Lokalisation und Vermeidung von Schädigungsprozessen an regioselektiv in anodischen Oxidschichten auf Titanwerkstoffen immobilisierten Oligonukleotiden
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Durch den Einsatz einer homologen Spacersequenz kann die Stabilität des eingesetzten Ankerstranges unter moderat schädigenden Einflüssen deutlich verbessert werden. Es traten für keinen der eingesetzten Ankerstränge Strangbrüche auf. Daraus abgeleitet erübrigten sich die Arbeiten zur Identifikation von Basenpaaren bzw. Sequenzen, die mit erhöhter Wahrscheinlichkeit zu Strangbrüchen und Basenläsionen führen. Dennoch führen Wechselwirkungen mit der Oberfläche bzw. mit den während der Gammasterilisation auftretenden Radikalen zu einer Verminderung der Hybridausbeute. Die Spacersequenz A30 wies insgesamt die höchsten erzielten Hybridmengen auf und wurde für die weiteren Arbeiten im Projekt eingesetzt. Durch die Modifizierung des Gegenstrangdesigns ist es möglich, die Freisetzungskinetik des Gegenstranges und somit des bioaktiven Moleküls zu beeinflussen. Die aus den zunächst eingesetzten Gegensträngen resultierenden Hybridbereiche waren allerdings unter physiologischen Bedingungen zu stabil. Da die berechneten Schmelztemperaturen von in Lösung gebildeten Hybriden generell von denen an Oberflächen immobilisierter Gegenstränge abweichen, kann eine sichere Vorhersage anhand von Berechnungsalgorithmen wie „mfold“ nicht erfolgen. Über einen empirischen Ansatz wurde gezeigt, dass eine Verkürzung und insbesondere der Einbau von Fehlpaarungen zu einer instabileren Hybridregion sowie zu einer beschleunigten Freisetzung der GS führen. Weiterhin spielt die genaue Lokalisation der Fehlpaarungen eine entscheidende Rolle. Es ist möglich, mindestens zwei verschiedene Ankerstränge simultan auf Titanproben zu immobilisieren und diese unabhängig voneinander zu hybridisieren. Dies ermöglicht die Immobilisierung von biologisch aktiven Molekülen mit unterschiedlicher Freisetzungskinetik.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Impact of spacer composition on immobilized amount and hybridization efficiency in a nucleic acid-based immobilization system for titanium implant materials (DGBM September 2013 Erlangen)
C. Wolf-Brandstetter, J. Reichert, B. Schwenzer, D. Scharnweber
- Einfluss von Ankerund Gegenstrangdesign in einem modularen Immobilisierungssystem zum Biosurface-Engineering enossaler Implantatmaterialien (DGBM 2014, Dresden)
C. Wolf-Brandstetter, J. Michael, B. Schwenzer, H. Schliephake, D. Scharnweber
