Präparation und Charakterisierung von Hydrogelen zur potentiellen Anwendung als medizinischer Klebstoff für die Fixierung von Knochenfragmenten

Abstract

Die Dissertation befasst sich mit der Präparation und Charakterisierung von chemisch vernetzenden Hydrogelen für die potenzielle Anwendung als medizinischer Klebstoff zur Fixierung von Knochenfragmenten. Im ersten Teil der Arbeit konnte erfolgreich eine einfach anzuwendende und reproduzierbare Methode zur Bestimmung der Festigkeit von Knochenklebungen entwickelt werden. Die Prüfmethode beinhaltet die Präparation von Prüfkörpern aus Rinderknochen, das Kleben und anschließende Aushärten der Fügeteile unter trockenen oder physiologischen Bedingungen und die Bestimmung der Klebfestigkeit. Zur Validierung der Prüfmethode wurden die beiden Gewebeklebstoffe Histoacryl®, BioGlue® und der Knochenzement Palacos® LV verwendet. Im zweiten Teil wurden verschiedene Hydrogele aus einem Polyamin (Chitosan) und aus einem Dialdehyd hergestellt. Diese wurden u. a. mit der zuvor entwickelten Prüfmethode charakterisiert und auf ihre Eignung als Knochenklebstoff geprüft. Für die Präparation der Dialdehyde, welche aus einem aldehydfunktionalisierten Polyethylenglycol bestehen, wurden zwei unterschiedliche Syntheserouten betrachtet und bewertet. Es ist gelungen ein Hydrogel herzustellen, welches nach ersten Untersuchungen biokompatibel ist, eine für die medizinische Anwendung geeignete Verarbeitungszeit aufweist und mit dem unter trockenen Bedingungen eine adäquate Adhäsion und Kohäsion beim Kleben von Rinderknochen festgestellt werden konnte. Unter physiologischen Bedingungen ist die Klebfestigkeit des Hydrogels für reale Anwendungen noch zu gering. Außerdem konnten wichtige Einflussgrößen wie das Verhältnis der reaktiven Gruppen zueinander sowie der Feststoffgehalt des Hydrogels auf die Gelfestigkeit ermittelt werden. Die Festigkeit der Gele kann nämlich durch eine Erhöhung des Feststoffgehaltes und einen Aminogruppenüberschuss optimiert werden.