Einfluss der Bindung und Freisetzung angiogener und osteogener Wachstumsfaktoren von Titanimplantatoberflächen auf die periimplantäre Knochenregeneration

• Antragsteller: Professor Dr. Henning Schliephake
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien ; Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 218946345

Ziel des hier beantragten Teilprojektes ist es, ein System zur differentiellen Bindung und Freisetzung angiogener und osteogener Wachstumsfaktoren auf Titanimplantaten in vitro und in vivo zu definieren und so eine effektive Steigerung der Knochenregeneration auch unter kompromittierten Lagerbedingungen zu erreichen. Die Bindung der Wachstumsfaktoren erfolgt nach Konjugation an Oligonukleotide (ODN) über Hybridisierung an zu Teilbereichen komplementäre Oligonukleotid-Ankerstränge, die durch nanomechanische Verankerung auf Titanoberflächen fixiert sind. Die Variation von Bindung und Freisetzung wird durch systematische Modifikation der Hybridisierung der Oligonukleotid-Stränge erreicht. Die langfristige Freisetzung proliferativ wirksamer Signale, angiogener Signale, Signale der Matrixbildung und osteoinduktiver Signale wird für einzelne Wachstumsfaktoren und Kombinationen untersucht und die in vitro Wirkung auf Zielzellen des periimplantären Knochengewebes wird durch direkte Zellbesiedlung der Oberflächen und durch Exposition mit konditionierten Medien analysiert. Dabei werden Proliferations- und Differenzierungsprozesse durch die variierte Abfolge der Wachstumsfaktoren untersucht und die dadurch veränderte Aktivierung intrazellulärer Signalketten analysiert. Die in vivo Untersuchungen erfolgen im Kleintiermodell der Ratte durch Insertion von Titanimplantaten mit entsprechend unterschiedlichen beladenen Oberflächen ektop und orthotop sowohl im physiologischen als auch im osteoporotischen Modell der Knochenheilung. Die Ergebnisse zur differentiellen Wachstumsfaktorbindung und -freisetzung können eine erhebliche Verbesserung der Implantatprognose im kompromittierten Lager bewirken und sind darüber hinaus von universeller Bedeutung für den Einsatz biofunktionalisierter Materialien.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen