Mikroheterogene und Mikroporöse Hydrogele mit verbesserter mechanischer Stabilität

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Im Rahmen des Projekts sollen neuartige, heterogene Hydrogele präpariert und charakterisiert werden. Grundlegende Basis sind dabei sternförmige Präpolymere mit hydrophilem Rückgrat, deren Endgruppen reaktiv sind (Stern-PEG). Dadurch können diese Moleküle kovalent verknüpfte dreidimensionale Hydrogelnetzwerke bilden, welche je nach Reaktionsbedingungen sehr enge Maschenweiten oder auch viele freie Enden (dangling ends) aufweisen. Im Rahmen dieses Vorhabens soll zum einen untersucht werden, inwieweit durch die Kombination unterschiedlich endfunktionalisierter Sterne, von Sternen mit unterschiedlicher Armanzahl und Armlänge sowie durch die Kombination von Sternen mit weiteren Komponenten wie linearen Makromolekülen, mechanisch stabile Hydrogele präpariert werden können, die trotz hohen Wassergehalten gut handhabbar und verarbeitbar sind. Zum anderen soll auch untersucht werden, inwieweit durch massgeschneiderte Porosität eine schnelle Quellbarkeit der Gele erreicht werden kann. Hier wird über den Ansatz der Heterogenität insbesondere das Problem angegangen, dass homogene superporöse Gele mechanisch schwach sind. In diesem Zusammenhang sollen mittels uniaxialen Gefrierens von Wasser in Stern-PEG Hydrogelen gerichtet poröse Strukturen präpariert werden. An einem ausgesuchten Beispiel soll die Eignung dieser porösen Strukturen als Matrix für gerichtetes Zellwachstum von neuronalen Zellen getestet werden, weil sie morphologisch dem nativen Gewebe zur Regenerierung von peripherem Nervengewebe sehr ähnlich sind. Die Funktionalisierbarkeit des Systems mit Peptiden ermöglicht es zudem, mit einem sterilisierbaren System die natürliche Umgebung des wachsenden Axons bestmöglich zu imitieren.