Forschungsgruppe "Faserherstellung"

Gruppenmitglieder:

Dr. Hendrik Bargel, Carolin Grill, Christian Haynl, Kiran Pawar


Überblick:

Die Eigenschaften natürlicher Fasern übertreffen oftmals die synthetischer Fasern, ein bekanntes Beispiel ist die Spinnenseide. Die Produktion von Fasern aus rekombinant hergestellten, mimetischen Strukturproteinen, z.B. Spinnenseideproteine und Muschelbyssus-Kollagen, unter Verwendung verschiedener Spinnverfahren wie Nassspinnverfahren, Mikrofluidik, Elektrospinnen oder einem „biomimetischen“ Spinnprozess ist das primäre Ziel der Gruppe. Die physiko-chemischen und morphologisch-strukturellen Eigenschaften der Fasermaterialien werden analysiert, um daraus neue Produkte auf den Gebieten Biomaterialien oder Nanomaterialien zu entwickeln.

 

 

Abb. 1: Prozesskette der Materialentwicklung
 


Elena Doblhofer
Dr. Hendrik Bargel (Dipl. Biol.)  
0921-55 7347
hendrik.bargel(.at.)bm.uni-bayreuth.de  
Forschungsprojekt:

Laborleiter Keylab Fasertechnologien

Verschiedene Spinnverfahren für Biopolymere, wie z.B. Nass-, Elektro- und biomimetisches Spinnen sowie Mikrofluidik, werden im Keylab Fasertechnologien innerhalb des Zentrums für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (ZMW) der TechnologieAllianzOberfranken (TAO) organisatorisch zusammengefasst. Das Ziel ist es dabei, die Verarbeitungstechnologien für Fasermaterialien weiter zu entwickeln und für maßgeschneiderte technische Anwendungen anzupassen. Neben verschiedenen physiko-chemischen Analyseverfahren liegt der Schwerpunkt auf Bildgebung und Analyse im EM, insbesondere REM.

 

Elena Doblhofer
Carolin Grill (M.Sc.)  
0921-55 5593
carolin.grill(.at.)bm.uni-bayreuth.de  
Forschungsprojekt:

Forschungsprojekt: Produktion und Charakterisierung von Multiphasen-Fasern

In diesem Projekt werden mehrphasige Spinnenseidenfasern aus rekombinant hergestellten Spinnenseidenproteinen mittels elektrostatischen Spinnens generiert. Hierfür wirkt ein starkes elektrisches Feld auf einen Flüssigkeitstropfen an der Öffnung einer leitfähigen Kanüle. Auf Grund der elektrostatischen Kräfte verformt sich der Tropfen zu einem Taylor-Konus und bildet mit zunehmender Feldstärke einen Faden aus, welcher in Richtung der Gegenelektrode beschleunigt und gestreckt wird. Dieser Faden legt sich an der Gegenelektrode als Fasermatte ab.

 

Claudia Blüm Christian Haynl (M.Sc.)  
0921-55 5585  
christian.haynl(.at.)bm.uni-bayreuth.de  
Forschungsprojekt:

Biotechnologische Herstellung und Verarbeitung von artifiziellen Kollagenen

Kollagene stellen einen wesentlichen Bestandteil von Sehnen, Knorpel, Knochen und Haut dar. Auf molekularer Ebene bilden drei Polypeptidketten die für Kollagene charakteristische Tripelhelix. Die Assemblierung dieser tripelhelikalen Proteine führt zur Entstehung übergeordneter Strukturen, wie zum Beispiel Fasern. Aufgrund der hohen Zugfestigkeit in Kombination mit einer hervorragenden Biokompatibilität, Biodegradierbarkeit und geringen Immunogenität sind neuartige Kollagenmaterialien bestens für verschiedenste biomedizinische Anwendungen geeignet. Meine Arbeit beschäftigt sich mit der rekombinanten Herstellung artifizieller Kollagene in geeigneten Mikroorganismen. Nach Reinigung werden diese eingehend physiko-chemisch charakterisiert und mittels diverser Verfahren zu unterschiedlichen Morphologien prozessiert. Ein Schwerpunkt liegt hier auf der Verarbeitung der Proteine mittels mikrofluidischer Systeme. Anschließend soll die Interaktion zwischen auf Kollagen-basierenden Materialien und Zellen analysiert werden.

 

Dr. Kiran Pawar  
0921-55 5593
 
kiran.pawar(.at.)bm.uni-bayreuth.de
 
Forschungsprojekt:

Spinnenseiden-basierte Gerüste für Geweberegeneration

Rekombinant produzierte Spinnenseidenproteine haben ein hohes Potential für den Einsatz in der Geweberegeneration. Die Proteine können in verschiedene Morphologien mit kontrollierter Topographie verarbeitet werden, beispielsweise ausgerichtete oder regelose Fasergerüste, Schäume oder Hydrogele. Wir forschen an der Prozessierung von Faserproteinen oder Protein-Polymermischungen in 3D Biomaterialgerüste durch die Verwendung verschiedener Methoden wie z.B. Elektrospinnen, 3D Druck, Gefriertrocknen etc. Der Hauptfokus liegt auf der Herstellung von geeigneten Zellgerüststrukturen für Anwendungen in der Geweberegeneration mit naturähnlichen Eigenschaften, sowohl mit ausgerichteten Strukturen zur Unterstützung eines gerichteten Zellwachstums als auch Morphologien für flächiges Wachstum von Geweben.