Adressen_Grundschrift (auch Projektnr-GS)
Modul III
Projektnummer 0000-0000 _ Kredit CHF 000 000 _ Dauer 00.00.00. – 00.00.00.
Selbsterhitzendes Hydrogel zur mechanisch stimulierten Wirkstoffabgabe Prof. Dominique Pioletti Laboratoire de biomécanique en orthopédie EPF Lausanne Station 15 1015 Lausanne Tel 021 693 83 41 dominique.pioletti@epfl.ch
Aufgrund seines ausgeprägten viskoelastischen Verhaltens erhitzt sich ein Hydrogel bei mechanischer Beanspruchung. Diese Wärmeenergie geht üblicherweise ungenutzt durch Dissipation verloren. Das zentrale Ziel dieses Projektes ist die therapeutische Nutzung der Erwärmung eines Hydro gels, um die lokale Freisetzung eines eingebrachten phar mazeutischen Wirkstoffs zu induzieren und/oder zu beschleunigen.
Prof. Harm-Anton Klok Laboratoire des polymères EPF Lausanne harm-anton.klok@epfl.ch
Hintergrund_Verschiedene Studien berichten über einen syn ergistischen Effekt zwischen mechanischer Beanspruchung im Gewebe und der Abgabe eines lokal wirkenden Medikaments. Offensichtlich muss ein Medikament, um einen gewünschten biologischen Effekt zu erzielen, eine Prozesskaskade auslösen, welche mit der Bindung des Wirkstoffs an einen spezifischen Zellrezeptor beginnt. Um die therapeutische Wirksamkeit eines Medikaments zu maximieren, wäre es von Vorteil, den Wirkstoff erst dann freizusetzen, nachdem eine mechanische Beanspruchung während einer bestimmten Zeit stattgefunden hat. Damit wäre sichergestellt, dass die entsprechenden Re zeptoren auf den zu behandelnden Zellen aktiviert sind. Ziel_In einem neuen Konzept soll die gezielte lokale Tempe raturerhöhung in Folge der Energiedissipation eines visko elastischen Materials die Wirkstoffabgabe stimulieren. Damit kann die Wirkstoffabgabe von einem vordefinierten mecha nischen Beanspruchungsverlauf im Gewebe abhängig ge macht werden.
Bedeutung_Die gezielte Nutzung der Temperaturerhöhung als Folge von visköser Dissipation ist ein neues Konzept zur loka len Wirkstoffabgabe, das noch nie untersucht oder eingesetzt wurde. Die Verwendung eines mechanischen Stimulus (über interne Dissipation) als steuernden Parameter der Wirkstoff abgabe eröffnet neue Möglichkeiten bei der Behandlung von mechanisch beanspruchtem Körpergewebe.
Anwendung_Zwei spezielle Gewebetypen im muskuloskelet talen System würden ganz besonderen Nutzen aus einer lokalen Wirkstoffbehandlung ziehen: der Knieknorpel und der Gallertkern (Nucleus pulposus) in der Bandscheibe. Tat sächlich sind die heutigen Heilmethoden für diese beiden Gewebetypen stark eingeschränkt. Aus diesem Grund wäre die lokale Wirkstoffabgabe von Zellwachstumsfaktoren ein entscheidender therapeutischer Fortschritt.
Title: Self-heating hydrogel for mechanicallycontrolled drug release Grant: CHF 369 940.– Duration: 36 months
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