Kurzfassung

Das Projekt befasst sich mit der Oberflächenmodifikation von Standard- Titanimplantaten aus der Unfallchirurgie mit dem Ziel, Oberflächenbeschichtungen mit adhäsions-reduzierten Eigenschaften zu entwickeln und auf ihre Eignung als Implantatmaterialien zu prüfen. Von besonderem Interesse sind ultra dünne, anti-adhäsive Polymerschichten wie sie z.B. durch Plasmaverfahren erzeugt werden. Ein besonderer Vorteil der plasmagestützten Modifikation von Oberflächen ist die gleichzeitige Reinigung,...Das Projekt befasst sich mit der Oberflächenmodifikation von Standard- Titanimplantaten aus der Unfallchirurgie mit dem Ziel, Oberflächenbeschichtungen mit adhäsions-reduzierten Eigenschaften zu entwickeln und auf ihre Eignung als Implantatmaterialien zu prüfen. Von besonderem Interesse sind ultra dünne, anti-adhäsive Polymerschichten wie sie z.B. durch Plasmaverfahren erzeugt werden. Ein besonderer Vorteil der plasmagestützten Modifikation von Oberflächen ist die gleichzeitige Reinigung, Sterilisation, Aktivierung und Vergütung in ein und demselben Prozess.
Der Arbeitsplan beinhaltet 3 wesentliche Abschnitte und Meilensteine:
Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung unterschiedlicher polymer-quartzartiger Schichten mit optimierter Adhäsion auf Titansubstraten. Nach Herstellung der oberflächenmodifizierten Modell-Titanimplantate (am MPIP) werden diese sowohl am MPIP als auch am Institut für Angewandte Struktur- und Mikroanalytik (ASMA) der Universitätsmedizin mit den vorhandenen hochentwickelten Methoden der Struktur und Oberflächenanalyse charakterisiert. Dazu gehören insbesondere die Kontaktwinkelmessung, die Oberflächenprofilometrie, die Rasterelektronenmikroskopie und die Röntgen-induzierte Photoelektronen-spektrometrie. Zusätzlich soll die Stabilität der Schichten im klinischen Alltag durch das Durchlaufen von Standard-Sterilisationsverfahren der Unfallchirurgie und nachfolgender erneuter Oberflächencharakterisierung überprüft werden.
Nach Abschluss der Charakterisierung der Schichten folgen Zellversuche mit humanen Fibroblasten, welche die im klinischen Kontext wesentlichen Zellen darstellen und dadurch ein relevantes Testmodell repräsentieren. Die Erarbeitung von Grundlagen-Kenntnissen durch zellbiologische Untersuchungen der frühen Zell-Biomaterial-Interaktion wird im wissenschaftlichen Labor des Zentrums für Unfallchirurgie und Orthopädie durchgeführt. Diese Untersuchungen beinhalten die Quantifizierung der initialen Adhäsion und Proliferation der Zellen, die Analyse der Expression spezifischer Gene für das Anwachsen, Proliferieren und die Gewebebildung sowie zytotoxische Untersuchungen. Die Visualisierung der Zellen erfolgt am Institut für Angewandte Struktur- und Mikroanalytik (Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz) mittels konfokaler Laser-Raster-Mikroskopie an transduzierten Fibroblasten. Eine zusammenfassende Beurteilung der in vitro Untersuchungen dient der Identifizierung möglicher Kandidatenoberflächen.
Zum Abschluss des experimentellen Teils des Projekts sollen im Kleintiermodell die Bindegewebsadhäsion im Makroorganismus sowohl an modifizierten Titanimplantaten als auch unmodifizierten Standardimplantaten als Kontrolle analysiert werden. » weiterlesen» einklappen