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B5: Magnetische Polymer-Nanopartikel: Gentransfer/Drug delivery und


Steinhoff, Gustav, Prof. Dr. med.,
 deutsch

Klinik und Poliklinik für Herzchirurgie (KHC)

Forschungslaboratorien für kardialen Gewebe- und Organersatz

Medizinische Fakultät

Universität Rostock

 

Rissing, Lutz, Prof. Dr.-Ing., deutsch

Institut für Mikroproduktionstechnik (IMPT)

Produktionstechnisches Zentrum Hannover

Leibniz Universität Hannover

 

Gatzen, Hans Heinrich, Prof. Dr.-Ing., deutsch

Ehem. Institutsleiter

Institut für Mikroproduktionstechnik (IMPT)

Produktionstechnisches Zentrum Hannover

Leibniz Universität Hannover



Das übergeordnete Ziel des Teilprojekts B5 war die Entwicklung einer neuartigen Methode für den Genund Medikamententransport basierend auf magnetischen Polstrukturen. Die Gene bzw. Medikamente sollten an magnetische Nanopartikel konjugiert werden, wodurch eine Manipulation mittels der Polzeile möglich gemacht werden sollte. In der ersten Förderperiode wurden verschiedene nonvirale Vektoren auf Basis von Polyethylenimin (PEI) und magnetischen Nanopartikeln entwickelt und charakterisiert. Durch die Verwendung der Nanopartikel konnte die Transfektionseffienz deutlich erhöht werden. Weiterhin gelang es, Mikrosysteme in Form einer Mikrospulen-Polzeile dünnfilmtechnisch zu fertigen, mit denen durch dynamische magnetische Felder magnetische Nanopartikel gezielt manipuliert werden konnten. Um Untersuchungen an Zellen in Nährmedium vornehmen zu können, wurden Mikrosysteme in Tubes von Well-Plates integriert. Aufgrund von ersten Versuchen mit Zellen wurde zusätzlich ein Elektrodenarray entwickelt, um Zellen mittels elektrischer Felder gesteuert bewegen bzw. an einer definierten Stelle fixieren zu können. Ferner wurde der PEI-vermittelte, nonvirale Gentransfer in humane mesenchymale Stammzellen aus Knochenmark untersucht. Durch Optimierung der Transfektion konnte eine neue Methodik etabliert werden, die einen vielversprechenden Ansatz darstellt, um ohne vermeidbare Risiken die Effizienz der Stammzelltherapie zukünftig zu erhöhen. Außerdem wurden genaktivierte Substrate betrachtet, die eine Plattform für eine lokale, anhaltende und effiziente Transfektion sowie eine vielversprechende Strategie für stammzellbasiertes Tissue Engineering und Stammzelltherapie bieten.