In vitro: Induzierte Keimbildung und Reifung anorganischer "Apatitischer Biominerale" an einer definierten organischen Matrix

• Applicant: Dr. Ulrich Plate
• Subject Area: Condensed Matter Physics
• Term: from 2001 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5315346

Morphologische, zero-loss gefilterte TEM-Untersuchungen an Ultradünnschnitten bei hoher Vergrößerung haben für alle untersuchten Hartgewebe (Knochen, Dentin, Zahnschmelz etc.) gezeigt, daß die ersten Mineralbildungen apatitische Ca-Phosphat-Stränge, aufgebaut aus Nanometer-Inseln, darstellen. Zero-loss gefilterte Feinbereichsbeugungs-Untersuchungen (ESD) haben ergeben, daß sie mit der bipolaren Apatit-c-Achse parallel zu den Strängen der fibrillären Matrix-Makromoleküle verlaufen. Die Inseln wachsen dabei in beide Längsrichtungen mit gleicher Wahrscheinlichkeit, so daß die Mittenabstände zwischen den Inseln die Abstände zwischen den Keimbildungszentren entlang den fibrillären Matrix-Makromolekülen widerspiegeln. Mittenabstandsmessungen an in vivo mineralisierten Apatitbildungen wurden durchgeführt, bei denen in den meisten Fällen nicht bekannt war, welche fibrillären nichtkollagenen, kollagenen und nichtkollagen-kollagen komplexe Matrixkomponenten im jeweils vorliegenden Fall als Matrix dienten. Im Vergleich zu diesen Mineralisierungsuntersuchungen an in vivo- Gewebe sollen zur Herleitung der chemischen Grundlagen und zur (semi)quantitativen Bestimmung der Kristallkeimbildung und primären Reifung der "Apatitischen Biomineral in vitro-Mineralisierungs-Untersuchungen mit definierten Matrix-Makromolekülen und Ionenverhältnissen der für die Mineralisierung notwendigen Kationen und Anionen durchgeführt werden. Des weiteren soll der "parakristalline" Charakter der anorganischen "Apatitischen Biominerale" detailliert den entsprechenden Biomineralbildungen zugeordnet werden können.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1117: Principles of Biomineralization
• Participating Persons: Professor Dr. Hans-Jürgen Höhling; Professor Dr. Bernt Krebs