Prof. Dr. Eva Maria Eisenbarth

Forschung/ Arbeitsgebiete

Biomaterialien

Als Biomaterial werden synthetische oder nichtlebende natürliche Materialien oder Werkstoffe bezeichnet, die in der Medizin für therapeutische oder diagnostische Zwecke eingesetzt werden und dabei in unmittelbaren Kontakt mit biologischem Gewebe des Körpers kommen. Ihre Eigenschaften müssen für das jeweilige Anforderungsprofil an das Implantat maßgeschneidert werden. Daraus resultieren zum Teil gegensätzliche Anforderungen an die Eigenschaften der Werkstoffe für unterschiedliche Biomaterial-Anwendungen. Werkstoffe im Blutkontakt sollten aus bioinerten Werkstoffen bestehen, die die unspezifische Adsorption von Zellbausteinen wie Proteinen vermindern. Für Werkstoffe im Knochenkontakt sind bioaktive Oberflächen ideal, an denen sich Zellen anheften und neues funktionelles Gewebe aufbauen. Die Topographie und Oberflächen­spannung der Grenzflächen lassen sich durch spezifische Funktionalisierungen definiert einstellen.

Die bestmögliche Anpassung der Werkstoffeigenschaften an biologische und medizinische Anforderungsprofile kann durch den Einsatz nanotechnologischer Oberflächenmodifikationen und Beschichtungen erzielt werden. So ermöglichen Nanobiotechnologische Methoden die Verwirklichung biomimetischer Oberflächen.

Biomimetische Oberflächen imitieren zelltypspezifische Erkennungsstrukturen an biologischen Oberflächen. Die Einstellung solch biomimetischer Material-Eigenschaften und die Untersuchung der Zellreaktionen auf nanoskalige und biomimetische Strukturen sind das Ziel unserer Arbeitsgruppe.

Arbeitsgebiete:

  • Biomaterialien
    • biomimetische und bioaktive Werkstoffe
    • Korrosion
  • Biokompatibilitätsprüfung durch
    • Zellviabilitätstests
    • Zellfunktionsprüfung
  • Nanomaterialien
    • Toxizität von Nanopartikeln
    • nanostrukturierte Oberflächen
  • Biomechanik
    • von Hydrogelen
    • von Zellen
  • Oberflächenanalytik
    • Topographie
    • Zusammensetzung

Abb.1: Fibroblastenzellen (MC3T3-E1) auf einem schlecht (links) und einem gut biokompatiblen (rechts) Werkstoff

Abb.2: Fibroblastenzellen (MC3T3-E1) gefärbt mit den Fluoreszenzfarbstoffen DAPI (Zellkern, blau) und Phalloidin (Aktinfilamente des Cytoskeletts, grün)

Abb.3: Auflagerung von Nanopartikelagglomeraten auf Fibroblastenzellen