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Teilprojekt M5

Grenzflächenchemie und 3-D Analytik von Implantat-Grenzflächen osteoporotischer Knochen

Das Teilprojekt M5 unterteilt sich in zwei Arbeitsgebiete. Zum einen werden metallische Implantatlegierungen oberflächlich plasma-anodisch strukturiert, um die Oberflächen biokompatibler zu machen. Hierbei ist es gleichzeitig möglich, die Implantate in einem Prozessschritt ohne Verwendung toxischer Chemikalien zu reinigen, eine Korrosionsschutzschicht aufzubringen und zu sterilisieren. Zum anderen soll die Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS), eine oberflächenanalytische Methode, für die Untersuchung an Knochen, Knochen-Implantat-Grenzflächen und Zellen etabliert werden. Ziel ist es, u.a. die Wirkstoffdiffusion im Knochen zu verfolgen.    
M5_Bild 1 SIMS

 

  Schematische Darstellung der Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS)  

M5_Bild_2_Schema SIMS

Primärionen (z.B. Bi3 +-Cluster) treffen auf die Probenoberfläche und lösen dort eine Stoßkaskade aus. Es kommt zur Emission von Sekundärionen, die aus der Probenoberfläche stammen und anschließend im Analysator nach ihrer Masse aufgetrennt und detektiert werden. Ein wesentlich intensiverer C60-Ionenstrahl kann zum Abtrag der Probe verwendet werden. Damit kann für einen kleinen Bereich von typischerweise 100 μm x 100 μm x 10 μm eine dreidimensionale Massenlandkarte erstellt werden. Je nach gewünschter Darstellung erhält man Massenspektren, Massenbilder aus verschiedenen Ebenen oder Tiefenprofile (Abbildung von E. Mutoro).
(Quelle: Henß A, Rohnke M, Janek J, Heiß C. Labor&more 4.11:2-7)

 M5_Bild_3_Knochendichte

Knochenschnitt: a Angefärbte lichtmikroskopische Aufnahme und b ToF-SIMS-Massenbild der gleichen Probe: Die Signalintensitäten der Fragmente PO3 –, PO2 –, C16H32O– und C16H30O3 – sind normiert und addiert: 1= Implantat, 2= sich neu bildender Knochen, 3= Saum von Zellen, 4= Fettvakuole und 5= Knochenmarkzellen
(Quelle: Henß A, Rohnke M, Janek J, Heiß C. Labor&more 4.11:2-7)

 

Leitung

  • Prof. Dr. rer. nat. Jürgen Janek 

Physikalisch-Chemisches Institut
Justus-Liebig-Universität Gießen
Anschrift:
Heinrich-Buff-Ring 17
35392 Gießen
Telefon: +49 - (0)641 - 99 34500
Fax: +49 - (0)641 - 99 34509
E-Mail:
 

Porträt Jürgen Janek
  • Dr. rer. nat. Marcus Rohnke

Physikalisch-Chemisches Institut
Justus-Liebig-Universität Gießen
Anschrift:
Heinrich-Buff-Ring 17
35392 Gießen
Telefon: +49 - (0)641 - 99 34502
Fax: +49 - (0)641 - 99 34509
E-Mail:

 

Porträt Marcus Rohnke

Weitere Mitarbeiter

  • Dr. Anja Henß
Postdoktorandin
Physikalisch-Chemisches Institut
Justus-Liebig-Universität Gießen
Anschrift:
Heinrich-Buff-Ring 17
35392 Gießen
Telefon: +49 - (0)641 - 99 34570
E-Mail:  
Porträt Anja Henß
  • Christine Kern
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Physikalisch-Chemisches Institut
Justus-Liebig-Universität Gießen
Anschrift:
Heinrich-Buff-Ring 17
35392 Gießen
Telefon: +49 - (0)641 - 99 34514
E-Mail:
Christine Kern
  • MSc Kaija Schäpe
Doktorandin
Physikalisch-Chemisches Institut
Justus-Liebig-Universität Gießen
Anschrift:
Heinrich-Buff-Ring 17
35392 Gießen
Telefon: +49 - (0)641 - 99 34515
E-Mail:
Portrait Katja Schäpe