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

Der Ausgangspunkt fdises项目light in Der Beobachtung eines fraktalen Wachstumsmechanismus von fluorapatit - gelatin -纳米复合材料and in Der festellung， ass das chemische System apatit- gelatin (wässrige Lösungen und Gele) in ideales model zur in the体外- untersuchung von Teilschritten Der biominalisation， speziell Der Bildung von Knochen and Zähnen in menschlichen Organismus darstellt。[2][1][1][0][0][0][0][0][0][0][0][0][0][0][0]。(1)理论机制、层次结构、组织结构、组织结构、组织结构、组织结构、组织结构、组织结构、组织结构等。[2] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1]In iner¿自下而上-策略gilt es zunächst， die Voraussetzungen auf der Basis empirischer lokaler atomarer Kraftfelder zu schaffen和ihre Eignung als modelsystem； r kleinere Teilschritte zu prefen (z. B. Wechselwirkung von Apatit-Oberflächen mit wässrigen lonenlösungen, Aggregation von Calcium- und Phosphationen In wässriger Lösung, Bildung von ionischen cluster (z. B. CaF2) In wässriger Lösung, Wechselwirkung von Calcium- bzw。磷脂（三螺旋磷脂，明胶片段）。Damit lässt sich nun die Aufgabe angehen, ein System aus apatitbausteen and gelatin - fragmenten in wässriger Lösung zu komponieren mit dem Ziel, nukleationposition and nukleationskeme fre de biommineralisation zu identifizien . [j]。Durch geeignete¿Vergröberung sollen schließlich aus den nanoskopischen Strukturen repräsentative¿Bauelemente entwickelt werden, die als Basis f<e:1> r die Simulation der Strukturbildung bis in makroskopische Dimensionen (Morphogenese) dienen können。在《自上而下-战略分析与模拟》中，作者提出了一种方法，即分析分析方法、分析分析方法、实验分析方法和解释分析方法。“自下而上”和“自上而下”的战略解决方案，即“自下而上”和“自上而下”的战略解决方案。德国工程科学与技术研究所，德国工程科学与技术研究所，德国工程科学与技术研究所，德国工程科学与技术研究所，德国工程科学与技术研究所，德国工程科学与技术研究所，德国工程科学与技术研究所，德国生物矿化原理研究所。

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.