Spidermans Geheimnis Giesa, Tristan; Buehler, Markus J.
Physik in unserer Zeit,
03/2013, Letnik:
44, Številka:
2
Journal Article
Warum Spinnenseide so stark wie Stahl sein kann, war bis vor kurzem eines der Rätsel der Materialwissenschaften. Mit Hilfe von Computermodellen dringen wir bis in die atomistischen Details der ...Proteinbausteine ein, um die Geheimnisse der Spinnennetzarchitektur zu ergrunden. Dabei entdecken wir, wie das Zusammenspiel von molekularen Strukturen auf den hierarchischen Ebenen die verbluffenden Eigenschaften der Seide hervorbringen. Sie ist ein extrem starkes, hochelastisches, schadenstolerantes, selbstheilendes und umweltfreundliches Material. Im Zeitalter des Stahls und Zements kann man von kunstlichen Materialien mit solchen Eigenschaften nur träumen, die durch eine clevere Kombination von einfachen Bausteinen in komplexe hierarchische Strukturen erreicht werden. PUBLICATION ABSTRACT
Bu çalışma, bulanık analitik hiyerarşi prosesi (AHP), bulanık hata türleri ve etkileri analizi (HTEA) ve bulanık ortalama çözüm uzaklığına göre değerlendirme (EDAS) yöntemini kombine eden bir karar ...verme yaklaşımı ile metalik biyomalzemeleri incelemektedir. Çalışmada, paslanmaz çelik, titanyum ve kobalt-krom alaşımları altı ana kriter, otuz bir alt kriter ve üç risk faktörü kullanılarak değerlendirilmiştir. Bulanık AHP yöntemi değerlendirme kriterlerinin ve risk faktörlerinin önemini belirlemek için kullanılırken, bulanık EDAS yöntemi bulanık HTEA yönteminden elde edilen risk öncelik katsayılarını analiz etmek için kullanılmıştır. Sonuçlara göre, ilk üç önemli kriter enfeksiyon, kanserojenlik ve çekme mukavemetidir. Malzemelerin sıralaması; titanyum > paslanmaz çelik > kobalt-krom alaşımları şeklindedir. Sonuç olarak bu çalışma, mevcut malzemelerin tarafsız değerlendirilmesi ve önceliklendirilmesi için bir temel oluşturmaktadır.
Protein‐Metall‐Wechselwirkungen wurden bisher vor allem hinsichtlich ihrer Bedeutung in Stoffwechselprozessen betrachtet. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass sie auch die mechanischen ...Eigenschaften von Biomaterialien verbessern können, wie z. B. Härte, Zähigkeit, Haftung und die Fähigkeit zur Selbstheilung. Die zugrundeliegenden Prinzipien werden hier anhand einiger Beispiele, wie der Beißwerkzeuge von Arthropoden, der Byssusfäden von Miesmuscheln und des Zements von Sandburg‐Würmern, besprochen. Diese neuen Erkenntnisse können auch für die Entwicklung von bio‐inspirierten Metallopolymeren mit potentiellen Anwendungen in der Industrie und Biomedizin von Bedeutung sein.
Protein‐Metall‐Wechselwirkungen wurden bisher vor allem hinsichtlich ihrer Bedeutung in Stoffwechselprozessen betrachtet. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass sie auch die mechanischen Eigenschaften von Biomaterialien verbessern können, wie z. B. Härte, Zähigkeit, Haftung und die Fähigkeit zur Selbstheilung. Die zugrundeliegenden Prinzipien werden hier besprochen.
Abstract
Die Entwicklung von Hybridstrukturen aus Biomakromolekülen und organischen Polymeren, die über kovalente Bindungen miteinander verknüpft sind, ist ein intensiv bearbeitetes Gebiet. Während ...die Kombination von Proteinen/Peptiden mit synthetischen Makromolekülen bereits umfassend untersucht worden ist, sind bisher weit weniger Beispiele für Nucleinsäure‐Polymer‐Hybride bekannt. In diesem Aufsatz stellen wir ausgewählte Beispiele dieser interessanten Materialklasse vor, deren Vertreter lineare Blockcopolymere, Seitenkettenpolymere oder vernetzte Strukturen sein können. Der Schwerpunkt liegt auf der Herstellung derartiger Materialien sowie auf möglichen Anwendungen in der Nanowissenschaft, Diagnostik und Biomedizin.
Abstract
Enzyme mit künstlichen Cofaktoren
: Nicht diffusionsfähige organische Cofaktoren von Enzymen können oft gegen künstliche Analoga ausgetauscht werden, wobei man halbsynthetische Enzyme erhält ...(siehe Schema). Dieser Ansatz kann zur Analyse von Struktur‐Funktions‐Beziehungen in der Enzymologie und zur Herstellung neuartiger Enzyme mit verbesserten oder neuen Funktionen, die nützlich für Biosensorik, Biokatalyse und Materialwissenschaften sind, verwendet werden.
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Viele Enzyme enthalten einen nicht diffusionsfähigen organischen Cofaktor, prosthetische Gruppe genannt, der im aktiven Zentrum des Enzyms platziert und essenziell für die katalytische Aktivität ist. Ein solcher Cofaktor kann oftmals aus dem Protein entfernt werden, wobei das entsprechende Apoenzym freigesetzt wird. Dieses kann wiederum mit einem künstlichen Analogon des nativen Cofaktors rekonstituiert werden. Heutzutage steht eine große Zahl künstlicher Cofaktoren zur Verfügung, die für die Rekonstitution genutzt werden können und damit die Herstellung von neuartigen halbsynthetischen Enzymen ermöglichen. Diese Methode ist in den letzten Jahrzehnten zu einem vielseitigen Hilfsmittel für die strukturelle Enzymologie weiterentwickelt worden, um Struktur‐Funktions‐Beziehungen zu untersuchen. Darüber hinaus kann die Rekonstitution von Apoenzymen genutzt werden, um Enzyme mit verbesserten oder sogar völlig neuartigen Funktionen herzustellen. Der vorliegende Aufsatz gibt einen Überblick über die historischen Entwicklungen auf diesem Gebiet sowie über die aktuellen Methoden zur Rekonstitution von Apoenzymen.
Mit einer oder zwei Ausnahmen sind Biomaterialien “weich”, das bedeutet, sie verbinden visköse und elastische Eigenschaften. Dieses mechanische Verhalten wird durch die Bildung selbstorganisierter ...supramolekularer Strukturen hervorgerufen, die durch nichtkovalente Wechselwirkungen stabilisiert sind. Es ist eine grundlegende Herausforderung, die Selbstorganisation von Biomaterialien zu verstehen. In vielen Fällen können Konzepte aus der Physik und Chemie weicher Materie, die ursprünglich für Kolloide, Polymere, oberflächenaktive Substanzen, Flüssigkristalle und ähnliches entwickelt wurden, auf die Biologie übertragen werden. Mit diesem Ansatz ist es möglich, so verschiedene Phänomene wie die DNA‐Kondensation, die Fibrillenbildung durch Proteine und Peptide, die Trennung von Lipiden in Schollen, die Fusion oder die Knospung von Vesikeln aus einer neuen Perspektive zu betrachten.
Das Leben von seiner weichen Seite: In diesem Aufsatz werden neue Erkenntnisse über die Eigenschaften selbstorganisierender Biomaterialien wie Proteine, DNA, Lipide und Blutzellen zusammengefasst. Besonderes Augenmerk wird dabei darauf gelegt, mithilfe der Konzepte der Physik und Chemie weicher Materie die strukturelle Selbstorganisation (z. B. die Bildung von Myelinen) zu verstehen.
Ortopedide biyomalzemeler, travma sonucu kırılan kemiklerin iyileşmesi için sabitleme ya da osteoporoz gibi bir hastalık tarafından hasar gören eklem ya da kemiklerin yerini alması amacıyla ...kullanılır. Bu malzemelerin çoğunluğunu metaller oluşturmaktadır. Metal olmayan malzemeler ise seramikler, polimerler ve kompozitler olarak üçe ayrılabilir. Bu çalışmada ortopedik implantların üretiminde kullanılan biyomalzemelerin çeşitleri, temel özellikleri, avantaj ve dezavantajları, kullanım alanları ve malzeme seçimine bağlı olarak oluşabilecek sorunlar özetlenmiştir.
Corps et prothèses Gourinat, Valentine; Groud, Paul-Fabien; Jarrasse, Nathanael
2020
Book
Qu’est-ce qu’une prothèse ? En quoi son utilisation change-t-elle le vécu d’une personne appareillée ou en situation de handicap ?À travers cet ouvrage, qui croise divers travaux, réflexions et ...retours d’expérience, les auteurs proposent une définition et une approche à la fois larges et multiples de ce que peut être une prothèse. Mêlant regards scientifiques complémentaires (sciences humaines et sociales, ingénierie et médecine), positions philosophiques et éthiques, entretiens avec des professionnels, témoignages d’usagers, ce livre permettra aux professionnels du soin, aux chercheurs et étudiants, aux ingénieurs comme aux travailleurs sociaux, aidants familiaux et toute personne concernée de trouver des clés pour comprendre la relation entre le corps et la prothèse.Ce livre spécialisé mais accessible propose un regard à la fois novateur et pragmatique : les auteurs ne cèdent pas à l’utopie en vogue de l’hybridation corps /machine, de l’homme augmenté et du transhumanisme, mais ils mettent en lumière la diversité des vécus dans le processus long et souvent difficile d’appropriation de la prothèse.
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