| SFB Transregio 37 |
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Mikro- und Nanosysteme in der Medizin – Rekonstruktion biologischer FunktionenIn Hannover konnte erfolgreich ein neuer transregionaler Sonderforschungsbereich SFB/Transregio 37 mit dem Titel „Mikro- und Nanosysteme in der Medizin – Rekonstruktion biologischer Funktionen“ installiert werden. Sprecher dieses SFB ist Prof. Dr. Axel Haverich von der MHH. Ziel dieses Sonderforschungsbereiches ist es, durch transdisziplinäre Zusammenarbeit der verschiedenen Wissenschaftsgebiete Ingenieurs- und Naturwissenschaften sowie Human- und Veterinärmedizin neue, innovative Mikro- und Nanosysteme in der Medizin zu entwickeln, die zum Wohle des Patienten schlussendlich den Einsatz in den klinischen Alltag finden werden. Der Fokus liegt dabei auf der Rekonstruktion biologischer Funktionen. Die Entwicklung von neuartigen, multifunktionalen und hybriden Materialien für die biologische und medizinische Anwendung gehört gegenwärtig zu den innovativsten Forschungsfeldern. Ein Anwendungsgebiet beispielsweise ist die von Prof. Dr. Thomas Lenarz an der MHH durchgeführte Zellanregung von Haarzellen des Innenohres. Die Themenfelder der Biomaterial-Forschung sind eng verbunden mit der Entwicklung von chemischen und biochemischen Sensoren, der Erkennung frühzeitiger Gewebeschädigung, der Medikamentenabgabe, Hydrogelen, Membranen und künstliche Organe bzw. Gewebe. Die Natur liefert viele Beispiele für biomimetische Materialien in Form von organisch-inorganischen Komponenten wie Knochen, Zähne, Muscheln und Perlmutt. Ausgehend von diesen biologischen Beispielen können neuartige innovative biologische Materialien (Biometrics) durch Selbst-Organisation oder direkte Strukturierung gestaltet werden. Weitere Entwicklungen von bioaktiven Materialien zielen auf die Regeneration von natürlichem Gewebe und die Beschleunigung oder Verzögerung von biologischen oder biochemischen Prozessen sowie den Einsatz der Zellmanipulation ab. Zur Untersuchung der Belastbarkeit einzelner Zellen werden von Frau Prof. Birgit Glasmacher an der Leibniz Universität sogar Scherversuche an Endothelzellen durchgeführt. Diese Materialien liefern bedeutende Schritte in Richtung Anwendungsmöglichkeiten. Der erwartete technologische Durchbruch in diesem Bereich wird damit auch von dem Fortschritt in der Mikro- und Nanosystemtechnologie abhängen, der im Wesentlichen im von Dr.-Ing. habil. Andreas Ostendorf geleiteten Laser Zentrum Hannover vorangetrieben wird. Um die gestellten Aufgaben erfolgreich und effizient zu bearbeiten, wurde ein Ansatz gewählt, bei dem transdisziplinäre und transregionale Verbünde aus Hannover (MHH , TiHo, Leibniz Uni, LZH) Rostock (Uni Rostock) und Aachen (RWTH Aachen) bereits auf der Ebene der Teilprojekte realisiert sind. Damit richtet sich die Konzeption der Projekte auch auf den Ausbau der Kompetenz und wissenschaftlichen Exzellenz durch direkte interdisziplinäre Zusammenarbeit. Zugrunde gelegte Kriterien sind:
Verbindende Fragestellungen zwischen Technik und Medizin sind deshalb Material- und Oberflächenstruktur sowie chemische Funktionalität einerseits gegenüber der Handhabung im OP, Biokompatibilität und in-vivo Stabilität andererseits. Ein weiterer Aspekt betrifft die Anbindung und Freisetzung von Pharmaka sowie mikrofluidische Eigenschaften einerseits gegenüber der biologischen Aktivität andererseits. Die Mikro-Implantattechnologie bringt potenzielle Vorteile für Patienten und Patientinnen. Neue Technologien und dadurch hergestellte Implantate eröffnen minimalinvasive Therapien mit verbessertem klinischem Ergebnis. Damit sollen nachhaltig Kosten gespart und wiederholte Behandlungen vermieden werden. Im Bereich A „Photonen – Zellchirurgie und Zellmanipulation“ wird durch Manipulation biologischer Materialien mittels optischer Verfahren die gentherapeutische Modifikation von Zellen und Zellverbünden ermöglicht. Bereich B „Biointerface – Biofunktionalisierung von Oberflächen“ untersucht die Interaktionen von technischen Oberflächen bzw. Partikeln sowie dreidimensionalen Zellträgerkonstrukten mit den umgebenen Zellen bzw. dem Gewebe. Aufbauend auf den dort gewonnenen Erkenntnissen wird in Bereich C „Funktionen – Intelligente Bauteile und Systeme“ die Fortsetzung der Wertschöpfungskette von der Grundlagenforschung in die Anwendung angestrebt. Dabei stehen neue innovative Materialien, wie z.B. Formgedächtniswerkstoffe und Nanopartikel-Komposite im Vordergrund. Auch neuartige Applikationen, wie z.B. Mikrostents für die Ophthalmologie und bioartifizieller Gefäßersatz, sind Ziel der Forschung. Bereichsübergreifend werden von den Querschnittsprojekten Q1 „Zelluläre Lasermikroskopie“ und Q2 „Biokompatibilität“ neue Methoden zur visuellen Analyse und zur Bestimmung der Biokompatibiliät von Produkten entwickelt. Diese sind zentral für einen erfolgreichen Transfer der Erkenntnisse in die spätere klinische Anwendung. Langfristig ergeben sich durch diesen Transregio-Sonderforschungsbereich Perspektiven in der Einführung neuer Technologien in die Implantattechnologie, in der Kombination von etablierten Techniken (z.B. Stenttechnologie) mit innovativen Ansätzen aus Medizin, Biologie und Technik und in der Erschließung neuer Anwendungsgebiete über die genannten Themen hinaus. |
