TRR 37:  Mikro- und Nanosysteme in der Medizin - Rekonstruktion biologischer Funktionen

• Fachliche Zuordnung: Medizin ; Biologie ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 18489454

Ziel dieses Sonderforschungsbereichs/Transregio ist es, durch interdisziplinäre Zusammenarbeit der verschiedenen Wissenschaftsgebiete neue, innovative Mikro- und Nanosysteme in der Medizin zu entwickeln, die zum Wohle des Patienten schlussendlich den Einsatz in den klinischen Alltag finden werden. Der Fokus liegt dabei auf der Rekonstruktion biologischer Körperfunktionen. Die im Rahmen des Forschungsprogramms entwickelten Technologien und Therapieverfahren können als Modelle für eine Reihe weiterer Anwendungen dienen, da sie grundlegende Erkenntnisse, insbesondere über die Wechselwirkungen mit dem umgebenden Gewebe liefern, die biochemisch, biophysikalisch, pharmakologisch und medizinisch zum Teil neu sind.
Die medizinischen Fragestellungen erfordern die Weiterentwicklung von Technologien zur Herstellung funktionalisierter Implantate. Sind solche Technologien einmal etabliert, werden sie weitere medizinische Anwendungen in Diagnostik und Therapie nach sich ziehen. Die Entwicklung von neuartigen, multifunktionalen und hybriden Materialien für die biologische und medizinische Anwendung gehört gegenwärtig zu den innovativsten Forschungsfeldern. Die Themenfelder der Biomaterial-Forschung sind eng verbunden mit der Entwicklung von chemischen und biochemischen Sensoren, der Erkennung frühzeitiger Gewebeschädigung, der Medikamentenabgabe, Hydrogelen, Membranen und künstlichen Organen bzw. Gewebe.
Die Natur liefert viele Beispiele für biomimetische Materialien in Form von organisch-inorganischen Komponenten wie Knochen, Zähne, Muscheln und Perlmutt. Ausgehend von diesen biologischen Beispielen können neuartige innovative biologische Materialien (Biometrics) durch Selbst-Organisation oder direkte Strukturierung gestaltet werden. Weitere Entwicklungen von bioaktiven Materialien zielen auf die Regeneration von natürlichem Gewebe und die Beschleunigung oder Verzögerung von biologischen oder biochemischen Prozessen sowie den Einsatz der Zellmanipulation. Diese Materialien liefern bedeutende Schritte in Richtung Anwendungsmöglichkeiten. Der erwartete technologische Durchbruch in diesem Bereich wird damit auch von dem Fortschritt in der Mikro- und Nanosystemtechnologie abhängen.
Um die gestellten Aufgaben erfolgreich und effizient zu bearbeiten, wurde ein Ansatz gewählt, bei dem transdisziplinäre und interregionale Verbünde bereits auf der Ebene der Teilprojekte realisiert sind. Damit richtet sich die Konzeption der Projekte auch auf den Ausbau der Kompetenz und wissenschaftlichen Exzellenz durch direkte interdisziplinäre Zusammenarbeit.

• DFG-Verfahren: Transregios

Abgeschlossene Projekte

• A02 - Lasergestützte Transfektion von Stammzellen (Teilprojektleiter Heisterkamp, Alexander ;  Junghanß, Christian ;  Murua Escobar, Hugo )
• A04 - Laserinduzierter Vorwärtstransfer von Biomaterialien (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Chichkov, Boris ;  Reimers-Fadhlaoui, Kerstin ;  Steinhoff, Gustav )
• A05 - Optisch induzierte Anregung der Cochlea. Entwicklung eines optoakustischen Aktors für die Cochlea mit Nanosekundenauflösung. (Teilprojektleiter Ertmer, Wolfgang ;  Lenarz, Thomas )
• B01 - Stammzelladhäsion und -differenzierung auf funktionalisierten Materialoberflächen (Teilprojektleiter Möller, Martin ;  Rychly, Joachim )
• B02 - Biofunktionalisierte Mikro- und Nanofaserstrukturen als textiles Biointerface zur gesteuerten Proliferation und Differenzierung von humanen Präadipozyten und endothelialen Vorläuferzellen (Teilprojektleiterinnen Klee, Doris ;  Ma, Nan )
• B03 - Oberflächenmodifikation und Bioaktivierung (Teilprojektleiter Chichkov, Boris ;  Westhofen, Martin )
• B04 - Endothelzellen im Scherfeld (Teilprojektleiterin Glasmacher, Birgit )
• B05 - Magnetische Polymer-Nanopartikel: Gentransfer/Drug delivery und Stammzelldifferenzierung kontrolliert durch magnetische Pol-Zeilen (Teilprojektleiter Rissing, Lutz ;  Steinhoff, Gustav ;  Zenke, Martin )
• C01 - Bioartifizielle Gefäßprothese (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Chichkov, Boris ;  Haverich, Axel ;  Möller, Martin ;  Sternberg, Katrin )
• C02 - Mikrofunktionalisierte FG-Implantate (Teilprojektleiter Barcikowski, Stephan ;  Blindt, Rüdiger ;  Herzog, Dirk ;  Kracht, Dietmar ;  Ostendorf, Andreas )
• C03 - Mikrostent für die Ophthalmologie (Teilprojektleiter Chichkov, Boris ;  Guthoff, Rudolf Friedrich ;  Schmitz, Klaus-Peter )
• C04 - Nanopartikel-Silikonkomposit-Implantate (Teilprojektleiter Paasche, Gerrit ;  Sajti, Csaba Laszlo ;  Schmitz, Klaus-Peter )
• Q01 - Optische multimodale in vivo Bildgebung von zellulären, intra- und periimplantären Prozessen (Teilprojektleiter Guthoff, Rudolf Friedrich ;  Heisterkamp, Alexander )
• Q02 - Querschnittsbereich Biokompatibilität (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Glasmacher, Birgit ;  Loos, Anneke ;  Löbler, Marian )
• Z01 - Verwaltung / Zentrale Aufgaben des SFB/Transregio (Teilprojektleiter Haverich, Axel )

• Antragstellende Institution: Medizinische Hochschule Hannover
• Mitantragstellende Institution: Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover; Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen; Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover; Universität Rostock
• Beteiligte Institution: Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
• Sprecher: Professor Dr. Axel Haverich