About the author

Sandra Fuest

Fibrothelium GmbH
Philipsstraße 8
52068 Aachen
Germany
sandra.fuest@fibrothelium.com

CV

Akademischer Werdegang

  • seit September 2018 Masterstudium Biomedical Engineering FH Aachen mit Vertiefung Biomaterialien, Projektorganisation
  • September 2015–Juli 2018 Bachelorstudium Biomedizinische Technik FH Aachen
  • September 2013–März 2015 Bachelorstudium Maschinenbau RWTH Aachen
  • September 2005–Juni 2013 Abitur Elly-Heuss-Knapp Gymnasium Heilbronn

Co-authors

Dr. med. Dr. med. dent. Anders Henningsen, Alexander Kopp, Aleksander Drinic, Univ.-Prof. Dr. Dr. Martin Gosau, Univ.-Prof. Dr. Dr. Ralf Smeets

Der Einsatz von neuartigen Fibroin-Schwämmen in der Implantologie

Topic

Aufgrund der hervorragenden Biokompatibilität und der pH-neutralen Degradation ist Seide von hohem Interesse in der zahnärztlichen Implantologie, z.B. als GBR/GTR-Membran oder Fibroin-Schwamm zur Weichgewebsaugmentation. Zur einfacheren Herstellung von porösen Schwämmen aus dem Seidenprotein Fibroin wurde in dieser Arbeit ein Verfahren entwickelt und charakterisiert.

Material & Methoden

Ein neuartiger Ansatz dient zur Lösung der Seide aus den Kokons. Anschließend werden Schwämme mit verschiedenen Konzentrationen aus Fibroin mit der Freeze-Thaw-Methode hergestellt.

Ergebnisse

Es konnten verschachtelte Porenstrukturen mit Hohlräumen erzeugt werden, wie in Abbildung 7 mithilfe des Rasterelektronenmikroskops dargestellt. Mit steigender Fibroinkonzentration nimmt die Porosität ab, die Porengröße wird kleiner und die Schwämme werden härter. Verbunden damit sinkt auch die Wasserabsorption - diese beträgt sonst ein Vielfaches ihres Eigenvolumens, wie in der Videosequenz 1 dargestellt. Die ausgebildete Beta-Faltblattstruktur des Fibroins verstärkt die Schwammstruktur und kann für verschiedene medizinische Zwecke vorteilhaft sein. Eine Trockenlagerung der Fibroin-Schwämme ist möglich (Abb. 1b). Die Druckfestigkeit und die Durchstechkraft steigen mit Zunahme der Fibroin-Konzentration nahezu linear an und liegen zwischen 6,4 und 13,7 kPa bzw. zwischen 0,55 und 1,15 N. Verdeutlicht werden die Ergebnisse in den Abbildungen 3 und 4. In einer Protease-XIV-Lösung (1 mg/ml) degradieren die Schwämme um circa 85 Prozent in 21 Tagen. Das Enzym bewirkt mit steigender Degradationszeit eine kontinuierliche Vergrößerung der Porenstruktur. Zu sehen sind die Ergebnisse in Abbildung 5.

Image Gallery (10)

Bibliography:

  1. Smeets R, Knabe C, Kolk A, Rheinnecker M, Gröbe A, Heiland M, Zehbe R, Sachse M, Große-Siestrup C, Wöltje M, Hanken H: Novel silk protein barrier membranes for guided bone regeneration. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2017 Nov;105(8):2603-2611.
  2. Smeets R, Vorwig O, Wöltje M, Gaudin R; Luebke A; Beck-Broichsitter B; Rheinnecker M; Heiland M, Grupp K, Gröbe A, Hanken H: Microvascular stent-anastomosis using N-fibroin stents: feasibility, ischemia time and complications. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology; 2016 May;121(5):97-103.
  3. Hanken H, Göhler F, Smeets R, Heiland M, Gröbe A, Friedrich RE, Busch P, Blessmann M, Kluwe L, Hartjen P: Attachment, Viability and Adipodifferentiation of Pre-adipose Cells on Silk Scaffolds with and Without Co-expressed FGF-2 and VEGF. In Vivo. 2016 09-10;30(5):567-72.

 

Video Gallery (2 videos )

Summary:

Die entwickelten Fibroin-Schwämme weisen vielversprechende Eigenschaften für zahnmedizinische und implantologische Anwendungen auf. Die neuartige Herstellungsmethode ermöglicht eine Anpassung der Eigenschaften der Schwämme nach individuellem Bedarf durch eine Variation der Fibroinkonzentration.