Kontrollierbare Auflösung von Sol-Gel-abgeleiteten Boratgläsern zur Beschleunigung der Wundheilung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Aldo Boccaccini
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 419186269

Bioaktive Boratgläser (Borat BGs) haben klinisch beeindruckende heilende Wirkung bei chronische Wunden gezeigt. Ihr Auflösungsverhalten im Hinblick auf das Freisetzungsprofil von ionischen Auflösungsprodukten und die Auflösungsgeschwindigkeit bestimmen die Effekte auf die Wundheilung. Eine gut definierte Auflösung von Borat-BGs kann die Wundheilung beschleunigen. Es gab jedoch bisher keine umfassende Studie, die darauf abzielte, den Zusammenhang zwischen dem Auflösungsverhalten von Borat-BGs und dem Wundheilungseffekt zu ermitteln.Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, eine beschleunigte Wundheilung durch Kontrolle des Auflösungsverhaltens von Sol-Gel-abgeleitetem Borat BG durch passende Einstellung der Glaszusammensetzungen zu erreichen. Die Beziehung zwischen der Zusammensetzung und dem Wundheilungseffekt, der von größter Bedeutung ist, um das Auflösungsverhalten von Borat-BG und damit die Mechanismen der Borat-BG-Wundheilung, aufzuklären, wird etabliert.Insbesondere wird eine Reihe von B2O3-CaO-CuO-Boratgläsern unter Berücksichtigung von Zusammensetzungen synthetisiert, die die biologisch aktiven Ionen Ca2+ (hämostatische Aktivität), B3+ (angiogene Aktivität) und Cu2+ (antibakterielle und angiogenetische Aktivitäten) enthalten. Zur Herstellung der Borat BG werden Sol-Gel Verfahren genutzt aufgrund der besseren Kontrollierbarkeit der Morphologie der synthetisierten BGS. Da das Auflösungsverhalten (Auflösungsrate, Ionenabgabe) von Boratgläsern eng mit ihrer Zusammensetzung und Struktur verbunden ist, wird erwartet, dass das Auflösungsverhalten der Boratgläser durch Anpassen der Zusammensetzung kontrollierbar und einstellbar ist. Um ein Verständnis über die Zusammensetzungsabhängigkeit des komplexen Wundheilungsprozesses zu erhalten, werden die Wirkungen der Auflösungsprodukte der Gläser in Bezug auf ihre biologische Wirkung in Zusammenhang mit Wundheilung, z.b. der hämostatische Aktivität, der antibakterielle Wirkung und des Angiogenesepotential bewertet. Durch die Fertigstellung des Projektes ist es zu erwarten, dass eine beschleunigte Wundheilung erreicht werden, indem das Auflösungsverhalten des Glases kontrolliert wird. Ein tieferes Verständnis der Beziehung zwischen Zusammensetzung und Auflösungsverhalten in Borat-BGs wird aus dem experimentellen Programm dieses Projekts gewonnen. Ein solches Verständnis wird dazu beitragen, die Mechanismen aufzuklären, die der Wirkung von Borat-BGs auf die Wundheilung zugrunde liegen. Die Entwicklung des Sol-Gel-Verfahrens zur Herstellung von Borat-BGs wird für die Entwicklung eines fortschrittlichen Wundverbands vorteilhaft sein, da eine bessere Kontrolle der Morphologie und Zusammensetzung von BGs im Sol-Gel-Ansatz erwartet wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen