Hybrid-Scaffolds aus Chitosanfasern als dreidimensionale Trägerstrukturen für das Knochen-Tissue Engineering

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Chokri Cherif; Dr. Thomas Hanke
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 191760137

In diesem Vorhaben werden neuartige Hybrid-Scaffolds aus Chitosanfasern mit unterschiedlichen Faserfeinheiten (Mikro-, Nanometerbereich) als 3D-Trägerstrukturen für das Knochen-Tissue Engineering erforscht. Für die in verschiedenen Größenordnungen zu strukturierenden 3D-Scaffolds soll ein spezielles Nano-NetShapeNonwoven-Verfahren entwickelt werden. Die hybride Anwendung von Mikro- und Nanofasern stellt einen innovativen Ansatz dar, der die ausgezeichneten Besiedlungseigenschaften von Nanofasern mit Hilfe des 3D-Gerüstes aus Mikrofasern nutzbar machen soll. Die Matrices sollen eine hohe Formstabilität sowie eine vordefinierte Porosität aufweisen. Die Scaffolds sollen die guten osteokonduktiven Eigenschaften des Chitosans mit einer inneren Struktur kombinieren, die die Besiedlung mit Knochenzellen fördert. Durch eine systematische Parametervariation, besonders der Anteile und Verteilung der Nano- und Mikrostrukturelemente, sollen geeignete Rahmenbedingungen für Wachstum und Differenzierung der Zellen des Knochenremodelling sowie deren Wechselwirkung untereinander geschaffen werden. Das für die Knochenbildung essentielle Mineralisierungsverhalten der 3D-Scaffolds mit Calcium-phosphatphasen wird in Mineralisationslösungen mittels Doppeldiffusionstechnik sowie mittels Zellbesiedlung grundlegend in vitro untersucht. HMSC/Osteoblasten und Monozyten/Osteo-klasten werden in Einzel- und Cokultur auf den Scaffolds hinsichtlich ihres Verhaltens, besonders der Differenzierung und ihrer gegenseitigen Beeinflussung, zellbiologisch und mikroskopisch untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen