Im Zuge der immer weiter steigenden Lebenserwartung gewinnen regenerative Therapien und langlebige Implantate zunehmend an Bedeutung. Ein besseres Verständnis von Gewebestrukturen und der Nutzbarkeit von Biomaterialien ist entscheidend, um Komplikationen wie Entzündungen oder Infektionen zu vermeiden. Matrix Evolution, ein interdisziplinärer Verbund von Wissenschaftlerinnen der Leibniz Universität Hannover (LUH) und der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), setzt sich zum Ziel, komplexere Biomaterialien zu entwickeln und vor allem in der regenerativen Medizin sowie der Implantatforschung einzusetzen. Die Forschung wird dabei vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur mit rund 1,5 Millionen Euro gefördert.
Biomaterialien wie Implantate spielen eine Schlüsselrolle bei der Wiederherstellung von verloren gegangenen Geweben und Organen. Die biophysikalischen und biochemischen Eigenschaften dieser Materialien beeinflussen maßgeblich das Verhalten und die Funktion von Zellen. Aktuell werden eine Vielzahl von natürlichen und synthetischen Stoffen in der regenerativen Medizin und Implantatforschung eingesetzt oder erforscht. Obwohl diese Biomaterialien bereits wichtige Anforderungen wie Biokompatibilität erfüllen, bilden sie oft stark vereinfachte Nachbildungen der extrazellulären Matrix (EZM) ab.
Die EZM stellt die Substanz dar, in der Zellen in natürlichen Geweben eingebettet sind. Ihre komplex zusammengesetzte und hierarchische Struktur bestimmt maßgeblich die Eigenschaften und Funktionen von Geweben. Aktuelle Materialien, die in der regenerativen Medizin und Implantatforschung verwendet werden, bleiben jedoch hinter der Komplexität der natürlichen Matrix zurück, was ihre Funktionalität einschränkt. Aus diesem Grund werden dringend Biomaterialien benötigt, die die natürliche Matrix in ihrer Strukturierung, Komplexität und Dynamik nachahmen können.
Die Initiative Matrix Evolution setzt sich zum Ziel, die EZM-Struktur zu erforschen, EZM-Bausteine zu produzieren, Strukturen zu verfeinern, das Zellverhalten zu überwachen und in silico-Modelle zu erstellen. Durch die interdisziplinäre Herangehensweise des Projekts, das verschiedene Disziplinen wie Zellbiologie, Technische Chemie, Polymerchemie, Biotechnologie, Bioinformatik und Zahnmedizin/Mikrobiologie zusammenführt, wird eine ganzheitliche Forschung ermöglicht. Die Erkenntnisse aus diesem Verbund sollen zunächst in der Implantatforschung genutzt werden und langfristig eine Evolution der Matrizes in der regenerativen Medizin vorantreiben. Geplant ist zudem der Aufbau eines niedersächsischen Frauen-in-der-Wissenschaft-Netzwerks, das voraussichtlich im Herbst 2024 offiziell starten soll.
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