Kollagen-Polymer-Hybridmaterialien

AUFGABENSTELLUNG

Kollagenbasierte Produkte gewinnen in medizinischen Anwendungen zunehmend an Bedeutung. Grund dafür ist die hervorragende Biokompatibilität und geringe Antigenität von Kollagen.

Reine Kollagenprodukte sind allerdings mechanisch wenig belastbar, was zu Problemen führen kann. Es ist daher wünschenswert, ein Material zu entwickeln, das die Vorteile eines reinen Kollagenprodukts (Biokompatibilität, Resorbierbarkeit, Zellaffinität) besitzt, ohne die entsprechenden Nachteile (Beschränkung auf tierische Quellen, schwankende Qualität, mechanische Unzulänglichkeiten) aufzuweisen. Der Ansatz in diesem Projekt löst diese Fragestellung durch die Kombination einer Matrix aus synthetischen biokompatiblen Polymeren mit einer kovalent aufgebrachten Beschichtung bzw. Funktionalisierung durch synthetische Kollagenpeptide.

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

Der Fokus bei diesem Forschungsvorhaben liegt auf der Kombination von Kollagenpeptiden und biokompatiblen Polymeren, die in additiven Fertigungsverfahren verarbeitet werden können. Wichtig hierbei sind die maßgeschneiderten Eigenschaften der synthetisierten Polymere hinsichtlich der Anbindung von Kollagenpeptiden sowie die Verarbeitbarkeit in additiven Druckprozessen. Für die Auswahl und Herstellung der synthetischen Kollagenpeptide spielt vor allem die Struktur-Aktivitätsbeziehung zwischen lebenden Zellen und der kollagenisierten Polymeroberfläche eine entscheidende Rolle.

NUTZEN | AUSBLICK

Die Innovation bei diesem Forschungsvorhaben stellt die Kombination aus biokompatiblen Polymeren mit synthetischen Kollagenpeptiden dar. Dadurch können die Vorteile beider Substanzklassen kombiniert und neue Anwendungsbereiche in biomedizinischen Anwendungen etabliert werden. Die Entwicklung soll in die Richtung gehen, dass durch den additiven Fertigungsprozess maßgeschneiderte Geometrien erzeugt werden können. Die oberflächengebundenen Kollagenpeptide können bezüglich ihrer Aminosäuresequenz so ausgewählt und synthetisiert werden, dass für das Gesamtkonstrukt eine optimale Zellaffinität resultiert.