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01. Juli 2015 : Was sind naturähnliche Bedingungen bei der Kristallisation von Calciumphosphaten?

Bachelor / Masterarbeit Themenausgabe: 30.06.2015 Betreuer: Dr. K. Kömpe

Calciumphosphate, insbesondere Calciumhydroxylapatit, stellen die Hauptkomponente bei der Bildung des Stützskelettes bei Vertebraten dar. Sie bilden zusammen mit Collagen ein Kompositmaterial, das einerseits sehr fest ist, andererseits flexibel genug, um die Struktur unter Krafteinwirkung zu erhalten. Die Kristallisation von Calciumphosphaten kann aber auch unerwünscht sein, was zu pathologischen Verkalkungen führen kann. Als umgekehrter Weg können degenerative Erkrankungen (Osteoporose) bezeichnet werden.
Die in Knochen vorkommenden Calciumphosphate sind meist nanokristalline Plättchen, welche sich an der Collagenmatrix orientieren. Ihre Kristallisation läuft, vermutlich, über verschiedene Zwischenstufen ab. Diese können amorphes Calciumphosphat (ACP), Brushit (DCPD) und Octacalciumphosphat (OCP) sein, woraus sich schließlich Hydroxylapatit (HAP) bildet.
Die Kristallisation der Nanokristalle ist sehr empfindlich gegenüber den sich gegenseitig beeinflussenden Parametern während der Synthese. Diese sind pH-Wert, Temperatur, Konzentrationen und Konzentrationsverhältnisse. Hinzu kommt die Anlagerung an die Collagenmatrix (durch Gelatine simulierbar) und der Einfluss weiterer Moleküle (Citrat), welche in der Knochensubstanz nachgewiesen werden können.
Diese Parameter sollen in der Arbeit systematisch im Hinblick auf eine „naturähnliche Synthese“ und ein entsprechend „naturähnliches Produkt“ untersucht werden.