Perlmutt etwa könnte auch die Entwicklung von Baumaterialien revolutionieren. So sind extrem leichte Verbundstoffe mit bislang unerreichter Festigkeit denkbar. Im Fall der aktuellen Forschungstätigkeit, an der neben der Leibniz Universität auch die Medizinische Hochschule Hannover und die Technische Universität Braunschweig beteiligt sind, soll speziell die Medizintechnik vom natürlichen Vorbild Perlmutt profitieren. Noch bieten die herkömmlichen Materialien nämlich keine optimalen Eigenschaften. "Keramische Implantate zum Beispiel haben zwar kaum Abrieb, sind aber elastisch zu wenig verformbar. Anders gesagt: Sie brechen relativ leicht", berichtet Analía Inés Moral, die als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) unter Leitung von Prof. Berend Denkena arbeitet. "Metallische und kunststoffbasierte Materialien haben dagegen den Nachteil, dass ihre Lebensdauer begrenzt ist."

Die Eigenschaften des Perlmutts mit synthetischen Materialien wie Polymeren und anorganischen Nanoteilchen nachzuempfinden, darum kümmern sich Chemikerinnen und Chemiker um Prof. Henning Menzel vom Institut für Technische Chemie der TU Braunschweig und Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von Prof. Peter Behrens vom Institut für Anorganische Chemie der Leibniz Universität. Im Labor für Biomechanik der Medizinischen Hochschule Hannover testet Dr.-Ing. Christoph Hurschler die Eigenschaften des Materials in unterschiedlichen Situationen, unter anderem mit einem Kniegelenk-Simulator.

Das synthetische Perlmutt soll sich dann in weiteren Tests am IFW bewähren. Es muss leicht zu bearbeiten sein, dabei aber die gewünschten Eigenschaften der Endoprothesen aufweisen – also auch mechanisch sehr belastbar sein. Dazu führt die Wissenschaftlerin Analía Inés Moral am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen zuerst Ritzversuche an echtem Perlmutt durch. Die Ergebnisse sollen das Fundament für eine komplexere Bearbeitung von künstlichem Perlmutt legen. Ist der Werkstoff erfolgreich, könnte er als Implantat im Bereich der Endoprothetik dienen, also im Körperinneren etwa als Knie- oder Hüftgelenk Verwendung finden. "Die Herstellung von Endoprothesen erfordert eine hervorragende Oberflächengüte", berichtet die 27-jährige Argentinierin Moral. "Unsere Ergebnisse lassen hoffen, dass das natürliche Kompositmaterial Perlmutt auch dies bieten kann. Die später synthetisch hergestellten Implantate würden dadurch besonders bruchsicher und belastungsresistent."

Wie das Material in größeren Mengen auch künstlich aus maßgeschneiderten Polymeren und angepassten anorganischen Nanoteilchen hergestellt werden kann, ist bislang noch wenig erforscht. Deshalb gehört das Projekt auch zum Sonderforschungsbereich 599 "Zukunftsfähige bioresorbierbare und permanente Implantate aus metallischen und keramischen Werkstoffen". "Erste synthetische Ansätze zeigen, dass sich die Strukturen des Perlmutts zumindest als dünne Schichten im Labor produzieren lassen", so Moral. "Wir werden uns nun der Herstellung größerer Grundkörper widmen. Auch wenn es bis zur Realisierung dieses ehrgeizigen Ziels noch ein weiter Weg ist, haben wir gemeinsam mit unseren Projektpartnern die prinzipiellen Voraussetzungen für die Entwicklung entsprechender biomimetischer Materialien geschaffen."