Nanostrukturierte Oberflächen als Templat- und Gerüst-Strukturen für mesenchymale Stammzellen (MSC) und Osteoblasten

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In dem beantragten Projekt soll untersucht werden, inwieweit sich mesenchymale Stammzellen (MSC) und Osteoblasten (OB) durch Wechselwirkung mit verschiedenen auf der Nanoskala strukturierten anorganischen Substraten in ihrem Verhalten beeinflussen lassen. Dabei geht das vorgeschlagene Projekt auf Grund der breiten Palette von Nanostrukturierungsmethoden, welche hier zur Verfügung stehen, weit über frühere Untersuchungen hinaus, die sich auf Zellwechselwirkungen mit homogenen Nanostrukturen befassten. Im Fokus stehen 3-dimensionale Anordnungen von Nanosäulen, welche zusätzlich verschiedene Gradienten aufweisen: a) Laterale Gradienten der Säulendichte, b) Laterale Gradienten der Säulendurchmesser, c) Laterale Gradienten der Säulenhöhe. Werden die Nanostrukturen auf dünnen SiO2 Membranen aufgebracht, so lassen sich diese durch Druckbeaufschlagung verwölben. Auf diese Weise sollen deponierte Zellen zusätzlich zur Wechselwirkung mit der Säulenstruktur statischen und/oder dynamischen Kräften ausgesetzt werden. In allen Fällen besteht das Ziel dieses interdisziplinär zwischen experimenteller Festkörperphysik und medizinischer Grundlagenforschung angesiedelten Projektes darin, durch Untersuchungen zur zellulären Adhäsion, räumlichen Orientierung, Migration, Proliferation und Differenzierung auf quantitativ kontrollierbaren Strukturen zur Entwicklung optimierter Grenzflächeninteraktionen zwischen Zellen und Unterlage beizutragen.