DFG-Projekt
Instituts für Medizinische Physik und Biophysik
und des Physikalischen Instituts der Universität Münster
Application of high resolution
energy filtering transmission electron microscopy (EFTEM) and secondary
ion mass spectrometry (TOF-SIMS) on analysis of preliminary phase and
early stage of mineralisation in biological hardtissue.
Brief description of the project:
In den Frühstadien der Mineralbildung treten im dentalen Hartgewebe
"Ca-Phosphat-Punktketten" auf, deren Mittenabstände die
Abstände zwischen den mineralkeiminduzierenden "aktiven"
Zentren entlang den Matrixmakromolekülen widerspiegeln. Diese Punktketten
wachsen zu nadelförmigen Kristalliten und danach bevorzugt lateral
zusammen. Zur Klärung, ob mit dieser Punktkettenbildung ein allgemeingültiges
Prinzip der Hartgewebsmineralisierung vorliegt, sollen die energiegefilterten
TEM-Untersuchungen zur Analyse der ersten Mineralbildungen in der Knochen-Wachstumsfuge
angewandt werden.
In den Vorstadien der Mineralbildung des Dentins und der Wachstumsfuge
des Knochens (frühere Projekte) treten vor der Ca-Anreicherung
Kalium und Natrium vermehrt auf, die die negativen Gruppen der Matrixmakromoleküle
bis zum Austausch mit Ca absättigen. Nach chemischen Analysen an
"gepoolten" Cryostatschnitten (laterale Auflösung100m)
erscheinen in der Wachstumsfuge auch segmental Spurenelemente (Zn, Cu,
Pb, Cd). Mittels Mikro-SIMS (Sekundär-Ionen-Massen-Spektrometrie,
Ionensondendurchmesser 0.2-0.5m) soll bei einer lateralen Auflösung
im m Bereich die Verteilung dieser (Spuren)elemente quantitativ bestimmt
und die Verteilung charakteristischer Makromoleküle untersucht
werden.
Projektleiter:
Prof. Dr. Hans-Jürgen
Höhling a.D.
Prof. Dr. Helmut Kohl, Dr.
Ulrich Plate
Publikationen und Abstracts zum Projekt:
Höhling, H.J., Arnold, S., Barckhaus,
R.H., Plate, U., Wiesmann, H.P. (1995)
Structural relationship between the primary crystal formations and the
matrix macromolecules in different hard tissues. Discussion of a general
principle.
Connec. Tiss. Res. 33, 171-178.
U. Plate, T. Tkotz, H.P. Wiesmann, U.
Stratmann,U. Joos, H.J. Höhling (1996)
Early Mineralization of Matrix Vesicles in the Epiphyseal Growth Plate.
J. Microsc. 183, 102-107.
U. Plate, S. Arnold, U. Stratmann,, H.P.
Wiesmann, H.J. Höhling (1998)
General principle of ordered apatitic crystal formation in enamel and
collagen rich hard tissues.
Connec.Tiss.Res. 38, 149-157.
