ERA-Net: Verbundprojekt: Herstellung und Untersuchung von neuen Hybrid-Scaffolds mit kontrollierter Porenhierarchie für das Knochen-Engineering; Teilprojekt: Scaffold-Charakterisierung mit Synchrotron-Röntgenstrahlung (INTELBIOCOMP)

In einer älter werdenden Gesellschaft leidet eine steigende Zahl von Patienten an Defekten des Skelettes, die durch Verletzungen, Krebs oder andere Knochenerkrankungen verursacht werden. Deshalb besteht in diesem Bereich ein großes Interesse an der Entwicklung neuer Materialien für das Bone Tissue Engineering. Die Herausforderung besteht darin, neue zukunftsweisende Wege zur Herstellung klinisch verwendbarer Scaffolds und Implantate zu entwickeln, die dann "on demand" verfügbar sind. Das Projekt wird in interdisziplinären Modulen organisiert, die sich auf die Herstellung von dreidimensionalen Scaffolds, auf in vitro-Untersuchungen der physikalisch-chemischen und mechanischen Eigenschaften, sowie 3D-Röntgenuntersuchungen dieser Materialien fokussieren. Bei erfolgreichem Abschluss des Projektes ist es möglich, optimierte personalisierte Hybridimplantate herzustellen, die ganz auf die Bedürfnisse des Patienten abgestimmt sind. Nach den in vitro- und in vivo-Untersuchungen werden Synchrotronuntersuchungen durchgeführt. Das KIT stellt dazu Instrumentierung und Strahlzeit an ANKA zur Verfügung. Das KIT verfügt über eine hohe Expertise auf den Gebieten der Bildrekonstruktion und Korrelationsalgorithmen für die systematische, quantitative Untersuchung der Wechselwirkungen von Zellen und Gewebe. Dies ermöglicht die Entwicklung von digitaler 3D-Bildgebung solcher Wechselwirkungen. Computertomographie wird zur Charakterisierung der Mikroarchitektur der Scaffolds angewendet. Weiterhin werden Hierarchische Bildgebung und Talbot-Gitterinterferometrie durchgeführt. In Abhängigkeit der durch die Gitterinterferometer erhaltenen Phasenverschiebung können weiche Gewebe mit ähnlichen Absorptionseigenschaften, z.B. Organe des menschlichen Körpers, unterschieden werden. Gitterinterferometrie eignet sich daher für die Analyse der Homogenität der Biomassenverteilung in der Struktur des Scaffolds nach Infiltration von Zellen und Geweben.