Felix Hage

• Infektionen medizinscher Titanoberflächen stellen ein aktuelles Problem in der rekonstruktiven Medizin dar. Dabei wird oft versucht, diesem Problem mit systemischer Antibiotikaanwendung zu begegnen, die jedoch Resistenzentstehung begünstigt und am Ort der Infektion nur einen oft unzureichenden Wirkspiegel ermöglicht. Eine mögliche Verbesserung wir hierbei in lokaler Wirkstofffreisetzung gesehen. Gegenstand dieser Arbeit war die Modifikation medizinischer Titanoberflächen mittels Anodisierung in fluoridhaltigen Elektrolyten und die AbschätzungInfektionen medizinscher Titanoberflächen stellen ein aktuelles Problem in der rekonstruktiven Medizin dar. Dabei wird oft versucht, diesem Problem mit systemischer Antibiotikaanwendung zu begegnen, die jedoch Resistenzentstehung begünstigt und am Ort der Infektion nur einen oft unzureichenden Wirkspiegel ermöglicht. Eine mögliche Verbesserung wir hierbei in lokaler Wirkstofffreisetzung gesehen. Gegenstand dieser Arbeit war die Modifikation medizinischer Titanoberflächen mittels Anodisierung in fluoridhaltigen Elektrolyten und die Abschätzung ihres Potentials hinsichtlich der Einlagerung und der Freisetzung ausgewählter antibakteriell wirksamer Substanzen. Durch die Anodisierung der Titanoberflächen konnten Titannanotubes aus Titanoxiden mit Röhrenlängen von bis zu 6,54 m und Röhrendurchmessern von bis zu 160 nm erzeugt werden. Als Modellwirkstoffe wurden das noch heute als Reserveantibiotikum gegen manche Problemkeime geltende Chemotherapeutikum Vancomycin, sowie Silber als Element mit breiter antibakterieller Wirkung, verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass durch die Oberflächenvergrößerung, die sich aus der Entstehung von nanotubeförmigem Titanoxid ergab, im Vergleich zu nicht anodisierten Referenzproben um bis zu 447 % mehr Wirkstoff eingelagert werden konnte. In der Freisetzungskinetik von Vancomycin zeigten sich oberflächenabhängig deutliche Unterschiede. Dabei setzten Titanoberflächen, die in einem Elektrolyten auf Wasserbasis anodisiert worden waren, den adsorbierten Wirkstoff schneller frei als die Referenzproben, während das Vancomycin auf Oberflächen, die in einem Elektrolyten auf Ethylenglycolbasis modifiziert worden waren, deutlich retardiert über einen Zeitraum von circa 305 Tagen freigesetzt wurde. Des weiteren wurde Silber in Proben eingelagert, die in einem Elektrolyten auf Wasserbasis anodisiert worden waren. Auch für Silber resultierte eine deutliche Steigerung der Gesamtmenge des adsorbierten Wirkstoffs um bis zu 229 %. Dabei war seine Freisetzung, verglichen mit der Referenzprobe, deutlich verzögert. Durch die Anodisierung der Titanproben in fluoridhaltigen Elektrolyten konnten Oberflächen erzeugt werden, die entsprechend ihrer Morphologie verschiedene Wirkstoffbeladungen und Freisetzungskinetiken ermöglichen. Hinsichtlich der unterschiedlichen Anforderungen in der klinischen Medizin nach Abgabemenge und Abgabekinetik antibakteriell wirksamer Substanzen zur postoperativen Infektionsprävention offerieren diese Oberflächenmodifikationen ein hohes Potential für die Erzeugung schnell verfügbarer und kostengünstiger Drug-Release-Systeme.…
• Infection of medical titanium surfaces is one important problem in modern medicine, especially orthepedics and dentistry. In the present work titanium surfaces were modified by anodisation. Titanium nanotube formations of different shape were obtained. These surfaces were modified with example drugs (vancomycin and silver ions) for drug-release. Drug-release was measured and compered.