Einfluss modifizierter Hyaloronsäuren auf Bindung von Wachstumsfaktoren und Interleukinen in Verbindung mit Kollagen als Carrier auf Titan
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zusammenfassend ergeben sich aus den Untersuchungen folgende Erkenntnisse: (i) aEZMs bestehend aus Kollagen und sulfatierter und/oder carboxymethyierter Hyaluronsäure lassen sich durch Fibrillogenese in Gegenwart des GAG über einen weiten Konzentrationsbereich (1/1000 bis 1/1) herstellen. Der Interaktionsmechanismus basiert primär auf elektrostatischen Wechselwirkungen und weist keine offensichtlichen Unterschiede für modifizierte oder natürlich vorkommende GAGs auf. Hohe GAG Konzentrationen verringern grundsätzlich den Fibrillendurchmesser; der Effekt ist ausgeprägter für stärker geladene GAGs. (ii) Die GAG/Kollagen-Interaktionen werden durch den Grad der Sulfatierung beeinflusst und sind umso stärker, je höher die Ladung der GAGs ist. Die kollagene Matrix der aEZM ist stabil gegen Desorption, dies gilt auch für einen Teil der mit der aEZM assoziierten GAGs. Ein weiterer Anteil ist nur locker mit der aEZM assoziiert und desorbiert im Verlauf einer Stunde. Das Verhältnis der Anteile hängt von dem verwendeten GAG ab, ist aber immer hinreichend für die Herstellung von aEZM, so dass von einer zusätzlichen Vernetzung abgesehen werden kann. (iii) Die Interaktion zwischen GAGs und Wachstumsfaktoren wird hauptsächlich über den Sulfatierungsgrad bestimmt. Hochsulfatierte Hyaluronsäure-Derivate binden lösliche Faktoren stärker als natürlich vorkommende GAGs wie Heparansulfat. Zusätzliche Carboxymethlygruppen hatten keinen zusätzlichen Effekt. (iv) Kontakt der Wachstumsfaktoren mit GAGs und aECM auch über längere Zeiten hat keine nachteiligen Auswirkungen auf deren Fähigkeit, mit den betreffenden Rezeptoren zu interagieren, während aECM (Kollagen mit GAG) möglicherweise zu einem leichten Funktionsverlust führen. (v) Integration der GAGs in die aECM ändert die Bindungseigenschaften der GAGs für Wachstumsfaktoren. Im Gegensatz zu freien GAGs binden hochsulfatierte GAGs in kollagenen Matrizes weniger als niedrig oder unmodifizierte Modifikationen. Die folgende Freisetzung war am niedrigsten für hochsulfatierte, aber am höchsten für niedrig sulfatierte Hyaluronsäure, so dass es möglich ist, über den Sulfatierungsgrad das Freisetzungsverhalten zu beeinflussen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Modifications of hyaluronan influence the interaction with human bone morphogenetic protein-4 (hBMP-4). Biomacromolecules. 2009 14; 10(12):3290-7
Hintze V, Moeller S, Schnabelrauch M, Bierbaum S, Viola M, Worch H, Scharnweber D
