Integration statt Abstoßungsreaktion - Der Weg zu einer neuen Generation von Implantaten

von Julia Tesar (16, Sächs. Landesgymnasium St. Afra zu Meißen)

Kategorie: Biologie 2013
Betreuer: René Bergner (Sächs. Landesgymnasium St. Afra zu Meißen), Dr. Sandra Franz
Wettbewerbsart: Jugend forscht

Gewonnene Preise:
  • Sonderpreis "Innovation für Menschen mit Behinderung" im Landeswettbewerb
  • Regionalsieger

Im Rahmen der Entwicklung von Biomaterialien, die durch Modulation der körpereigenen Immunantwort eine Einheilung und Integration von Implantaten unterstützen sollen, wird an der Zusammensetzung einer artifiziellen extrazellulären Matrix geforscht. Diese soll der physiologischen ECM ähneln und als Beschichtung auf das Biomaterial aufgebracht werden, um durch Interaktion mit Immunzellen deren Funktionsweise zu regulieren.

Glycosaminoglycane sind ein wichtiger Bestandteil der Grundsubstanz der ECM. Um ihre Bindungsaffinität gegenüber verschiedenen Signalmolekülen zu Erhöhen, wurde eine zusätzliche Sulfatierung vorgenommen.

In meinen Untersuchungen überprüfe ich, in welcher Weise hochsulfatierter Hyaluronsäure und hochsulfatiertem Chondroitinsulfat die Funktionsweise von neutrophilen Granulocyten beeinflussen.

Ich habe untersucht, auf welche Weise hsHA und hsCS die Produktion von ROS und MMP-9 bei Stimulation mit IL-8 beeinflusst. Die Freisetzung von ROS quantifizierte ich mit Hilfe der Durchflusszytometrie, während ich die Ausschüttung von MMP-9 durch das Verfahren der Gelantinezymographie gemessen habe. Weiterhin untersuchte ich, welchen Einfluss hsHS und hsCS bei Stimulation mit TNF-a nach Priming mit IL-8 auf die Aktivität und Vitalität der Neutrophilen, sowie auf deren Exocytose der Cytokine IL-8 und IL-1ß besitzen. Zur Feststellung von Aktivität und Vitalität der Zellen habe ich unter Verwendung der Durchflusszytometrie die Ausprägung von CD16, CD11b und CD62L auf der Zelloberfläche quantifiziert. Die Freisetzung von IL-8 und IL-1ß  habe ich durch Anwendung des ELISA gemessen.

Die artifizielle ECM soll die Einheilung und Integration implantierten Materials durch eine Steuerung der körpereigenen Immunantwort begünstigen, weshalb die genaue Betrachtung der Funktionsweise der Neutrophilen von großer Wichtigkeit ist.

Integration statt Abstoßungsreaktion - Der Weg zu einer neuen Generation von Implantaten