 | Hydrogel auf der Basis von Genipin vernetztem Chitosan - Eine Studie zur möglichen Anwendung als ein neues bioadhäsives Material zur Arzneimittelverabreichung/ Genipin-crosslinked Chitosan Hydrogel - A study on its application as a novel material |  |
 |  |  |  | Tabitha
Rücker | 17 |
| | Ort: Münster |
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| | | | | | Schule:
Annette-von-Droste-Hülshoff-Schule
Münster | | Betreuung:
Dr. Carsten Penz
Sebastian Paul | |  |
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Kurzfassung: | | | | InIn diesem Projekt geht es um die Entwicklung eines Modells von Genipin vernetztem Chitosan und gleichzeitig um die Herstellung eines neuartigen Biomaterials zur Behandlung von Hautleiden. Während die in der Industrie gebräuchlichsten bioadhäsiven Materialien wie Glutaraldehyd gravierende Einschränkungen hinsichtlich ihrer Löslichkeit und ihrer Toxizität aufweisen, kann das Hydrogel mit Genipin vernetztem Chitosan (Derivate des Geniposides und des Chitins) diese Kriterien erfüllen.
Zur Erforschung der Effizienz des mit Genipin vernetzten Chitosans wurden zunächst neun Hydrogele produziert, die im weiteren Verlauf in vitro auf ihre Zytotoxizität und ihre Biokompatibilität hin getestet wurden. Dazu waren ein MTT-Test und ein TEER-Test an MDCK-Zellen notwendig.
So hat sich zum Beispiel herausgestellt, dass das Verhalten des Chitosans, sich mit Genipin zu vernetzen, unabhängig von der Konzentration ist (Reaktion nullter Ordnung) und dass die Ergänzung der positiven Eigenschaften der beiden Edukte durchaus eine zukunftsträchtige Alternative zu anderen bioadhäsiven Materialien darstellt, sie sogar in gewissen Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten übertrifft.
Die nanostrukturierten Hydrogele zeigen unter spezifischen Bedingungen gute Voraussetzungen zur dermalen oder mukosalen Anwendung, die weitere Forschung erfordert.
In this study the aims are to examine a model of Chitosan hydrogel chemically crosslinked under specific conditions and to investigate its cell compatibility and establish is potential as an alternative bioadhesive material also used as drug-delivery system. It is known that the most popular chemical crosslinking reagents for Chitosan or gelatin, like glutaraldehyde, possess important limitations not satisfying the demands of a biocompatible, biodegradable and non-cytotoxic biomaterial which has the ability of modification to vary in stability and in solubility. In addition it should be sterilizable and easy to synthesize and characterize.
Chitosan needs to be crosslinked on the basic of its fluid behavior to increase the ultimate tensile strength but to reduce its strain-at-fracture and swelling ratio. Genipin seems to represent an effective and biocompatible substance replacing other crosslinking reagents. The objective is to combinate the properties of Chitosan with those of Genipin as the effectiveness can be improved by covalent Genipin-crosslinking leading to form a hydrogel with a permanent polymer network structure. In this way, the mechanisms of Genipin crosslinking tissues are already not sufficiently comprehended as well as the influence of Chitosan crosslinking on cell membranes. Genipin-crosslinked Chitosan Hydrogels as a biopolymer-based nanostructured material offer several possibilities to prepare and apply them. It lend oneself as a drug-delivery system due to the specific characteristics of Chitosan that gratify not only the demands of a biocompatible tissue but also exceed them to be mucoadhesive and easily modified chemically with enhance its flexibility might. Controlling and sustaining the release of drugs and directing it to a particular site, it is capable to serve as medication of wound tissues or as bone substitute. To determine the cytotoxicity in vitro the prepared samples are analyzed by a MTT-assay. At the same time a TEER-assay is conducted to investigate the TransEpithelial/-Endothelial Electrical Resistance. The results confirme the expected potential of Genipin-crosslinked Chitosan Hydrogel which application will have future prospects.
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