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Foto: Falko Rottke
Messaufbau am Langmuir-Trog

Forschungsschwerpunkte

Die Forschungsarbeit der universitären Arbeitsgruppe konzentriert sich auf die Synthese neuer bioabbaubarer Polymerer für den potenziellen Einsatz in der regenerativen Medizin und in verschiedenen Bereichen der Medizintechnik. Intensiv untersucht wird der hydrolytische und enzymatische Abbau solcher Polymerer. Dazu werden zweidimensionale Modelsysteme an der Wasser-Luft-Grenzfläche mittels Langmuir-Technik präpariert und charakterisiert.


Die Abbauuntersuchungen erfolgen mittels der Langmuir-Monolayer-Degradation (LMD) Technik. Der besondere Vorteil dieser Methode besteht darin, dass Diffusionsprozesse, wie sie bei dreidimensionalen Proben vielfältig auftreten, entfallen. Diese Vereinfachung soll helfen, Abbaumechanismen auf molekularer Ebene besser und schneller aufklären zu können und aufwendige in vivo Abbauexperimente zu ersetzen oder deutlich zu minimieren.
Ein weiteres Themenfeld ist die Präparation von chemisch und strukturell definierten polymeren Multischichten auf festen Trägern (Substraten) mit der Langmuir-Blodgett oder der Langmuir-Schäfer-Technik. Die so präparierten Oberflächen werden zur mechanistischen Untersuchung von Wechselwirkungen mit Biomolekülen oder Zellen eingesetzt.
Zur Charakterisierung der polymeren Schichten (meist monomolekularen Schichten) an der Wasser-Luft-Grenzfläche stehen verschiedene Methoden zur Verfügung. Neben einem Brewster-Winkel-Mikroskop kommt ein bildgebendes, spektroskopisches Ellipsometer zum Einsatz. Beide Methoden erlauben die Visualisierung morphologischer Veränderungen der polymeren Schichten vor und während der Abbauuntersuchungen. Sie geben auch wichtige Informationen zum möglichen Verhalten von Oberflächen polymerbasierter Formkörper (beispielsweise Implantate oder Wirkstofffreisetzungssysteme) in physiologischer Umgebung.

Im Syntheselabor der AG werden funktionalisierte Polymere mit den Zielen hergestellt, Mechanismen des Bioabbaus aufzuklären und neue Materialien für den Einsatz in der Medizin zu entwickeln. Beispielhaft sei die Synthese mittels endgruppenfunktionalisierter aliphatischer Polyester durch Ringöffnungspolymerisation genannt.