Untersuchung der vollständigen Extraktion organischer Stoffe aus Knochenmaterial mit Wasser und überkritischen Fluiden

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Gerd Brunner
• Subject Area: Energy Process Engineering
• Term: from 2005 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5445051

Die Arbeit beschäftigt sich mit den Grundlagen zur Entfernung organischer Stoffe aus tierischem Knochenmaterial mit überkritischen Fluiden. Ziel der Behandlung ist die Gewinnung von protein- und fettfreier mineralischer Knochensubstanz zur Verwendung als Knochenersatzmaterial für Implantationszwecke. Im Vergleich zu synthetisch hergestellten Ersatzmaterialien ist die Anwendung von natürlich gewachsenem Knochen bei der Behandlung von Knochendefekten für die Knochenregeneration von Vorteil, da der mineralische Anteil hinsichtlich der Zusammensetzung und Struktur dem körpereigenen, menschlichen Knochen gleicht. Im Mittelpunkt der Untersuchung steht die Abtrennung von Proteinen und Lipiden aus tierischen Knochen durch den Einsatz überkritischer Fluide. Durch die vollständige Extraktion der organischen Matrix soll die Anwendungssicherheit des natürlichen Knochenmaterials im menschlichen Körper gewährleistet werden. In diesem Zusammenhang sollen insbesondere die Grundlagen zur Behandlung von tierischem Knochenmaterial in nahe- und überkritischem Wasser erarbeitet werden. Hierzu soll im Rahmen einer Parameterstudie der Einfluss der Betriebsparameter und der Behandlungszeit auf den Restgehalt an Proteinen und Lipiden geklärt werden und aufbauend auf den Ergebnissen ein optimiertes Verfahren entwickelt werden. Zudem soll der Einfluss einer Vorbehandlung mit verschiedenen überkritischen Fluiden zur Entfernung des Knochenfetts untersucht werden. Hierzu kommen hauptsächlich Kohlendioxid, Propan und Distickstoffmonooxid in Betracht. Der Erfolg der Bearbeitung soll über die Bestimmung des Restgehalts an organischen Bestandteilen hinaus durch die Charakterisierung der Zusammensetzung, der Oberfläche und Struktur und der Festigkeit des behandelten Materials erfolgen. Zudem sollen im Rahmen einer ergänzenden und interdisziplinären Arbeitsweise in vitro Versuche zur Zellbesiedlung des behandelten Materials durchgeführt werden, um die Eignung zu Implantationszwecken zu untersuchen.

• DFG Programme: Research Grants