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Charged Block Copolymers with Phosphonate Anchor Groups for Antibacterial Polymer Brushes
Ort / Verlag
Paderborn
Erscheinungsjahr
2023
Verknüpfte Titel
Beschreibungen/Notizen
Tag der Verteidigung: 16.03.2023
ger: Nach dem Einsetzen von Zahnimplantaten besteht die Gefahr von bakteriellen Infektionen, die zum Versagen des Implantats führen können. In dieser Arbeit wurden lineare Blockcopolymere mit Ankersegmenten und polykationischen, antibakteriellen Segmenten durch RAFT-Polymerisation hergestellt, um die Oberfläche von Titanimplantaten mit antibakteriellen Eigenschaften auszustatten. Im Ankerblock wurden Phosphonsäuregruppen eingesetzt, um das Aufbringen fertiger Polymere aus der Lösung auf die Oberfläche zu ermöglichen. Durch Variation der Anzahl der Ankergruppen wurden die Auswirkungen auf die Pfropfdichte auf Titanoxid untersucht. Die beschichteten Substrate wurden auf ihre physikochemischen und biologischen Eigenschaften hin analysiert, wobei die Bürstenbildung und ihre antibakterielle Wirkung verifiziert werden konnten. Darüber hinaus wurde eine Reihe adsorbierbarer Polymere mit verbesserter Biokompatibilität synthetisiert, indem das amphiphile Gleichgewicht des antibakteriellen Blocks eingestellt und adhäsionsfördernde Biomoleküle eingebaut wurden. Schließlich wurde die Synergie von antibakteriellen/polykationischen und antiadhesiven/polyzwitterionischen Eigenschaften in Polymerbürsten auf der Grundlage verankerbarer Polymere untersucht. Es wurde gezeigt, dass die Oberfläche der beschichteten Substrate durch Anpassung der Salzkonzentration verändert werden kann und die Besiedlung durch Bakterien bei Tests mit grampositiven und -negativen Stämmen verhindert.
eng: After integration, dental implants are at risk of becoming infected with bacteria which can lead to destruction of tissue, bone loss and implant failure. Since titanium, the most commonly used implant material, exhibits no intrinsic antibacterial properties, it can be employed with contact-killing polymer coatings to improve the interface. In this work, linear block copolymers with anchoring segments and polycationic, antibacterial segments were developed using RAFT polymerization. Phosphonic acid groups were employed in the anchor block to allow the grafting of ready-made polymers onto the surface from solution to form brushes. By varying the number of anchoring groups, the effect on grafting density on titanium oxide was investigated. Coated substrates were further examined regarding physicochemical and biological properties, verifying brush formation and its antibacterial effect. Furthermore, a series of adsorbable polymers with improved biocompatibility was synthesized by tuning the amphiphilic balance of the antibacterial block and incorporating adhesion promoting biomolecules. Finally, the synergy of antibacterial/polycationic and antifouling/zwitterionic properties in polymer brushes based on anchorable linear polymers was explored. It was demonstrated that the surface of coated substrates could be switched by adjusting the salt concentration and inhibited colonization of bacteria when tested against Gram-positive and -negative strains.