Dieter Scharnweber

Functionalization of biomaterial surfaces using artificial extracellular matrices

Construction of biomaterials with the ability to guide cell function is a topic of high interest in biomaterial development. One approach is using components native to the ECM of the target tissue to generate in vitro a microenvironment that can also elicit specific responses in cells and tissues—an artificial ECM (aECM). The focus is on collagen as the basic material, which can be modified using a number of different glycoproteins, proteoglycans and glycosaminoglycans. Preparation, immobilization and the biochemical characteristics of such aECM are discussed, as well as the in vitro and in vivo response of cells and tissues, illustrating the potential of such matrices to direct cell fate.

Biologisierung von Implantatoberflächen

Schlagworte: Biologisierung Titan Kollagen Hydroxylapatit Ausgangspunkt für die Optimierung der Biokompatibilität und -funktionalität von Implantatoberflächen ist deren Modifizierung mit zellbiologisch aktiven Substanzen („Biologisierung) mit dem Ziel, spezifischere Reaktionen zur Verbesserung von Einheilverhalten und Funktionsdauer des Implantats im menschlichen Körper auszulösen. Ausgehend von einer kurzen Diskussion der zwischen Implantatoberfläche und Umgebungsgewebe stattfindenden Wechselwirkungen werden neue Ansätze zur Oberflächengestaltung von Implantaten vorgestellt. Am Beispiel von Titanimplantaten werden verschiedene Methoden der Erzeugung von biologisierten Oberflächen beschrieben. Dabei werden Kollagen Typ I und verschiedene Kalzium-Phosphat-Phasen unter weitgehend physiologischen Bedingungen mittels elektrochemisch gestützter Prozesse auf Titanoberflächen immobilisiert. Als richtungweisend im Hinblick auf zukünftige Anwendungen dieses Verfahrens werden die Immobilisierung weiterer Substanzen auf der Implantatoberfläche, wie ζ. B. von Proteinen, die die Zellbesiedlung stimulieren und von mikrobiologisch aktiven Hemmstoffen, die eine entzündungshemmende Oberfläche generieren, in Aussicht gestellt.