Influence of nanoporous surface structuring and biofunctionalisation on the physiological acceptance of implant materials by bone cells

纳米多孔表面结构和生物功能化对骨细胞对植入材料生理接受的影响

基本信息

批准号：
5258365
负责人：
Professor Dr.-Ing. Günter Ziegler
金额：
--
依托单位：
BioCer Entwicklungs-GmbH
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 2006-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5258365?language=en
关键词：
Influence nanoporous surface structuring biofunctionalisation

项目摘要

Ziel des Vorhabens ist es, ein Implantatmaterial zu entwickeln, das an der Grenzfläche "Implantat - Biosystem" zwei Arten von Oberflächenstrukturierungen (Poren im Bereich von 100 - 500 µm und Poren im Bereich von 100 nm) aufweist, wobei die Oberfläche durch immobilsierte Biomoleküle modifiziert wird. Dabei soll die Oberfläche der makroskopischen Poren durch eine keramische Schicht ausgekleidet werden, die offenporige nanometergroße Strukturen enthält (vergleichbar mit einer schwammartigen Struktur). Aufgrund der Größe ermöglichen die makroskopischen Poren ein Einwachsen der Zellen, wohingegen die nanoporöse Struktur den Zellstoffwechsel an der Grenzfläche Implantat/Zellverband begünstigen soll. Die immobilisierten Biomoleküle sollen direkt als Signalstoff auf die Rezeptoren der Knochenzellen wirken. Der Einfluß dieser nanoporösen Oberflächenstrukturierung auf die Immobilisierung von Biomolekülen und das Haftvermögen von Zellen soll untersucht werden. Zum Erreichen des Ziels werden poröse Titanmetalle, u. a. medizintechnisch bereits benutzte und ß-nahe Titanlegierungen mit einer dünnen, nanoporösen Keramikschicht (Schichtdicke 1µm) versehen. Diese besteht aus Titanoxid, dem gleichen Material wie die natürlich vorhandene Oxidschicht. Dabei wird auf eine modifizierte Sol-Gel-Sythese zurückgegriffen, die speziell zum Aufbau von Schichten mit Porendurchmessern von ca. 100 nm geeignet ist. Auf diese Schicht werden unter zu Hilfenahme von Spacern (z. B. heterobifunktionelle Reagenzien) einerseits Proteine der extrazellulären Matrix und andererseits Peptide, die das Zelladhäsionsmotiv Arginin-Glycin-Asparat (RGD) enthalten, immobilisiert. Durch gezielte Variation der nanoporösen Oberflächenstruktur und der Art der Immobilisierung werden unterschiedliche Materialien hergestellt, die im Hinblick auf ihre physikalischen und biochemischen Eigenschaften charakterisiert werden. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sollen mit zellbiologischen Ergebnissen korreliert werden.

“植入 - 生物系统” zwei Arten von Oberflächenstrukturierungen (Poren im Bereich von 100 - 500 µm 和 Poren im Bereich von 100 nm) aufweist, wobei die Oberfläche durch固定生物分子修饰线。生物分子直接作为 Signalstoff auf die Rezeptoren der Knochenzellen威尔肯。 mit einer dünnen, nanoporösen Keramikschicht (Schichtdicke 1µm) versehen。 Schichten mit Porendurchmessern von 约 100 nm geeignet ist。（RGD） enthalten，固定。 Sollen 与 Zellbiologischen Ergebnissen korreliert werden。