Joint Lab: Bio-Nano-Komposite

Das Ziel des "Joint-Lab" ist die Bündelung der in den beteiligten Institutionen vorhandenen Kompetenz für die Nutzung von Biomineralien und Meeresressourcen und zur Entwicklung von bio-inspirierten, intelligenten Materialien mit neuartigen Eigenschaften für die Biomedizin. Auf diesen Gebieten gelangen den deutschen und chinesischen Partnern in den letzten Jahren entscheidende Erfolge, die international Beachtung fanden. Das "Joint-Lab" soll das erreichte Niveau in Forschung und Entwicklung in den beteiligten Institutionen stärken und den gegenseitigen Nutzen der komplementären Expertise in den beiden Partnerländern weiter entwickeln.

Tiefseeglasschwamm

Tiefseeglasschwamm © W.E.G. Müller

Fachlicher Hintergrund

Die Natur ist eine unerschöpfliche Inspirationsquelle für die Entwicklung neuartiger Materialien mit innovativen Eigenschaften. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass Silicatein aus Kieselschwämmen die strukturgesteuerte Synthese von zytokompatiblem Silica („Biosilica“) ermöglicht. Wir werden diese Technologie verwenden, um biomimetische nanoskalige Komposite zu entwickeln, die auf Biosilica und einer vom chinesischen Partner entwickelten Matrix aus Nano-Hydroxylapatit und rekombinantem Kollagen basieren und ein besseres Einwachsen von Knochen- und Zahnimplantaten erlauben.

Projekt und Ziele

Neuartige organische und anorganische Materialien, die seit Kurzem verfügbar sind, werden verwendet, um innovative nanoskalige Komposite zu entwickeln. Die Ziele des Joint Lab umfassen:

Knochenneubildung

Knochenneubildung - © W.E.G. Müller

  • Expression von funktionell aktivem Silicatein
  • Entwicklung von adhäsiven Proteinen
  • Design und Herstellung von Fusionsproteinen von Silicatein und adhäsiven DOPA-enthaltenden Proteinen
  • Biomimetische Synthese von Scaffold-Materialien aus Nano-Hydroxylapatit und Kollagen
  • Entwicklung neuartiger Biosilica / Nano-Hydroxylapatit-haltiger Kompositmaterialien und Beschichtung von chirurgisch oder zahnmedizinisch genutzten Metall-Implantaten mit enzymatisch (via Silicatein) produziertem Biosilica
  • Entwicklung neuartiger Nano-Füllstoffe aus Biosilica / Nano-Hydroxylapatit-haltiger Kompositmaterialien für die Zahnmedizin
  • Charakterisierung der neuartigen Scaffold-Materialien
  • Untersuchung der Biokompatibilität der entwickelten und hergestellten Komposite
  • Präklinische Studien
  • Klinische Studien

Aspekte der Forschungsstruktur

Ziel des deutsch-chinesischen „Joint Lab: Bio-Nano-Komposite“ ist die Schaffung eines gemeinsamen wissenschaftlichen Exzellenzzentrums in einer sich rasant entwickelnden Zukunftstechnologie, der Nanobiotechnologie. Angewandt sollen die neu entwickelten Nano-Biomaterialien auf dem Gebiet der Biomedizin, insbesondere zur Behandlung von Knochenerkrankungen wie Osteoporose. Das Joint Lab soll dabei auch bei der Patentierung und Verwertung der gemeinsam erzielten Ergebnisse helfen.

Gefördert im Rahmen des BMBF-Förderprogramms zur Etablierung gemeinsamer Forschungsstrukturen deutscher Hochschulen mit Partnern im APRA. Weitere Informationen zu APRA.