Entwicklung biokompatibler Kompositxerogele für den Knochenersatz

Wenn erworbene oder angeborene Knochendefekte nicht durch natürliche Regenerationsprozesse geheilt werden können, ist der Einsatz von Knochenersatzmaterialien notwendig. Das Entwicklungskonzept dieser Arbeit basiert auf dem Sol-Gel-Prozess zur biomimetischen Erzeugung monolithischer Silikat-Kollagen-Calciumphosphat-Komposite. Neben Untersuchungen zur Wechselwirkung zwischen den Komponenten, kommt eine besondere Beachtung der Überführung der Hydrogele in Xerogele zu. Es werden Zusammenhänge zwischen dem Gefüge und den mechanischen Eigenschaften hergestellt. Die Degradierbarkeit und Bioaktivität der Komposite wird evaluiert, wobei die Aufnahme bzw. Freisetzung von Silikat und Calciumphosphaten sowie die Oberflächenbeschaffenheit der Xerogele im Fokus stehen. Da eine zügige Materialentwicklung nur möglich ist, wenn sie von Beginn an von Biokompatibilitätsuntersuchungen begleitet wird, gibt die Kultivierung von Zellen des Knochenremodellierungsprozesses - humanen Osteoblasten und humanen Osteoklasten - direkt auf dem Kompositmaterial Aufschluss über das Zellverhalten sowohl in Mono- als auch in Cokultur. Darüber hinaus werden erste Aussagen zur in vivo-Biokompatibilität getroffen.