Profil

Steigende Lebenserwartung in Kombination mit hoher Flexibilität auch im Alter sowie ein risikofreudigerer Lebensstil (Extremsportarten) haben dazu geführt, dass immer mehr Implantate eingesetzt werden.

Um die Lebensdauer neuer metallischer Implantatmaterialien, die dauerhaft im Körper verbleiben (z.B. ein Hüftgelenkimplantat), zu verbessern oder Materialien zu entwickeln (bioabbaubares Magnesium), die vom Organismus durch körpereigenes Material ersetzt werden, werden umfassende Untersuchungen bzgl. der Struktur-Funktionseigenschaften durchgeführt, Oberflächen durch biomimetische Beschichtungen optimiert und der Abbau magnesiumbasierter Implantatmaterialien im Labor untersucht.

Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei, neben der Nutzung von Neutronen- und Röntgenstrahlung (z.B. Kleinwinkelstreuung, Reflektometrie, Diffraktion und Tomografie) zur Strukturcharakterisierung, in der biochemischen und molekularbiologischen Analyse der Zellantwort auf die verschiedenen Materialien.

Ein wichtiger Aspekt dabei ist die Untersuchung der Wechselwirkung von Molekülen und Oberflächen mit Biomembranen, die bei Signalprozessen eine zentrale Rolle spielen. Wir untersuchen beispielsweise die Änderungen der Struktur von Biomembranen durch den Kontakt mit Peptiden oder Peptidomimetiken, sowie Bedeutung von Lipiden zur   Beschichtung metallischer Implantatoberflächen. Die grundlegenden Mechanismen solcher Interaktionen, die biophysikalischen Eigenschaften von Membranen und Unterschiede in der Membranzusammensetzung zwischen gesunden und entarteten Zellen sind von grundlegendem Interesse für unsere Forschung.

Zur Untersuchung unserer Membransysteme aber auch anderer Materialien, die unter dem Oberbegriff "weiche Materie" zusammengefasst werden (z.B. Kolloidsysteme oder Mikroemulsionen sowie biologische (Makro) Moleküle steht uns im Rahmen unseres Nutzerprogramms und über eine Kooperation mit dem EMBL das Instrument BioSAXS am Synchrotronspeicherring PETRA III bei DESY, Hamburg, zur Verfügung.