Sonderforschungsbereiche (SFB)

Sonderforschungsbereiche der FAU

Sonderforschungsbereiche und Transregios sind langfristig angelegte Forschungseinrichtungen der Hochschulen, in denen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Rahmen eines fächerübergreifenden Forschungsprogramms zusammenarbeiten. Die FAU ist an 24 SFB bzw. SFB/TRR beteiligt (bei 11 als antragstellende und 5 als mitantragstellende Hochschule).

Sonderforschungsbereiche mit FAU als antragstellende Hochschule

Kerngedanke und Innovationspotenzial des invasiven Rechnens bestehen in der Einführung von ressourcengewahrer Programmierunterstützung. Dies bedeutet, dass ein Programm auf benachbarte Prozessoren zurückgreifen und seine Rechenprozesse ähnlich einer Invasionsphase dynamisch auf diese verteilen kann; daraufhin werden in den verfügbaren (invasiblen) Teilen der jeweiligen Mehrprozessorarchitektur hochparallele Teile des Codes parallel ausgeführt.

Sprecher des SFB/Transregio 89 ist Herr Professor Jürgen Teich. Das Projekt wird aktuell in der 3. Förderperiode bis zum 31.12.2022 gefördert.

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Der Begriff „Additive Fertigung“ steht für Produktionstechnologien, die Bauteile unmittelbar aus einem Computermodell heraus schichtweise aufbauen. Ähnlich heutiger Papierdrucker sollen in Zukunft Bauteile aus Kunststoff und Metall unmittelbar aus dem Computer heraus per Mausklick produziert werden können. Der SFB 814 widmet sich grundlagenwissenschaftlichen Fragen dieser vielversprechenden Technik. Ein besseres Verständnis des Verhaltens von Pulvern in der Fertigung soll die Basis für die Herstellung neuer und optimierter Pulverwerkstoffe ebenso wie Optimierung der Maschinenaufbauten und der Prozesseinstellungen sein.

Sprecher des SFB 814 ist Herr Professor Dietmar Drummer. Das Projekt wird aktuell in der 3. Förderperiode bis zum 30.06.2023 gefördert.

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Synthetische Kohlenstoffallotrope wie beispielsweise Fullerene, Kohlenstoff-Nanoröhren und Graphen stellen derzeit eine der vielversprechendsten Werkstofffamilien dar. Aufgrund ihrer einzigartigen elektronischen, optischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften bieten sie enormes Potenzial für Hochleistungsanwendungen in den Bereichen Nanoelektronik, Optoelektronik, in der Wasserstoffspeicherung, bei Sensoren und in der Verstärkung von Polymeren.

Sprecher des SFB 953 ist Herr Professor Andreas Hirsch. Das Projekt wird aktuell in der 3. Förderperiode bis zum 31.12.2023 gefördert.

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Ziel des SFB/TRR 130 ist es, zu erforschen, warum das Immunsystem bei manchen Krankheiten gegen den eigenen Körper vorgeht und damit zum grundlegenden Verständnis von Autoimmunerkrankungen beizutragen. Da B-Zellen häufig die Ursache für auf Autoimmunreaktionen basierende Krankheiten sind, rückt der Transregio 130 die von B-Zellen hervorgerufenen Antikörperantworten auf Fremdkörper und ihre Fehlfunktionen bei Autoimmunkrankheiten ins Zentrum seiner Forschung.

Sprecher des SFB/Transregio 130 ist Herr Professor Lars Nitschke. Das Projekt wird aktuell in der 2. Förderperiode bis zum 30.06.2021 gefördert.

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Ziel des SFB/TRR 154 ist es, Antworten auf aktuelle Herausforderungen der Energiewende mit Mitteln der mathematischen Modellierung, Simulation und Optimierung zu geben und damit Lösungen auf einem neuen Qualitätsstandard anzubieten. Um dies zu erreichen, sind innerhalb der Mathematik neue Erkenntnisse in unterschiedlichen Gebieten, wie der mathematischen Modellierung, der numerischen Analysis und Simulation sowie der ganzzahligen, kontinuierlichen und stochastischen Optimierung notwendig.

Sprecher des SFB/Transregio 154 ist Herr Professor Alexander Martin. Das Projekt wird aktuell in der 2. Förderperiode bis zum 30.06.2022 gefördert.

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Eine Entzündung ist ein wichtiger Reparaturmechanismus des Körpers, der Immunzellen aktiviert, um auf Gewebestress und -schädigung zu reagieren. Welche molekularen Prozesse beteiligt sind, diese Immunreaktion nach der Reparatur wieder zu stoppen, möchte der Sonderforschungsbereich „Schaltstellen zur Auflösung von Entzündung“ besser verstehen helfen. Das ist wichtig, weil Immunzellen, die nicht „abgeschaltet“ werden, an gesundem Gewebe weiterwirken, sodass eine sogenannte „chronische Entzündung“, zum Beispiel Asthma oder Arthritis, entsteht. Im Forschungsverbund werden grundlegende Mechanismen des Immunsystems, die Aktivierung von Abwehrzellen und die Beziehung von Gewebestruktur und Zelltod untersucht, um herauszufinden, wieso gerade bei chronischer Entzündung die Aufhebung der Entzündungsreaktion nicht mehr funktioniert.

Sprecher des SFB 1181 ist Herr Professor Georg Schett. Das Projekt wird aktuell in der 2. Förderperiode bis zum 30.06.2023 gefördert.

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Ziel des SFB/TRR 241 ist es, das Zusammenspiel von Schleimhaut- und Immunzellen im Darm besser zu verstehen und wirksamere Therapiemethoden bei chronischen Entzündungen zu entwickeln. In den kommenden Jahren sollen Erkenntnisse über die Regulation und Funktion des Immunsystems im Darm und aktuelle Daten zur anti-mikrobiellen Verteidigung an der Schleimhautbarriere in ein neues Konzept integriert werden. Vor allem die Rolle einer fehlgesteuerten Kommunikation zwischen Epithel- und Immunzellen bei der Pathogenese von CED steht im Fokus der einzelnen Projekte. Langfristiges Ziel der Wissenschaftler ist es, Medikamente zu entwickeln, die die Ursachen von Darmentzündungen gezielt bekämpfen und zugleich die Fähigkeit des Immunsystems zur Bekämpfung von Infekten und Krebszellen erhalten. Außerdem wird nach diagnostischen Verfahren gesucht, mit denen das Ansprechen auf Therapien vorhergesagt werden kann – ein Ziel, das nicht nur der schnellen Linderung der Symptome dient, sondern auch zur Senkung der Therapiekosten beitragen soll.

Sprecher des SFB/Transregio 241 ist Herr Professor Christoph Becker. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 30.06.2022 gefördert.

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Der SFB 1411 beschäftigt sich mit dem Design von Nanopartikeln. Dazu werden Partikelsynthesen mit neuartigen Trennmethoden zur Klassierung der Nanopartikeln direkt kombiniert. Der Clou des Ansatzes ist es, dass die Herstellung so optimiert wird, dass Partikel mit maßgeschneiderten Eigenschaften in kontinuierlichen Prozessen hergestellt werden können. Hierdurch wird die heute übliche, oft empirische und sehr aufwendige Vorgehensweise ersetzt durch elegante Ansätze zum Eigenschafts- und Prozessdesign. Damit leistet der SFB wichtige Beiträge zur Digitalisierung des Produktdesigns von Partikelsystemen. In 20 Einzelprojekten werden von Forscherinnen und Forschern aus den Bereichen Chemieingenieurwesen, Materialwissenschaften, Mathematik und Physik auf diese Weise neuartige Partikeln entworfen, produziert und umfassend charakterisiert. Dabei stehen Teilchen mit besonderen optischen Eigenschaften im Mittelpunkt. Im Rahmen eines im SFB verankerten Graduiertenkollegs können Nachwuchstalente zum Design von Nanopartikeln promovieren – dies ist in dieser Form weltweit einzigartig. Der SFB beschreitet zudem neue Wege im Umgang mit großen Datenmengen, welche in den Experimenten und Simulationen anfallen.

Sprecher des SFB 1411 ist Herr Professor Wolfgang Peukert. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 31.12.2023 gefördert.

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Kooperatives Verhalten ist beispielsweise aus der Dynamik von Vogelschwärmen bekannt. Die Beschreibung von Kooperativität in der Quantenmechanik ist jedoch lückenhaft. Der Sonderforschungsbereich/Transregio „Quantenkooperativität von Licht und Materie (QuCoLiMa)“ untersucht die Kooperativität auf der Quantenebene. Damit will der Verbund langfristig zu einem systematischen Verständnis vom Aufbau räumlicher und zeitlicher Quantenkorrelationen in mesoskopischen Systemen beitragen, in denen Licht und Materie sehr starke Wechselbeziehungen haben. Seine Ergebnisse könnten in Zukunft die Nutzung von Quantenkooperativität für Anwendungen in den Bereichen Sensorik, Kommunikation und Quantencomputing ermöglichen.

Sprecher des SFB/Transregio 306 ist Herr Professor Joachim von Zanthier. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 31.12.2024 gefördert.

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Der Sonderforschungsbereich „Katalyse an flüssigen Grenzflächen (CLINT)“ verfolgt einen grundlegend neuen Ansatz in der chemischen Reaktionstechnik: Er will die hochdynamische, anisotrope Umgebung gasförmig-flüssiger beziehungsweise flüssig-fester Grenzflächen nutzen, um technische Katalysatoren mit neuartigen Eigenschaften und einer bisher unerreichten Produktivität, Stabilität und Handhabbarkeit zu erzeugen. Dabei soll das Verständnis katalytischer Vorgänge mit einer gezielten Materialentwicklung verbunden werden, weshalb die Untersuchungen von Modellsystemen bis zu Realkatalysatoren reichen und unter anderem auch In-situ-Methoden einschließen.

Sprecher des SFB 1452 ist Herr Professor Peter Wasserscheid. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 31.12.2024 gefördert.

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Der SFB 1483 “EmpkinS” (Empathokinästhetische Sensorik) hat das Ziel, mit berührungslosen radar-, funk- und kamerabasierten Sensortechnologien und unter Nutzung von innovativen Signalverarbeitungsmethoden und künstlicher Intelligenz völlig neuartige „digitale“, patientenzentrierte Diagnose- und Therapiemöglichkeiten für die Medizin und Psychologie zu eröffnen.

EmpkinS wird über die nächsten vier Jahre mit ca. 11 Millionen Euro gefördert. Neben der FAU ist die Technische Universität Hamburg, die Universität Bayreuth und das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen Erlangen beteiligt.

Sprecher des SFB 1483 ist Herr Professor Martin Vossiek. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 31.12.2025 gefördert.

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Sonderforschungsbereiche mit FAU als mitantragstellende Hochschule (TRR)

Einkristalline Superlegierungen sind Schlüsselmaterialien für die Herstellung von Turbinenschaufeln in modernen Gasturbinen, wie sie etwa in der Raumfahrttechnologie und der Energiegewinnung eingesetzt werden. Aus diesem Grund sind sie für die Mobilität einer modernen Gesellschaft genauso unverzichtbar wie für eine nachhaltige Energieversorgung. Bei Gasturbinen lässt sich durch die neuartige monokristalline Technologie ein höherer Effizienzgrad mit verringertem Schadstoffausstoß erzielen – einer der Kernaspekte der Forschung innerhalb des SFB/TRR 103.

Standortsprecherin des SFB/Transregio 103 ist Frau Professorin Carolin Körner. Das Projekt wird aktuell in der 3. Förderperiode bis zum 31.12.2023 gefördert.

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Der Sonderforschungsbereich/Transregio befasst sich mit einem noch jungen Forschungsfeld, bei dem mittels 3-D-Druck Konstrukte entstehen, in denen Zellen und Materialien in gewebeähnlichen Strukturen angeordnet sind. Langfristig könnten damit Gewebemodelle hergestellt werden, die beispielsweise als Tierversuchsersatz dienen könnten. Der SFB/TRR 225 erforscht die Grundlagen der Biofabrikation und untersucht das Verhalten der Zellen während und nach dem Druckprozess. Zudem sollen neue Materialien und Verfahren für den 3-D-Druck von Gewebe entwickelt werden.

Standortsprecher des SFB/Transregio 225 ist Herr Professor Aldo R. Boccaccini. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 31.12.2022 gefördert.

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Die Transplantation von Blutstammzellen ist eine Behandlungsmöglichkeit bei bestimmten Formen des Blut- und Lymphdrüsenkrebses. Bei vielen Patienten kommt es nach einer Transplantation allerdings zu einer immunologischen Reaktion der transplantierten Zellen gegen das gesunde Körpergewebe. Hierdurch werden häufig die Haut, Leber und der Darm geschädigt. Der SFB/TRR 221 untersucht deshalb die immunologischen Mechanismen der Blutstammzell-Transplantation. Langfristiges Ziel ist es, die Therapie verträglicher zu machen und unerwünschte Immunreaktionen zu unterdrücken.

Standortsprecher des SFB/Transregio 221 ist Herr Professor Andreas Mackensen. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 31.12.2021 gefördert.

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In allen Bereichen der Produktfertigung, wie dem Fahrzeug- und Maschinenbau, werden einzelne Bauteile zu Strukturen mit zahlreichen Verbindungsstellen gefügt. Die Fügbarkeit der Teile ist der Schlüssel für effiziente Produktionsprozesse. Die wachsende Anzahl an Kombinationen von Werkstoffen und Geometrien erfordert jedoch neben einer Prognose der Fügbarkeit auch eine Wandlungsfähigkeit der unflexiblen mechanischen Fügeverfahren. Diese müssen bisher aufwendig an neue Kombinationen angepasst werden. Der SFB/Transregio „Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten“ erforscht Methoden zur Wandlungsfähigkeit in den Bereichen Werkstoff (Fügeeignung), Konstruktion (Fügesicherheit) und Fertigung (Fügemöglichkeit) sowie zur Prognose der Fügbarkeit.

Standortsprecherin des SFB/Transregio 285 ist Frau Professorin Marion Merklein. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 30.06.2023 gefördert.

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Die Metastasierung von Tumoren ist noch unzureichend verstanden. Der Sonderforschungsbereich/Transregio „Über die Analyse der metastatischen Koloniebildung zu neuen systemischen Krebstherapien“ widmet sich der frühen Phase der beginnenden „Besiedlung“ von Organen durch verstreute Tumorzellen. Der Verbund will das bestehende Wissen über die Mechanismen der Kolonisierung vertiefen und Ansatzpunkte für therapeutische Konzepte entwickeln, mithilfe derer eine Metastasierung in diesem frühen Stadium gestoppt werden kann.

Standortsprecher des SFB/Transregio 305 ist Herr Professor Thomas Brabletz. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 31.12.2024 gefördert.

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Sonderforschungsbereiche mit Beteiligung der FAU

Die Pneumonie ist eine Volkskrankheit mit zunehmenden erheblichen Auswirkungen auf das gesamte Gesundheitssystem. Die stark ansteigende Rat1e multi- und panresistenter Bakterien, das Auftreten und Wiederauftreten von Viren mit pandemischen Potential sowie die alternde Bevölkerung lassen die Bedeutung der Erkrankung zunehmen und stellen neue Herausforderungen dar. Der SFB-TR84 adressiert diesen hohen wissenschaftlichen und medizinischen Handlungsbedarf und unser interdisziplinäres Konsortium hat sich klar zum Ziel gesetzt, die zweifelsohne zentrale Rolle der Antwort der angeborenen Immunität für das Überleben der Pneumonie zu analysieren und krankheits- und patientenbezogene Befunde für neue diagnostische, präventive und therapeutische Behandlungskonzepte zu nutzen. Es ist die zentrale Mission des SFB-TR84, die Pathogen-Wirtsinteraktion im Rahmen von Infektion und Inflammation unter Beachtung lungenspezifischer Besonderheiten zu entschlüsseln. Der SFB-TR84 verfolgt konsequent die Strategie, die besten Gruppen standortübergreifend zusammenzuführen. 11 (zuvor 7) von 18 Projekten sind nunmehr zwischen den Standorten Berlin und Gießen,Marburg transregional angelegt. Konsequent werden neue experimentelle humane Modelle, Großtiere sowie klinische Proben eingesetzt mit dem Ziel, die translationale Bedeutung der Projekte zu erhöhen. Das Projekt fokussiert weiterhin auf drei klare, folgerichtige Bereiche der Pneumonieforschung: Area A „Pathogenerkennung in der Lunge und Initiierung der Immunantwort“ analysiert u.a. die Bedeutung von antimikrobieller Therapie für die Schädigung der kommensalen Flora und deren Rückwirkung auf die angeborene Immunität der Lunge. Area B „Humorale und zell-basierte bronchoalveoläre Verteidigungsmechanismen“ analysiert lokale antimikrobielle Verteidigungsmechanismen und die genaue Rolle von lokal residenten oder in die Lunge rekrutierten Immun-Zellen für Gewebeschädigung, Wirtsverteidigung, und Reparatur. Area C „Kontrolle der Wirtsantwort im bronchoalveolärem Kompartiment und Strategien zur Intervention“ studiert u.a. Mechanismen, die zum folgenreichen Verlust der Eingrenzung der Infektion und Inflammation (Barrierestörung) führen, testet im SFB entwickelte therapeutische Ansätze und zielt auf die Manipulationen der angeborenen Immunantwort für verbesserte Vakzinierung. Leistungsfähige mikroskopische Plattformtechniken wurden weiterentwickelt und eröffnen neue molekulare Bildgebungsdimensionen, auf die nahezu alle SFB-TR-Projekten zurückgreifen werden.

Standortbeteiligter des SFB/Transregio 84 ist Herr Professor Holger Hackstein. Das Projekt wird aktuell in der 3. Förderperiode bis zum 31.12.2022 gefördert.

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Proteine sind essentielle zelluläre Bausteine mit vielfältigen strukturellen und regulatorischen Funktionen. Proteinmodifikationen sind wichtige physiologische Steuerungselemente, können aber auch ursächlich an der Entstehung von Krankheiten, wie Entzündung, Krebs und dem Absterben von Nervenzellen beteiligt sein. Der SFB877 beschäftigt sich mit Signalwegen im Zellinneren und zwischen Zellen, die durch eine besondere Form der Proteinmodifikation, nämlich der Spaltung von Proteinen, enthalten. Während die meisten Veränderungen an Proteinen in Sekundenbruchteilen umkehrbar sind, ist ihre Spaltung irreversibel und nimmt daher eine bislang wenig untersuchte Sonderstellung ein. Zellen benötigen Stunden um einmal gespaltene Proteine neu zu synthetisieren und kurzlebige Zellen wie z. B. Neutrophile sind dazu gar nicht in der Lage. Der SFB analysiert solche Proteinspaltungsvorgänge und verfolgt die Hypothese, dass es sich hier um Hauptschalter der Zellkommunikation handelt, die bei der Entstehung vieler Krankheiten gestört sind. Ergebnisse aus der ersten und zweiten Förderphase belegen diese Vorstellung eindrucksvoll. Im der letzten Förderperiode soll von unserem Konsortium und dem integrierten Graduiertenkolleg untersucht werden, wie proteolytische Prozesse translational genutzt werden können. Fernziel ist, diese Erkenntnisse zu neuartigen therapeutischen Konzepten für die Behandlung von Entzündungskrankheiten, neurodegenerativen Erkrankungen und Tumorerkrankungen weiterzuentwickeln.

Standortbeteiligte des SFB 877 sind Frau Professorin Friederike Zunke und Herr Dr. Philipp Arnold. Das Projekt wird aktuell in der 3. Förderperiode bis zum 30.06.2022 gefördert.

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Jeder Mensch kann über die gesamte Lebensspanne hinweg zu jedem Zeitpunkt und an jedem Ort ein Trauma erleiden. Die Zerstörung von Gewebe- und Zellschranken ruft eine sofortige Aktivierung unterschiedlichster Abwehrsysteme hervor. Die folgende akute Gefahrenantwort des Körpers zielt darauf ab, den Schaden zu begrenzen und Regenerationsprozesse einzuleiten. Die komplexe Gefahrenantwort stellt jedoch auch eine wesentlich Ursache für Komplikationen dar, die nicht selten zum Tode führen. In der ersten Förderperiode hat der SFB1149 neue mechanistische Erkenntnisse der akuten Gefahrenantwort und posttraumatischer Regenerationsprozesse gewinnen und unterschiedliche individuelle Patientenfaktoren als Störgrößen definieren können, die diese auf molekularer, zellulärer und Organ-Ebene wesentlich beeinflussen.Mit bleibendem Fokus auf den häufigsten Verletzungsmustern und Störfaktoren ist es das Ziel der zweiten Förderperiode des SFB1149, die Pathomechanismen der molekularen Gefahrenantwort sowie gestörter Regenerationsprozesse und daraus resultierenden Komplikationen tiefgreifend zu verstehen, um dadurch den Transfer in wirksame therapeutische Strategien zu ermöglichen. Daher verfolgt der SFB1149 als große wissenschaftliche und klinische Herausforderung folgende zentrale Hypothesen:A) Entschlüsselung der akuten Gefahrenantwort nach Trauma auf molekularer, zellulärer und Organ-EbeneB) Definition wesentlicher Störgrößen (z.B. Vorerkrankungen) der TraumaantwortC) Aufklärung von Mechanismen sowohl der wirksamen als auch gestörten Regenerationsprozesse und Ableitung möglicher Therapiestrategien.Das übergeordnete Ziel des SFB1149 ist es, ein tiefgreifendes und umfassendes Verständnis der Pathophysiologie des Traumapatienten zu erlangen, und darauf aufbauend innovative Therapiekonzepte zu entwickeln, die die Traumafolgen für den Einzelnen und für die Gesellschaft verbessern.

Standortbeteiligte des SFB 1149 ist Frau Professorin Miriam Kalbitz. Das Projekt wird aktuell in der 2. Förderperiode bis zum 31.12.2022 gefördert.

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Die europäische Bevölkerung altert schnell. Bis zum Jahr 2060 wird jede dritte Person, die in Deutschland lebt, älter als 65 Jahre sein. Aus diesem Grund ist die soziale und sozioökonomische Relevanz regenerativer Therapien deutlich angestiegen. Dies gilt insbesondere für Implantate: Je älter die Bevölkerung wird, desto mehr medizinische Implantate für verschiedene Indikationsbereiche sind erforderlich und desto häufiger müssen sie im Verlauf der Therapie ausgetauscht werden. Die Forschungsvision des Sonderforschungsbereiches ELAINE konzentriert sich auf neuartige, elektrisch aktive Implantate. Speziell werden Implantate erforscht, die für die Regeneration von Knochen und Knorpel eingesetzt werden, sowie Implantate für die Tiefe Hirnstimulation, um Bewegungsstörungen zu behandeln. Drei zentrale Forschungsziele sind ein Mittel zur Umsetzung der Forschungsvision. Das erste Ziel ist die Schaffung innovativer energieautonomer Implantate, die eine rückgekoppelte elektrische Stimulation ermöglichen. So wird die Basis für neue medizinische Langzeitanwendungen und eine individuelle Therapie geschaffen, indem eine miniaturisierte elektronische Implantatplattform mit extrem niedrigem Stromverbrauch für alle elektrisch aktiven Implantate im Fokus von ELAINE konzipiert wird. Ein zweites Ziel sind effiziente multiskalige Simulationsmodelle, um rasche Fortschritte bei gezielten Implantatverbesserungen und patientenspezifischen Therapien zu ermöglichen. So werden neue Methoden zur Simulation von Biomaterial-Komposita, elektromagnetischem Stimulus lebender Zellen und die Validierung von Ergebnissen das grundlegende Verständnis weit über den Stand der Forschung hinaus vorantreiben. Das dritte langfristige Ziel ist es, die grundlegenden Mechanismen der elektrischen Stimulation in Knochen, Knorpel und Gehirn zu analysieren und dieses Wissen in die klinische Praxis zu transferieren. Die technische Vision konzentriert sich dabei auf einen energieminimierten elektrischen Stimulator, der 12 Wochen autonom, vollständig programmierbar und implantierbar mit kontinuierlichen und intermittierenden Modi für die Anwendung sowohl bei Menschen als auch bei Tieren funktioniert. Dazu werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Bereichen Elektrotechnik, Informatik, Maschinenbau, Materialwissenschaften, Physik, Biologie und Medizin interdisziplinär zusammenarbeiten. Als einzigartiges Merkmal ermöglicht unser interdisziplinäres Konsortium eine wissenschaftlich fundierte Validierung neu abgeleiteter theoretischer Modelle, numerischer Methoden und technischer Lösungen durch Experimente sowohl in den Ingenieur- als auch in den Lebenswissenschaften. Dieses risikoreiche interdisziplinäre Forschungsprogramm soll neue Ansätze für künftige biomedizinische Implantate aufzeigen, um die Chancen für eine Überwindung der oben genannten gesundheitlichen Probleme alternder Bevölkerung zu erhöhen.

Standortbeteiligter des SFB 1270 ist Herr Professor Aldo R. Boccaccini. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 30.06.2021 gefördert.

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Im beantragten Sonderforschungsbereich POLYTARGET sollen polymerbasierte, nanopartikuläre Trägermaterialien zur zielgerichteten Applikation von pharmazeutischen Wirkstoffen entwickelt werden. Im Vordergrund sollen Systeme stehen, die zur Therapie von Krankheiten und Syndromen geeignet sind, deren Morbidität maßgeblich durch eine entzündliche Reaktion gekennzeichnet ist. Dabei sollen unter Zuhilfenahme von systematischen Partikelbibliotheken Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Polymeren bzw. Nanopartikeln und deren biologischer Wirkung ermittelt werden. Für die Nanopartikel werden neue funktionale Polymere entwickelt (z.B. Polyesteramide, Polyketale, funktionalisierte Polysaccharide, kationische Polymere), die passend auf den einzuschließenden entzündungshemmenden Wirkstoff (sowohl bekannte als auch neue) und die gewünschte Art der Freisetzung maßgeschneidert werden (CORE-Projekte). Um die Zirkulationszeit im Körper zu erhöhen und unerwünschte Wechselwirkungen mit Proteinen zu minimieren, können die Nanopartikel mit sogenannten „Stealth“-Polymeren (z.B. Poly(ethylenoxid), Poly(2-oxazolin)e) funktionalisiert werden. Die Zellspezifität wird durch aktives oder passives Targeting durch die Ankopplung von Antikörpern, Peptiden oder anderen Molekülen mit bestimmten Erkennungsstrukturen erreicht. Zur Diagnostik werden geeignete Farbstoffe in die Trägermaterialien eingeschlossen oder kovalent an diese angebunden (SHELL-Projekte). Insbesondere in den MEDIUM-Projekten werden die Nanopartikel detailliert auf ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften sowie ihre biologische / pharmazeutische Eignung – auch unter Berücksichtigung physiologischer Bedingungen – in in vitro und in vivo-Modellen untersucht. Hierfür werden bereits etablierte Techniken genutzt; es werden aber auch neue Methoden entwickelt, um langfristig geeignete Formulierungen für die Nanomedizin zu identifizieren. Enge Kooperationen innerhalb des multi- und interdisziplinären Konsortiums mit Beteiligten aus Chemie, Materialwissenschaft, Biologie, Pharmazie und Medizin bieten einzigartige Voraussetzungen, die Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung in Anwendungen zu übertragen.

Standortbeteiligte des SFB 1278 ist Frau Professorin Dagmar Fischer. Das Projekt wird aktuell in der 2. Förderperiode bis zum 30.06.2025 gefördert.

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In Deutschland leiden mehr als zwei Millionen Menschen an chronischer Niereninsuffizienz. 80.000 von ihnen mit funktionslos gewordenen, vernarbten Nieren benötigen eine Dialysebehandlung. Das Ziel der modernen Medizin ist es daher, Nierenerkrankungen früh zu erkennen und durch spezifische Therapien die weitere Schädigung, insbesondere überschießende Entzündungs- und Vernarbungsprozesse, abzuwenden oder zu verlangsamen. Ein großes Problem für die Entwicklung spezifischer Therapieansätze ist jedoch die Tatsache, dass bei Nierenschädigungen oft komplexe Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Zelltypen des sogenannten Tubulussystems und des Interstitiums auftreten, die zugrundeliegenden Signale und Mechanismen aber weitgehend unbekannt sind. […]
Im neuen Sonderforschungsbereich 1350 hat sich daher ein interdisziplinäres Team von Nierenforschern aus Regensburg und Erlangen das ambitionierte Ziel gesetzt, die Pathophysiologie und die krankheitsrelevanten Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Zelltypen in der Niere zu erforschen.

Standortbeteiligte des SFB 1350 ist Frau Professorin Kerstin Amann. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 31.12.2022 gefördert.

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Das Zentralnervensystem ist als ausdifferenziertes Gewebe besonders anfällig für irreversible Schädigungen. Die Erholung kann allerdings verschiedenste Ausmaße annehmen. Sie reicht von kompletter Zerstörung bis hin zur vollständigen Rekonstitution des Nervengewebes. Wie die Regeneration des Nervengewebes reguliert wird, ist bislang weitgehend unbekannt. In diesem multidisziplinären Forschungsverbund werden verschiedene Schädigungsszenarien des Zentralnervensystems durch multimodale Bildgebungsstrategien und molekulare und funktionell-genetische Ansätze direkt im lebenden Gewebe untersucht. Dabei kommen entzündliche, traumatische, metabolische oder ischämische Schädigungsmodelle zum Einsatz. Gemeinsames Ziel ist es, immunologische, gliale und neuronale Kontrollpunkte zu definieren, welche die strukturelle und funktionelle Erholung des geschädigten Nervengewebes regulieren. Diese Erkenntnisse werden daraufhin genutzt, um allgemeingültige Regeln und Signalwege zu entschlüsseln, welche das Erholungspotential des geschädigten Nervengewebes bestimmen. Schließlich sollen diese Erkenntnisse die Grundlage dafür bilden, neue Therapiestrategien zu entwickeln, die gezielt das endogene neuronale Regenerationspotential fördern und gleichzeitig eine funktionell minderwertige Vernarbung des Gewebes vermeiden.

Standortbeteiligter des SFB 274 ist Herr Professor Veit Rothhammer. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 31.12.2023 gefördert.

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Die Entwicklung neuer Legierungen ist von kritischer Bedeutung für viele Schlüsseltechnologien. Beispiele sind hier leichte Werkstoffe für das Transportwesen und die Energieumwandlung oder sichere Implantatwerkstoffe.

Die Vision dieses SFB ist es, einen neuartigen konzeptionellen Rahmen zu entwickeln, der zwei historisch unabhängige Ansätze für die Legierungsentwicklung kombiniert: die thermodynamische Steuerung der Bildung bestimmter kristalliner Phasen und das kontrollierte Einbringen von Kristalldefekten zur Steigerung der Festigkeit. Defekt-Phasendiagramme als neues Paradigma haben das Potential, ein leistungsstarkes Werkzeug für das zukünftige Design von korrosionsbeständigen Werkstoffen mit maßgeschneiderten mechanischen Eigenschaften zu werden.

Standortbeteiligter des SFB 1394 ist Herr Professor Erik Bitzek, er leitet das Teilprojekt A02 „Atomistische Simulation von Versetzungsprozessen“. Das Projekt wird aktuell in der 1. Förderperiode bis zum 31.12.2023 gefördert.

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