Immobilization of functionalized glycosaminoglycans to regulate protein adsorption and cell behavior - [kumulative Dissertation]

Abstract

Glykosaminoglykane (GAG) sind vielversprechende Biopolymere für die Bildung von beständigen Oberflächenbeschichtungen in der Biomaterialentwicklung. Daher wurden GAG mit unterschiedlichem Sulfatierungsgrad mittels Oxidation oder Thiolierung chemisch aktiviert und anschließend durch kovalente Reaktionen auf verschiedenen Materialien immobilisiert. Die Eigenschaften der beschichteten Oberflächen wiesen charakteristische Unterschiede in ihrer Oberflächenbeschaffenheit, der Beschichtungsdicke, ihrer Benetzbarkeit und des Zetapotentials auf. Untersuchungen zur Proteinadsorption mit Fibronektin und das Adhäsionsverhalten von humanen Fibroblasten zeigten eine direkte Abhängigkeit vom Sulfatierungsgrad der immobilisierten GAG. Somit stellen die oxidierten und thiolierten GAG vielversprechende Komponenten für die Bildung von bioaktiven Materialbeschichtungen dar und können als Bestandteil von 3D-Strukturen wie Nanopartikeln als Anwendungen des Tissue Engineerings genutzt werden.

Glycosaminoglycans (GAG) are promising biopolymers for the formation of stable surface coatings in the development of biomaterials. Therefore, GAG with different degree of sulfation were chemically activated by oxidation or thiolation and subsequently immobilized on different materials by covalent reactions. The properties of the coated surfaces exhibited characteristic differences in their surface texture, coating thickness, wettability and zeta potential. Studies on protein adsorption with fibronectin and the adhesion behavior of human fibroblasts showed a direct dependence on the degree of sulfation of the immobilized GAG. Thus, the oxidized and thiolated GAG are promising components for the formation of bioactive material coatings and can be used as components of 3D structures like nanoparticles for tissue engineering applications.