Spinnenseide: Vom Gespensterschloss ins Hightechlabor

Spinnennetze im Haus sind nicht gern gesehen. Und auf das Gefühl klebriger Fäden im Gesicht können wir auch beim Betreten des Gartenhäuschens gut verzichten. Spinnenseide hat aber einige spannende Eigenschaften! Sie könnte damit zu einem Biomaterial der Zukunft werden und vor allem in der Medizin für Aufsehen sorgen.

Spinnennetz

Dank der Elastizität und Reissfestigkeit der Spinnenseide bleiben fliegende Insekten im Netz hängen, ohne es zu zerstören. Bild: CanStockPhoto

Hast du schon einmal ein schönes Radnetz in der Natur von Nahem betrachtet? Ein richtiges Kunstwerk! Die filigran wirkenden Netze sind nicht nur präzise gewoben, ihre aus Spinnenseide bestehenden Fäden sind in Tat und Wahrheit auch alles andere als zart: Auf ihre Masse bezogen sind sie viermal so belastbar wie Stahl und können um das Dreifache gedehnt werden, ohne zu zerreissen. Zudem ist Spinnenseide wasserfest, leicht, hitzebeständig, widerstandsfähig gegenüber Bakterien und Pilzen und dabei biologisch abbaubar. All diese Eigenschaften machen Spinnenseide zu einem Biomaterial der Zukunft. Weltweit forschen Wissenschaftler an Anwendungsmöglichkeiten in Medizin und Industrie – und an Methoden, Spinnenseide zu gewinnen oder künstlich herzustellen.

Wofür eignet sich Spinnenseide?

Umhang aus echter Spinnenseide

Mehrere Jahre dauerte es, bis die Seide für diesen Umhang aus echten Spinnen gewonnen und verwoben worden war. Das Stück war 2012 im Londoner Victoria and Albert Museum ausgestellt. Bild: Cmglee/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

Die Nutzung von Spinnenseide durch den Menschen ist keineswegs eine neue Idee. Im Mittelalter trugen die besonders Gutbetuchen Kleidungsstücke oder Accessoires aus gewebter Spinnenseide. In den ersten Jahren dieses Jahrtausends wurde die Idee vom Kunsthistoriker Simon Peers und dem Modedesigner Nicholas Godley wieder aufgegriffen, und in einem enorm aufwendigen Projekt liessen sie den Stoff für einen prachtvollen Umhang aus Spinnenseide weben und besticken. Das Stück wurde 2012 im Victoria and Albert Museum in London ausgestellt; es ist unglaublich leicht und hat einen beinahe unnatürlichen goldenen Glanz.

(Spinn)Gewebe für die Medizin

Bereits in der Antike nutzten die Griechen Spinnweben ausserdem, um Blutungen zu stoppen. Tatsächlich beschleunigt das Aufsetzen eines Gewebes aus Spinnenseide auf offene Wunden den Heilungsprozess erheblich, wie sich auch in modernen Versuchen zeigte. Die Eigenschaften der Spinnenseide bieten aber noch weitere faszinierende Möglichkeiten für die Medizin.

Trichternetz einer Spinne

Nicht alle Spinnennetze haben die klassische Radnetzform. Je nach Art der Spinne sind die Fangmethoden und Netzformen ganz unterschiedlich. Bild: CanStockPhoto

Dank ihrer Stabilität halten die Fäden beispielsweise vernähte Wunden zusammen und müssen nicht wieder entfernt werden – der Körper baut sie vollständig ab. Auf Spinnenseide lässt sich auch neues Körpergewebe wie menschliche Haut bilden. Dazu setzt man Hautzellen auf verwobene Spinnenseide und versorgt sie mit Luft und Nährlösung. Innerhalb von rund drei Wochen bilden sich hautähnliche Strukturen, die sich mitsamt der Seide implantieren lassen.

An weiteren zahlreichen Anwendungen wird mit Hochdruck geforscht. Künftig könnte Spinnenseide gar durchtrennte Nervenbahnen verbinden, ein bis heute fast unmögliches Unterfangen. Eine weitere Möglichkeit ist das Beschichten von Implantaten oder Gefässprothesen mit Spinnenseide, um dem Entstehen von Narben oder Entzündungen vorzubeugen. Vielleicht ist Spinnenseide, in die richtige Form gepresst, künftig gar eine Alternative zu medizinischen Metallprodukten wie Schrauben.

Wie kommen wir an Spinnenseide?

Goldene Radnetzspinne

Eine Goldene Radnetzspinne: Ihre Spinnenseide ist für Wissenschaftler besonders wertvoll. Charlesjsharp/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

Nicht alle Spinnen eignen sich zur Gewinnung von Spinnenseide. Die Seidenspezialistin unter den rund 45’000 Spinnenarten ist die “Goldene Radnetzspinne” (Nephila). Sie lebt in tropischen und subtropischen Gebieten und stellt bis zu sieben verschiedene Seidenfäden her, die sich z. B. bezüglich Dehnbarkeit unterscheiden. Für die Wissenschaft besonders interessant ist der sogenannte Abseil- oder Haltefaden, welcher sich für medizinische Zwecke gut nutzen lässt.

Die Spinnenseide gewinnen die Forscher natürlich nicht etwa durch mühseliges Einsammeln von Spinnennetzen. Vielmehr entwickelten sie eine Methode, Radnetzspinnen zu “melken”: Dafür wird das Tier mit Gaze auf einem Stück Schaumstoff gehalten und am Faden gezogen. Dies simuliert ein Fallen der Spinne und der Faden spult automatisch ab. Pro Eingriff können so gut 200 Meter Spinnenseide gewonnen werden. Die Spinne bleibt dabei unbeschadet.

Wenn Forscher spinnen

Nichtsdestotrotz bleibt die Gewinnung von Spinnenseide auf natürliche Art ein aufwändiges Unterfangen und ist für eine Nutzung der Seide im grossen Stil zu wenig ertragreich. Forscher und Wissenschaftler setzen daher bereits seit Jahren einiges daran, Spinnenseidenfäden künstlich produzieren zu können. Der komplizierte Spinnvorgang macht es allerdings schwierig, nahe genug an das Original heranzukommen. Die besonderen Eigenschaften der Spinnenseide entstehen nämlich dadurch, dass der Ausgangsstoff am Ende der Spinndrüsen hoch konzentriert ist und durch einen engen Kanal gepresst wird. Erst kürzlich gelang es einem Forschungsteam aus Schweden, diesen Vorgang zu imitieren und so eine künstliche Spinnenseide herzustellen, die dem Original sehr nahe kommt.

Ob sich der künstliche Seidenfaden auch in der Praxis bewährt, muss sich allerdings erst noch zeigen. Das Interesse bei Wissenschaft und Industrie ist auf alle Fälle gross, würde sich das Material schliesslich überall dort nutzen lassen, wo Stabilität, Dehnbarkeit und geringes Gewicht eine Rolle spielen. Die Möglichkeiten reichen von der Raumfahrttechnologie über Brückenbau bis hin zu alltäglichen Anwendungen wie Strumpfhosen.

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