Influence of nanoporous surface structuring and biofunctionalisation on the physiological acceptance of implant materials by bone cells

纳米多孔表面结构和生物功能化对骨细胞对植入材料生理接受的影响

• 批准号: 5258365
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Günter Ziegler
• 金额: --
• 依托单位: BioCer Entwicklungs-GmbH
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 1999-12-31 至 2006-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5258365?language=en
• 关键词: Influence; nanoporous; surface; structuring; biofunctionalisation

Ziel des Vorhabens ist es, ein Implantatmaterial zu entwickeln, das an der Grenzfläche "Implantat - Biosystem" zwei Arten von Oberflächenstrukturierungen (Poren im Bereich von 100 - 500 µm und Poren im Bereich von 100 nm) aufweist, wobei die Oberfläche durch immobilsierte Biomoleküle modifiziert wird. Dabei soll die Oberfläche der makroskopischen Poren durch eine keramische Schicht ausgekleidet werden, die offenporige nanometergroße Strukturen enthält (vergleichbar mit einer schwammartigen Struktur). Aufgrund der Größe ermöglichen die makroskopischen Poren ein Einwachsen der Zellen, wohingegen die nanoporöse Struktur den Zellstoffwechsel an der Grenzfläche Implantat/Zellverband begünstigen soll. Die immobilisierten Biomoleküle sollen direkt als Signalstoff auf die Rezeptoren der Knochenzellen wirken. Der Einfluß dieser nanoporösen Oberflächenstrukturierung auf die Immobilisierung von Biomolekülen und das Haftvermögen von Zellen soll untersucht werden. Zum Erreichen des Ziels werden poröse Titanmetalle, u. a. medizintechnisch bereits benutzte und ß-nahe Titanlegierungen mit einer dünnen, nanoporösen Keramikschicht (Schichtdicke 1µm) versehen. Diese besteht aus Titanoxid, dem gleichen Material wie die natürlich vorhandene Oxidschicht. Dabei wird auf eine modifizierte Sol-Gel-Sythese zurückgegriffen, die speziell zum Aufbau von Schichten mit Porendurchmessern von ca. 100 nm geeignet ist. Auf diese Schicht werden unter zu Hilfenahme von Spacern (z. B. heterobifunktionelle Reagenzien) einerseits Proteine der extrazellulären Matrix und andererseits Peptide, die das Zelladhäsionsmotiv Arginin-Glycin-Asparat (RGD) enthalten, immobilisiert. Durch gezielte Variation der nanoporösen Oberflächenstruktur und der Art der Immobilisierung werden unterschiedliche Materialien hergestellt, die im Hinblick auf ihre physikalischen und biochemischen Eigenschaften charakterisiert werden. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sollen mit zellbiologischen Ergebnissen korreliert werden.

Ziel des Vorhabens是一种新型的植入材料，作为一种Grenzfläche“植入-生物系统”的两种结构（100 - 500 µm的Bereich孔和100 nm的Bereich孔），通过生物分子的固定化修饰来实现。Dabei soll die Oberfläche der makroskopischen Poren durch eine keramische Schicht ausgekleidet韦尔登，die offenporige nanometergroße Strukturen enthält（vergleichbar mit einer schwammartigen Struktur）.随着Größe ermöglichen die makroskopischen Poren ein Einwachsen der Zellen的出现，Zellstoffwechsel an der Grenzfläche Implantat/Zellverband的纳米孔结构开始变软。不动生物分子必须直接将信号传递到Knochenzellen生物反应器上。Der Influenza dieser nanoporösen Oberflächenstrukturierung auf die Immobilisierung von Biomolekülen und das Haftvermögen von Zellen soll untersucht韦尔登. Zum Erreichen des Ziels韦尔登poröse Titanmetalle，u. a. medizintechnisch bereits benutzte und bench-nahe Titanlegierungen mit einer dünnen，nanoporösen Keramikschicht（Schichtdicke 1µm）versehen.这种材料最好是钛氧化物，这种材料的性质与氧化物相似。大北将采用一种改性的溶胶-凝胶-合成方法，这种方法可以用于制备具有多孔介质的Schichten建筑。100 nm geeignet ist.在希费纳赫梅·冯·斯派瑟恩的韦尔登脚下（z. B。heterobifunktionelle Reagenzien）是一种蛋白质的胞外基质和肽，该肽是精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）的水解酶，不动。纳米材料表面结构和固定韦尔登艺术的差异是不可预测的，它在Hinblick中具有韦尔登的物理和生物化学特征。这些数据可以通过生物学测试韦尔登来解决。