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Wissen Stachelige Tiere als Inspiration für die Medizin

Die Nordamerikanischen Baumstachler könnten die Entwicklung neuartiger medizinischer Instrumente beflügeln. Denn die Stacheln der Nagetiere dringen besonders leicht durch Haut oder Muskeln und haften dann sehr fest.

Dies liegt vor allem daran, dass ihre Spitzen mit Widerhaken und schuppenartigen Strukturen versehen sind. Das berichtet ein Forscherteam um Jeffrey Karp von der Harvard Medical School (Cambridge, US-Staat Massachusetts) in den «Proceedings» der US-Nationalen Akademie der Wissenschaften.

Der Nordamerikanische Baumstachler - auch Urson genannt - trägt auf dem Rücken etwa 30 000 Stacheln zur Verteidigung, wie die Forscher schreiben. Werden die bis zu einem Meter langen Tiere angegriffen, so verhaken sich die Stacheln bei Kontakt im Körper des Feindes. Entgegen mancher Gerüchte könnten die Nagetiere ihre spitzen Waffen aber nicht über größere Distanzen abschießen, betonen die Wissenschaftler in einer Mitteilung des Brigham and Women's Hospital in Boston, eines Lehrkrankenhauses der Harvard Medical School.

Karp und seine Mitarbeiter nahmen die Stacheln der Tiere, die oft auf Bäumen anzutreffen sind, unter die Lupe. Dazu fertigten sie unter anderem Modell-Stacheln aus Polyurethan an, die sie an verschiedenen Gewebetypen testeten, etwa an Schweinehaut oder Hühnermuskeln. Dabei entdeckten sie, dass die Widerhaken auf den Spitzen zwei Vorteile bieten: Zum einen können die Stacheln damit Gewebe leichter durchdringen. Zudem erhöhen die Häkchen den Halt der Stacheln im Gewebe. Auch die Anordnung der Widerhaken spielt eine wichtige Rolle.

Die Forscher sehen in den Stacheln ein Vorbild für bestimmte Medizinprodukte. Dies könnten Nadeln sein, die beim Stechen weniger Schmerzen verursachen, oder Instrumente für minimal-invasive Operationen wie Trokare - feine hohle Instrumente, mit denen man einen Zugang in Körperhöhlen wie den Bauchraum legen und offenhalten kann. Ihre Erkenntnisse vergleichen die Experten mit anderen technischen Neuerungen, die sich ebenfalls an der Natur orientieren. Dazu zählen auch Klebstoffe nach dem Vorbild von Gecko-Füßen.

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