ISBN 9783843909006

978-3-8439-0900-6, Reihe Makromolekulare Chemie

Magdalena Sluszniak
Modifizierung von Titanimplantatoberflächen mit antimikrobiellen Polymerbeschichtungen für die Anwendung bei Extremitätenprothesen

200 Seiten, Dissertation Technische Universität Braunschweig (2012), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Um die Biofilmbildung am Hautdurchtritt bei Extremitätenprothesen zu verhindern, können antimikrobielle Polymerbeschichtungen zur Modifizierung von Implantatoberflächen eingesetzt werden. Antimikrobielle Oberflächen können durch Beschichtung mit amphiphilen Polymeren, die quartäre Ammoniumverbindungen tragen, erreicht werden. Es gibt nur wenig selektiv wirkende Systeme, die neben antimikrobiellen auch biokompatible Eigenschaften aufweisen. Hier wurde der Ansatz gewählt, Copolymere bestehend aus einer antibakteriellen und einer oberflächenaktiven Gruppe herzustellen. Mit dem Ziel einer selektiven Wirkung, wurden unterschiedliche funktionelle Gruppen im Copolymer getestet. Als antibakterielle Gruppe wurde quartärnisiertes 2-Dimethylaminoethylmethacrylat eingesetzt. Zur Anbindung an die Titan(oxid)schicht wurden als oberflächenaktive Komponente Phosphonatester oder ein primäres Amin verwendet. Über freie radikalische Copolymerisation konnten verschiedene Copolymere mit unterschiedlicher Zusammensetzung hergestellt werden. Mittels Spin-Coating und anschließendem Tempern konnten bei der Anbindung über Phosphonatestergruppen ultradünne Polymerfilme weniger Nanometer Schichtdicke, über primäre Amine stabile Polymerfilme mit 10fach höheren Schichtdicken erzielt werden. Anhand der Untersuchungen zur antimikrobiellen Wirksamkeit und Biokompatibilität konnten deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Copolymeren beobachtet werden. Ein Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung im Copolymer und der Reduktion der Bakterienadhäsion wurde beobachtet. Der Einbau des Amins in einem weiteren Copolymersystem bewirkte eine Erhöhung der Biokompatiblität gegenüber humanen Dermisfibroblasten. Die Beschichtung von Poly(DMMEP-co-methylDMAEMA) mit den Zusammensetzungen 68:32 und 81:19 lieferte neben der gewünschten antibakteriellen Wirkung eine zugleich akzeptable Biokompatibilität und stellt einen vielversprechenden Ansatz für eine selektiv wirkende Polymerbeschichtung dar.