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Verbundprojekt: Bioaktives selbstorganisierendes Gefäßimplantat (VascuTrap)

Biofunktionalisierung eines Gefäßimplantates durch Trapping (Einfangen) von endothelilalen Vorläuferzellen aus dem Blutstrom

Projektname: VascuTrap
Bioaktives selbstorganisierendes Gefäßimplantat
Projektleiter: Prof. Dr. B. Schlosshauer
Geldgeber: BMBF
Projektträger: VDI
FKZ: 13N11679
Laufzeit von: 01.09.2012
Laufzeit bis: 31.08.2015

Ziel dieses Projektes ist es, ein biofunktionalisiertes Gefäßimplantat mit reduzierter Thrombogenität zu entwickeln. Eine Bioaktivität dieses Implantates soll durch zwei Oberflächenmodifikationen erreicht werden. 1) Es soll eine innovativ quervernetzte Biomaterialbeschichtung auf das Implantat aufgebracht werden. 2) Es soll in diese Beschichtung ein rekombinantes Fängerprotein eingebracht werden, das spezifisch endotheliale Vorläuferzellen aus dem Blutstrom bindet und somit eine gesteigerte Endothelialisierung des Implantates induziert.

Beschreibung

Im Rahmen des VascuTrap-Projekts sollen bioaktive Gefäßimplantate entwickelt werden. Die luminale Oberfläche synthetischer Gefäße soll mit einem hochspezifischen Fängerprotein beschichtet werden, das aus dem Blutstrom zirkulierende Stammzellen, genauer Gefäßvorläuferzellen (EPC) bindet, so dass eine sehr schnelle natürliche und damit antithrombogene Zellbesiedelung zur besseren Verträglichkeit des synthetischen Gefäßes erreicht wird. Die Anbindung des Fängerproteins erfolgt an eine speziell-reaktive, Biomaterial-basierte Dünnschicht auf dem Gefäßmaterial. Das Fängerprotein ist gegen ein EPC-spezifisches Protein gerichtet, so dass aus der Vielzahl der Blutzellen selektiv nur endotheliale Vorläuferzellen rekrutiert werden.
Um dieses Ziel zu erreichen, sollen in einem interdisziplinären Ansatz drei Komponenten (synthetische Gefäße, eine reaktive Dünnschicht und ein hochspezifisches Fängerprotein) zu einem neuartigen Implantattyp zusammengeführt werden.
Als synthetische Blutgefäße werden zugelassene Standardimplantate unterschiedlicher Durchmesser aus nicht-resorbierbaren Polymeren/Block-Copolymeren eingesetzt. Die Polymere sind biokompatibel und werden entweder aus einheitlichen Membranen oder aus verwobenen Polymerfäden hergestellt. Durch nachgeschaltete Prozessschritte werden Oberflächenmodifikationen getestet, die die Anbindung des Fängerproteins ermöglichen.
Das hochspezifische Fängerprotein ist ein Antikörper gegen Zelloberflächenprotein. Dieses Protein ist nur auf endothelialen Vorläuferzellen (EPC) des Blutes exprimiert, nicht aber auf anderen Blutzellen. Entsprechend können mittels eines hochaffinen monoklonalen Antikörpers aus der Vielzahl der Blutzellen sehr selektiv und effizient EPCs angereichert werden, worauf die Vorläuferzellen zu Endothelzellen differenzieren. Der Antikörper wird mittels eines patentierten Verfahrens generiert, indem Vektoren mit dem Gen für das Zielprotein intrakutan in Ratten appliziert werden.
Auf zwei Ebenen werden die Einzelkomponenten und vor allem ihre Kombination zu einem bioaktiven Implantat auf ihre biologische Wirksamkeit, sowohl zellbiologisch in vitro (NMI) wie auch präklinisch in Tierversuchen (Uniklinik Tübingen) untersucht.
Die zellbiologische in vitro-Profilierung der modifizierten Gefäße und deren einzelner Komponenten wird mittels einer Vielzahl von Zellkulturverfahren quantitativ und qualitativ getestet. Messparameter sind die Biokompatibilität, spezifische versus unspezifische Zelladhärenz, -proliferation, -migration und differenzierung.

Projektpartner

  • Aesculap AG, Tuttlingen, Germany
  • Aledvron GmbH, Freiburg, Germany
  • polyMaterials AG, Kaufbeuren, Germany
  • Universitätsklinikum Tübingen, Medizinische Klinik Abt. III, (UKT), Tübingen, Germany

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