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Grundlagen
Bei der Esterifizierung werden Hyal-Derivate gebildet, die bei der Krebstherapie oder
der Augen-Chirurgie eingesetzt werden
Bekannt ist die Umsetzung von Hyaluronsäure mit Butansäure, die zu einem Hyal-Derivat
führt, das Zell-Differenzierung induziert und das Wachstum einer Reihe menschlicher
Tumore inhibiert. [45] Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung des Methacrylsäureanhydrids
zur Esterifizierung der Hyaluronsäure. Das entstehende Hydrogel-Produkt findet Anwendung
bei der Einbettung von Zellen und als Hornhaut-Ersatz in der Augen-Chirurgie. [76, 77]
Neuere Publikationen haben gezeigt, dass vor allem methacrylierte Hyal-Derivate ideal für
die Einkapselung von Stammzellen genutzt werden können. Dabei wird das Polymer
zusammen mit humanen embryonalen Stammzellen (hESC) gemischt und der
Gelierungsprozess über Radikalstarter bei Bestrahlung mit UV gestartet. So können die
Zellen in ihrem undifferenzierten Status kultiviert werden [78], und sogar Mikro-Bioreaktoren
können mit der Zell-Gel-Suspension befüllt werden [79].
Hyal-Derivate, die durch Etherifizierung erzeugt werden, finden breite Anwendung als
Füllstoffe zur Hautglättung
Die Umsetzung von Hyaluronsäure (2000 kDa) mit Methacrylsäureglycidylester ist bereits
erfolgreich durchgeführt worden. [37, 80] Anwendungen im Bereich des Tissue Engineering
konzentrieren sich derzeit auf den Beitrag vernetzter GMHyal-Derivate zur mechanischen
Unterstützung in Hydrogelen und deren Einfluß auf das Zellwachstum. [81]
Die unter den Handelsnamen Restylan®, Perlan® und Juvederm® erhältlichen Haut-
Füllstoffe werden aus der Vernetzung von Hyaluronan mit 1,4-Butandiolglycidylether
hergestellt. Durch die hohe Wasseraufnahmekapazität der in die Haut injizierten
Hyaluronsäure-Derivate werde Falten geglättet, zudem weisen die Ether-Verbindungen eine
hohen Lebensdauer von mehreren Monaten auf. [82]
2.3 Vernetzung von Hyaluronsäure-Derivaten
Zur Bildung eines Hyaluronsäurefilms oder -gels gibt es, wie teilweise bereits vorgestellt,
verschiedene Möglichkeiten. Einerseits kann dies in Lösung mit Hilfe chemischer Crosslinker
erfolgen, andererseits kann eine Vernetzung durch die Erzeugung von Radikalen in situ
hervorgerufen werden. Das chemische Crosslinking bietet zwar eine Vielzahl an
Möglichkeiten zur Vernetzung der Hyaluronsäurestränge untereinander, jedoch kann dabei
keine Strukturgebung erfolgen. Werden allerdings Radikale durch den Einsatz von UV-
Strahlung gebildet, so können unbestrahlte und bestrahlte Hyaluronsäurebereiche erzeugt
werden, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. In den folgenden Kapiteln 2.3.1 bis
2.3.3 werden sowohl die chemischen als auch die photochemischen Crosslinking-Methoden
erläutert, die über kovalente Bindungen Hyaluronsäurestränge miteinander vernetzen.
Zusätzlich eröffnet die Möglichkeit zur ionischen Quervernetzung ein weiteres Feld zur
Biomaterialbildung aus Hyaluronsäure, auf das hier jedoch nicht näher eingegangen werden
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