Selektive RGD-vermittelte Adhäsion von Osteoblasten an Implantat-Oberflächen
✍ Scribed by Martin Kantlehner; Dirk Finsinger; Jörg Meyer; Patricia Schaffner; Alfred Jonczyk; Beate Diefenbach; Berthold Nies; Horst Kessler
- Publisher
- John Wiley and Sons
- Year
- 1999
- Tongue
- English
- Weight
- 141 KB
- Volume
- 111
- Category
- Article
- ISSN
- 0044-8249
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✦ Synopsis
Der unphysiologische Charakter synthetischer Werkstoffe äuûert sich oft in einer schlechten Integration dieser Materialien nach Implantation in humanes oder tierisches Gewebe. Abstoûungsreaktionen, mangelnde mechanische Stabilität der Biomaterial-Gewebe-Grenzschicht, Infektionen und Entzündungen sind unerwünschte Folgen der unzureichenden aktiven Wechselwirkung zwischen Implantat und angrenzendem Gewebe und erfordern häufig eine Revision des Implantats. Durch Beschichtung von Knochenimplantaten mit integrinspezifischen zellselektiven Molekülen (Integrine sind Glycoproteinrezeptoren der Zellmembran) soll die Grenzschicht durch eine integrinvermittelte Bindung derjenigen körpereigenen Zellen an das Implantat induziert werden, die durch Knochenumbauprozesse (¹tissue remodelingª) dessen Integration in das Gewebe bewirken. Diese Prozesse erfordern das abgestimmte Zusammenspiel von knochenbildenden Osteoblasten und knochenresorbierenden Osteoklasten, deren Aktivitäten sich in einem natürlichen Gleichgewicht befinden. [1] Das Implantat kann einerseits mit den vollständigen natürlichen Adhäsionsproteinen der extrazellulären Matrix beschichtet werden (Fibronektin, Vitronektin, Kollagen), [2] andererseits können auch diejenigen kurzkettigen Peptidsequenzen verwendet werden, die die entsprechende adhäsionsvermittelnde Aktivität (z. B. die Sequenz Arg-Gly-Asp (RGD)) enthalten. [3±9] Hier berichten wir über eine neue, optimierte Methode der Beschichtung, bei der integrinspezifische Peptidliganden verwendet und kovalent an Polymethylmethacrylat (PMMA), ein übliches Implantatmaterial, gebunden werden. Wir zeigen, daû diese Oberflächen integrintragende Osteoblasten binden, diese zur Proliferation anregen und so die natürliche Geweberegeneration induzieren (Abbildung 1).
Als Integrinliganden verwendeten wir das für den a v b 3 -und den a v b 5 -Rezeptor hochselektive Cyclopeptid c(-RGDfX-), das als Gruppe X ein Lysin (K) hat (f d-Phenylalanin) [10±15] und an das ein bezüglich der Länge optimierter Spacer und Acrylsäure als Ankergruppe für die Beschichtung von PMMA-Formkörpern geknüpft sind. Wesentlich und für die