pH-aser

 

PLA-Fasern mit pH-optimiertem Abbauverhalten

Degradierbare Polymere werden heutzutage im klinischen Alltag in zahlreichen Anwendungen wie chirurgisches Nahtmaterial, Wundauflagen, wirkstofffreisetzende Systeme, Implantate zur Behandlung urologischer Krankheitsbilder, Gefäßstützen oder Osteosynthesesystemen eingesetzt. Poly(α)hydroxycarbonsäuren wie Polylactide und Polyglykolide gehören zu den prominentesten Vertretern der eingesetzten degradierbaren Polymere. Als Hauptnachteil werden einsetzende Immunreaktionen während der Degradation angesehen, die auf die Akkumulation von zelltoxischen Abbauprodukten im Zuge der Degradation zurückgeführt werden. So werden im Verlauf des Degradationsprozesses Hydroxycarbonsäure-Monomere freigesetzt, die zu einer toxischen lokalen pH-Wert Absenkung deutlich unter das physiologische Niveau von pH 7.4 und damit zu erheblichen Komplikationen führen.

Im Rahmen des vorliegenden Projektvorhabens wird ein neuer Ansatz zur Additivierung von PLA mit dem Ziel eines pH-neutral abbauenden Polymers verfolgt. Hierzu werden funktionalisierte Mikrogele mit säurekompensierender Wirkung synthetisiert. Gleichzeitig wird der Abbauprozess unter Verwendung der Messdaten aus Degradationsversuchen modelliert und der Abbau unter Anwesenheit eines säurekompensierenden Additivs simuliert. Ziel der Simulation ist eine Aussage über die notwendige Zusammensetzung aus PLA und Mikrogel für einen pH-neutralen Abbau.
Auf Basis der Simulation werden Lösungen aus PLA und Mikrogel hergestellt, die im Trockenspinnverfahren zu Endlosfilamenten verarbeitet werden. Die Filamente werden ebenfalls in Degradationsversuchen evaluiert und mit der Simulation rückgekoppelt.

Das interdisziplinäre Konsortium aus Chemikern, Maschinenbauern, Medizinern und Physikern wird ergänzt durch die Fachexpertise auf wirtschaftswissenschaftlicher Seite. Aufgabe der Wirtschaftswissenschaftler ist die Moderation zwischen den Disziplinen mit dem Ziel einer Fokussierung auf die wesentlichen Projektziele sowie die Analyse und Identifikation relevanter Forschungsfelder, die auf Basis der anvisierten Forschungsergebnisse des vorliegenden Projektvorhabens Möglichkeiten zu Folgeprojekten bieten. Im Rahmen des Projektes wird damit am Beispiel der pH-neutral abbauenden PLA Faser die Basis für eine Prozesskette zur Auslegung und Herstellung hochfunktionalisierter textilbasierter Medizinprodukte gelegt.

Gefördert durch

ERS – Exploratory Research Space der RWTH Aachen

Projektpartner

ITA, RWTH Aachen (Gesamtprojektleitung)
DWI, RWTH Aachen
Med. Klinik I, Uniklinik RWTH Aachen
TIME, RWTH Aachen

Projektleiter am NLD Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang Schulz