Kompetenznetzwerk Bioaktive Oberflächen

Einleitung:

Materialforschung und Medizin sind zwei herausragende Kompetenzfelder in der Berliner Forschungslandschaft. Im Bereich der Medizin existieren einige bedeutende und wachstumsfähige Industrien, speziell in den Bereichen Biotechnologie und Medizintechnik. In vielen dieser Industriezweige werden Werkstoffoberflächen benötigt, die aktiv mit meist humanen Zellen und somit auch Gewebe in Wechselwirkung treten können. Sie sind essentiell für die Entwicklung von u.a. Bioreaktoren, modernen Implantaten Knochenersatzwerkstoffen, Herzklappen oder Biosensoren.

Bioaktive Oberflächen als Mittler zwischen Werkstoff und Organismus

Das thematische Feld mit dem sich das Netzwerk 'Bioaktive Oberflächen' beschäftigt, ist die Grenzfläche zwischen Werkstoff und Zelle bzw. Gewebe. Solche Grenzflächen sind typisch für eine Vielzahl medizinischer Anwendungen. Dazu gehören Metalle wie Titan. Der Kontakt von Zellen (Gewebe, Organ) und Werkstoffoberfläche wird gewöhnlich durch die sogenannte extrazelluläre Matrix vermittelt. Sie setzt sich aus Proteinen und Polysacchariden zusammen und übernimmt eine Art 'Adapterfunktion' zwischen belebter und unbelebter Materie. Dabei sind sowohl die chemische Beschaffenheit der Werkstoffoberfläche, als auch ihre Mikrostruktur von großer Bedeutung. Diese gilt es für die entsprechenden Anwendungen zu optimieren. Darüber hinaus kann der Werkstoff mit Substanzen 'dotiert' werden, die  beispielsweise cytotaktische Aktivität besitzen oder Zellwachstum und -differenzierung fördern, um so den Heilungsprozess zu beschleunigen.

Ziel

Das Ziel das Projektes ist der verstärkte Einsatz von Techniken der Strukturuntersuchung in der Entwicklung, Erforschung und Herstellung 'bioaktiver' Werkstoffoberflächen auf der Basis von Apatit und deren klinischer Evaluierung anhand dreier ausgewiesener Themenbereiche. Auf diese Weise sollen die Forschungsaktivitäten in diesem transdisziplinären Technologiefeld erheblich verstärkt werden mit dem Ziel der eigenständigen Finanzierung einzelner Projekte und innovativer Ausgründungen.

Teilprojekte

• Biokompatible Schaumstrukturen für einen Bioreaktor mit adhärent wachsenden Zellen (TU / Charite Campus Benjamin Franklin) 17.-21.5.04 7th Worldcongress on Biomaterials, ,Sidney „Hematopoiesis in Porous Al2O3 and Apatite Foams for Bone Marrow Bioreactor“; Gross,U.M., Schubert,H., Garrn,I., Berthold, A., Fietz,T.,Reufi,B., Knauf,W.U. 07.10. – 09.10. DGBM-Tagung, Berlin „Keramische Substratmaterialien für Zellkulturen“; Schubert, H., Berthold,A., Kroh,L., Brandes,N., Gross, U.M. 16.11. -17.11. Baden-Baden VDI-GVCT, 2. Dechema- Symposium: „Biokompatibler Keramikschaumreaktor“, Schubert, H. Berthold, A., Kroh, L. , Brandes, N., Gross, U.M.

• Blut-Keramik-Hybridmaterialien als Leitstrukturen für die Knochendefektheilung und Biokompatible Keramikbeschichtung auf polymeren und metallischen Trägern für - percutane Implantate (TU / Charite Campus Benjamin Franklin / Rehau / Otto Bock)

• Proteinbasierte Biosensoren (TU / Aptares / Charité Campus Virchow – Klinikum / MPI Golm) „Entwicklung eines biologisch aktivierten Sensors für die nichtinvasive Diagnostik“, Schröder, C., Braschoß,S., Schubert, H., Gross, U., BIOmaterialien“ 5. Jahrgang, Heft 1. 2004 21.11.-24.11.04 DGKL-Kongress in Düsseldorf Posterbeitrag „DNA-oligonukleotide stability in human fluids estimated by qPCR“, Schröder C., Hollmann S., Schubert H., Dahmen C., Kage A, Grüttner K. „DNA-oligonukleotide stability in human fluids estimated by qPCR“ Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, Schröder C., Hollmann S., Schubert H., Dahmen C., Kage A, Grüttner K., DeGruyter-Verlag ISSN 1434-6621, ISSN (Internet) 1437-4331, Oktober 2004

• Gradierte Protein-Apatit Hybridmaterialien und mechanische Stimulation für die Knorpeldefektheilung (TU / Charite Campus Benjamin Franklin und Campus Virchow – Klinikum)
  07.07.2004 Symposiums des Berliner „Biotechnologie Centrums“ der TU Berlin „Tissue Engineering von Gelenkknorpel“ Zehbe R, Gross, U. M., Schubert H. 9.10.2004 Jahrestagung der DGBM „Orientierte 3D-Matrices für das Tissue-Engineering von Knorpelgewebe“ Zehbe R, H, Gross, U. M., Libera J., Schubert, H. 14.10.2004 Arbeitskreis an TU Bremen „Gradierte Apatit-Collagen-Trägerstrukturen für Chondrozyten: Regenerationskonzept für Knorpeldefekte“, Zehbe R, Gross, U. M., Libera J, Schubert, H.

• Microcelluläre Drug-Delivery Systeme (MPI Golm / TU / Charité Campus Charité Mitte) Januar 2004, MPI Workshop Golm, Poster und Kurzvortrag, "Nanocarrier for medical Applications", Schütt D., Thünemann A. 05. Juli 2004 Vortrag im Arbeitsgruppenseminar: "Nanocarrier für die medizinische Applikation" Schütt D., Thünemann A. Oktober 2004 Kongress "Polydays" in Potsdam, Poster "Nanocarrier for medical applications" Schütt D., Jentzen V., Thünemann A., Möhwald H.