Universität Bayreuth Fakultät für Ingenieurwissenschaften Lehrstuhl Biomaterialien

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Profil

Biopolymere: Strukturproteine als Grundlage für bio-inspirierte innovative Materialien

Die Kernkompetenzen am Lehrstuhl Biomaterialien liegen in der Charakterisierung von Biopolymeren, insbesondere von natürlichen Strukturproteinen, deren Modifizierung für technisch relevante Produktanforderungen, sowie die Produktion und Verarbeitung im Technikumsmaßstab. Verschiedene Modellsysteme proteinbasierter Biopolymere werden untersucht, darunter Seide von Spinnen und Insekten, kollagenhaltige Byssusfäden von Muscheln sowie verschiedene Klebeproteine. Weitere Arbeitsbereiche sind die Analyse, Produktion und Modifikation von Peptiden und Protein-Hybridmaterialien. Ergänzt wird das Portfolio durch die Analyse von Material-Zellinteraktionen, sowie verschiedenen Methoden der Materialsimulation. Die mimetischen, rekombinant produzierten Proteine werden hinsichtlich ihrer physikochemischen Materialeigenschaften charakterisiert und durch variable Prozessmethoden in verschiedene Materialformen verarbeitet. Als Bindeglied zwischen Industrie und (Hochschul-)Forschung werden am Lehrstuhl Biomaterialien neuartige high-performance Materialien entwickelt und neue technische und medizinische Anwendungen erschlossen. Der Einsatzbereich erstreckt sich u.a. von Filtermaterialien zur Feinstaubfiltration über Spezialtextilien bis hin zu Kosmetikprodukten, Wundversorgung, Implantatbeschichtungen, Wirkstoff-Transportsysteme und Geweberegeneration durch Biofabrikation (3D-Drucktechniken).

Forschungsschwerpunkte

Expertise in:
  • Proteinanalytik
  • Peptid-/Proteindesign
  • rekombinante Proteinproduktion („Weiße Biotechnologie“)
  • Funktionalisierung und Modifikation von Proteinen
  • Protein-Polymer Hybridmaterialien
  • Prozesstechnik von Biopolymeren und polymerern Materialien (Spinn-, Guss,-, Beschichtungsverfahren, Mikrofluidik, 3D-Druck u.a.)
  • Fasertechnologien
  • Biofabrikation und Biotinten
  • Wirkstoff-Transportssteme
  • Analyse von Material-Zellinteraktionen
  • CLEM (Korrelative Licht- und Elektronenmikroskopie)
  • Upscaling Prozesse
  • Simulation von mesostrukturierten Materialien (weiche & feste Materialien)
Lehre:
  • M.Sc. Biofabrication (engl., www.biofabrication.uni-bayreuth.de/)
  • M.Sc. Biotechnologie und chem. Verfahrenstechnik
  • M.Sc. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
  • M.Sc. Sportechnologie

Ausstattung

Chromatographie:
  • AF4*: Asymmetrische Feldflussfeldfraktionierung inkl. statische & dynamische Lichtstreuung
  • FPLC*: Reinigung von Proteinen aus Bakterien (E. coli) und Hefen (P. pastoris)
  • HPLC*: Analytische Flüssigchromatographie
Fermentation:
  • Automatisierte Fermenter*: E. coli – 2,5L, 5L, 30L | Picchia pastoris – 2,5L, 5L
  • Aufschluss*: Homogenisator, Kugelmühle, Ultraschall
  • Filtration*: Crossflow
Mikroskopie
  • Licht-Mikroskopie* | Fluoreszenzmikroskopie*
  • Konfokalmikroskopie
  • AFM: Rasterkraftmikroskopie
  • SEM/ESEM: Rasterelektronenmikroskopie inkl. Kryoeinheit, EDX, WDX, FIB
  • TEM: Transmissionselektronenmikroskopie inkl. Kryoeinheit
Physikochemische Analytik
  • DSC: Dynamische Differenzkalorimetrie*
  • DMTA: Dynamische Mechanische Thermoanalyse*
  • TGA: Thermograviemtrische Analyse*
  • Oberflächencharakterisierung: BET-Methode, Profilometer, Potentialmessung
  • Permeationsmessung*
  • Prüfmaschine für mN-Lasten*: Statische und dynamische Zug- und Drucktests, inkl. Luftfeuchtekammer
  • Rheologie*
  • Nanoindentation
Probenbehandlung und Verarbeitung
  • Organische Synthese*
  • Beschichtungsverfahren*: Tauchbeschichtung, Dünnfilmbeschichtung,Schaumbeschichtung
  • Filmgießen*
  • Spinn-Verfahren*: Elektro-Spinnen, Zentrifugen-Elektrospinnen, Nass-Spinnen, Biomimetisches Spinnen, Mikrofluidik*
Molekularbiologie:
  • Host-Engineering*
  • Klonierung*
  • Screeningverfahren*: Gene, Proteine
  • Sequenzierung
  • Struktursimulation
  • Zellkultur*
Spektroskopie:
  • CD-Spektroskopie*
  • Fluoreszenzspektroskopie*
  • FT-IR*: Auf- und Durchlichtmikroskop, ATR, Flüssigzelle, Polarisation
  • Laserdiffraktionsspektrometrie
  • Massenspektrometrie
  • NMR
  • Raman-Spektroskopie
  • SAXS, WAXS, Synchrotron: Röntgenbeugungsanalyse
  • UV-VIS-Spektroskopie*

* Messungen für Kollaborationspartner und Firmen möglich!

Kontaktdaten der Forschungseinrichtung

Universität Bayreuth Fakultät für Ingenieurwissenschaften Lehrstuhl Biomaterialien
Universitätsstraße 30
95447 Bayreuth
Telefon: 0921 55-7361
E-Mail: info@bm.uni-bayreuth.de
Website

Ansprechpartner der Forschungseinrichtung

Dr. Hendrik Bargel
Telefon: 0921 55-7347
E-Mail: hendrik.bargel@bm.uni-bayreuth.de
Website: http://www.fiberlab.de/