pHMed
Lösungsmittelgesponnene PLA-Fasern mit pH-Wert neutralem Abbauverhalten
Entscheidende Vorteile des Einsatzes biodegradierbarer Implantate in der Medizin sind die Vermeidung von Zweitoperationen zur Implantatentfernung, sowie die Vermeidung von Langzeit-Fremdkörperreaktionen.
Polyhydroxycarbonsäuren, insbesondere Polylayctide und Polyglycolide sind etablierte biodegradierbare Polymere für chirurgisches Nahtmaterial, wirkstofffreisetzende Systeme und Osteosynthesesysteme. Bei dem vorwiegend hydrolytischen Abbau dieser Polymere werden Produkte freigesetzt, welche zu lokaler Azidose führen können. Der Abfall des pH-Wertes kann zum Teil dramatische klinische Folgen haben, wie beispielsweise massive Entzündungsreaktionen bis hin zum vollständigen Gewebeuntergang.
In vorangegangen Studien zusammen mit dem DWI Leibnitz Institut für Interaktive Materialien wurde die Pufferung des pH-Wert Abfalls durch die Aditivierung der PLA-Fasern durch Mikrogelen untersucht. Mikrogele sind kolloidale Netzwerke, die sich auf Grund ihrer guten Biokompatibilität und hohen Protonenbindungskapazität für die Pufferung der Fasern eignen. Allerdings führt die unkontrollierte Verteilung der Mikrogele in den Fasern zu einem instabilen Spinnprozess. Darüber hinaus variiert die Faserfestigkeit der resultierenden PLA-Fasern stark.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Bikomponenten-Spinnprozess, der die räumlich definierte Einbringung von Mikrogelen in PLA-Fasern ermöglicht. Durch die Kombination einer festigkeitsgebenden Komponente und einer pH-Wert puffernden Komponente, beispielsweise einer Kern-Mantel-Struktur, sollen Fasern hergestellt werden, die für die textile Weiterverarbeitung geeignet sind und pH-Wert neutral abbauen.
Die Entwicklung des Bikomponenten-Lösungsmittelspinnprozesses wird durch den Lehrstuhl für Biohybrids and Medical Textils der RWTH Aachen zusammen mit der Fourne Maschinenbau GmbH durchgeführt.
Weitere Untersuchungsaspekte im Rahmen des Projektes sind beim DWI die Mikrogelsynthese und die Herstellung nanoskaliger Fasern in einem Bikomponenten-Elektrospinnprozess und bei der EnvisionTec GmbH die Einbringung der Mikrogele in 3D-gedruckte PLA-Strukturen.
Danksagung
Das Projekt „pHMed“ (EFRE-0800639) wird durch den Europäischen Fond für Regionale Entwicklung Nordrhein-Westfalen (EFRE.NRW) gefördert