Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur biomimetischen Morphogenese von Apatit-Gelatine-Nanokompositen

在Feststellung，dass化学系统的阿帕特-明胶(wässrige Lösungen and Gele)的基础上，我们在理想的调制解调器的体外培养中进行了生物矿化，这是一种特殊的生物矿化作用。在实验的过程中，我们看到了它们的存在(z.b.Phänologie，Komposal-Zusammensetzung，Realstrukturder Komposal-Keime，Formentwickung duch Loneneinflüsse)。他说：“这是一种非常重要的东西，它不是最重要的，也是最重要的。”Einen Ganz Wesentchen Schritt in Richtung auf tieferes Verständennis für die komplexen biomimentischen vorgänge versprechen wir uns s dch die die Entwickump and Anwendung von ComputerSimulationen.在自下而上的战略镀金和zunächst中，De Vorossetzungen auf der Basis Experiischer LOKALER ATOM Kraftfield der zu schaffen and ihre Eignung ALS ModelSystem für kleinere Teilschritte zu Prüfen(z.B.Weechselwirkung von Apatit-OberfläChen MIT wäss rigen en Lonenlösungen，Gregregate von Ca-and Phocationen in wäss riger LöSong，Bildung von Caion ischen Clustein(B.CaF2)in wässriger LöSong，Wechselwirkung von Ca-Zw-Bzw von Ca-Zw.Phocationen Mit Wechselwirkung von Von Apatialen-OberfläChen MIT w？ssrigen Healen Lonenlögenten)。从L的角度来看，这是一种新的生物矿化和明胶-碎片化的系统，由L负责。在此期间，我们将在Makroskopische Dimensionen(Morphgenese)dienen können中为Strukturbildung bis提供基本的模拟依据。在自上而下的战略中，我们进行了一系列的模拟、实验和解释。自下而上和自上而下的战略解决方案是Ablauf des Projektes bis zurúberlappung aufeinander zubewegen。在生物矿化的过程中，我们发现了一些新的理论和实验，并发现了生物成矿作用。

Der Ausgangspunkt für dieses Projekt liegt in der Beobachtung eines fraktalen Wachstumsmechanismus von Fluorapatit-Gelatine-Nanokompositen und in der Feststellung, dass das chemische System Apatit-Gelatine (wässrige Lösungen und Gele) ein ideales Modell zur in vitro-Untersuchung von Teilschritten der Biomineralisation, speziell der Bildung von Knochen und Zähnen im menschlichen Organismus darstellt. Auf der experimentellen Seite konnte bereits eine ganze Reihe von Einzelerkenntnissen zusammengetragen werden (z. B. Phänomenologie, Komposit-Zusammensetzung, Realstruktur der Komposit-Keime, Formentwicklung durch loneneinflüsse). Die entscheidenden Fragen (Mechanismus der Keimbildung, hierarchische Musterbildung, Triebkraft der Selbstorganisationsprozesse) bleiben jedoch noch unbeantwortet und sollen durch Variation der experimentellen Bedingungen sowie Anwendung geeigneter Sonden aufgeklärt werden. Einen ganz wesentlichen Schritt in Richtung auf tieferes Verständnis für die komplexen biomimetischen Vorgänge versprechen wir uns durch die Entwicklung und Anwendung von Computersimulationen. In einer ¿Bottom-Up -Strategie gilt es zunächst, die Voraussetzungen auf der Basis empirischer lokaler atomarer Kraftfelder zu schaffen und ihre Eignung als Modellsystem für kleinere Teilschritte zu prüfen (z. B. Wechselwirkung von Apatit-Oberflächen mit wässrigen lonenlösungen, Aggregation von Calcium- und Phosphationen in wässriger Lösung, Bildung von ionischen Clustern (z B. CaF2) in wässriger Lösung, Wechselwirkung von Calcium- bzw. Phosphationen mit tripelhelicalen Gelatine-Fragmenten). Damit lässt sich nun die Aufgabe angehen, ein System aus Apatitbausteinen und Gelatine-Fragmenten in wässriger Lösung zu komponieren mit dem Ziel, Nukleationspositionen und Nukleationskeime für die Biomineralisation zu identifizieren. Durch geeignete ¿Vergröberung sollen schließlich aus den nanoskopischen Strukturen repräsentative ¿Bauelemente entwickelt werden, die als Basis für die Simulation der Strukturbildung bis in makroskopische Dimensionen (Morphogenese) dienen können. In einer ¿Top-Down -Strategie werden Konzepte und Simulationen eingesetzt, die geeignet sind, die aktuellen experimentellen Ergebnisse zu interpretieren. ¿Bottom-Up - und ¿Top-Down -Strategien sollten sich im fortschreitenden Ablauf des Projektes bis zur Überlappung aufeinander zubewegen. Durch engen wissenschaftlichen Austausch zwischen den Gruppen realisieren wir nicht nur kontinuierliche Abstimmung zwischen Theorie und Experiment, sondern gewinnen gleichzeitig ständig neue Erkenntnisse über Prinzipien der Biomineralisation.