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Beschichtung und Funktionalisierung von Biomaterialien mit neuartigen, ultra-dünnen Filmen
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Veröffentlicht: | 19. Oktober 2004 |
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Fragestellung
Implantationen von Biomaterialien schaffen immer einen Grenzzonenbereich zwischen umgebendem Gewebe und Implantat, welcher einen großen Einfluss auf die Verankerung und Haltbarkeit hat. Mit Hilfe einer neuartigen Beschichtung durch "Stern-förmige" poly(ethylene glycol) Polymere (Star PEG) und Funktionalisierung mit RGD-Peptiden könnte eine gerichtete Zellbesiedlung erfolgen und eine unspezifische Protein-Adsorption verhindert werden, um negative Effekte dieser Grenzschicht auf den Heilungsprozess zu vermeiden.
Methoden
Glas- und Titan- Oberflächen wurden mit ultra-dünnen Star PEG-Filmen (20 bis 30nm) mit linearen RGD-Peptiden beschichtet. Zelladhäsion und Proliferation von humanen Fibroblasten, Osteoblasten und mesenchymalen Vorläuferzellen wurden über 30 Tage in vitro beobachtet. Auf Titan wachsende Zellen wurden mittels Fluoreszenzmarkierung und RT-PCR analysiert.
Ergebnisse
Unmodifiziertes Star PEG verhinderte effizient eine unspezifische Protein-Adsorption und Zellbesiedlung. Erst nach Einbindung von RGD-Peptiden adherierten die Zellen. Nach 24h konnte ein Ausbreiten der Zellen beobachtet werden. Wurde das Verhältnis RGD zu Star PEG erhöht, konnten mehr Zellen adherieren. Über den gesamten Versuchszeitraum verhielten sich die Zellen vergleichbar zu den mitgeführten unbeschichteten Kontrollen. Die mesenchymalen Vorläuferzellen behielten ihr osteogenes Differenzierungspotential.
Schlussfolgerungen
Durch die Möglichkeit, ultra-dünne Star PEG-Filme mit synthetischen Peptiden oder ganzen Proteinen zu funktionalisieren ergibt sich eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten im Rahmen einer Beschichtung von Biomaterialien.