Fabrication of Hybrid Hydrogels from Hydrophilic Polymers Grafted to Inorganic Nanoparticles

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Dieser Antrag beschäftigt sich mit einem technologischen Ansatz für die Herstellung von hybriden nanocompositen Hydrogelen, von polymermodifizierten Nanopartikeln und von Makromolekülen des Chitosans [oder Poly(Acrylsäure)]. Mit hydrophilem Polymeren beschichtetes Siliziumdioxid oder Titandioxid wurde in Anwesenheit von Monomeren (1-Vinyl-2-pyrrolidon oder Acrylsäure) hergestellt. Monomermoleküle werden auf der frisch gebildeten Oberfläche des in der Rührwerkskugelmühle für Nassmahlung zerkleinerten Siliziumdioxids oder Titandioxids adsorbiert und bilden dann über Radikalreaktion kovalent gebundene (grafted) Polymerschichten. Derart modifizierte Siliziumdioxid- oder Titandioxid- Nanopartikel sollen für die Bildung dreidimensionaler Hydrogelstrukturen durch die Vernetzung durch Chitosan oder Poly(Acrylsäure) verwendet werden. Der Aufbau hybrider Hydrogele kann durch das Verhältnis des Chitosans [oder Poly (Acrylsäure)] zum polymermodifizierten Nanopartikeln geändert werden. Hybride Hydrogele können verbesserte mechanische Eigenschaften besitzen und mechanische Signale zu den enthaltenen Substanzen übermitteln. Diese Vorgehensweise ist ein neuer Ansatz zur Steuerung der Gewebebildung in mechanisch dynamischen Umgebungen wie Knochen, Muskeln oder Blutgefässen. Zusätzlich können gewonnene Erkenntnisse in Bereich gezielter Pharmakologie von großem Nutzen sein.