Einfluss von mikro- und nanostrukturierten Titanoberflächen auf angrenzende Biosysteme: mathematische Modellierung auf der Basis systematischer experimenteller Untersuchungen

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Aufbauend auf den Ergebnissen des bisher bearbeiteten Forschungsprojektes zum Einfluss von mikro- und nanostrukturierten Oberflächen auf das Biosystem soll in diesem Projekt die Wirkungsweise von geometrischen Strukturen als Funktion unterschiedlicher Materialien untersucht werden. Im ersten Projektteil werden topographische Mikro- und Nanostrukturen (bevorzugt Gräben und Pfosten) in verschiedenen Materialien erzeugt und deren Wirkung auf die Proteinadsorption, die Zelladhäsion und die Zellarchitektur-Funktions-Beziehungen charakterisiert. Es soll aufgeklärt werden, ob sich die topographischen Einflüsse bei unterschiedlichen Materialklassen (Metall, Halbleiter, Nichtleiter) unterscheiden. Die Substrate werden mit speziell adaptierten Methoden der Halbleitertechnologie hergestellt. Auf allen Substraten wird die Proteinadsorption von Fibronektin und Kollagen bezüglich bevorzugter Adsorptionsorte, FNIII-Faltungszustand und der Bildung von Fibrillen untersucht und mit der Zelladhäsion, der Ausrichtung von Aktinfilamenten und der Zellfunktion korreliert. Im zweiten Projektteil wird das sich an der flüssig-fest Grenzfläche einstellende Oberflächenpotential gezielt durch elektrische Felder modifiziert und die Reaktion des Biosystems den einzelnen Materialklassen zugeordnet. Die Untersuchungen erfolgen mit e-QCM, AFM-basierten, elektrochemischen (EIS) und zellbiologischen Methoden, wie konfokaler Laser Raster Mikroskopie.