Projektbereich B befasst sich mit den Grenzflächen zwischen lebenden Zellen und Gewebe einerseits und dem Material als Grundlage eines künstlichen Elements (Biointerfaces). Dabei werden Oberflächen wie auch Nanopartikel generiert, analysiert und hinsichtlich ihrer Eigenschaften charakterisiert.

Im Mittelpunkt stehen dabei Fragestellungen der Interaktion von umgebenen Zellen bzw. dem Gewebe (B2, B3). Dies betrifft insbesondere die Entwicklung von nano- und mikrostrukturierten, biofunktionalen Materialoberflächen, um die molekularen Mechanismen der Zelladhäsion (B1) und des dreidimensionalen Gewebewachstums (B2) zu steuern. So werden bei der Entwicklung von Implantatoberflächen bis heute der Einfluss der Oberflächenstrukturierung und die dynamische, mechanische Stimulation auf das differenzierte Zellwachstum nur unzureichend berücksichtigt. Besonders an der Implantatgrenzfläche, bei der die Endothelzellen als oberste Schicht von biologischen Strukturen, die mit den technischen Systemen in Kontakt treten, eine Sonderstellung einnehmen (B4), spielt dies eine entscheidende Rolle. Eine detaillierte Aufklärung der zugrunde liegenden Mechanismen und die Synthese biomimetischer Oberflächenstrukturen sollten aber auch neue Wege für die Kontrolle der Zellentwicklung aufzeigen. Hierzu werden biomimetrische Oberflächenstrukturen und entsprechend funktionalisierte Nanoteilchen entwickelt und getestet. Grundlage ist, dass eine unspezifische Reaktion (Proteinadsorption) weitgehend vermieden wird und durch die Einführung spezifischer Liganden und biomolekularer Funktionen eine gerichtete Wechselwirkung ermöglicht wird. Dabei gehen wir davon aus, dass gerade die anfängliche Reaktion der Zellen auf ein synthetisches Substrat zu entscheidenden Weichenstellungen hinsichtlich der weiteren Entwicklung führt. Es wird erwartet, dass die Erforschung der biologischen Antwort auf intelligente Biomaterialoberflächen neue Erkenntnisse zur Entwicklung von Nanopartikeln für die Diagnostik und Implantatoberflächen sowie therapeutisch unterstützende Maßnahmen wie Drug-Delivery (B5) liefern wird. Damit stellen die Forschungsergebnisse des Projektbereichs B eine wichtige Grundlage für die im Projektbereich C zu entwickelnden biofunktionalen Bauteile und Systeme dar.

Teilprojekte