Bescherming tegen bacteriën? De oplossing komt van haaienhuid

Bescherming tegen bacteriën? De oplossing komt van haaienhuid

Wat kunnen innovatiewetenschappers leren van de natuur? Deze vraag staat centraal in de studie van biomimicry. Deze week: hoe wetenschappers haaienhuid gebruiken als inspiratie voor antibacterieel wondverband.

In deze serie lees je wekelijks een voorbeeld van biomimicry, in aanloop naar het evenement ‘Thinking Planet – van ego naar eco’ (29 april 2022), waarin we op zoek gaan naar nieuwe manieren om ons te verhouden tot de natuur en andere aardbewoners.

Scherpe tanden. Grote rugvin. Kille ogen. Waarschijnlijk zijn dit je eerste associaties met haaien. Toch zijn dit niet de eigenschappen waar wetenschappers al twee decennia onderzoek naar doen. Volgens hen zit het bijzondere van de haai in hun huid. Geïnspireerd door haaienhuid hebben de onderzoekers bacterieresistent materiaal ontwikkeld.

Haaien hebben een ruwe huid, die bestaat uit zeer kleine schubben. Op deze mini-schubben bevinden zich nog kleinere groeven en uitstulpingen die aan elkaar verbonden zijn en zo een patroon vormen, zie foto 1. Deze structuur maakt de huid extreem waterafstotend. Dit heeft een voordeel voor de haaien: ze ervaren minder weerstand in het water en kunnen daardoor grote snelheden bereiken.

Li Wen, Journal of Experimental Biology, https://doi.org/10.1242/jeb.097097

De patronen op de huid van haaien hebben nog een tweede voordeel. Die werken namelijk ook bacterieafstotend, doordat bacteriën zich niet aan de ruwe huid kunnen hechten. Dit bood inspiratie voor de onderzoekers. Door de minuscule huidstructuur van haaien te kopiëren, wilden ze materiaal creëren met dezelfde antibacteriële eigenschappen.

Het bleek een groot succes: het patroon weert ook bacteriën op kunstmatig materiaal. Dit kan veel toepassingen hebben in de medische wereld, bijvoorbeeld voor wondverband, infusen, en katheters. Het bedrijf Sharklet heeft al meerdere producten gemaakt op basis van deze techniek en momenteel onderzoeken wetenschappers andere mogelijke toepassingen. Zo bevordert het wondverband met het haaienpatroon ook het dichtgroeien van een wond. Ondanks dat men al twintig jaar onderzoek doet naar de huid van haaien, worden de mogelijkheden hiervan pas net zichtbaar.

De natuur gebruiken als inspiratiebron voor technologische ontwikkelingen, zoals bij deze haaienhuid het geval is, heet biomimicry. Evolutie heeft vier miljard jaar de tijd gehad om oplossingen voor problemen te vinden, stellen biomimetici, dus kunnen wij daar nog veel van leren. De haai is dus niet het enige wezen dat wetenschappers kan inspireren tot nieuwe ontwikkelingen en het roept de vraag op wat we nog meer kunnen leren van de natuur.

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

Een trapleuning die zichzelf schoonmaakt of een mondkapje waar geen virus zich aan kan hechten. Dat lijkt mogelijk door er piepkleine deeltjes in te verwerken.

Steden raken in hete zomers snel oververhit. Een nieuwe methode van weerspiegeling die vlinders gebruiken zou uitkomst kunnen bieden.

De natuur vormt een onuitputtelijke bron van inspiratie voor de mens. Dat laat Walvissen in de wind en meer fantastische uitvindingen uit de natuur zien. Als inspiratieboek voor kinderen is deze uitgave geslaagd.