Arbeitsgruppe Zelluläre Adhäsion

Das erste Beurteilungskriterium für die Einsatzfähigkeit eines neuen Biomaterials ist seine Biokompatibilität, die Verträglichkeit im Organismus am Ort seiner Wirkung. Die aktuellen Herausforderungen auf dem Gebiet der Biomaterialforschung gehen darüber hinaus und bestehen darin, bioaktive Materialien herzustellen, die das umgebende Gewebe des Organismus spezifisch beeinflussen, z. B. eine Regeneration induzieren. Dazu sind Eigenschaften der Materialien geeignet, die Zellen hinsichtlich Differenzierung, Proliferation und Mígration spezifisch steuern. Kenntnisse über die molekularen Wechselwirkungen des Biomaterials mit dem Biosystem sind dabei von besonderer Bedeutung. Im Kontakt mit Biomaterialien sind insbesondere die Mechanismen der Wechselwirkung von Zellen über ihre Integrinrezeptoren mit der extrazellulären Matrix die wesentlichen Faktoren für die Regulation des biologischen Gewebes. Die extrazelluläre Matrix ist ein komplexes Netzwerk aus Makromolekülen, wie Proteine (z. B. Kollagen, Fibronektin, Laminin) und Polysaccharide (z.B. Glucosaminoglykane), die von Zellen ausgeschieden wird und die Interzellularsubstanz bildet.

Folgende Themen stehen im Fokus:

Ein Fokus unserer Forschung liegt auf primären zellulären Mechanismen an der Grenzfläche zum topographisch und chemisch modifizierten Biomaterial, Zell-Biomaterial Interaktion:

  • Integrin-vermittelten Adhäsion der Zellen
  • Signaltransduktion über Integrinrezeptoren
  • Intrazelluläres Kalziumsignalling
  • Zeitabhängige Analyse der Aktinzytoskelett-Organisation
  • Regulation der Zellfunktionen Migration, Wachstum, Differenzierung am Interface
  • Mathematische Korrelation physiko-chemischer Parameter der Materialien mit zellulären Parametern
  • Quantifizierung konfokalmikroskopischer Bilder
  • Modellierung der Biosystem-Material Interaktion

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Weiterleitung mechanischer Reize via Integrinrezeptoren, Mechanotransduktion:

  • Differenzierung von Stammzellen durch mechanischen Reiz
  • Kalzium-Mobilisierung und Phosphorylierung von Signalproteinen
  • Simultaner Einfluss von Wirkstoffen und mechanischem Reiz

Ein neuer Schwerpunkt unserer Forschung ist die Analyse der Zellphysiologie unter Atmosphärendruckplasma:

  • Organisation von Zell-Zell-Kontakten (Tight Junctions)
  • Proliferation und Apoptose
  • Zytotoxizität
  • Zellmorphologie

Kooperationspartner, extern:

Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e. V. (INP)
Greifswald, D
www.inp-greifswald.de

Prof. Dr. Klaus-Dieter Weltmann,
Prof. Dr. Thomas von Woedtke,
Dr. Frank Hempel

Institut de Sciences des Materiaux de Mulhouse (IS2M)
Frankreich
www.is2m.uha.fr

Dr. Karine Anselme

INNOVENT e.V.
Jena, D
www.innovent-jena.de

Dr. Matthias Schnabelrauch

Klinik und Poliklinik für Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie/Plastische Operationen
Universitätsmedizin Greifswald

Coat-X AG, Switzerland