Geladene Dendrimere als antibakterielle Beschichtung für Biomaterialoberflächen

Die bakterielle Besiedlung von Biowerkstoffen ist eine der Hauptursachen für Implantatassoziierte Infektionen, wie z.B. Periimplantitis am transgingivalen Dentalimplantat. Die Biomaterialforschung ist daher bemüht, Oberflächen so zu funktionalisieren, dass die Adhäsion bzw. das Wachstum von Bakterien reduziert wird ohne die Kompatibilität für Zellen des regenerierenden Gewebes entscheidend zu verringern. Es ist Ziel unseres Kooperations-Projektes, geladene Moleküle, die sich gelöst im physiologischen Milieu als antibakteriell erwiesen haben oder die an der Oberfläche von Zellmembranen protein- und bakterienabweisende Funktionen erfüllen, an Modelloberflächen zu immobilisieren. Diese ionische Modifizierung erfolgt in Form von hoch verzweigten dendrimeren Strukturen, die im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten monomolekularen Schichten die Immobilisierung einer größeren Anzahl an funktionellen Gruppen erlaubt und dadurch die Effektivität der Modifizierung erhöhen kann. Es ist ein weiteres Ziel des Projektes, mittels verschiedener in vitro- und in situ-Analytikmethoden zu überprüfen, ob durch die ionisierten Oberflächen die initiale Adhäsion oder die Vitalität von Bakterien unter Berücksichtigung konditionierender Proteinschichten aus Speichel oder Serum reduziert werden kann. Weiterhin wird charakterisiert, inwieweit sich die ausgewählten Oberflächenmodifikationen auf die Adhäsion, Proliferation und Differenzierung von humanen Gewebszellen auswirken. Ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Materialoberfläche, konditionierender Proteinschicht und Zellen bzw. Bakterien kann dabei helfen, Biomaterialien oder Oberflächenfunktionalisierungen mit für den Anwendungsort optimierten Eigenschaften zu entwickeln.