Biomaterialien

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​Bio-Inspirierte High-Performance Materialien

Im Fokus der Forschungsaktivitäten des Lehrstuhls Biomaterialien stehen die Charakterisierung, Funktionalisierung und biotechnologische Herstellung von Strukturproteinen, sowie die Entwicklung von Verarbeitungsmethoden für technische und medizintechnische Applikationen. Natürliche Proteinmaterialien weisen oft optimierte Eigenschaften auf – dies macht sie als Ideengeber für die Entwicklung von innovativen, bioinspirierten Polymermaterialien sehr attraktiv.

Am Lehrstuhl werden verschiedene Modellsysteme untersucht, darunter Seiden von Spinnen und Insekten und kollagenhaltige Byssusfäden von Muscheln. Zudem befasst sich der Lehrstuhl mit der Analyse und Produkten von Peptiden oder Hybridmaterialien. Ausgangspunkt ist dabei stets das Verständnis der molekularen Wechselwirkungen und Assemblierungsmechanismen der zugrunde liegenden Peptide bzw. Proteine und deren Auswirkungen auf die Strukturfunktionsbezeichnungen und Materialeigenschaften. Die mimetischen, rekombinant produzierten Proteine werden hinsichtlich ihrer physiko-chemischen Eigenschaften charakterisiert und durch variable Prozessmethoden in verschiedene Materialformen verarbeitet.

Ein interdisziplinäres Team bringt seine Expertise in sechs Arbeitsbereichen ein:

• Proteinanalytik
• Proteindesign
• rekombinante Proteinproduktion ("Weiße Biotechnologie")
• Funktionalisierung und Modifikation von Proteinen
• Prozesstechnik (Spinn-, Guss-, Beschichtungsverfahren, Mikrofluidik u. a.)
• Zellbiologie

Aufgrund der morphologischen Variabilität, herausragenden mechanischen Eigenschaften, Biokompatibilität, biologischen Abbaubarkeit und Funktionalisierbarkeit besitzen Biopolymere wie Spinnenseide oder Muschelkollagen ein großes Anwendungspotential. Als Bindeglied zwischen Industrie und (Hochschul-)Forschung werden am Lehrstuhl neuartige high-performance Materialien entwickelt und neue technische und medizinische Anwendungen erschlossen. Der Einsatzbereich erstreckt sich u. a. von Filtermaterialien zur Feinstaubfiltration über Spezialtextilien bis hin zu Kosmetikprodukten, Wundversorgung, Implantatbeschichtungen und Wirkstofftransportsystemen.