| DFG-Projekt
Instituts für Medizinische Physik und Biophysik und des
Instituts für Anorganische Chemie der Universität Münster
In vitro Apatite mineralisation:
a contribution to the clarification of nucleation and and primary maturation
of anorganic Apatite minerals at a fibred organic matrix
Brief description of the project:
Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Ultradünnschnitten
bei hoher Vergrößerung haben für alle untersuchten Hartgewebe
(Knochen, Dentin, Zahnschmelz, etc.) gezeigt, dass die ersten Mineralbildungen
apatitische Ca-Phosphat-Stränge, aufgebaut aus Nanometer-Inseln,
darstellen. Elektronen-Feinbereichsbeugungs-Untersuchungen haben ergeben,
dass sie mit der bipolaren Apatit-c-Achse parallel zu den Strängen
der fibrillären Matrix-Fragmente verlaufen. Die Inseln wachsen damit
in beide Längsrichtungen mit gleicher Wahrscheinlichkeit, so dass
die Mittenabstände zwischen den Inseln die Abstände zwischen
den Keimbildungszentren entlang der fibrillären Matrix-Fragmente
widerspiegeln. Die bisherigen Mittenabstandsmessungen wurden an in vivo
mineralisierten Apatitbildungen durchgeführt, bei denen in den meisten
Fällen nicht genügend bekannt war, welche nichtkollagenen fibrillären
Matrixmoleküle im jeweils vorliegenden Fall als Matrix dienten. Im
Rahmen dieses beantragten Projekts sollen dünne Schichten entmineralisierter,
homogenisierter Hartgewebe hergestellt werden, an denen eine Apatit-Remineralisierung
in vitro durchgeführt werden soll. Dabei sollen die jeweiligen Keimbildungszentren
mit ihren Mittenabständen bestimmt werden. Im Vergleich zu diesen
Mineralisierungsuntersuchungen soll an reinen isolierten fibrillären,
nichtkollagenen und an kollagenen Matrixmolekülen bzw. Matrixmolekül-Komplexen
eine Apatit-Mineralisierung in vitro durchgeführt werden. Nach Messung
der Mittenabstände zwischen benachbarten Nanometer-Kristallinseln
sollen diese dann direkt auf die betreffenden definierten fibrillären
Molelül- bzw. Molekül-Komplexe bezogen und damit die entsprechenden
Keimbildungszentren und ihre Abstände indirekt bestimmt werden; diese
Untersuchungen stellen eine Grundlage zur definierten in vitro Reproduktion
organischer Hartgewebsmatrizen mit den entsprechenden anorganischen Ca-Phosphat-Mineralen,
ein angestrebtes Ziel in der Knochenprothetik und Implantatforschung,
dar.
Projektleiter:
Dr. Ulrich Plate
Mitarbeiter:
Prof. Dr. Bernt Krebs, Dr. Jürgen Weßelbaum
Publikationen und Abstracts zum Projekt:
Plate, U., Arnold, S., Bruckner, P., Krebs, B., Höhling,
H.J. (1999)
EFTEM-Untersuchungen: In vivo und in vitro Keimbildung und primäre
Reifung anorganischer apatitischer Minerale an einer fibrillären
organischen Matrix.
Europ. J. Cell Biol. 78 (Suppl.50), 34
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