GRK 2723:  Material-Mikroben-Mikroumgebungen (M-M-M): Antimikrobielle Biomaterialien mit maßgeschneiderten Strukturen und Eigenschaften

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft ; Mikrobiologie, Virologie und Immunologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 444711651

Die Behandlung von verletzten oder erkrankten Knochen mit Implantaten ist häufig mit biomaterialassoziierten Infektionen (BAI) verbunden. Bisher werden solche BAIs durch chirurgische Eingriffe in Verbindung mit einer Langzeitantibiotikatherapie behandelt, was aufgrund von Antibiotikaresistenzen zunehmend schwieriger wird. Wegen der hohen Patientenzahl mit osteosynthetischen Implantaten und Gelenkprothesen besteht ein dringender Bedarf, sich dieser Herausforderung zu stellen. Eine wachsende Anzahl von älteren immungeschwächten Patienten verschärft das Problem und erfordert neue, koordinierte Anstrengungen in Forschung und Nachwuchsförderung. Die Forschungsidee des GRK Material-Mikroben-Mikroumgebungen (M-M-M) ist, diesen Herausforderungen durch exzellente Forschung für eine maßgeschneiderte Plattform antimikrobieller Biomaterialien (aB) mit der Perspektive des zukünftigen klinischen Einsatzes zu begegnen. Dies wird in sechs interdisziplinären Tandem-Projekten mit je zwei Doktorandinnen/Doktoranden (DRs.) behandelt, die sich in jedem Projekt mit komplementären materialwissenschaftlichen und medizinwissenschaftlichen Aspekten befassen, mit einem Tandem aus Betreuenden der Materialwissenschaft und der Medizin. Das GRK umfasst die Alleinstellungsmerkmale: M-M-M entwickelt eine innovative antimikrobielle Materialplattform, die aus verschiedenen Materialsystemen besteht, integrierend: i) maßgeschneiderte spezifische Mikroumgebungen und Förderung des Wachstums spezifischer Körperzellen und Gewebe (z. B. Osteoblasten), ii ) nichttoxische, physikalische antimikrobielle Wirkprinzipien (z. B. schaltbare Materialoberflächen oder "scharfe" Materialkanten) und, soweit möglich, iii) das Prinzip der kombinierten Wirkung. Diese Materialplattform basiert auf unterschiedlichen nanostrukturierten Materialien. Dies wird ergänzt durch fortgeschrittene Mikroskopiemethoden, typisch für die "Stadt des Lichtes" Jena, die helfen, komplexe, multifaktorielle Wechselwirkungsmechanismen von Biomaterialien, Zellen und Mikroben aufzuklären. Das Thema aB, die das Wachstum von Körperzellen fördern, ist in besondere Weise für ein interdisziplinäres GRK geeignet. Das Qualifizierungsprogramm zielt auf wissenschaftliche Qualifikation der DRs. Zu herausragenden und interdisziplinär ausgebildete Experten für aB, die in internationalen Netzwerken integriert sind. Das Studienprogramm ist speziell für die Bedürfnisse von DRs. Mit verschiedenen Hintergründen ausgelegt, die in diesem interdisziplinären Feld arbeiten. Es besteht aus sechs Elementen: interdisziplinäres Mentoring, ergänzende Grundlagenvermittlung, Peer-Teaching und Coaching, Vermittlung fortgeschrittener wissenschaftlicher Fähigkeiten, Transfer von Forschungsergebnissen in Anwendungen und Soft-Skills-Vermittlung. M-M-M bildet eine gemeinsame Kommunikationsplattform von Materialwissenschaft und Medizin, die das Verständnis für die jeweils andere Disziplin fördert und so kreative Herangehensweisen und Lösungen ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Friedrich-Schiller-Universität Jena
• Sprecher: Professor Dr. Klaus D. Jandt
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professorin Dr. Delia Brauer; Professor Dr. Christian Eggeling; Professor Dr. Marc Thilo Figge; Professorin Dr. Bettina Löffler; Professor Dr. Georg Matziolis; Professor Dr. Mathias W. Pletz; Professor Dr. Marek Sierka; Privatdozentin Dr. Lorena Tuchscherr de Hauschopp, bis 2/2024; Professor Dr. Andrey Turchanin; Professorin Dr. Britt Wildemann