Entwicklung eines reaktiven Extrusionsprozesses zur ...

18 3 Grundlagen zu Synthese und Eigenschaften von Polyesteramiden
Menschen. [NN08c, WH09] Während in vitro Studien nicht die Reaktionsvielfalt von
Zellen nach der Implantation eines Materials wiedergeben, können in vivo Studien keine
Kontrollmöglichkeiten und quantitative Aussagen über die Zellaktivitäten geben. Beide
Studien haben daher ihre Berechtigung. Um Untersuchungen der Zellinteraktivität durch-
führen zu können, muss der polymere Werkstoff mit Zellen in Kontakt kommen; hierbei
sollte der Kontakt selbst kontrolliert oder mindestens verstanden sein. Darüber hinaus
sollte bedacht werden, dass Zellfunktionen sensibel auf chemische, morphologische und
mechanische Eigenschaften des Trägers reagieren und jede Art der Produktherstellung
Einfluss auf die Zellinteraktion nehmen kann. [LLV07]
Die Biokompatibilität thermoplastischer PEA wurde in diversen in vitro wie auch in vivo
Studien untersucht. Im Fokus der Untersuchungen standen vor allem die Zelladhäsion
sowie die Zytotoxizität zur Beurteilung der Biokompatibiltät.
Für statistische PEA auf Basis von ε-Caprolactam, 1,4-Butandiol und unterschiedlichen
Dicarbonsäuren wurden Zytotoxizitätstest von Schillings und Hemmerich et al. durchge-
führt. Diese Versuche fanden gemäß ISO 10993-5 [DIN09] mit unbehandelten Vliesen
aus PEA und den zugehörigen Degradationsprodukten statt. Als Testzellen wurden L929
Fibroblasten eingesetzt. Sowohl Hemmerich et al. als auch Schillings kommen zu dem
Ergebnis, dass der Werkstoff nicht zytotoxisch ist. [HSM + 08, Sch03] Untersuchungen der
Biokompatibilität von segmentierten aliphatischen PEA mit Amidanteilen zwischen 10
und 80 % wurden von Lips et al. in vivo an Ratten und von Garg in vitro durchgeführt.
Neben einer milden Fremdkörper-Reaktion mit wenigen Makrophagen und sehr wenigen
Lymphozyten (beides weiße Blutkörperchen) am Implantat konnte die Bildung einer
Bindegewebskapsel festgestellt werden. Nach sechs Wochen konnten keine Entzündungs-
reaktionen mehr beobachtet werden. [LLC + 06, Lip05, Gar10]
Versuche von Lips et al. zeigten, dass die Zelladhäsion vom Amidanteil abhängig ist.
Verglichen wurden PEA mit einem Amidanteil von 25 % und 50 %. Als Vergleich wurde
der Standardwerkstoff für Kulturschalen, das so genannte tissue-culture Polystyrene
(TCPS), hinzugezogen. Dabei zeigte sich, dass das Polymer mit geringem Amidanteil,
d. h. 25 %, eine sehr gute Zelladhäsion aufweist, während die Überlebenszahl der Zellen
bei nur 62 % bezogen auf TCPS liegt. Beim PEA mit 50 % Amidanteil ist die Adhäsion
geringer, allerdings liegt die Überlebenszahl deutlich höher mit 78,2 %. [LLC + 06]
PEA weisen daher eine sehr gute Zellverträglichkeit auf. Die Zelladhäsion hängt jedoch
stark von der Werkstoffzusammensetzung ab und kann durch eine gezielte Oberflächen-