Die Vielseitigkeit von 2-Oxaz(ol)in-co-Liponsäure-Polymeren: Neue bioinspirierte Klebstoffe, Wirkstoff-Freisetzungssysteme und 3D-druckbare Hydrogele und Bio-Tinten

• Antragsteller: Jean Maurice Pütz
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren ; Biomaterialien
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 540453780

Das Ziel dieses Projekts besteht darin, zur dringenden Nachfrage nach modernen funktionalen und nachhaltigen Materialien beizutragen, indem neue biobasierte, biokompatible und 3D-druckbare Polymere entwickelt werden. Die im Rahmen dieses Projekts entwickelten Liponsäure-Oxaz(ol)in-Copolymere sollen als innovative Grundlage für biokompatible Klebstoffe und die Herstellung von Hydrogelen dienen, wobei ein besonderes Interesse auf der Gestaltung hochpräziser Gerüste für die Anwendung in Wirkstoff-Freisetzungssystemen und (selbstheilender) Geweberegenerationsanwendungen liegt. Liponsäure wurde aufgrund dessen Preiswertigkeit, guter Verfügbarkeit, natürlichen Ursprungs, dessen flexibler Polymerisationsbedingungen und selbstheilender Materialeigenschaft als vielversprechender Kandidat ausgewählt. Die Entwicklung dieses Projekts basiert auf der Expertise der Gruppe des Gastgebers, Prof. Luxenhofer, im Bereich der medizinischen Polymerchemie in Kombination mit 3D-Druck. Die bereits etablierten Polymere von Prof. Luxenhofer (modifizierte Poly(2-substituierte-Oxazoline) und Poly(2-substituierte-Oxazine)) sind gut in ihrer Hydrophilie einstellbar und bilden das Grundgerüst, an das Liponsäure gekoppelt wird. In Zusammenarbeit mit Prof. Luxenhofer werde ich das resultierende amphiphile Copolymer im hochpräzisen "Melt Electrowriting (MEW)" 3D-Druckverfahren verwenden, um hochaufgelöste Mikrofasern zu erzeugen. Diese werden unmittelbar durch Hitze oder UV-Bestrahlung vermittelte Aktivierung der Disulfidfunktionen vernetzt. Eine Vernetzungsmethode, die für Liponsäure-basierte Polymere bisher nur geringfügig etabliert wurde und gleichzeitig den Zugang zu interessanten Materialeigenschaften gewährt. Das hergestellte neuartige Material wird darauf hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften, der Fähigkeit zur Bildung von Hydrogelen und seiner Selbstheilungsfähigkeit untersucht. Weitere Untersuchungen werden zusätzlich darauf konzentriert, die Eignung des neuartigen Materials für die Formulierung von Bio-Tinten zur möglichen zukünftigen Anwendung in der Geweberegeneration zu untersuchen. Schließlich wird ein hauptsächlich hydrophobes Derivat des neuartigen Materials synthetisiert, und dessen Eignung als Klebstoff eingehend erforscht.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Finnland
• Gastgeber: Professor Dr. Robert Luxenhofer