DFG-Projekte

GRK 2901: Systemische und lokale Reaktionen bei Unverträglichkeit gegenüber Biomaterialien für Gelenk- und Hautläsionen (SYLOBIO)

Laufzeit: seit 2024

Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Graduiertenkolleg GRK 2901/1 SYLOBIO untersucht sowohl die lokale als auch die systemische Reaktion auf Biomaterialien. Mögliche Unverträglichkeiten von Biomaterialien, die für Gelenkersatz und Verbände für chronische Wunden verwendet werden, werden durch Entzündungsreaktionen im Wirtsgewebe ausgelöst, die durch zelltypspezifische intrazelluläre und extrazelluläre Signalwege gekennzeichnet sind. Diese können zu chronischen Fremdkörperreaktionen führen. Darüber hinaus können Abbauprodukte aus den Biomaterialien die Fremdkörperreaktionen weiter verstärken. Die zentrale Forschungsfrage widmet sich der systemischen Reaktion auf Biomaterialien durch biologische Faktoren aus der Umgebung des Biomaterials sowie der systemischen Exposition gegenüber Abbauprodukten, die zu Entzündungen in vom Biomaterial entfernten Organen und Geweben führen können. Um die Komplexität der materialinduzierten Entzündung und die patientenspezifische Vielfalt der Gewebereaktion zu erfassen, wird ein multidisziplinärer Ansatz verfolgt, um die systemischen und lokalen Wirkmechanismen im Detail zu analysieren.

DFG Forschungsgroßgeräte: Röntgenphotoelektronenspektrometer (XPS)

Anschaffung: August 2021

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Niels Grabow

Mit dem XPS ist es möglich, Schichtanalysen im Höhenbereich von Nanometern durchzuführen. Die Analyse liefert dabei quantitative Informationen zur Elementverteilung und kann auch Informationen zur Art der Bindung liefern bzw. zum Oxidationszustand von Metallen oder Polymeren. Neben Punkt- und Imageanalysen sind auch Tiefenprofile zur Analyse komplexerer Schichtaufbauten möglich, wobei die einzelnen Schichten durch Ionenbeschuss abgetragen werden.

Somit eignet sich die Methode vor allem für sehr dünne Schichten zur Analyse von Korrosion an Oberflächen, von Oberflächenmodifikationen und -beladungen, zur Degradation von Materialien, zur Bestimmung der Schicht in der Laminierung auftritt und auch zur Analyse von Diffusionseffekten zwischen zwei Schichten.

Die Beantragung des Großgerätes erfolgte in Kooperation mit der Abteilung Technische und Analytische Chemie und dem Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Universität Rostock sowie dem Institut für Pharmakologie und Toxikologie und der Orthopädischen Klinik und Poliklinik/Forschungslabor für Biomechanik und Implantattechnologie der Universitätsmedizin Rostock.

3D-gedruckte Drug-Delivery-Systeme mit zeitlich steuerbarer Wirkstofffreisetzung

Laufzeit: 2017 - 2019

Projektleiter: Dr. Michael Teske

Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung von Drug-Delivery-Systemen (DDS) mit zeitlich steuerbarer Wirkstofffreisetzung. Diese sollen das implantatbasierte, lokale Verabreichen von Wirkstoffen und Wirkstoffkombinationen mit konkreten vorgegebenen Freisetzungsmechanismen ermöglichen. Zur Herstellung dieser DDS bedarf es eines neuen 3D–Druckverfahrens, welches aus der Kombination aus Mikrostereolithographie und Inkjet-Technologie hervorgehen wird. Mit diesem Verfahren soll der Grundkörper eines Implantates über die stereolithographische Vernetzung erzeugt und im selben Prozess die Wirkstoffbeladung über Inkjet-Module erfolgen. Die entstandenen Drugdepots ermöglichen eine gesteuerte und vorhersagbare Wirkstofffreisetzung, da Eigenschaften, wie die Wirkstoffkonzentration, während des Prozesses angepasst werden können.

Die Bearbeitung des Projektes erfolgt in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Mikrofluidik der Universität Rostock.