Gele und Hydrogele

Gele und Hydrogele zeichnen sich durch eine Reihe herausragender Materialeigenschaften aus, die sie insbesondere interessant für Anwendungen in den Lebenswissenschaften machen. Energetische Elektronen bieten die Möglichkeit, Hydrogele biologischen Ursprungs zu modifizieren, funktionalisieren und Hybridysteme -(Nanopartikel-Gel-Komposite, Ferrogele, synthetisch-biologische Systeme) zu synthetisieren, die sich durch neuartige Eigenschaften auszeichnen. Dazu gehören unter anderem Bioaktivität, Stimulus-Responsivität, Formgedächtniseffekt oder Schaltbarkeit.

Expertise

  • Biomimetische elektronenstrahlmodifizierte kollagenoide Gele, Hydrogele und Netzwerke, Biomineralization
  • Intelligente, schaltbare and stimulus-responsive Hydrogele, Formgedächtnishydrogele – elektronenstrahlmodifiziert, biologischen Ursprungs
  • Elektronenstrahlsynthetisierte Hybridysteme (Nanopartikel-Gel-Komposite, Ferrogele, Hydrogelbeschichtungen, synthetisch-biologische Systeme)
  • Anwendungsorientierte experimentelle Grundlagenforschung, Modellierung und Transfer in die Anwendung

Highlights

  • Reagent-free programming of shape-memory behavior in gelatin by electron beams: Experiments and modeling

    S. Riedel, S. G. Mayr
    Phys. Rev. Appl. 9 (2018) 024011
    https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.9.024011

    Wird Gelatine mit energetischen Elektronen behandelt, erhält sie Formgedächtniseigenschaften, denen ein Wechselspiel von elektronenstrahlinduzierten kovalenten Bindungen und Triple-Helices, die sich thermisch öffnen und schließen lassen, zu Grunde liegt.

  • Reagent-free mechanical patterning of gelatin surfaces by two-step electron irradiation treatment

    S. Riedel, K. Bela, E. I. Wisotzki, C. Suckfüll, J. Zajadacz, S. G. Mayr
    Materials & Design 153, 80 (2018)
    https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.04.076

    Mittels eines fokussierten Elektronenstrahls können Hydrogele lokal mechanisch strukturiert werden.

  • Design of biomimetic collagen matrices by reagent-free electron beam induced crosslinking: Structure-property relationships and cellular response

    S. Riedel, P. Hietschold, K. Krömmelbein, T. Kunschmann, R. Konieczny, W. Knolle, C. Mierke, M. Zink, S. G. Mayr
    Materials & Design 168 (2019) 107606
    https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107606

    Elektronenbestrahlung ermöglicht auch die Quervernetzung von Kollagen-Matrizen, wodurch sich maßgeschneiderte Netzwerktopologien und mechanische Eigenschaften einstellen lassen. Diese Erkenntnisse münden in die Entwicklung neuartiger Gewebe-Scaffolds ein.

  • Contact Guidance by Microstructured Gelatin Hydrogels for Prospective Tissue Engineering Applications

    M. Tadsen, R. P. Friedrich, S. Riedel, C. Alexiou, S.G. Mayr
    Appl. Mat. & Interf. 11 (2019) 7450
    https://doi.org/10.1021/acsami.8b21638

    Durch ein elektronenstrahlgestütztes Imprintverfahren lassen sich nahezu beliebige Topologien in Hydrogeloberflächen erzeugen. Diese sind bioaktiv und können daher neue Wege in der Gewebekultierung eröffnen.

  • Impact of high-energy electron irradiation on mechanical, structural and chemical properties of agarose hydrogels

    C. Krömmelbein, M. Mütze, R. Konieczny, N. Schönherr, J. Griebel, W. Gerdes, S. G. Mayr, S. Riedel
    Carbohydrate Polymers 263 (2021) 117970
    https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.117970

    Der Einfluss von Elektronenbestrahlung auf die strukturellen, mechanischen und chemischen Eigenschaften von Agarose wird als Funktion der Dosis im Detail untersucht.