Forschungskolleg LUMEN

Gefäß-Gewebe-Transport von Wirkstoffen beschichteter Implantate: Phänomenologische Modellierung

Projektziel

In dem Projekt der Arbeitsgruppe wird ein physikalisches Modell erarbeitet, mit dem eine Freisetzung von Wirkstoffen an den Oberflächen orthopädischer Implantate untersucht werden kann.

Beschreibung

Beschichtete Implantate geben Wirkstoffe in ihre Umgebung ab, die Heilungs- und Anwachsprozesse unterstützen. Sie haben ein breites Anwendungsspektrum, obwohl die Mechanismen der Arzneistofffreisetzung und des Transports in das umliegende Gewebe nur in Grundzügen bekannt sind zum einen die Diffusion durch eine Barriere (Blutgerinnsel, Bindegewebe, Knochenmatrix), zum anderen der fluidische Transport in kapillaren Gefäßen. In-vitro Untersuchungen korrelieren nur schlecht mit der in-vivo Freisetzung. Da die transportierte Stoffmenge lediglich makroskopisch bestimmt wird, sind eine Übertragung auf die Realität und die Optimierung für diesen Fall praktisch nicht möglich.

Ergebnisse

Mit den beiden Teilprojekten A und B wird daran gearbeitet, Kenntnisse über die Ausbreitung von Wirkstoffen beschichteter Implantate zu gewinnen. Diese werden, da es sich um eine Kombination von Pharmaka mit einem Medizinprodukt handelt, als Kombinationsprodukte bezeichnet, deren Zulassung eine ganz erhebliche Hürde vor der Markteinführung darstellt. Darüber hinaus verunsichert die unklare rechtliche Situation die Hersteller.
Im Teilprojekt A wurde ein Prüfstand zur Charakterisierung der Diffusionseigenschaften von Hydrogelen, die als Modellmaterial eingesetzt werden, aufgebaut und in Betrieb genommen. Erste Messungen konnten durchgeführt und deren Ergebnisse mit denen von TP B abgeglichen werden. Außerdem wurde mit der Fa. Aesculap, Tuttlingen, ein renommierter Implantat-Hersteller als industrieller Mentor für beide Projekte gewonnen.

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Stephan Klein

Verantwortliche Wissenschaftler

Jan Krieger, M.Sc.
Labor für Medizinische Sensor- und Gerätetechnik
Fachhochschule Lübeck