Arbeitsgruppe "SkinNext" am Fraunhofer IMWS in Halle

Die bisherige, an der MLU ansässige Arbeitsgruppe Elastin um Dr. Christian Schmelzer befindet sich seit 1. Juli 2016 am Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle. Die Arbeitsgruppe „SkinNext“, die durch das Fraunhofer-interne Forschungsprogramm Attract gefördert wid, beschäftigt sich vorranging mit der Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung neuartiger Biomaterialien für die biomedizinische Anwendung ausgehend von extrazellulären Strukturproteinen wie Elastin und Kollagen.

Isoliertes Elastin aus Rinderaorta. Elastin kann aufgrund
seiner mechanischen Eigenschaften auf 150 % seiner
Ursprungslänge gedehnt werden.

Biomaterialien dienen in der Medizin dem Ersatz oder Unterstützung von körpereigenem Gewebe und werden beispielweise als Wundauflagen oder zur Beschichtung von Endoprothesen eingesetzt. Die Materialien müssen dabei so gestaltet sein, dass sie biologisch kompatibel, immunologisch verträglich und je nach Anwendungsgebiet eine entsprechende biologische und mechanische Stabilität besitzen. Hierfür eignen sich insbesondere Strukturproteine der extrazellulären Matrix wie Elastin oder Kollagen. Diese vernetzten Biopolymere besitzen eine hohe biologische Stabilität und verleihen Geweben wichtige mechanische Eigenschaften wie Elastizität, Spannkraft und Zugfestigkeit. Vor allem die einzigartigen mechanischen Eigenschaften von Elastin werden in unserer Arbeitsgruppe genutzt, um elastische Biomaterialien durch Methoden wie Elektrospinnen herzustellen. Die gleichzeitige Verarbeitung von Elastin zusammen mit anderen (Struktur-)Proteinen bietet die Möglichkeit, gezielt Kompositmaterialien zu designen und für die jeweilige Anwendungen zu optimieren.

In vitro quervernetztes Tropoelastin für die Verwendung
als Biomaterial.

Die Stabilisierung der Materialien durch verschiedene Arten der kovalenten Quervernetzung und dessen Regulierung stellt dabei eine weitere Möglichkeit der gezielten Beeinflussung der Materialeigenschaften dar. Hierbei forschen wir auch an Methoden zur Induktion natürlicher Quervernetzungen, um eine Alternative zur Verwendung toxischer Quervernetzer zu schaffen. Mithilfe verschiedenster Techniken wie hochauflösende Massenspektrometrie, Elektronen- und Rasterkraft-mikroskopie, µ- und Nano-CT, biochemischen Tests, Aminosäureanalyse und Zellkulturversuchen werden alle wichtigen mechanischer, strukturellen und biochemischen Materialeigenschaften charakterisiert.

Mitglieder der Arbeitsgruppe SkinNext am Fraunhofer IMWS:

Gruppenleiter
Dr. rer. nat. Christian Schmelzer
Tel.: 0345-5589-116
E-Mail: christian.schmelzer@imws.fraunhofer.de

Wissenschaftliche Mitarbeiter
Dr.-Ing. Andrea Friedmann
Tel.: 0345-5589-258
E-Mail: andrea.friedmann@imws.fraunhofer.de

Tobias Kürbitz, M. Sc. (Gastwissenschaftler HS Anhalt)
Tel.: 0345-5589-268
E-Mail: tobias.kuerbitz@imws-extern.fraunhofer.de

Tobias Hedtke, M. Sc.
Tel.: 0345-5589-287
E-Mail: tobias.hedtke@imws.fraunhofer.de

Arpita Desai, M. Sc.
E-Mail: arpita.desai@imws.fraunhofer.de

Technische Mitarbeiter
Werner Petzold
Tel.: 0345-5589-253
E-Mail: werner.petzold@imws.fraunhofer.de

Postanschrift
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Walter-Hülse-Str. 1
06120 Halle (Saale)