Forschung | AK Landfester

Wir entwickeln molekulare Strukturen, die sich zu zellähnlichen Systemen entwickeln – Polymersomen, Koazervaten, Nanoorganellen oder Protozellen – und wesentliche Merkmale lebender Materie aufweisen. Diese künstlichen Zellen sind anpassungsfähig: Sie reorganisieren ihre Membranen, regulieren den Transport und reagieren auf Stress oder Signale. Durch die Integration von katalytischen Kaskaden, lichtgesteuerten Prozessen und Photobiokatalyse schaffen wir Systeme mit lebensähnlicher Reaktivität und Reaktionsfähigkeit. Mit fortschrittlichen Fertigungsverfahren und 3D-Druck werden diese Konzepte in Hydrogel-Gerüste und Bio-Tinten skaliert, wodurch gewebeähnliche Architekturen und neue Plattformen für vom Leben inspirierte Materialien ermöglicht werden.  

Wir entwickeln Nanokapseln, die sich an ihre biologische Umgebung anpassen. Durch Proteinkorona-Modulation, Targeting-Strategien, Co-Transport und Reaktionsfähigkeit auf Reize können unsere Träger zelluläre Signale erkennen und darauf reagieren. Sie sind mehr als nur Transportvehikel – sie sind adaptive Schnittstellen, die dynamisch mit Proteinen, Membranen und Zellen interagieren. Unsere Untergruppe für dynamische Bio-Grenzflächen liefert die analytische und mechanistische Grundlage und nutzt Kryo-TEM, Proteomik und fortgeschrittene Grenzflächenchemie, um zu entschlüsseln, wie Nano-Bio-Wechselwirkungen die therapeutische Performance beeinflussen.  

Dieser integrative Forschungszweig verbindet die beiden Säulen „Lebensähnliche Materie“ und „Adaptive Nanomedizin“ miteinander. Er verbindet künstliche Zellen und Nanoträger und überträgt adaptive Designprinzipien in biomedizinische Kontexte. Durch die Kombination von Erkenntnissen aus verschiedenen Maßstäben schaffen wir sich weiterentwickelnde Systeme, die sowohl lebensähnliche Prozesse modellieren als auch innovative therapeutische Funktionen erfüllen.