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Projektleiter:
Prof. Dr. Michael Gelinsky
Laufzeit:
07/2013 - 06/2014
Projektbeschreibung:
Resorbierbare Biomaterialien gewinnen in der Medizin eine immer größere Bedeutung. Der Marktanteil für biodegrad-ierbare Implantatmaterialien lag in Europa 2009 nach Schätzungen bei 790 Mio. US-$. Diese Biomaterialien dienen z. B. zur Therapie von Knochen-defekten, wie sie bei ausgedehnten Frakturen oder bei der Resektion von Tumoren entstehen. Resorbierbare Knochenersatzmaterialien sollen den Defekt nur temporär ausfüllen, langfristig aber durch gesundes, neugebildetes Gewebe ersetzt werden.
Die meisten resorbierbaren Biomaterialien sind jedoch empfindlich gegenüber erhöhten Temperaturen, v. a. in Verbindung mit Wasser, da eine ungewollte partielle Hydrolyse schon vor der Implantation zu einer Verminderung der mechanischen Stabilität und zu einer Veränderung der Resorbierbarkeit führt. Deshalb können diese Materialien zumeist nicht mittels Dampf sterilisiert werden. Für den Einsatz als Implantat ist jedoch eine Sterilisation zwingend erforderlich.
Es soll ein innovatives Verfahren zur Niedertemperatursterilisation auf der Basis von hochkomprimiertem Kohlendioxid (dense phase CO2, DPCO2) entwickelt werden. Das Verfahren soll die Sterilisierung von thermolabilen resorbierbaren Implantatmaterialien z. B. auf der Basis von Biopolymeren (Kollagen, Alginat etc.) ermöglichen. Im Rahmen des beantragten Forschungsprojekts sollen die Prozessparameter für eine Sterilisation entsprechend DIN EN 556-1 erarbeitet werden. Dabei werden die Einflüsse des Verfahrens auf die mechanische Stabilität und mögliche morpho-logische Veränderungen der Implantatmaterialien kontrolliert. Darüber hinaus wird der Einfluss des Sterilisations-verfahrens auf das Zellverhalten quantifiziert und optimiert. Ein weiteres wichtiges Projektziel liegt in der gezielten Integration der CO2-Hochdruckbehandlung in den Biomaterial-Herstellungsprozess, um damit neuartige Scaffolds mit optimierter Matrix- und Porenstruktur zu generieren. Damit sollte es möglich sein, auch die Eigenschaften (Steifigkeit, Druckfestigkeit, Degradierbarkeit, Zellverhalten etc.) der Biomaterialien günstig zu beeinflussen und letztlich neue, innovative Synthesestrategien für resorbierbare Biomaterialien zu etablieren.