Expertise in Elastin

Was ist Elastin?

Elastin ist ein essenzielles Strukturprotein im Bindegewebe und Hauptbestandteil der elastischen Fasern. Elastin ist verantwortlich für die Elastizität mechanisch beanspruchter Gewebe und Organen (z.B. Haut, Lunge, Blutgefäße) und ermöglicht diesen, sich zu dehnen und wieder zusammenzuziehen. Neben Elastin kommt in der Extrazellulärmatrix (EZM) Kollagen als weiteres Struktur- und Faserprotein vor, das hauptsächlich für die Zugfestigkeit der Gewebe verantwortlich ist. Die konträren mechanischen Eigenschaften von Elastin und Kollagen ermöglichen es dem Körper, durch unterschiedliche Anteile elastischer und Kollagenfasern in der Extrazellulärmatrix, die gewebespezifische Widerstandsfähigkeit herzustellen. Elastin wird im Gegensatz zum Kollagen vom Körper nicht neu gebildet. Jede Schädigung des Elastins durch äußere (z.B. UV-Strahlung, Verletzungen) oder innere Faktoren (z.B. enzymatischer Abbau, Kalzifizierung und oxidative Schädigung im Alterungsprozess) ist irreversibel. Der Abbau von Elastin und die damit verbundene Abnahme der Elastizität ist am deutlichsten Anhand der Alterung der Haut und der Bildung von Falten zu beobachten. Aber auch weitere, meist altersbedingte Krankheitsbilder wie z.B. Aneurysmenbildung sind auf die Schädigung von Elastin zurückzuführen. Des Weiteren führen altersbedingte Erkrankungen (z.B. Diabetes mellitus, Dekubitus, chronisch venöse Insuffizienz) meist zu chronischen Wunden, die einen Abbau des Elastins beschleunigen. Doch auch akute Wunden führen zur Schädigung des Elastins und das sich bildende Narbengewebe besteht ausschließlich aus Kollagen, wodurch Narben keinerlei Elastizität besitzen. Das führt vor allem bei großflächigen Wunden (z.B. Brandwunden) zu einem Funktionsverlust der Haut und kann schwerwiegende Folgen für die Patienten haben. Die aktuelle Marktanalyse zeigt einen starken Fokus auf kollagenbasierte Produkte, obwohl die Kombination beider Produkte aufgrund ihrer ergänzenden Eigenschaften einen sehr hohen Kundennutzen mit sich bringt.

Die Evolution der Wirbeltiere ging mit der Entstehung von flexiblen und dehnbaren Geweben einher. Das wird beispielsweise anhand der ausgeprägten strukturellen Veränderungen der Wände von Blutgefäßen deutlich, die für die Konversion von einem offenen zu einem geschlossenen Blutkreislaufsystem erforderlich waren. Die Eigenschaften Elastizität und Dehnbarkeit wurden vor allem durch die Entstehung von elastischen Fasern ermöglicht, die sehr abundant in größeren Blutgefäßen sind. Die Fasern speichern die potenzielle Energie, die erforderlich ist, um den Blutfluss während der Diastole aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise wird die ordnungsgemäße Herz-Kreislauf-Funktion ermöglicht. Elastische Fasern kommen zudem in vielen weiteren Organen vor, die für ihre physiologische Funktion reversibel verformbar sein müssen. Dazu zählen die Lungen, die Haut, elastischer Knorpel oder Bänder. Die elastischen Fasern befinden sich in der extrazellulären Matrix (EZM) und bestehen aus einem äußeren Mantel aus Fibrillin-reichen Mikrofibrillen und einem dichten Kern aus Elastin, der über 90 % des Gesamtvolumens ausmacht.

Beispiel Blutgefäße

Elastische Faser (schematisch) bestehend aus einem Kern und Elastin und einem Mantel aus Mikrofibrillen.

Hautalterung ist ein natürlicher Prozess, der im Laufe der Zeit auftritt und von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird. Einer der wichtigen Bestandteile, die die Hautelastizität und -festigkeit beeinflussen, ist das Elastin. Elastin ist ein Protein, das in der Haut vorkommt und für ihre Elastizität verantwortlich ist.

Elastin ist ein extrem beständiges Material mit einer Halbwertzeit von bis zu 75 Jahren. Die Beschädigung der elastischen Fasern im Hautgewebe in Folge von Abbauprozessen im Körper und externen Faktoren, wie z.B. UV-Strahlung, führt jedoch zur Degradation von Elastin und zu einer reduzierten Elastizität des Gewebes. Deutlichstes Zeichen für diesen Degradationsprozess ist die Bildung von Falten auf der Haut bei fortschreitendem Altern. Da Elastin nicht neu gebildet wird, lässt sich dieser Prozess nicht wieder umkehren. Mit Hilfe unseres Elastins können wir dem Körper das zurückzugeben, was er verloren hat und damit den Folgen des Abbauprozesses entgegenwirken. Als natürliches Material mit nachgewiesener Hautverträglichkeit (HET-CAM) ist es ideal für Hautanwendungen geeignet. Unser matripure bietet hohe Reinheit und auf die Kundenwünsche angepasste Eigenschaften. So bieten wir verschiedene Strukturgrößen von Elastin an, die auch zur Narbennachbehandlung verwendet werden können. Als lösliche und unlösliche Variante eröffnen sich viele weitere Anwendungsmöglichkeiten bspw. in Cremes, als Dermal Filler oder in Beauty Drinks.

Beispiel Haut

Faltenbildung durch Elastinabbau in der Haut

Elastin für kosmetische Anwendungen

Elastin in der Forschung und Entwicklung

Elastin ist ein wichtiges Protein, das in der Forschung und Entwicklung eine bedeutende Rolle spielt. Es ist ein Bestandteil des Bindegewebes und verleiht diesem seine Elastizität und Flexibilität. Elastin ist besonders in Geweben wie der Haut, den Blutgefäßen und den Lungen vorhanden. In der Forschung wird Elastin intensiv untersucht, um seine Eigenschaften besser zu verstehen und mögliche Anwendungen zu entwickeln. Durch die Erforschung von Elastin können neue Erkenntnisse gewonnen werden, die zur Entwicklung von Medikamenten und Therapien beitragen können. Darüber hinaus wird Elastin auch in der Entwicklung von Biomaterialien verwendet. Es dient als Grundlage für die Herstellung von elastischen Geweben und künstlichen Organen. Forscher arbeiten daran, Elastin-basierte Materialien zu optimieren, um ihre biologische Verträglichkeit und Leistungsfähigkeit zu verbessern. Insgesamt spielt Elastin eine wichtige Rolle in der Forschung und Entwicklung, da es ein vielseitiges Protein ist, das zahlreiche Anwendungen und Potenziale bietet. Die kontinuierliche Erforschung und Weiterentwicklung von Elastin trägt dazu bei, neue Lösungen und Innovationen in verschiedenen Bereichen der Medizin und Biotechnologie zu schaffen.

Tissue Engineering

Durch die Verwendung von Elastin in der Herstellung künstlicher Gewebe können biologische Konstrukte erzeugt werden, die ähnliche Eigenschaften wie natürliche Gewebe aufweisen. Sie können beispielsweise zur Reparatur von Hautdefekten, zur Verbesserung der Wundheilung oder zur Herstellung von künstlichen Blutgefäßen verwendet werden. Die Verwendung von Elastin im Tissue Engineering ermöglicht es, maßgeschneiderte Gewebe zu entwickeln, die den individuellen Bedürfnissen von Patienten gerecht werden. Elastin kann dabei in verschiedenen Formen verwendet werden:

Wir bieten unseren Kunden hochreines Elastin in löslicher und unlöslicher Form mit angepassten Strukturgrößen.

Als Rohstoff:

matripure® A, lösliches hochmolekular hydrolsiertes Elastin

matripure® B, lösliches niedermolekular hydrolsiertes Elastin

In Form von elektrogesponnenen Nanofaservliesen kann die natürliche Struktur der Extrazellulärmatrix nachgebildet werden. Mit unserem matripatch werden die natürlichen Bestandteile Elastin und Kollagen verwendet und sind ideal für FuE-Anwendungen. Der jeweilige Materialanteil kann dabei frei definiert werden. Alternativ bieten wir mit matrispin eine maßgeschneiderte Proteinmischung für FuE-Aktivitäten an.

Als Halbzeuge:

Erstmals kann Elastin auch für das Bioprinting verwendet werden. Unser ELMA® ist zur Herstellung von Biomaterialtinten bestens geeignet und sehr gut mischbar mit anderen Biomaterialien wie bspw. Kollagen und Gelatine.

Als modifiziertes Elastin für das Bioprinting:

ELMA®, methacyliertes Elastin