Gasotransmitter-freisetzende elektrogesponnene Materialien
Dr. Ralf Wyrwa, INNOVENT e. V., Jena
Abstract:
Die Gase Stickstoffmonoxid (NO) und Kohlenstoffmonoxid (CO) sind in höheren Konzentrationen stark toxische Substanzen. In den letzten Jahren konnte jedoch gezeigt werden, dass diese Gase als sogenannte Gasotransmitter in niedrigen Konzentrationen wichtige biochemische Funktionen im Organismus erfüllen und dass sie beispielsweise bei Prozessen wie Gefäßerweiterung, Inflammation, Proliferation, mitochondriale Biogenese, Apoptose sowie Neurotransmission eine wesentliche Rolle spielen. Mittels Electrospinning konnten Wirkstoffträgersysteme auf Nanofaserbasis bereitgestellt werden, die NO oder CO nach der Bestrahlung mit Licht freisetzen.
Biochemische und biophysikalische Parameter der extrazellulären Matrix beeinflussen zahlreiche regenerative und pathologische Prozesse im menschlichen Körper. Für ein besseres Verständnis dieser Vorgänge sowie zur Untersuchung therapeutischer Eingriffsmöglichkeiten werden in vitro Modelle benötigt, welche den physiologischen Kontext möglichst gut nachbilden und hochaufgelöste Untersuchungsmöglichkeiten bieten.
Wir entwickeln dreidimensionale (3D) Matrices auf der Basis natürlicher Biopolymere (Kollagen, Fibrin, Fibronektin, Glykosaminoglykane), um eine definierte Zusammensetzung, Mikroarchitektur (Porengröße, Fibrillendicke) und Mechanik (Elastizität) der Matrices bereitstellen zu können. Zusätzlich werden daraus Kompositstrukturen gebildet, um Gewebeübergänge zu modellieren. Mittels Hydrogel-basierter Mikropartikel werden optional lokale Gradienten löslicher Signalmoleküle (z.B. SDF1, TGFbeta, IL10) eingebracht, um spezifische Zell-Zell-Wechselwirkungen adressieren zu können.