Investigation of the influence of ordered symmetrical nanostructures on thrombocyte adhesion

Szentivanyi, Andreas; Chichkov, Boris N.; Glasmacher, Birgit

doi:10.1016/s0021-9290(06)83993-x

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“…introducing mechanical stimuli to endothelial cells [11]. Another approach may be seen in nanostructured surfaces to avoid any blood cell or plasma protein adhesion [12,13]. New biomaterials, biohydrid structures, combinations of synthetic and biological polymers such as polysialic acid [Assmann U, Schuster R, Szentivaniy A, Glasmacher B: Electrospinning of polysialic acid and its blends for tissue engineering scaffolds, 2007] will also be demonstrated [8][9][10].…”

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DGBM Tagung

2007

BIOmaterialien

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Funktionelle Kopplung von Wachstumsfaktoren und anti-inflammatorischen Proteinen an Titanoberflächen Functional Coupling of Growth Factors and anti-inflammatory proteins to titanium surfaces GENOSTEM funded within the 6 th framework by the European Union. Literature[1] Neve, R., Kissonerghis, M., Clark, J., Feldmann, M., Chernajovsky, Y.: Expression of an efficient small molecular weight tumor necrosis factor/lymphotoxin antagonist. EinleitungZiel der Studie ist es, neuartige Beschichtungen für Biomaterialien zu entwickeln, die mittels Funktionalisierung mit selektiven Proteinen Zellreaktionen gezielt beeinflussen können. In vorausgehenden Arbeiten konnten wir zeigen, dass eine 30 nm dünne Beschichtung mit sternförmigem Polyethylen-Glykol (StarPEG) und eine Funktionalisierung mit zelladhäsions-vermittelnden RGD-Peptiden und unterschiedlichen Wachstumsfaktoren, z.B. BMP-2 oder BMP-4, Auswirkungen auf Vitalität und Differenzierbarkeit von in vitro kultivierten mesenchymalen Stammzellen (MSZ) haben. In dieser weiterführenden Arbeit sollte nun untersucht werden, ob es Unterschiede im zellulären Response durch die Anbindung von Wachstumsfaktoren mit Hilfe degradierbarer Linker an die Star-PEG-Oberfläche gibt. Material und MethodeIn der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Wachstumsfaktoren BMP-2, BMP-4, sowie die PDGF-Liganden (-AA, -AB und -BB) in Kombination mit RGD-Peptiden kovalent in StarPEG-Oberflächen eingebunden. Zusätzlich wurden diese Wachstumsfaktoren mit Hilfe degradierbarer Linker an die Oberfläche angebunden. Es wurden humane primäre Osteoblasten und MSZ verwendet. Die Zellen wurden unter Einhaltung der Vorschriften der Ethik-Kommission der Universität Ulm, isoliert. Aufgrund Stammzell-typischer Oberflächenmarker (z.B. STRO-1) und deren Differenzierungspotential wurden die aus dem Knochenmark isolierten MSZ typisiert. Nach Aussaat der Zellen wurde der Einfluss der modifizierten Oberflächen auf die Zellen zu unterschiedlichen Zeitpunkten dokumentiert. Die Auswertung der Zell-Matrix-Interaktionen erfolgte anhand histologischer und molekularbiologischer Methoden. ErgebnisseDie Zelladhäsion war sowohl von der Art der angebotenen Wachstumsfaktoren abhängig, als auch von der Art der Anbindung. Während bei den angebotenen Oberflächen mit kovalent angebundenen BMPs die Zellen mit vermehrter Proliferation und Matrix-Deposition reagierten, zeigten die MSZ in Gegenwart von PDGF-Liganden hauptsächlich eine verstärkte Proliferation. Die BMPmodifizierten Oberflächen führten neben einer sehr starken Matrix Deposition auch zu einer verstärkten osteogenen Differenzierung der MSZ, was durch immunhistologische Nachweise gezeigt werden konnte. War die Konzentration an gebundenem Wachstumsfaktor zu groß, kam es zur Apoptose-Induktion. Im Gegensatz dazu waren in Ansätzen mit an hydrolysierbaren Linkern gebundener Faktoren oder mit im Medium verfügbaren Wachstumsfaktoren diese Effekte nicht zu beobachten. Auch eine höhere Konzentration gebundener Wachstumsfaktoren führte zu keiner erhöhten Apoptose-Induktion.Abb. 1: Kultiv...

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“…All polymers have been characterised by 1 H-,13 C-NMR and GPC. All polymers have been characterised by 1 H-,13 C-NMR and GPC.…”

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