Tissue Engineering auf Basis elektrogesponnener polymerer Nanofasern

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Der Ersatz zerstörter biologischer Strukturen mittels Tissue Engineering ist in der regenerativen Medizin ein sehr aktuelles Forschungsgebiet. Knorpel, Knochen, Haut, Blutgefäße, Lymphgefäße sind Ziele für eine Rekonstruktion, ja sogar ganze Organe wie z. B. die Leber. Ein erfolgversprechender Weg beruht auf dem in vitro-Ansatz, geeignete Trägermatrices (Scaffolds) vorzugeben, auf ihnen Stammzellen anzusiedeln, die Proliferation zu initiieren und die Zellen zu einem späteren Zeitpunkt einer Differenzierung zu unterwerfen. An solche Trägermatrices wird eine ganze Reihe von Anforderungen hinsichtlich Bioverträglichkeit, Bioabbaubarkeit, Architektur, Sterilisierbarkeit, Porosität, Inkorporierung und Freisetzung von Wirkstoffen, mechanischen Eigenschaften usw. gestellt. Unter den vielen bekannten Ansätzen zum Aufbau von Trägermatrices ist der über Nanofasern überaus vielseitig und vielversprechend. Mit diesem Ansatz will sich das Projekt befassen. Das Ziel des Projektes ist es, über das Elektrospinnen von bioabbaubaren bzw. bioverträglichen Nanofasern zu Trägermatrices zu kommen, die hinsichtlich Trägerarchitektur, mechanischen Eigenschaften, Bioabbaubarkeit, Porosität, Zelladhäsion, Zellwachstum, Zelldifferenzierung, Versorgung mit Nährstoffen optimiert sind. Erreicht werden soll dies u. a. durch die Auswahl bzw. Synthese geeigneter bioabbaubarer Polymerer mit spezifischen mechanischen Eigenschaften für die Nanofaser-Erzeugung, durch den Aufbau der Trägermatrices aus Nanofasern mit vorgegebener Topologie, durch die Herstellung von Trägermatrices mit vorgegebenen Porositäten und Porengrößen, mit spezifischen Texturen sowie durch einen inhomogenen chemischen Aufbau. Ferner soll durch die Einlagerung der Zellen bereits während des Elektrospinn-Prozesses in die Trägermatrices ein 3-dimensionales Wachstum der Zellen erreicht werden. Diese Träger sollen dann in ihrer Funktion als Scaffold insbesondere im Zusammenhang mit der Züchtung von Knochen und Knorpelgewebe ausgehend von mesenchymalen Stammzellen, analysiert werden.