Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wechselwirkung von RGD mit magnetischen Formgedächtnislegierungen

14.11.2012
Eine Arbeitsgruppe am Leibniz Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. und Translationszentrum für Regenerative Medizin hat zusammen mit der Fakultät für Physik und Geowissenschaften die Wechselwirkung von RGD mit magnetischen Formgedächtnislegierungen untersucht und nun im renommierten Fachjournal „ Advanced Functional Materials“ veröffentlicht (DOI: 10.1002/adfm.201201789).

Mittels Dichtefunktionaltheorie-Computersimulationen, die vom Rechenumfang an die Leistungsfähigkeit aktueller Supercomputer heran reicht, konnten sie nachweisen, wie das RGD Molekül an die Legierung anbindet und dessen Bindungsenergie bestimmt.

Ferromagnetische Formgedächtnislegierungen gehören zu den sogenannten "intelligenten Materialen". Sie können ihre Form im externen Magnetfeld reversibel verändern und bieten so viele neue Anwendungen in der Medizin. In diesem Zusammenhang ist insbesondere die Legierung Eisen-Palladium

(Fe-Pd) interessant, da sie biokompatibel ist und lebendige Zellen an ihr anhaften können.

Diese Adhäsion von Zellen wird durch Rezeptoren an der Zelloberfläche, hauptsächlich sogenannte Integrine, gesteuert. Diese binden an die Aminosäuresequenz Arginin-Glycin-Asparagin (RGD) an, die in vielen Proteinen der extrazellulären Matrix im Körper vorhanden ist. RGD kann jedoch auch von den Zellen selber produziert werden.

Wie stark dieses adhäsionsunterstützende Molekül RGD an Fe-Pd anhaftet, ist entscheidend für die Biokompatibilität und die Nutzung des Materials in der Medizin: Haftet das RGD schwach, wird es von der Zelle abgerissen, diese kann nicht richtig anhaften und stirbt schließlich ab. Die Arbeitsgruppe von Prof. Stefan Mayr (Leibniz Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. und Translationszentrum für Regenerative Medizin) hat nun zusammen mit Dr. Mareike Zink (Fakultät für Physik und Geowissenschaften) und den Doktoranden Florian Szillat und Uta Allenstein die Wechselwirkung von RGD mit magnetischen Formgedächtnislegierungen untersucht und gerade in dem renommierten Fachjournal Advanced Functional Materials veröffentlicht. Mittels Dichtefunktionaltheorie-Computersimulationen konnten sie nachweisen, wie das RGD Molekül an die Legierung anbindet und dessen Bindungsenergie bestimmt.

Experimentell konnten die beiden Arbeitsgruppen die Simulationsergebnisse erfolgreich bestätigen, indem sie die Abreißkräfte vom RGD gemessen und Zellen direkt auf der Legierung kultiviert haben. Hierbei war es möglich, die Adhäsionspunkte der Zelle mit dem Substrat zu beobachten, um die Adhäsionskraft zu quantifizieren.

Durch die Kombination von Simulation und Experiment war es erstmalig möglich zu zeigen, dass die Bindung von RGD an das Substrat eine Größenordnung stärker ist als die Haftung der Zelle an das RGD. Diese Ergebnisse bieten neue Möglichkeiten, magnetische Formgedächtnismaterialien durch RGD-Beschichtungen zu funktionalisieren und in der Zukunft deren Einsatz in der regenerativen Medizin zu ermöglichen.

Weitere Informationen:
Dr. Mareike Zink
Telefon: +49 341 97-32573
E-Mail: zink@physik.uni-leipzig.de
Prof. Dr. Stefan Mayr
Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. (IOM) Leipzig
Telefon: +49 341 235-3368
E-Mail: stefan.mayr@iom-leipzig.de

Ronny Arnold | Universität Leipzig
Weitere Informationen:
http://www.iom-leipzig.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter
23.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Materialwissenschaft: Widerstand wächst auch im Vakuum
22.06.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften