Biopolymermaterialien und Bio-Grenzflächen

Biopolymere werden von Zellen hergestellt und von diesen sowohl innerhalb und außerhalb der Zellmembran eingesetzt. Dort bilden sie Strukturen, die eine duale Funktion ausüben. Einerseits sind sie für die viskoelastischen Eigenschaften von Zellen und Geweben verantwortlich, andererseits regulieren sie aber auch den passiven Transport von Partikeln und Molekülen. Diese duale Funktion wird besonders deutlich für Mucus-Gele, die die Schleimhäute unseres Verdauungstrakts bedecken, dort das Eindringen von Pathogenen abwehren und das Gewebe vor mechanischen Schäden während des Kauens und Schluckens von Nahrung bewahren. Eine ähnliche duale Rolle übernimmt die Tränenflüssigkeit an der Grenzfläche zwischen der Hornhaut des Auges und des Augenlids. Grundsätzlich verwendet die Natur sehr häufig Biopolymersysteme, um die Grenzflächen zwischen zwei Materialien zu optimieren – und eine ähnliche Strategie kann auch sehr hilfreich sein, wenn der Mensch Objekte aus synthetischen Materialien wie z.B. Implantate in den menschlichen Körper einbringen will.

Die Ziele unserer Forschung sind:

1. Die mikroskopischen Prinzipien zu verstehen, die die Materialeigenschaften (z.B. Viskoelastizität, Permeabilität, Schmierwirkung) von Biopolymersystemen zu bestimmen.
2. Materialien (Nano-/Mikropartikel, Beschichtungen, Hydrogele) aus Biopolymeren für mögliche Anwendungen im Bereich der Medizin/Medizintechnik/Wirkstoffverabreichung zu entwickeln.