Neuartige bioaktive Si-M-O-C-basierte Gläser (M = Sr, Zn, B) mit herausragender Hochtemperatur-Kristallisationsbeständigkeit

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Aldo Boccaccini; Dr. Isabel Gonzalo de Juan; Privatdozent Dr. Emanuel Ionescu
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317658328

Die Zielsetzung des vorliegenden Vorhabens stellt eine systematische Untersuchung der Zusammenhänge zwischen der chemischen Zusammensetzung und Mikrostruktur bioaktiver Si-M-O-C-Gläser (M = Sr, Zn, B) und deren Verhalten im Wasser und in simulierter Körperflüssigkeit, SBF, hinsichtlich Korrosion, Bioaktivität und zelluläre Reaktion. Erste in vitro Versuche zeigten, dass Si-M-O-C-basierten Gläser bioaktiv hinsichtlich der Mineralisation von Hydroxyapatit sind. Zusätzlich zur Bioaktivität weisen Si-M-O-C-Gläser eine exzellente Kristallisationsbeständigkeit bis zu Temperaturen von über 1000 °C auf.Im Rahmen des Projektes werden Si-M-O-C Pulver ausgehen von geeigneten Polymer-Precursoren synthetisiert und anschließend in Form von Monolithen oder Schichten verarbeitet. Die hergestellten Proben werden hinsichtlich Zytotoxizität und Bioaktivität eingehend untersucht. Die Zytotoxizität-Untersuchungen werden gemäß ISO-10993-5 durchgeführt und werden erlauben, mögliche nekrotische und apoptotische Effekte der Biogläser auf unterschiedlichen Zellen zu erläutern. Darüber hinaus werden detaillierte Studien zur Korrosionskinetik von Si-M-O-C in Wasser und SBF durchgeführt, um die Freisetzung unterschiedlicher Spezies aus Si-M-O-C, die ausschlaggebend für die Prozesse der Hydroxyapatit-Mineralisation und der Osteogenesis sind, aufzuklären.Es wird erwartet, dass das vorliegende Projekt ein tiefes Verständnis über die Bioaktivität von Si-M-O-C-Gläsern sowie die Entwicklung einer neuen Klasse kristallisationsbeständiger Biogläser ermöglichen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Ralf Riedel