Theoretische Berechnungen zur Charakterisierung der Wechselwirkungen an der Grenzfläche Werkstoff-Biosystem

• Applicant: Dr. Cordula Rauwolf
• Subject Area: Glass, Ceramics and Derived Composites
• Term: from 2000 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5262846

Protein-Material-Wechselwirkungen bewirken bei der Anwendung von Medizinprodukten im biologischen Organismus lokale und sytemische Prozesse, die die Biokompatibilität der Anwendung entscheidend beeinflussen. Die detaillierte Aufklärung der Kausalität von Interaktionen zwischen Proteinen und Festkörpergrenzflächen ist daher insbesondere auch Voraussetzung für die gezielte Verbesserung von Langzeit-Implantaten. Dieses Projekt soll dazu beitragen, mit Hilfe moleküldynamischer, molekülmechanischer und quantenchemischer Methoden die Eigenschaften der Grenzfläche zwischen metallischen Werkstoffen wie Titan/Titanoxid und Biosystemen zu untersuchen. Dabei sollen Aussagen zur Struktur der Grenzfläche, zur Elektronenverteilung, zur Konformationsänderung ausgewählter Aminosäuren, Oligopeptiden und Proteine nach der Adsorption oder chemischen Bindung sowie zu Bindungsenergien gemacht und der Einfluß von Wasser auf das System ermittelt werden. Bei der Auswahl der theoretisch zu untersuchenden Strukturen wird auf aktuelle experimentelle Forschungen zur Steuerung der Zelladhäsion an Titanoberflächen durch Proteine der extrazellulären Matrix (insbesondere Kollagen I) Bezug genommen.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1100: Interface between Biomaterial and Biosystem
• Participating Person: Professor Dr. Carsten Werner