Hydrogel

Dentale, bakterielle Erkrankungen wie Paradontitis können zu Zahn- und Knochenverlust führen. In der vorgestellten Studie wurden Chitosan, Gelatine und Scutellariae baicalensis radix zu einem Hydrogel kombiniert um über 3D-Bioprinting ein entzündungshemmendes Implantat herzustellen.

Die Nachahmung von natürlichen Antriebssystemen ist eine große Herausforderung in der Robotik. Ein Ansatz dafür sind Polymerhydrogele die z.B. Chitosan enthalten und mittels Elektrospinning zu Fasern verspinnt werden können.

Künstliche Nervenröhrchen werden bei Schäden an peripheren Nerven eingesetzt, weisen gegenüber autologen Zellen aber noch einige Nachteile wie fehlende neurotrope Faktoren auf. In der präsentierten Studie wird mit einem Nervenröhrchen aus Chitosan, Kollagen sowie Schwann-Zellen versucht, Schäden am Ischiasnerv von Mäusen zu reparieren und somit eine simplere Alternative zur aufwändigen autologen Nerventransplantation zu schaffen.

3D-Bioprinting kann die Behandlung von Wunden durch die Herstellung multifunktioneller, personalisierten Wundauflagen verbessern. In der hier vorgestellten Studie sollen darüber Hydrogelwundauflagen basierend auf Gelantine, Natrium Alginat, Dopamin und quaternisierten Chitosan mit effektiven antioxidativen, antibakteriellen und biokompatiblen Eigenschaften hergestellt werden.

Hydrogele können durch die Ausbildung eines 3D Netzwerkes vielseitig in der Biomedizin eingesetzt werden. In der hier präsentieren Studie wurde ein antibakterielles, adhäsives, selbstreparierendes Hydrogel aus Carboxymethylchitosan (CMC) und oligomeren Polycyanidin (OPC) hergestellt und der Einfluss des OPC-Gehaltes untersucht.

Weltweit leben etwa 2,5 Millionen Menschen mit den Folgen einer Rückenmarksverletzung. An der verletzten Stelle bildet sich Narbengewebe aus Gliazellen, welches die Regeneration der Nervenzellen verhindern. Die vollständige funktionelle Wiederherstellung des Rückenmarks ist bis heute nicht möglich, auch weil die Kaskade von Ereignissen, die an der verletzten Stelle abläuft noch nicht vollständig verstanden ist.

Chitosan und Chitosan Derivate besitzen unterschiedlichste Eigenschaften aufgrund molekularer Parameter, wie Deacetylierungsgrad und Molekulargewicht. In diesem Artikel stellen wir Ihnen eine Veröffentlichung vor, die den Effekt dieser Parameter auf die blutstillende Wirkung von Chitosan untersucht hat. Ein weiteres Thema ist die Langzeitstabilität von Chitosan Hydrogelen nach ICH Richtlinien.

Funktionelle Beschichtungen sollen Implantate, wie zum Beispiel künstliche Herzklappen oder Koronarstents, widerstandsfähiger gegenüber verschiedenste Einflüsse im menschlichen Körper machen. Ein Problem ist die Bildung von Biofilmen auf der Implantatoberfläche, welche die Kommunikation mit der Umgebung einschränken und Entzündungsreaktionen auslösen können. Des Weiteren kann die Beschaffenheit des Implantatmaterials die Entstehung von Blutgerinnseln fördern und dadurch den Verschluss von Arterien verursachen.

Im April 2017 sind 252 Veröffentlichungen über Chitosan und Chitosan Derivate entstanden. Die wissenschaftliche Zeitschrift „International Journal of Biological Macromolecules” publizierte die meisten Chitosan-bezogenen Artikel (23), gefolgt vom „Colloids and Surfaces B: Biointerfaces“ (7) und „Carbohydrate Polymers“ (6). Forscher aus China (48 Artikel) führen wie immer die Top Liste der führenden Nationen in der Chitosan Forschung an. Deutschland kann jedoch mit 5 Publikationen im April auch unter den Top 10 gefunden werden.

Im Oktober 2016 wurden insgesamt 375 Publikationen, unter anderem durch führende Wissenschaftler aus China (99 Artikel), USA (31) und Indien (30) publiziert. Der Schwerpunkt der Chitosan-Forschung bezog sich auf Nanopartikel, pharmazeutische Präparate und Gewebe.

Für Chitosan Hydrogele gibt es zahlreiche Anwendungen. Chitosan-basierte Materialien können als Zellgerüste, Wundauflagen oder Knochenimplantate verwendet werden. Die zwei folgenden Studien beschäftigen sich mit Chitosan-Hydrogelen, der Veränderung ihrer Struktureigenschaften und dem Einsatz im Tiermodel.

Die Entwicklung der Chitosan-Forschung und -Anwendung schreitet stetig voran. Dies bestätigen auch die Zahlen der Veröffentlichungen des Jahres 2015. Es wurden über 2100 Artikel zum Thema Chitosan und Chitosan-Derivate publiziert. Vor allem die Forscher aus China (589), Indien (250) und den USA (214) sowie aus dem gesamteuropäischen Raum bilden den Kreis mit den meisten Veröffentlichungen.

H. pylori Infektionen im Magen sind nur schwer zu bekämpfen aufgrund der Bildung von Antibiotikaresistenzen, Biofilmen und intrazellulären Infektionen. In der präsentierten Studie soll eine Hydrogelplattform auf Chitosan und Palmitinsäure-Basis genutzt werden als Alternative zu einer Antibiotika-basierten Therapie.