Individuelle Freisetzungssysteme für medizinische Implantate

Eine konventionelle Gabe von Medikamenten führt oft durch eine begrenzte Stabilität der Wirkstoffe selbst und mit unter langen Applikationswegen zu einem erheblichen Verlust an Aktivität, bevor der eigentliche Wirkort erreicht wird. Individuellen Wirstoffreisetzungssysteme (Drug-Delivery-Systeme, DDS) stellen eine effektive Alternative dar, da hier die benötigen Wirkstoffe direkt am Wirkort in der benötigten Dosis freigesetzt werden können.

Unsere Forschungsarbeiten fokussieren sich auf die Entwicklung von individuellen Freisetzungssystemen für medizinische Implantate, die die Knochenheilung gezielt unterstützen sollen. Potentielle Wirkstoffe dafür sind vor allem Antibiotika, proteinogene Knochenwachstumsfaktoren sowie Cancerostatika. Die lokale Freisetzung kann durch eine gezielte Modifizierung der herkömmlichen Implantate, Endoprothesen oder Knochenersatzwerkstoffe erfolgen, so dass sie neben ihrer eigentlichen Funktion die eines anpassbaren Freisetzungssystems für die lokale Wirkstofftherapie wahrnehmen können.
Als Trägermaterial für die Wirkstoffe dienen degradierbare Polymermatrices auf Basis von Lactid und ε-Caprolacton. Durch Variation der Edukte können verschiedene Block-co-Polymere mit unterschiedlichen Sequenzen hergestellt werden. Die Einbringung der Wirkstoffe erfolgt durch Mörsern mit Füllstoffen und anschließendes Einrühren in das Oligo-L-Lactid-Makromer. Nach radikalischer Aushärtung der Gemische stehen stabile Festkörper zur Verfügung. Dabei können zwei unterschiedliche Anwendungsformen realisiert werden: zum einen kann das Gemisch außerhalb des Implantates ausgehärtet und durch eine mechanische Bearbeitung in eine für die Anwendung benötigte Form gebracht werden (Modell „Stick", linkes Bild), und zum anderen kann das Gemisch direkt in dem Implantat ausgehärtet werden (Modell „Paste", rechtes Bild).
Die Cytokompatibilität des Gesamtsystems konnte in in-vitro-Versuchen an einer Maus-Fibroblasten-Zelllinie nachgewiesen werden.

Ansprechpartner:
Dr. Thorsten Laube