Elastisch und widerstandfähig: Spinnenseide als Biomaterial

Dr. rer. nat. med. habil. Eva Gottfried

Stand: 09.10.2026

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Eigenschaften von Stabilität bis Elastizität, Nicht-immunogenität und Bioabbaubarkeit machen Spinnenseide zu einem viel beforschten Biomaterial für Nahtmaterial, Tissue Engineering bis Nervenrekonstruktion.

Vom Fischernetz zum Biomaterial

Seide gilt als eines der widerstandsfähigsten Naturmaterialien, dessen Fasern durch hohe Elastizität, hohe Reißfestigkeit und hohe Bruchdehnung gekennzeichnet sind. Darüber hinaus wird Seide wenig von Bakterien und Pilzen besiedelt und ist aufgrund ihrer Hitzestabilität bis 200°C gut sterilisierbar. Gezeigt ist auch, dass Seide wenig immunogen ist und wenig allergisches Potenzial besitzt. Ideal ist auch, dass Seide eine Zeitlang im Körper stabil ist, dann aber von Makrophagen ohne toxische Rückstände zersetzt wird, also biologisch abbaubar ist. All diese Eigenschaften machen Spinnenseide interessant für den Einsatz in Medizin und Pflege [1].

Schon in der Antike wurde Spinnenseide aufgrund ihrer adstringierenden Wirkung zur Blutstillung eingesetzt; später wurden die Fäden zur Herstellung fester Fischernetze genutzt. Im 18. Jahrhundert diente Spinnenseide bereits zum Nähen im medizinischen Kontext. Eine ganze Reihe aktueller Entwicklungen zeigen Einsatzmöglichkeiten bei Wundverbänden, Tissue Engineering, Nervenregeneration und Coatings [1].

Spinnen als Nutztiere im Labor

Seidenspinnen (Nephila) zählen zu den echten Webspinnen und stammen primär aus tropischen und subtropischen Gebieten. Insbesondere Radnetzspinnen (Nephila edulis) lassen sich gut unter Zuchtbedingungen halten, weil sie standorttreu und weniger aggressiv als andere Spinnenarten sind. Auch wenn sie nur 2 Jahre alt werden, eignen sie sich aufgrund ihrer Vielfalt an Fadenarten und Längen (von 0,5 bis 1 Meter) gut für den Einsatz als Biomaterial. Werden die weiblichen Tiere alle ein bis zwei Wochen „gemolken“, können 100-200 Meter Spinnfaden gewonnen und als Biomaterial weiterverwendet werden [2, 3].

Je nach Bedarf produzieren die Tiere in unterschiedlichen Seidendrüsen am Ende des Hinterleibs sieben verschiedene Arten von Fäden, von Fangfäden über Abseilfäden bis Netzfäden, die unterschiedliche Eigenschaften und Qualitäten aufweisen. Je nach Umgebungstemperatur werden sie schneller oder langsamer sezerniert. So ist der Abseilfaden besonders reißfest, stabil und nicht immunogen [2, 3]. Wenn Netzfasern hoher Luftfeuchtigkeit oder Wasser ausgesetzt sind, verkürzt sich ihre Länge durch Superkontraktion besonders stark. Das wird aktuell genutzt, um smarte Materialien zu entwickeln, die auf Temperatur und Luftfeuchtigkeit reagieren [1].

Vielfältige Anwendungen von Spinnenseide

Die Einsatzmöglichkeiten von Spinnenseide werden umfassend untersucht [1, 4]. Antimikrobielle Hydrogele auf Basis von Hyaluronsäure und Spinnenseide werden für Wundverbände erprobt. Die antimikrobielle Wirkung gegen grampositive Bakterien (Micrococcus sulfuricum) und gramnegative E. coli-Bakterien ist zum Teil auf die Hyaluronsäure zurückzuführen, die Spinnenseide verhindert aber schon das Anheften von Bakterien [1, 4]. Außerdem dienen Hydrogele mit Spinnenseide in sogenannter Biofabrication zusammen mit lebenden Zellen zur Entwicklung gewebeähnlicher Struktur [1, 4]. So ist für das Tissue Engineering die Auswahl einer passenden Grundstruktur (Matrix) essenziell, die bioabbaubar, aber auch mechanisch belastbar sein soll und die Zelladhäsion erlauben muss. Dabei lassen sich durch Crosslinking und Verweben der Spinnenfäden gezielt spezifische Matrices herstellen, was für die Bildung von synthetischer Haut und elastischem Knorpel erforscht wird [1, 4].

Neben der Etablierung eines zweischichtigen Hautmodells wird auch an Behandlungsmöglichkeiten von Sehnenrissen und Bandverletzungen mittels Spinnenseide gearbeitet [1]. Auch die Rekonstruktion von Organen wie der Blase wird erforscht. Dabei haben sich poröse Biomaterialien zur Steuerung von Zellwachstum bewährt, was nun auch mithilfe von rekombinanten, im Biofermenter gewonnenen Spinnenseidenproteinen getestet wird [1].

Darüber hinaus wird Spinnenseide zur Beschichtung von Implantaten sowie zur Funktionalisierung von Oberflächen und bioaktiven Materialien getestet [1].

Nervenbrücken durch Spinnenseide

Besonders die Nervenregeneration mit Spinnenseide wird als Hoffnungsträger betrachtet [4]. So sind langstreckige Nervendefekte in der Behandlung nach wie vor herausfordernd. Die Möglichkeit der autologen Nervenspende ist aufgrund von potenziellen Defekten an der Entnahmestelle und der Bildung von Neurinomen nicht optimal. In neueren Untersuchungen wird die Einführung eines Interponats aus Spinnenseide zur Unterstützung der Regeneration von Nervengewebe untersucht [4, 5]. Nach Erfolgen im Schafmodell erwies sich die Methode auch in einer kleinen Studie mit 4 Patient:innen erfolgreich. Nach primärer Wundheilung ohne Nebenwirkungen waren Schutzempfindlichkeit und Funktion in der zwei bis zehnjährigen Nachbeobachtung wiedererlangt, wobei weder Neurinome noch neuropathische Schmerzen auftraten. Die „Nervenbrücke“ auf Basis von Spinnenseide wird nun als neue Perspektive in der Rekonstruktion von weitreichenden Nervendefekten diskutiert [4, 5].

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