Functionalized Middle Ear Prostheses (D01)

• Subject Area: Inorganic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2003 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5485789

Das Projekt hat die Entwicklung einer Mittelohrprothese zur Rekonstitution der Übertragungsfunktion der Gehörknöchelchenkette zum Ziel. Ziele sind der Aufbau einer modular aufgebauten Prothese mit lokal unterschiedlichen, auf den jeweiligen Zweck abgestimmten Materialeigenschaften und die Optimierung der Prothesenform. Das besondere Potenzial der nanoporösen Beschichtungen soll jetzt gezielt genutzt werden, einerseits um die Ankopplung der Prothese an die Mittelohrstrukturen zu fördern, andererseits um real auftretende Probleme (Infektion, Narbengewebsbildung) zu beheben. [...] Die nanostrukturierten Beschichtungen bieten einerseits durch ihre Porosität die Möglichkeit, als Reservoirs für ein lokales drug delivery zu dienen; zum anderen zeigen sie eine hohe spezifische Oberfläche, die durch Silanolgruppen eine hohe Reaktivität aufweisen. Diese können nach chemischer Modifizierung zur Anbindung biologisch wirksamer Stoffe genutzt werden. Im Hinblick auf die verbesserte Ankopplung der Prothese soll insbesondere deren zum Innenohr gerichtetes Ende so ausgerüstet werden, das hier eine feste knöcherne Anbindung an vorhandene Reste des Steigbügelknochens erfolgt. Dafür sollen dort lokal begrenzt die Knochenbildung fördernde Biomoleküle (wie BMP-2) an die Prothese angebunden werden. In realen Fällen ist zu berücksichtigen, dass aufgrund der Vorgeschichte die Implantation häufig in ein infiziertes Gebiet hinein erfolgt; des weiteren beeinträchtigt oft die postoperative Bildung von Narbengewebszügen die Funktion der Prothese. Als Gegenmittel sollen Antibiotika bzw. antiproliferative Mittel lokal über das Porensystem der Beschichtung appliziert werden. Es werden Ansätze zur Simulation der gesunden Gehörknöchelchenkette und von Prothesen durchgeführt. Dabei sollen insbesondere auch die Gelenke zwischen und die Aufhängung der Gehörknöchelchen im Mittelohr mit behandelt werden. Die Ergebnisse werden anhand audiologischer Messungen überprüft. Neben einem vertieften Verständnis der Schallübertragung sollen diese Studien vor allen Dingen helfen, die Form von Mittelohrprothesen zu optimieren. Die grundsätzliche Vorgehensweise im Projekt von der Materialsynthese über die Zellbiologie und die Implantatgestaltung bis hin zu den Tierversuchen bleibt erhalten. Neben den Tierversuchen im Kaninchenmodell soll ein Maus-Mittelohrmodell neu etabliert werden, das vornehmlich der Analyse der Implantat-Gewebeinteraktion mittels molekulargenetischer Methoden dient.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres
• Subproject of: SFB 599: Sustainable Bioresorbable and Permanent Implants of Metallic and Ceramic Materials
• Applicant Institution: Medizinische Hochschule Hannover
• Co-Applicant Institution: Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover; Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)
• Project Heads: Professor Dr. Peter Behrens (†); Dr.-Ing. Hans-Georg Jacob, until 4/2009; Professor Dr. Thomas Lenarz, since 2/2012; Privatdozent Dr. Peter Paul Müller; Privatdozent Dr. Martin Stieve, until 1/2012