Synthese & Anwendung von biokompatiblen Polymeren für Sensoren

Eine layer-by-layer (Schicht-für-Schicht, LbL) Polymerisation zur Entwicklung polymerer Coatings mit immobilisiertem Organoselenium (RSe) Gruppen wird angestrebt. Diese kann in weiterer Folge zur Verbesserung der Biokompatibilität von medizinischem Material sowie zur amperometrischen Detektion von S-nitrosothiol (RSNO) in Blutsensoren verwendet werden. Die Schicht ist in der Lage lokal Stickstoffmonoxyd (NO), ein potentieller Hemmstoff der Thrombozytenaggregation, freizusetzen. Ziele des Projektes: 1) Synthetisieren von NO freisetzender LbLs durch kovalente Verknüpfung von Organoselenen mit verschiedenen Polykationen (Polythylenimin, Polylysin, Chitosan, etc.) bzw. alternierend Polyanionen (Alginat, Heparin, etc.) zur Erzeugung mehrlagiger polyelektrolyt-Schichten; 2) in vitro Tests zum Potential dieser Schichten bezüglich der katalytischen Generierung von NO mithilfe von verschiedenen endogenen RSNOs, sowie zur Robustheit dieser Schichten gegenüber dem Verlust von RSe-Gruppen; 3) in vivo Untersuchung der Wirksamkeit dieser LbLs zur Verminderung der Thrombenaggreagation, Test über deren Toxizität, Pyrogenizität und etwaige Entzündungserscheinungen; 4) Verwendbarkeit dieser neuartigen Schichten für Sensoren zur Detektion von RSNOs in frischem Blut. Die bereits erzielten in vitro Ergebnisse, bezüglich der Bildung von NO aus RSNOs durch RSe- Gruppierungen, durchgeführt von der Arbeitsgruppe um Professor Meyerhoff an der Universität von Michigan, zeigen das Potential und die Anwendbarkeit dieser Methode. Das Projekt wird zum weiteren Verständnis zur Chemie dieser komplexen Schichten beitragen. Es wird untersucht ob die Menge an freigesetztem NO die erwartete Wirkung auf die Blutplättchenaggregation und auf die Ausbildung eines Thrombus zeigt. Die Bedeutsamkeit dieser Untersuchungen erklärt sich über die Probleme welche im Zusammenhang mit Bioimplantaten, allen voran Biokompatibilitätsproblemen wie thrombischen Risiken, auftreten. Die neuartigen LbLs haben das Potential diese Probleme zu lösen. Weiters sind RSNO-Sensoren, auf Basis derselben LBLs, ein wirkungsvolles diagnostisches Instrument zur Erkennung von endothelial Funktionen, und somit zur Abschätzung von Herzinfarkt und Hirnschlagrisiko. Ein weiteres Einsatzgebiet stellt die Früherkennung von Sepsis bei schwerkranken Patienten in Hospitälern dar.