Development and characterization of nano-hydroxyapatite - collagen - chitosan scaffolds for bone regeneration

Abstract

Die vorliegende Dissertation beschreibt die Entwicklung dreidimensionaler Konstrukte (Scaffolds) für die Züchtung von Knochengewebe und deren Charakterisierung. Zwei Schwerpunkte fanden dabei besondere Beachtung. Zum Einen die Einbettung von nanoskaligen Hydroxylapatitpartikeln in eine Matrix aus bioabbaubaren Polymeren und zum Anderen die Etablierung des Benchtop-MRI als Methode für die Evaluation solcher Konstrukte. Verschiedene Strategien der Scaffoldherstellung aus Hydroxylapatit, Kollagen, Chitosan und Polyglykolsäure sind beschrieben. Mittels Röntgenkleinwinkelstreuung und Elektronenmikroskopie konnte deutlich gemacht werden, dass die Scaffolds nanoskaligen Hydroxyl-apatit enthalten. Benchtop-MRI wurde erfolgreich genutzt um (1) Stoffaustauschvorgänge zwischen Scaffolds und umgebenden Kulturmedium zu untersuchen, um (2) die homogene Verteilung der Mineralpartikel in der Matrix zu kontrollieren und (3) die Besiedlung der Konstrukte mit kontrastmittelmarkierten Zellen nichtinvasiv zu verfolgen.