Institut für Biomedizinische Technologien -

Zell- und Molekularbiologie an Grenzflächen

 

Zellen kommen natürlicherweise in Kontakt mit unbelebter Materie. Wir untersuchen die Wechselwirkung von Zellen und Geweben mit Materialien. Als Vorbild dient die natürliche Wechselwirkung von Zellen mit Mineralien, die Biomineralisation. Muscheln und Schnecken tragen Calciumcarbonat-haltige Schalen. Die Knochen bildenden Zellen unseres Skeletts, die Osteoblasten, wachsen im direkten Kontakt mit Knochenmineral Hydroxylapatit. Erkrankungen menschlicher Gewebe gehen häufig mit »ektoper« (am falschen Ort) Mineralisierung einher. Das kann in Form lokal begrenzter Ablagerungen geschehen etwa bei der Verkalkung von Arterien, Herzklappen oder Gewebearealen. Es kann auch zur ausgedehnten Mineralisierung ganzer Gewebe kommen, typischerweise als Folge von drastischen Störungen des Mineralhaushaltes, z.B. die Calciphylaxie von Dialysepatienten.


Wie sieht die Kontaktfläche zwischen Zellen und Mineral aus?

Welche Moleküle vermitteln den engen Kontakt?

Was passiert an der Grenzfläche zwischen Zellen und Material, dem Biointerface?


Solche Untersuchungen sind wichtig zum Verständnis der Biomineralisation. Die gleichen Prinzipien bestimmen auch das Verhalten von Fremdkörpern und Implantaten im Zellkontakt. Sie lassen verstehen, was »schief läuft«, wenn unerwünschte Mineralisierung, landläufig Kalzifizierung oder Verkalkung genannt auftritt, oder wenn Implantate abgestoßen werden. Verkalkung tritt regelmäßig im Zusammenhang mit chronischen Entzündungen, Krebserkrankungen, Arteriosklerose und an künstlichen Implantaten im Blutkontakt auf.


In enger Zusammenarbeit mit Kollegen aus der Chemie, Biologie und Medizin erforschen wir die Grundlagen der Biomineralisation und ihre Anwendung in der Biotechnologie und Medizin.

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zuletzt aktualisiert am 30. August 2017

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