Herstellung und In-vitro-Analyse einer Polyethylenimin-Beschichtung auf Herniennetzen

Abstract

Hintergrund: Bestimmte Beschichtungen wie etwa Titan können die Biokompatibilität von Herniennetzen verbessern. Beschichtungen mit Biopolymeren wie Polyethylenimin (PEI) können ebenfalls die Materialeigenschaften von Implantaten verbessern, dieser Ansatz wurde aber bisher noch nicht an Herniennetzen untersucht. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher die Klärung der Frage, ob und wie Herniennetze mit ihrer 3-dimensionalen Struktur erfolgreich mit PEI beschichtet werden können und mit welchen Verfahren sich diese Beschichtung am besten nachweisen lässt. Methoden: Handelsübliche Netze aus Polypropylen, Polyester und ePTFE wurden mit PEI beschichtet. Die Beschichtung wurde durch einen Zytotoxizitäts- und Zellproliferationstest, die konfokale Laser-Scanning- und Elektronenmikroskopie sowie Röntgenfotoelektronenspektroskopie (XPS) analysiert. Ergebnisse: Die Oberflächenmodifikation durch PEI lässt Mausfibroblasten schneller und zahlreicher auf der Netzoberfläche anwachsen. Aufgrund der 3-dimensionalen Netzstruktur zeigten sowohl die XPS als auch die konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie Schwächen in der Durchführbarkeit und Aussagekraft, wobei die XPS insgesamt bessere Resultate lieferte. Der elektronenmikroskopische Zellnachweis ist nicht gelungen. Im Zytotoxizitätstest fand sich kein Hinweis für eine Zellschädigung über 24 Stunden. Schlussfolgerung: Die hier vorliegenden Ergebnisse zeigen erstmalig, dass eine PEI-Beschichtung von Herniennetzen möglich und effektiv ist. Die PEI-Beschichtung kann schnell und kostengünstig realisiert werden. Bis eine solche Beschichtung allerdings in der klinischen Routine zum Einsatz kommen kann, sind weitere Untersuchungen sowohl hinsichtlich der Beschichtungsqualität als auch der Zytotoxizität notwendig. Insgesamt stellt PEI ein vielversprechendes Polymer dar, dessen Potenzial im Hinblick auf die Beschichtung medizinischer Implantate weiterer Forschung wert ist.