Mittels intensiver Arbeiten am Lehrstuhl f\u00fcr Korrosion und Oberfl\u00e4chentechnik war es zun\u00e4chst gelungen, auf Titan und einigen geeigneten Legierungen hoch definierte Titanoxid-Nanor\u00f6hrenschichten aufzuwachsen. Diese Oberfl\u00e4chen erlauben eine selbstorganisierte Strukturierung von biomedizinischen Implantatmaterialien mit einer Nanometer(nm)-Ortsaufl\u00f6sung. Durch mehrj\u00e4hrige Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl f\u00fcr Experimentelle Medizin I am Nikolaus-Fiebiger-Zentrum f\u00fcr Molekulare Medizin und der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgischen Klinik des Universit\u00e4tsklinikums Erlangen konnte nun die Relevanz dieser Nanoskalenmorphologie auf die lebende Materie nachgewiesen werden. An den Forschungen waren Dipl.-Ing. Sebastian Bauer, Prof. Dr. Patrik Schmuki, Dr. Jung Park, Prof. Dr. Klaus von der Mark, Dr. Cornelius von Wilmowsky, PD Dr. Karl Andreas Schlegel und Prof Dr. Friedrich W. Neukam beteiligt.<\/p>\n
Besonders spektakul\u00e4re Resultate wurden bei der Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen der Nanor\u00f6hren-Geometrie und den Zellen erzielt. Die Ergebnisse belegen, dass nanoskalige Strukturierungen im Bereich von 15 - 100 nm das Verhalten von Stammzellen aus dem Knochenmark erheblich beeinflussen. Geometrien von 100 nm induzieren einen gezielten programmierten Zelltod (Apoptose); im Gegensatz dazu ist auf 15 nm-Strukturen eine deutlich erh\u00f6hte Zell\u00adaktivit\u00e4t zu beobachten.<\/p>\n
In einer k\u00fcrzlich ver\u00f6ffentlichten Arbeit konnte die Annahme bekr\u00e4ftigt werden, dass das Zellverhalten nicht vorwiegend von der chemischen Zusammensetzung der Oberfl\u00e4chen abh\u00e4ngt. Der strukturelle Einfluss der Oberfl\u00e4chengeometrien im Nanometerskalenbereich hat eindeutig den Vorrang. Diese Arbeiten finden gro\u00dfen internationalen Widerhall. So hat Matthew Dalby von der Universit\u00e4t Glasgow, ein weltweit f\u00fchrender Experte auf dem Gebiet der Stammzellinteraktion, die weitreichende Bedeutung der publizierten Arbeit anerkannt. \"Es ist eine Frage von Topographie gegen Oberfl\u00e4chenchemie\", kommentierte er. \"Diese Arbeit zeigt auf, dass die Topographie gewinnt!\"<\/p>\n
Der n\u00e4chste Schritt besteht, wie die Erlanger Forscher ank\u00fcndigen, in der Untersuchung des Differenzierungsverhaltens von Stammzellen. Zu diesem Thema wird derzeit die Differenzierung der mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark und zus\u00e4tzlich von h\u00e4matopoetischen Stammzellen - auch als Blutstammzellen bekannt - auf solchen Nanor\u00f6hrenschichten erforscht. Auch als Tr\u00e4ger f\u00fcr pharmazeutische Wirkstoffe und zur Anbindung von biologisch relevanten Faktoren kommen die Nanor\u00f6hrenschichten in Frage; dazu sind ebenfalls Untersuchungen angelaufen.<\/p>\n
Prof. Schmuki und seine Mitarbeiter sehen das Potential derartiger Nanor\u00f6hrenschichten zum einen im Bereich von Implantatbeschichtungen. Implantate, welche im Mikrometerskalenbereich bereits eine dem Gewebe angepasste Strukturierung aufweisen, k\u00f6nnten sich durch eine zus\u00e4tzliche Verbesserung der Oberfl\u00e4chen im Nanometerskalenbereich noch besser und schneller in das Knochengewebe integrieren. Dar\u00fcber hinaus bietet sich ein geradezu ideales Anwendungsgebiet im stark wachsenden Feld des Tissue Engineering, der Z\u00fcchtung von Gewebe, wo es einen gro\u00dfen Bedarf an Oberfl\u00e4chen zur Steuerung von Zellreaktionen gibt.<\/p>\n
Quelle: Friedrich-Alexander-Universit\u00e4t Erlangen-N\u00fcrnberg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Differences in a surface coating in the order of only a few nanometers can determine how well implants will be accepted by the surrounding tissues. Researchers form the University of Erlangen-N\u00fcrnberg have recently discovered the mechanism of such effects. They have succeeded in demonstrating that surface geometries of substrates at the nanometer scale drastically influence the behaviour of stem cells: The cells can be induced to die or otherwise to increased activity.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[43],"tags":[],"class_list":["post-551","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-nanotechnology"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/551","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=551"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/551\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":12075,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/551\/revisions\/12075"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=551"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=551"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=551"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}