Quantitative Evaluation der statischen und dynamischen Zelladhäsion und -aktivität an antibakteriellen DLC-Schichten für den biomedizinischen Einsatz (Antragsteil 1)

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Die Entwicklung geeigneter Prozesse und Materialien zum Einsatz in der medizinischen Implantattechnologie ist ein Gebiet von großem wissenschaftlichem und wirtschaftlichem Interesse und benötigt die Kooperation von Grundlagen- und angewandter Forschung. In diesem interdisziplinären Projekt mit Teilnehmern aus der Physik, den Materialwissenschaften, der Biophysik und der klinischen Forschung/Medizin soll eine antibakterielle Implantatbeschichtung entwickelt werden, die auf diamantartigem Kohlenstoff (DLC) mit darin enthaltenen Edelmetall-Nanopartikeln basiert. Durch diese Beschichtung soll erstmalig in der Kombination sowohl das Einheilverhalten des Implantats verbessert, der Abrieb bei künstlichen Gelenken verringert, als auch die Infektionsrate vermindert und dadurch die Liegezeit des Implantats verlängert werden. Zur Charakterisierung und Optimierung dieser antibakteriellen DLC-Beschichtung soll neben der physikalischen Analytik und den biokinetischen Testverfahren ein neuartiger „Biochip“ eingesetzt werden, der im Rahmen dieses Projekts neben der Implantatbeschichtung als zweites wesentliches Ziel dieses Forschungsvorhabens entwickelt werden wird. Damit wird es möglich sein, zum einen die Anheftungsaffinität spezifischer, lebender Zellen in Abhängigkeit von der jeweiligen Implantatoberfläche präzise zu quantifizieren und andererseits die Bindungskräfte bereits adhärenter Zellen in Abhängigkeit der Besiedlungszeit zu evaluieren. Dieser Biochip wird sich wegen seiner universellen Einsatzmöglichkeiten und seiner hoch zeiteffizienten Messtechnik ausgezeichnet als schnelles Screeningverfahren für die zukünftige Bio-Werkstoffentwicklung eignen.