Prozessentwicklung zur Herstellung textiler, biomimetischer Bewehrungsstrukturen am Beispiel eines Aortenklappenersatzes

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Jockenhövel
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 395116303

Viele native Gewebe zeichnen sich durch anisotrope mechanische Eigenschaften aus, welche auf Last-orientierten Fasern beruhen. Diese Last-orientierte Anisotropie ist entscheidend für die Dauerfunktionalität der entsprechenden Gewebe. Das komplexe Verhalten bei der Entwicklung von Ersatzgeweben zu berücksichtigen, stellt nach wie vor eine große Herausforderung in der biomedizinischen Technik dar. Innerhalb des beantragten Förderzeitraumes soll am Beispiel eines biohybriden Aortenklappenersatzes ein Prozess entwickelt und evaluiert werden, der die anisotropen biomechanischen Eigenschaften einer nativen Aortenklappe auf Basis eines biomimetischen Ansatzes nachbildet. Dies soll im Rahmen des Projektes als Komposit aus Fasern und Hydrogel wie folgt realisiert werden: (i) Ablage von last-orientierten Fasern mit Hilfe eines Wickelprozesses, (ii) Fixierung der Faseranordnung mit Hilfe von Elektrospinning und (iii) der Einbettung der textilen Bewehrungsstruktur in eine Fibrin-Hydrogelmatrix als Zellträger für eine in-vitro bzw. in-vivo Biologisierung zum biohybriden Implantat. Für das Anwendungsbeispiel des biohybriden Herzklappenersatzes erwarten wir durch die neue Technologie ein (iv) physiologisches Klappenöffnungs- und Klappenschlussverhalten, (v) eine hohe Belastbarkeit der Kompositstruktur auch im systemischen Kreislauf (Aorten- und Mitralklappe) sowie (vi) eine hohe Dauerstabilität des Implantats.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Petra Mela