Antibakterielle Funktionalisierung von Werkstoffoberflächen für orthopädische Implantate

骨科植入物材料表面的抗菌功能化

• 批准号: 40095995
• 负责人: Professor Dr. Ralf Busch
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Metallische Werkstoffe
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/40095995?language=en
• 关键词: Antibakterielle; Funktionalisierung; von; Werkstoffoberfl; chen

Bakterielle Infektionen nach der Implantation einer Endoprothese stellen ein bedeutendes klinisches Problem dar. Durch die Adhäsion von Bakterien, die sich auf der Biomaterialober-fläche anlagern und einen Biofilm bilden, wird die Wundheilung und das Einwachsen des Implantats stark beeinträchtigt. Da die bisherigen Versuche, direkt auf der Oberfläche der Implantate Medikamente mit retardierter Freisetzung anzukoppeln, wenig erfolgreich waren, stellt die Beladung von Oberflächen mit nachhaltiger Wirkstofffreisetzung eine interdiszipli-näre Herausforderung für Forschung und Entwicklung dar. Grundlegende Verbesserungen auf diesem Gebiet sollen im vorgelegten deutsch/französischen Gemeinschaftsprojekt mit definierten Oberflächen und Wirkstoffankopplungen gefunden werden. Die Gruppe aus Saarbrücken erarbeitet mikro- und nanostruktierte Oberflächenmodifikationen, die hiernach von der Gruppe aus Lille mit Wirkstoffen funktionalisiert werden. Für die Oberflächenmodifi-kationen sind Ätzverfahren sowie Sol-Gel-Modifikationen auf der Basis von TiO2, Nb2O5, auf Titan, Ti-Nb-Legierungen und Stahl 316L als Referenz vorgesehen. Die Oberflächenschich-ten werden bezüglich Haftfestigkeit, Struktur und effektiver Oberfläche sowie biologischer Verträglichkeit charakterisiert. Im Rahmen der geplanten Untersuchungen soll zudem geklärt werden, ob eine Verminderung der Bakterienadhäsion und –vermehrung bereits durch eine Strukturierung des metallischen Grundwerkstoffs erreicht werden kann. Die Anbindung der Wirkstoffe erfolgt direkt oder in Nanopartikeln eingeschlossen, durch Adsorption über elek-trostatische und/oder kapillare Kräfte sowie durch kovalente Bindung über Spacer. Zur Wirk-stoffbindung - direkt oder auf Nanopartikeln - sind mit Priorität Semicarbizide vorgesehen, deren Bindungsfähigkeit an die gezielt strukturierten oxidischen Oberflächen ausgenutzt wird. Ein weiteres Anbinden von „Käfigmolekülen“ wie Cyclodextrine an die funktionalisierten Oberflächen und /oder Nanopartikel erlauben den Vorteil eines zusätzlichen Drug Delivery Systems. Als Wirkstoffe dienen an erster Stelle Antibiotika; Antithrombogenika, Proliferati-onshemmer oder Adhäsionsmoleküle usw. sind später in das System einzubringen. Die Technologien lassen sich auf andere Implantate mit anderen Anforderungen übertragen.

植入内假体的细菌感染与临床问题有关。由于 Bakterien 的粘附，生物材料的表面和生物膜的形成，以及 Wundheilung 和 Einwachsen des Implantats 的明显效果。 Da die bisherigen Versuche, direct auf der Oberfläche der Implantate Medikamente mit defierter Freisetzung anzukoppeln, wenig erfolgreich waren, stellt die Beladung von Oberflächen mit nachhaltiger Wirkstofffreisetzung eine interdiszipli-näre Herausforderung für 研究和研究达尔。 Grundlegende Verbesserungen auf diesem Gebiet sollen im vorgelegten deutsch/französischen Gemeinschaftsprojekt mit definierten Oberflächen und Wirkstoffankopplungen gefunden werden。萨尔布吕肯集团对微型和纳米结构进行了上层改造，里尔集团的高级技术人员对设备进行了改进。对于 TiO2、Nb2O5、Titan、Ti-Nb-Legierungen 和 Stahl 316L 基础上的溶胶-凝胶改性，请参见参考文献。 Die Oberflächenschich-ten werden bezüglich Haftfestigkeit、Struktur und effektiver Oberfläche sowie bilogischer Verträglichkeit Charakterisiert。我的 Rahmen der geplanten Untersuchungen soll zudem geklärt werden，ob eine Verminderung der Bakterienadhäsion und –vermehrung bereits durch eine Strukturierung des metallischen Grundwerkstoffs erreicht werden kann。纳米颗粒中的连接器直接连接，吸附超过静电和/或卡皮拉尔 Kräfte sowie durch kovalente Bindung über Spacer。 Zur Wirk-stoffbindung - 直接或纳米颗粒 - 与优先使用的半碳化物一起使用，是一种与氧化层的结合结构。 Ein weiteres Anbinden von “Käfigmolekülen” wie Cyclodextrine an die functionalisierten Oberflächen und /oder Nanopartikel erlauben den Vorteil eines zusätzlichen Drug Delivery Systems. Als Wirkstoffe dienen 和 erster Stelle Antibiotika；抗血栓形成、增殖和粘附分子 usw。 sind später in das System einzubringen。 Die Technologien lassen sich auf andere Implantate mit anderen Anforderungen übertragen。