Bio-Integration

Modulares selbstorganisierendes Immobilisierungssystem zum Biosurface-Engineering enossaler Implantatmaterialien (Bio-Integration) – Nutzung zur Verbesserung der knöchernen Integration und lokalen antibiotischen Therapie.

Partner

  • Peter Brehm Chirurgie Mechanik
  • Karl Leibinger Medizintechnik
  • Technische Universität Dresden

Projektbeschreibung

Die beschleunigte Einheilung von dentalen und orthopädischen Implantaten und das Erzielen einer langzeitstabilen Verankerung im Knochen ist eine zentrale Herausforderung, die aufgrund zunehmender osteoporotischer Erkrankungen weiter an Bedeutung gewinnt. Auf Seiten der Orthopädie tritt der Infekt als äußerst aufwändig zu beherrschende Komplikation hinzu.

Es wird ein modularer Ansatz zur Verankerung und Freisetzung von Wachstumsfaktoren und/oder antibiotischen Wirkstoffen auf Titanoberflächen verfolgt. Dieser nutzt die Selbsterkennung und spezifische Hybridisierung komplementärer Nukleinsäuresequenzen. Nukleinsäureeinzelstränge werden durch anodische Oxidation auf der Titanoberfläche als Anker immobilisiert. Die Wirkstoffe werden mit den komplementären Strängen konjugiert. Die Modularität bietet den Vorteil, daß das Implantat mit einer oder mehreren Ankerstrangsequenzen standardmäßig sterilisiert und folgend unmittelbar vor der Einbringung im OP durch Hybridisierung mit den Wirkstoffkonjugaten an die spezielle Situation des Patienten angepasst werden kann.

Das Grundprinzip des an der TU Dresden entwickelten Systems ist in Abbildung 1 dargestellt: Terminal funktionalisierte, an der Ti-Oberfläche adsorbierte Nukleinsäureeinzelstränge (Abb. 1a) werden in einer anodisch gebildeten Oxidschicht terminal fixiert (Abb. 1b). Zu diesen sog. Ankersträngen komplementäre Stränge, die mit Wirkstoffen konjugiert sind oder selbst bioaktive Eigenschaften besitzen (Ribozyme, Aptamere), werden dann an der Oberfläche hybridisiert (Abb. 1c).

Weitere Informationen

Dr. Bernhard Kleffner
Peter Brehm Chirurgie Mechanik
Am Mühlberg 30
91085 Weisendorf

nach oben Aktualisiert am: 27 April 2012.