Beschichtung von Polyimid- und Silikonoberflächen mit photochemisch reaktiven Polymeren zur Generierung von zellabweisenden Elektrodenoberflächen bei neuronalen Implantaten

Unerwünschtes Gewebewachstum auf den Elektroden neuronaler Implantate kann die Leistungsfähigkeit sowie den dauerhaften Einsatz dieser Implantate entscheidend beeinträchtigen. Ein Ansatz, um eine Reduzierung bzw. Unterdrückung des Gewebewachstums auf diesen Elektroden zu erzielen, stellt die Generierung einer zelladhäsions- und damit zellwachstumsinhibierenden Elektrodenträgeroberfläche dar. Um eine derartige Oberflächenmodifikation erreichen zu können, wurde in dieser Arbeit als Strategie die Beschichtung des Elektrodenträgers mit hydrophilen Polymeren verfolgt. Hierfür wurde ein photochemisches Beschichtungssystem entwickelt, durch das entsprechende Polymerbeschichtungen auf den Oberflächen von Polyimid- und Silikonsubstraten erzeugt werden können, welche häufig als Trägermaterial von Elektroden neuronaler Implantate verwendet werden. Das konzipierte Beschichtungssystem umfasst dabei eine UV-Licht-induzierte Anbindung und Vernetzung von photochemisch reaktiven Polymeren auf diesen Substratmaterialien, wobei als photoaktive Spezies in den Polymeren Arylazidgruppen dienten. Für die Herstellung der Arylazidgruppen-enthaltenden Polymere wurde im Rahmen des vorgeschlagenen Beschichtungssystems eine modulare und zudem vielseitige Synthesestrategie entwickelt, durch die einerseits Copolymere mit Arylazidgruppen und zum anderen ein entsprechend funktionalisiertes Chitosan-Derivat synthetisiert wurden. Sowohl auf Polyimid- als auch auf Silikonoberflächen konnte anhand verschiedener analytischer Methoden die Erzeugung von stabilen Polymerbeschichtungen zweifelsfrei nachgewiesen werden. Dabei wurde deutlich gemacht, dass über das Beschichtungssystem die chemische Beschaffenheit und somit die Eigenschaften der betreffenden Substratoberflächen gesteuert werden können, was durch eine Variation der Hydrophilie bei den beschichteten Polyimid- und Silikonoberflächen gezeigt wurde. Um den Effekt der Polymerbeschichtungen auf die Adhäsion und das Wachstum von Zellen zu bewerten, wurde repräsentativ das Verhalten von murinen Fibroblasten auf beschichteten und unbehandelten Oberflächen des Polyimids Kapton® untersucht. Für die Beschichtung mit einem N,N-Dimethylacrylamid-basierenden Copolymer konnten dabei eindeutig antiadhäsive Eigenschaften gegenüber Fibroblasten und für die Beschichtung mit dem Chitosan-Derivat eine deutlich reduzierende Wirkung auf die Adhäsion und das Wachstum dieses Zelltyps im Vergleich zur nicht-beschichteten Kapton®-Oberfläche festgestellt werden.