Beschichtung von Titanimplantaten mit dünnen Polymerfilmen zur Anbindung des Wachstumsfaktors BMP2

Auf Grund der steigenden Lebenserwartung ist in den nächsten Jahren mit einem Anstieg der Zahl der Erstimplantationen von Hüftendoprothesen zu rechnen. Deren Lebensdauer ist jedoch begrenzt, da in vielen Fällen eine aseptische Prothesenlockerung zum Versagen führt und die Prothese ausgetauscht werden muss. Verantwortlich für die Lockerung ist der aus dem Gelenk stammende Abrieb, der in den Spalt zwischen Implantat und Knochen gelangt und dort eine entzündliche Reaktion hervorruft. Die Anwendung von Bone Morphogenetic Proteins, insbesondere BMP2, kann dabei helfen, das Knochenwachstum zur Implantatoberfläche zu verbessern und somit den Verlust des Implantates zu verhindern. Daher wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit eine Beschichtung entwickelt, mit der BMP2 auf der Implantatoberfläche immobilisiert werden kann. Die eingesetzten Copolymere bestehen aus einem Monomer, das eine oberflächenaktive Phosphonatgruppe trägt, um an das Implantat zu binden, während das andere Monomer eine funktionelle Gruppe enthält, welche in der Lage ist, den Wachstumsfaktor BMP2 kovalent zu binden. Die entsprechenden Copolymere wurden im Rahmen dieser Arbeit synthetisiert und die daraus auf Titansubstraten mittels spin-coating hergestellten Filme mit verschiedenen analytischen Methoden, beispielsweise Ellipsometrie und Photoelektronenspektroskopie, charakterisiert. In Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung wurden anschließend an einigen Filmen in-vitro-Untersuchungen durchgeführt, um die Menge des angebundenen BMP2 zu quantifizieren. Mit einem weiteren Test werden jedoch nur etwa 10 % davon als biologisch aktiv nachgewiesen und bestätigen somit die lediglich geringe Verbesserung des Knochen-Implantat-Kontaktes bei den in Zusammenarbeit mit der Orthopädischen Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover durchgeführten in-vivo-Versuchen.