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Projektstruktur und Teilvorhaben

Das Projektvorhaben wurde in drei Projektbereiche gegliedert, um das primäre Forschungsziel der Konzeptentwicklung von energieautonomen Implantate, die eine rückgekoppelte elektrische Stimulation ermöglichen, zu erreichen. Die drei Projektbereiche A, B und C umfassen insgesamt 14 Teilprojekte und befassen sich mit folgenden Fragestellungen:

A Modellbildung und Charakterisierung - in silicio und in vitro
Dieser Projektbereich macht es sich zur Aufgabe ein tiefergehendes Verständnis passiver, dielektrischer Gewebeeigenschaften zu erlangen und außerdem sowohl die Wirkung als auch die geeignete Auslegung elektrischer Stimulation auf Zellen, Gewebe und Implantat-Gewebe-Interaktionen zu untersuchen.

B  Funktionswerkstoffe, Energieversorgung und Zuverlässigkeit
Die Erforschung bioaktiver, mechanisch zuverlässiger Werkstoffe und Implantatstrukturen ist ebenso Bestandteil des Teilbereiches B wie die Entwicklung miniaturisierter, energieeffizienter Elektronik und Energy-Harvesting-Systeme zur autarken Energieversorgung der elektrisch aktiven Implantate.

C Regeneration von Gewebestrukturen - in vitro
Der Projektbereich C beinhaltet die klinisch-tranlational-orientierte Forschung für innovative Therapieanwendungen und das grundlegende medizinische Verständnis für strukturelle bzw. funktionale Geweberegenaration. Die Einsatz von Elektrostimulation bzw. elektrisch aktiven Implantaten soll damit verbessert und ausgebaut werden, um neue Therapiefelder zu eröffnen.

Weiterhin umfasst der Sonderforschungsbereich 1270 ELAINE drei Serviceprojekte zur Unterstützung des Gesamtprojektes:                                                                         INF - Informationsinfrastruktur, IRTG - Integriertes Graduiertenkolleg und Z - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbreiches

Projektbereich A – Modellbildung und Charakterisierung - in silico und in vitro
A01 Domänen-spezifische Sprachen zur Entwicklung von räumlichen, multiskaligen, biochemischen Modellen und deren Anwendung Modellierung und SimulationProf. Dr. rer. nat. habil. Adelinde UhrmacherInstitut für Informatik; Rostock
A02 Multiskalenmodelle für Simulationsstudien zu elektrisch aktiven Implantaten unter Berücksichtigung von Unsicherheiten in den Eingangsdaten Theoretische ElektrotechnikProf. Dr. rer. nat. habil. Ursula van RienenInstitut für Allgemeine Elektrotechnik; Rostock
A03 Material-Oberflächenladungen und ihr Einfluss auf die Zell-Physiologie und –Morphologie Zellbiologie, Oberflächen- und GrenzflächenphysikProf. Dr. agr. habil. J. Barbara Nebe, Prof. Dr. rer. nat. habil. Sylvia SpellerZentrum für Medizinische Forschung - Arbeitsbereich Zellbiologie, Institut für Physik; Rostock
A04 Elektrisch leitfähige Multischichten für Oberflächen von Implantaten Weiche Materie und Biophysik Prof. Dr. rer. nat. habil. Christiane A. HelmInstitut für Physik; Greifswald
A05 Dielektrische Charakterisierung von Zellen, Geweben und Materialien BioelectricsProf. Dr. rer. nat. Jürgen F. KolbLeibniz-Institut für Plasma-forschung und Technologie; Greifswald
A06 Mathematische Analyse parameterabhängiger Multiskalenmodelle für elektrisch aktive Implantate Wissenschaftliches RechnenProf. Dr. Jens StarkeInstitut für Mathematik; Rostock
Projektbereich B - Funktionswerkstoffe, Energieversorgung und Zuverlässigkeit
B01 Elektrisch leitfähige und piezoaktive Materialien für multifunktionale Implantate zur Knochen- und Knorpelregeneration Additive Fertigung und Biomaterialien Prof. Dr.-Ing. Hermann Seitz, Prof. Dr.-Ing. habil. Aldo R. BoccacciniLehrstuhl für Mikrofluidik; Rostock, Institut für Biomaterialien; Erlangen
B02 Umwandlung von mechanischer Energie als interne Energieversorgung für elektrisch aktive ImplantateBiomechanik und ImplantattechnologiePD Dr.-Ing. habil. Daniel KlüßOrthopädische Klinik und Poliklinik; Rostock
B03 Energie-autarke Plattform für elektrisch stimulierende ImplantateRechner in Technischen Systemen, Mikro- und Nanotechnik elektronischer SystemeProf. Dr.-Ing. Dirk Timmermann, Prof. Dr.-Ing. Dennis HohlfeldInstitut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik, Institut für Gerätesysteme und Schaltungstechnik; Rostock
B05 Bewertung der mechanischen Zuverlässigkeit von porösen funktional gradierten Implaturen durch lokale ScntatstrukhädigungsansätzeStrukturmechanikProf. Dr.-Ing. habil. Manuela SanderLehrstuhl für Strukturmechanik; Rostock
Projektbereich C - Regeneration von Gewebestrukturen - in vitro und in vivo
C01 Elektrische Stimulation der Osseoinduktion unter Verwendung alloplastischer Rekonstruktionsplatten nach Segmentresektion des Unterkiefers Mund-, Kiefer- und Plastische GesichtschirurgiePD Dr. med. habil. Dr. dent. Peer W. KämmererKlinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichts-chirurgie; Rostock
C02 Elektrische und mechanische Stimulation des hyalinen Knorpels: Charakterisierung der zellulären Prozesse und Stimulationsparameter Biomechanik und Implantattechnologie, MikrofluidikProf. Dr. med. habil. Dipl.-Ing. Rainer Bader, Prof. Dr.-Ing. Hermann SeitzOrthopädische Klinik und Poliklinik, Lehrstuhl für Mikrofluidik; Rostock
C03 Tiefe Hirnstimulation in Dystoniemodellen: Biologische Implementierung, Stimulationsparametereingrenzung und Mechanismenanalyse Physiologie, PharmakologieProf. Dr. med. habil. Rüdiger Köhling, Prof. Dr. med. vet. habil. Angelika RichterOscar-Langendorff-Institut für Physiologie; Rostock, Institut für Pharmakologie, Pharmazie und Toxikologie; Leipzig
C04 Effekte der Tiefen Hirnstimulation auf die adulte Neurogenese im Parkinson-Rattenmodell: Wirkmechanismen, Stimulationsparameter und Korrelation mit Verhalten NeurologieProf. Dr. med. habil. Alexander StorchKlinik und Poliklinik für Neurologie; Rostock
Zentrale Projekte
INF Informationsinfrastruktur Prof. Dr.-Ing. Sascha Spors, Prof. Dr. rer. nat. habil. Ursula van Rienen, Prof. Dr.-Ing. habil. Manuela SanderInstitut für Nachrichtentechnik, Institut für Allgemeine Elektrotechnik, Institut für Struktur-mechanik; Rostock
IRTG Integriertes Graduiertenkolleg Prof. Dr. med. habil. Alexander Storch, Prof. Dr.-Ing. Sascha SporsKlinik und Poliklinik für Neurologie, Institut für Nachrichtentechnik; Rostock
Z Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs Prof. Dr. rer. nat. habil. Ursula van RienenInstitut für Allgemeine Elektrotechnik; Rostock

Beteiligte Institutionen