Nanostrukturierte zur Wirkstoffaufnahme funktionalisierte Werkstoffoberflächen für den Einsatz im Blutkontakt

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Jürgen Breme (†)
• Subject Area: Biomaterials
• Term: from 2005 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5441168

Implantate als Wirkstoffträger stellen eine interdisziplinäre Herausforderung für Forschung und Entwicklung dar. Restenosen im Zusammenhang mit der Applikation von Stents infolge von Thrombosen und Zellproliferation gelten als zu überwindendes Therapieproblem. Die bisher zur Proliferationshemmung eingesetzten Alphastrahler und Zytostatika waren wenig erfolgreich. Grundlegende Verbesserungen sollen im vorgelegten deutsch/französischen Gemeinschaftsprojekt mit definerten Oberflächen und Wirkstoffankopplungen gefunden werden. Die Gruppen aus Saarbrücken und Würzburg erarbeiten blutverträgliche mikro- bis nanostruktierte Oxid-Oberflächenmodifikationen, die hiernach von der Gruppe aus Lille mit Wirkstoffen funktionalisiert werden. Für die Oberflächenmodifikationen werden tribochemische und anodische Behandlungen, Ätz- und Diffusionsverfahren sowie Sol-Gel- und PVD-Modifikationen auf der Basis von TiO2 und Nb2O5 auf Ti, TiNb10 und Stahl 316L als Referenz vorgesehen. Die Oberflächenschichten werden bezüglich Haftfestigkeit, Struktur und effektiver Oberfläche sowie biologischer Verträglichkeit charakterisiert. Letztere auch beschriben durch die Anlagerung von Proteinen und Zellen in vivo und deren Ankopplung an die funktionalisierten Oberflächen. Die Anbindung der Wirkstoffe erfolgt direkt oder in Nanopartikeln eingeschlossen, durch Adsorption über elektrostatische und/oder kapillare Kräfte sowie durch kovalente Bindung über Spacer. Zur Werkstoffbindung - direkt oder auf Nanopartikel - sind mit Priorität Semicarbizide vorgesehen, deren Bindungsfähigkeit an die gezielt strukturierten oxidischen Oberflächen ausgenutzt wird. Als Wirkstoffe dienen Antithrombogenika, Antibiotika, Proliferationshemmer usw.. Die Technologien lassen sich auf andere Implantate mit anderen Anforderungen übertragen.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: France
• Participating Persons: Professor Dr. Hartmut F. Hildebrand; Dr. Oleg Melnyk