

zur Projektbeschreibung mit mehr Details