Aerographit-Scaffolds für die regenerative Medizin
Tissue Engineering (Gewebezüchtung) ist eine biomedizinische Spitzentechnologie, für die an neuen Biomaterialien geforscht wird, um geschädigte Gewebe und Organe zu regenerieren und funktionell wiederherzustellen. Das kohlenstoffbasierte Material Aerographit hat eine anpassbare Architektur, und miteinander verbundene hohle Mikroröhren bilden ein selbststützendes 3D-Gerüst. Das Projekt GRAPHITE4MED (Aerographite as scaffold material for regenerative medicine) testete nun, ob sich Aerographit als Gerüstmaterial für Implantate mit kontrolliertem Zellwachstum eignet, und inwieweit es wie die natürliche extrazelluläre Matrix (ECM) im Körper funktionieren kann. Inzwischen wurde eine der größten technischen Hürden beim Einsatz von Aerographit als Biomaterial überwunden: die wasserabweisenden Eigenschaften wurden durch Zusatz amphiphiler PEG-Moleküle (Polyethylenglykol) aufgehoben, damit Aerographit in wässrige Lösungen eintauchen kann. Ein weiterer wichtiger Aspekt war die Funktionalisierung von Aerographit, um Zellhaftung, Migration und Vermehrung auf dem Gerüst zu verbessern, was durch zyklisches Tripeptid (cRGD) auf der Oberfläche der Mikrokammern erreicht wurde. RGD ist häufiger Bestandteil von Proteinen in der natürlichen ECM und vermittelt die Zelladhäsion. Nach der Aussaat von Fibroblasten auf Aerographit-Scaffolds wurde eine gute Vermehrung und Einwanderung der Zellen in das Gerüst beobachtet. In-vitro-Zytotoxizitätstests ergaben, dass neuronale menschliche Zellen fragmentiertes Aerographit deutlich besser tolerieren als Epithel-, Bindegewebs- und Knochenzellen. Im Anschluss wurden die Studienergebnisse auf mehreren internationalen Konferenzen und Expertentagungen vorgestellt. Auch über das Projektende hinaus wird GRAPHITE4MED weiterforschen, um die Arbeits- und Umweltschutzanforderungen für dieses Material zu ermitteln. Die Projektergebnisse verdeutlichen das Potenzial von Aerographit für die neuronale Regeneration, da neurodegenerative Krankheiten und Nervenschäden große Herausforderungen sind und Patienten in hohem Maße profitieren können.
Schlüsselbegriffe
Regenerativ, Aerographit, Gerüst, ECM, cRGD, Zytotoxizität, neuronale Regeneration
