Aktivierung, Funktionalisierung sowie Evaluierung resorbierbarer Biomaterialien auf Seidenbasis im Bereich der Regeneration und Wundheilung in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie

Abstract

Innovative Biomaterialkonzepte nehmen heutzutage eine immer einflussreichere Rolle im medizinischen Sektor ein. Dabei zählen zu den wichtigsten Anforderungen eine exzellente Biokompatibilität, Non-Toxizität, gute mechanische Eigenschaften und im besten Fall eine Resorbierbarkeit nach erfolgreicher Implantation. Da diese Eigenschaften von synthetischen Materialien oder Metallwerkstoffen nicht oder nur teilweise erfüllt werden, rücken Biomaterialien natürlichen Ursprungs vermehrt in den Fokus der aktuellen Forschung. Besonders im breit gefächerten Arbeitsgebiet der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie gehört der Einsatz von regenerativen Biomaterialien nach Traumata, chirurgischen Eingriffen oder ästhetischen Anwendungen zum Standardverfahren, um die Regeneration und Wundheilung nachhaltig zu fördern und zu optimieren. Im Rahmen dieser Dissertation wurden Seidenproteine von den Kokons des Maulbeerseidenpinners Bombyx mori (B. mori) umfassend charakterisiert und evaluiert. Dazu wurden die beiden Proteine Fibroin und Sericin durch einen schonenden Löseprozess isoliert und im Anschluss versatil in Formen wie Membranen oder Vliese überführt. Die Vorteile von Seidenfibroin als Biomaterial sind seine hohe Festigkeit, Feuchtigkeitsspeicherung, Flexibilität, Biokompatibilität, Bioresorbierbarkeit, Sauerstoffdurchlässigkeit und hämostatische Fähigkeit. Des Weiteren ist die Degradations- und Freisetzungskinetik von Produkten aus Seidenfibroin exakt steuerbar. Der Grundstein dieser Arbeit liegt auf der experimentellen in-vitro-Studie, welche sich mit reiner Fibroinlösung als innovative Beschichtungstechnik von Implantatmaterialien auseinandersetzt und diese in Hinblick auf die Minimierung möglicher Fremdkörperabstoßungsreaktionen hin untersucht. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Beurteilung des antibakteriellen Verhaltens von Seidenstrukturen in der oralen Wundheilung. Hier werden Seidenmembranen und –vliese mittels Gentamicin und Silber funktionalisiert und in Verbindung mit dem oralen Mikrobiom gebracht, um eine spätere klinische Anwendung als Wundauflage in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie zu realisieren. Da sich die Kombination von Additiven und seidenfibroinhaltigen Trägerstrukturen als vielversprechender Ansatz für den Bereich der Wundheilung und Regeneration herauskristallisiert hat, wird in einem letzten Schritt eine gezogene Fibroinmembran mit Extrazellulären Vesikeln (EVs) funktionalisiert, um die Regeneration im Kopf-Hals-Bereich mit Hilfe eines bioaktiven resorbierbaren Materials nachhaltig zu verbessern.