Spektroskopische Charakterisierung von Titanoxid-Grenzflächen in Wechselwirkung mt Biomolekülen

氧化钛界面与生物分子相互作用的光谱表征

• 批准号: 5340800
• 负责人: Professor Dr. Eberhard Umbach
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Physikalische Chemie II
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2000-12-31 至 2003-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5340800?language=en
• 关键词: Spektroskopische; Charakterisierung; von; Titanoxid; Grenzfl

Die Reaktionen des Organismus auf Implantate werden vor allem durch die Eigenschaften der unmittelbaren Grenzschicht zwischen der Werkstoffoberfläche und den molekularen Strukturen des Biosystems in Anwesenheit eines physiologischen Elektrolyten bestimmt. Es soll versucht werden, den Einfluss der Implantat-Oberfläche auf die Adhäsion der Biomoleküle im mikroskopischen Detail mittels spektroskopischer Grenzflächenanalytik zu charakterisieren. Dazu werden erstens unterschiedlich grenzflächenmodifizierte, vor allem oxidierte Werkstoffe, speziell Titan und Titanbasislegierungen, die von den Schwerpunktpartnern Prof. Thull und Dr. Eisenbarth hergestellt und mit anderen Methoden untersucht werden, hinsichtlich ihrer chemischen und elektronischen Eigenschaften im Detail charakterisiert und mit einer "idealen" epitaktischen Titan-Oxidoberfläche als Modellsystem verglichen. Zweitens wird die Wechselwirkung von Biomolekülen mit verschiedenen ausgewählten Titanoxid-Oberflächen untersucht, wobei vor allem die Wechselwirkung mit den kleinsten "reaktiven" Bausteinen, den Aminosäuren von Bedeutung ist und deshalb an ausgewählten Beispielen studiert werden soll. Bei der Auswahl und beim Vergleich verschiedener Proben und bei der jeweiligen Analyse wird vor allem darauf geachtet, unter welchen Präparationsbedingungen Veränderungen in der lokalen Stöchiometrie und der Oberflächentopographie der Implantate auftreten und welche Einflüsse Defekte, Stöchiometrie-Unterschiede, Topographie und lokale Felder auf das Bindungsverhalten und die Konformation der Aminosäuren haben. In der ersten zweijährigen Phase des Projekts wird die Charakterisierung der Oxidoberflächen und ihrer Wechselwirkung mit Aminosäuren im Vakuum mit etablierten Elektronenspektroskopien wie UV- und Röntgen-Photoemission (UPS/XPS), Augerspektroskopie (mit Röntgen-Anregung) und Röntgenabsorption (NEXAFS) vorgenommen. Ausgewählte Proben sollen außerdem mit hoch-ortsauflösenden Elektronenspektroskopien untersucht werden, um laterale Heterogenitäten der verschiedenen Modellimplantat-Oberflächen zu ermitteln. Die Untersuchungen zur Molekül-Substrat-Anbindung werden durch Thermodesorptionsuntersuchungen zur Ermittlung der Bindungsenthalpie ergänzt. In einer zweiten Phase des Projekts sollen möglichst auch spektroskopische Experimente an Titanoxidoberflächen in einer (physiologischen) Flüssigkeitsumgebung durchgeführt werden, wobei die derzeit in der Entwicklung befindlichen Nasszellen und zwei hochaufgelöste Röntgen-Spektroskopien im weichen Röntgenbereich eingesetzt werden sollen.

生物系统的反应是在生理学电学最佳条件下的生物系统的分子结构和植入过程中的全部特征。这是因为，在微细细节中，植入物上层的附着力是生物分子的附着力。 Dazu werden erstens unterschiedlich grenzflächenmodifizierte, vor allem oxierte Werkstoffe, speziell Titan 和 Titanbasislegierungen, die von den Schwerpunktpartnern Prof. Thull 和 Dr. Eisenbarth hergestellt und mit anderen Methoden untersucht werden, hinsichtlich Ihrer chemischen und elektronischen Eigenschaften im Detail Charakterisiert und mit einer "idealen" epitaktischen Titan-Oxidoberfläche als Modellsystem verglichen.两种生物分子的 Wechselwirkung 和 verschiedenen ausgewählten 钛氧化物-Oberflächen untersucht，wobei vor allem die Wechselwirkung mit den kleinsten “reaktiven” Bausteinen，den Aminosäuren von Bedeutung ist und deshalb an ausgewählten Beispielen Studiert werden soll。 Bei der Auswahl 和 beim Vergleich verschiedener Proben 和 bei der jeweiligen 分析所有 darauf geachtet、unter welchen Präparationsbedingungen Veränderungen in der lokalen Stöchiometrie 和 der Oberflächentopographie der Implantate auftreten 和 welche Einflüsse德菲克特, Stöchiometrie-Unterschiede、地形和位置是绑定管理和氨基结构的构成。在 der ersten zweijährigen Phase des Projekts wird die Charakterisierung der Oxidoberflachen und ihrer Wechselwirkung mit Aminosäuren im Vakuum mit etablierten Elektronenspektroskopien wie UV- und Röntgen-Photoemission (UPS/XPS), Augerspektroskopie (mit 伦琴-安雷贡 (Röntgen-Anregung) 和伦琴吸收 (NEXAFS) vorgenommen。 Ausgewählte Proben sollen mit hoch-ortsauflösenden Elektronenspektroskopien undersucht werden, um Sidele Heterogenitäten der verschiedenen Modellimplantat-Oberflächen zu ermitteln. Die Untersuchungen zur Molekül-Substrat-Anbindung werden durch Thermodespirationsuntersuchungen zur Ermittlung der Bindungsenthalpie ergänzt。在两个阶段的项目中，在一个（生理学）Flüssigkeitsumgebung durchgeführt werden 中进行钛氧化物实验，wobei die derzeit in der Entwicklung befindlichen Nasszellen und zwei hochaufgelöste Röntgen-Spektroskopien im weichen Röntgenbereich eingesetzt werden solen。