Verbesserung der Grenzflächenverträglichkeit von Titanlegierungen durch Immobilisierung mit bioaktiven Wirkstoffen

通过生物活性剂固定化改善钛合金的界面相容性

• 批准号: 5262890
• 负责人: Professor Dr. Hartwig Höcker
• 金额: --
• 依托单位: Klinik für Orthopädie
• 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 2003-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5262890?language=en
• 关键词: Verbesserung; der; Grenzfl; chenvertr; glichkeit

Für die Wechselwirkung eines implantierten Biomaterials mit dem Organismus sind neben den Bulk-Eigenschaften die Oberflächeneigenschaften von entscheidender Bedeutung. Unmittelbar nach der Implantation erfolgt die Adsorption von Proteinen auf der Materialoberfläche. Die Konformation der am Implantat adsorbierten Proteine spielt für dessen Biokompatibilität eine besondere Rolle, da durch die Konformation der Wachstums- und Extrazellulärmatrix (ECM)-Proteine die Zelladhäsion und Zellausbreitung auf der Oberfläche entscheidend beeinflusst wird. Zur Optimierung der Grenzflächenverträglichkeit der Standardtitanlegierung TiA16V4 werden folglich in der ECM vorkommende Proteine (Fibronektin, Laminin) und Peptide, die den funktionellen Domänen entsprechen (z.B. RGD-Peptide) als bioaktive Wirkstoffe immobilisiert. Zusätzlich wird die Immobilisierung von Wachstumsfaktoren (z.B. rhBMP-2), die an der Stimulation der Zellteilung beteiligt sind, und von anti-inflammatorischen Mediatoren (wie z.B. Interleukin 11) untersucht. Zur kovalenten Anbindung der Wirkstoffe an die Oberfläche der Titanlegierung werden geeignete funktionelle Gruppen durch das Chemical Vapour Deposition (CVD)-Polymerisationsverfahren unter Einsatz funktioneller Monomerer an der Metalloberfläche kontrolliert erzeugt. Die modifizierten Oberflächen der Titanlegierung, insbesondere die Konformation der gebundenen Wirkstoffe werden durch Anwendung oberflächensensitiver Analytikmethoden wie Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS), Atomic-Force-Mikroskopie (AFM), Surface-MALDI-TOF-MS und Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) charakterisiert. Das Verständnis der Wechselwirkungen von Proteinen und der Titanoberfläche ist zur Optimierung der Oberflächenmodifizierung essentiell. Der interdisziplinäre Verbund von Antragstellern und Kooperationspartnern ist die Voraussetzung für die Durchführung der beschriebenen innovativen Strategie, durch Funktionalisierung und Wirkstoffimmobilisierung eine "bioaktive Titanoberfläche" herzustellen, die den Anforderungen im Hartgewebekontakt optimal angepasst ist.

Für die Wechselechtung eines implantierten Biomaterials mit dem Organismus sind neben den Bulk-Eigenschaften die Oberflächeneigenschaften von entscheidender Bedeutung.植入后，蛋白质在材料表面的吸附不明显。Die Konformation der am Implantat adsorbbierten Proteine spielt für dessen Biokompatibilität eine besondere Rolle，da durch die Konformation der Wachstums- und Extrazellulärmatrix（ECM）-Proteine die Zelladhäsion und Zellausbreitung auf der Oberfläche entscheident beeinflusst wird.标准钛合金TiA 16 V4韦尔登在ECM中的最佳强化条件为：蛋白质（纤维蛋白，层粘连蛋白）和肽，功能性细胞内分泌（z.B. RGD-肽）具有生物活性，不动。Zusätzlich wird die Immobilisierung von Wachstumsfaktoren（z.B. rhBMP-2），以及对细胞的刺激作用，以及抗炎介质（如z.B.白细胞介素11）通过化学气相沉积（CVD）-聚合反应在一种功能单体和金属纤维控制下使纤维与韦尔登表面的结合具有很强的功能。采用X射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）、表面-MALDI-TOF-MS和酶联免疫吸附试验（ELISA）等方法对钛表面修饰后的纤维韦尔登进行了结构表征。Das Verständnis der Wechselfenkungen von Proteinen und der Titanoberfläche ist zur Optimierung der Oberflächenmodifizierung essentiell. Der interdisziplinäre Verbund von Antragstellern und Cooperationspartnern ist die Voraussetzung für die Durchführung der beschriebenen innovativen approximatie，durch Funktionalisierung und Wirkstofimmobilisierung eine“bioaktive Titanoberfläche”herzustellen，die den Anforderungen im Hartgewebekontakt optimal angepasst ist.