Projekt VII
Design bioaktiver Oberflächenbeschichtungen und Hydrogele für medizinische Anwendungen auf Basis biobasierter Werkstoffe
Prof. Dr. habil. Thomas Groth - Präsident der Europäischen Gesellschaft für Künstliche Organe, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Pharmazie, AG Biomedizinische Materialien
thomas.groth@pharmazie.uni-halle.de
Biobasierte Werkstoffe wie Alginate, Cellulosen, Chitosane und Hyaluronane sollen durch gezielte chemische Umsetzung eine Bioaktivität erhalten, die deren medizinische Anwendung erlaubt. Die Bioaktivität der Polysaccharide wird nach adsorptiver oder kovalenter Kopplung auf Polymeren, Keramiken und Metallen oder als in-situ vernetzende Hydrogele mit Zellkulturen bestimmt, wodurch neue Produkte für medizinische Implantate und Zelltherapie ausgewählt werden können.
Während die Bedeutung von Proteinen auf zellulärer und organismischer Ebene seit langem bekannt ist und für diagnostische/therapeutische Zwecke genutzt wird, ist das Wissen um die komplexen Funktionen von Mehrfach- und Vielfachzuckern im Organismus noch relativ neu, weshalb deren Nutzung für Diagnostik und Therapie von Krankheiten noch am Anfang steht. Heparin ist hier wohl der am längsten bekannte und auch klinisch verwendete Vertreter solcher Moleküle, die als Glykosaminoglykane (GAG) bezeichnet werden. GAGs besitzen vielfältige Aufgaben im Organismus nicht nur als Gerüstsubstanz von Geweben wie dem Knorpel, sondern auch für die Regulation der Funktion von Zellen und Geweben. Wegen der besseren chemischen und thermischen Beständigkeit von GAG eignen sich diese hervorragend zur Herstellung von bioaktiven Beschichtungen auf Knochen- und Zahnimplantaten oder als Werkstoff für Herstellung von Implantate zum Ersatz von Weichgeweben. Eine umfassende Nutzung von GAG im Bereich der Medizin wird allerdings durch eine begrenzte Verfügbarkeit, der aufwendigen Isolierung aus tierischen Material und einer hohen Variabilität der Bioaktivität bedingt durch die unterschiedlichen Quellen verhindert.
