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Nachwuchs- und Forschergruppen

Das INP fördert den Nachwuchs auf allen Institutsebenen und darüber hinaus. Im Wettbewerb um die "Besten Köpfe" ist uns die Nachwuchsförderung in allen Tätigkeitsfeldern ein besonderes Anliegen. Mit unserer anwendungsorientierten Grundlagenforschung begeistern wir den Nachwuchs für gesamtgesellschaftlich relevante Themen. Wir ermöglichen konkrete Erfahrungen in der Forschung und in der Zusammenarbeit mit Industriepartnern.

Die Nachwuchsforschergruppen am INP sind zum einem eigenfinanziert und zum anderen gehen Sie aus Förderphasen des Bundesministeriums für Bildung und Forschung des ZIK plasmatis hervor.

Die beiden Gruppen „Plasmawundheilung“ und „Plasmaquellen-Konzepte“ aus der ersten Förderphase wurden am INP mittlerweile verstetigt und als eigenständige Forschergruppen eingegliedert. Die erfolgreiche Forschungsarbeit des ZIK plasmatis wird nun in einer zweiten Förderphase von den beiden Nachwuchsforschergruppen "Plasma-Flüssigkeits-Effekte" und "Plasma-Redox-Effekte" fortgesetzt.

In enger Zusammenarbeit mit dem wissenschaftlichen Beirat fiel die Entscheidung einer eigenfinanzierten Nachwuchsforschergruppe auf die Gruppe „Biosensorische Oberflächen“ unter der Leitung von Dr. Katja Fricke.


Nachwuchsforschergruppen

Reaktive Moleküle („freie Radikale“) vermitteln die biologische Plasmawirkung. Dabei greifen sie in sogenannte „Redox“-Prozesse von Zellen ein. Die vom Plasma produzierten Moleküle sind die gleichen, die bei physiologischen Prozessen in körpereigenen Zellen entstehen und dort sogar als Signalmoleküle fungieren. Welche Zellantwort ausgelöst wird, hängt von der zellulären Enzymausstattung und der Qualität und Quantität der durchs Plasma freigesetzten Spezies ab. In vielen Krankheiten wie bspw. Krebs ist die zelluläre Enzymausstattung verändert. Plasmabehandlungen können hier therapeutisch wirken.

Die Nachwuchsforschergruppe „Plasma Redox-Effekte“ betreibt Grundlagenforschung auf der Schnittstelle verschiedener Forschungsdisziplinen. Dazu gehören die Redox-Biologie, die Plasmamedizin, die Onkologie und die Immunologie. Gearbeitet wird mit Tumor- und Immunzellen in zwei und dreidimensionalen Zellkulturmodellen, Primärzellen, Tiermodellen und Patientenproben.

Fortgeschrittene Krebsstadien stellen Patienten und Ärzte vor zwei Herausforderungen. Zum einen streuen Krebszellen für viele Therapien schwer erreichbar im ganzen Körper (Metastasierung) und verursachen dadurch über 90% der Krebstoten. Zum anderen regulieren diese Krebszellen die Erkennung durch Immunzellen aktiv herunter. Die Nachwuchsgruppe erforscht, inwieweit die Plasmabehandlung Krebszellen für das Immunsystem sichtbar machen kann. Dadurch entstehen die Krebszellen-bekämpfende Immunzellen, die im ganzen Körper wirksam sind. Das Prinzip ist bereits aus anderen Therapieformen bekannt, in denen auch reaktive Spezies produziert werden. Ob dem Plasma eine Rolle in der Etablierung von Antitumor-Immunantworten zukommt, wird unter anderem in Hautkrebsmodellen untersucht.

Nachwuchsgruppenleiter ZIK plasmatis - "Plasma Redox Effects":
Dr. Sander Bekeschus
Tel.: +49 3834 - 554 3948
plasmatisinp-greifswaldde

Diese Nachwuchsgruppe soll insbesondere folgender Fragestellung nachgehen: Lassen sich über eine detaillierte Analytik von Plasma-Flüssigkeits-Wechselwirkungen einzelne, für spezielle biologische Effekte hauptverantwortliche redoxaktive Spezies identifizieren?

Ziel der Nachwuchsgruppe "Plasma-Flüssigkeits-Effekte" ist, die vom Plasma angeregten chemischen Prozesse in wässrigen Flüssigkeiten in ihrer Komplexität besser zu verstehen und gezielt steuern zu können. Dafür sollen auf der Basis einer Flüssigkeitsanalytik in Kombination mit Plasma- und Gasphasendiagnostik wesentliche, im Ergebnis von Plasma-Flüssigkeits-Wechselwirkungen entstehende reaktive Komponenten und deren Rolle für nachfolgende biologische Effekte identifiziert werden.

Mit dem fundamentalen Verständnis der Plasma-Flüssigkeits-Wechselwirkung werden die wesentlichen Kenngrößen identifiziert, die für die Erzeugung des maßgeschneiderten "Cocktails" aktiver Plasmaspezies für spezifische biologische Effekte notwendig sind. Damit wird die Voraussetzung für an spezifische therapeutische Anforderungen adaptierte

Nachwuchsgruppenleiter ZIK plasmatis - "Plasma-Flüssigkeits-Effekte":
Dr. Kristian Wende
Tel.: +49 3834 - 554 3923
plasmatisinp-greifswaldde

Die Nachwuchsgruppe Biosensorische Oberflächen beschäftigt sich mit Entwicklung und Charakterisierung von neuartigen Funktionsschichten für Sensoren im Life Science Bereich (z. B. Medizin, Pharmazie und Biotechnologie).

Biosensoren werden heutzutage vielseitig eingesetzt; beispielsweise im klinisch-medizinischen Bereich zur Kontrolle des Blutzuckerspiegels, zur Qualitätskontrolle von Lebensmitteln oder in der Umweltanalytik zum Nachweis potenziell umweltschädlicher Chemikalien. Das Kernstück eines jeden Biosensors ist die biologische Erkennungsstruktur, die aus einem Enzym, einem Antikörper, DNA oder aus ganzen Zellen bestehen kann.

In der Nachwuchsgruppe wird in einem interdisziplinären Forschungsumfeld, an der Schnittstelle von Polymerchemie, Materialwissenschaften und Plasmatechnologie, die Erzeugung elektrisch leitfähiger Polymerbeschichtungen untersucht. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Ankopplung von Molekülen/Enzymen/Proteinen/Zellen, die durch plasmabasierte Oberflächenmodifikationen realisiert werden kann. Die Eigenschaften der generierten Schichten werden mit modernster Oberflächenanalytik untersucht, sodass Informationen zur Schichtstruktur und Stabilität in Abhängigkeit vom Beschichtungsprozess gewonnen werden. Da diese Charakteristika im direkten Zusammenhang mit der Funktionalität als biosensorische Oberfläche stehen, werden außerdem Untersuchungen zur Wechselwirkung mit dem Analyten durchgeführt.

Forschungsschwerpunktleiterin Bioaktive Oberflächen:
Dr. Katja Fricke
Tel.: +49 3834 - 554 3841
k.frickeinp-greifswaldde


Forschergruppen

Die Forschungsgruppe "Plasmawundheilung" befasst sich mit der Frage: Ist die wundheilungsfördernde Wirkung kalter Plasmen abhängig von der Ätiologie der Wunden oder auch dem Spektrum der mikrobiologischen Besiedlung?

Mit der bisherigen Forschung des ZIK plasmatis konnte nachgewiesen werden, dass kalte Plasmen bei gezielter Anwendung eine selektive Stimulation humaner Zellen und Gewebe erreichen.

Das Forschungsziel dieser Forschungsgruppe ist die Vertiefung und Erweiterung der Grundlagen plasmabasierter Wundheilung durch das Auffinden von Unterschieden zwischen Hautzellen und den in den chronischen Wunden befindlichen Mikroorganismen. Hierbei sollen molekulare Unterschiede in der Radikalabwehr, im Stoffwechsel und der Zellreparatur zwischen humanen Zellen der Haut und des Immunsystems bzw. den in der Wunde befindlichen Mikroorganismen identifiziert werden.

Für diese Untersuchungen wird in enger Kooperation mit dem Klinikum Karlsburg, sowie der Abteilung für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie der Universitätsmedizin Greifswald und dem Kompetenzzentrum Diabetes Karlsburg zusammengearbeitet. Ziel ist es eine auf den Patienten bzw. die Wunde abgestimmte Plasmabehandlung zu entwickeln, um so die Wundheilung mithilfe kalter Plasmen weiter zu optimieren.

Leiter der assoziierten Forschergruppe "Plasmawundheilung":
Dr. Kai Masur
Tel.: +49 3834 - 554 3322
plasmatisinp-greifswaldde

Die Forschergruppe "Plasmaquellen-Konzepte" geht aus der bisherigen Nachwuchsgruppe "Extrazelluläre Effekte" hervor. Sie wird in ihrer Arbeit insbesondere folgender Fragestellung nachgehen: Lassen sich auf der Basis der vorliegenden Erkenntnisse für spezifische medizinische Anwendungen optimal angepasste Plasmaquellen konzipieren bzw. können neue Konzepte für spezifische Anwendungen entwickelt werden?

Mit den jetzt vorliegenden Erkenntnissen der Grundlagenforschung gibt es einen fundierten wissenschaftlichen Ansatz, um neue Plasmaquellen zu konzipieren, die auf die klinischen Bedürfnisse bedarfsgerecht abgestimmt sind.

Die Arbeiten der Forschergruppe "Plasmaquellen-Konzepte" sollen zu grundsätzlichen neuen Erkenntnissen führen. So soll analysiert werden, wie sich die vom Plasma erzeugten Bestandteile einstellen damit die biologischen Prozesse moduliert werden können. Hier ergibt sich eine unmittelbare Interaktion mit den Arbeiten der NWG "Plasma-Flüssigkeits-Effekte und "Plasma Redox-Effekte".

Das Forschungskonzept der Forschungsgruppe "Plasmaquellen-Konzepte" beinhaltet die Entwicklung neuartiger Quellenkonzepte zur Plasmaerzeugung über die gezielte Ansteuerung der Elektronen, um dadurch eine unmittelbare Kontrolle über die Plasmachemie sowie neue Quellen-Geometrien zu ermöglichen.

Zur Umsetzung der angestrebten Ziele wird eng mit dem Kompetenzzentrum Diabetes Karlsburg zusammengearbeitet. Darüber hinaus werden verschiedene Industriekontakte und –Projekte in die Arbeiten integriert, um die Konzepte frühzeitig mit Anwendungsanforderungen von Herstellerseite zu konfrontieren und anzupassen.

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Konzeptstudie zur Behandlung von Flüssigkeit mit Plasma
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Zylindersymmetrische Hochspannungselektrode in einem langen Schlauch
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Zylindersymmetrische Hochspannungselektrode-Strukturierung der Plasmaansätze

Leiter der assoziierten Forschergruppe "Plasmaquellen-Konzepte":
Dr. Torsten Gerling
Tel.: +49 3834 - 554 3852
plasmatisinp-greifswaldde

Kontakt

Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.
Felix-Hausdorff-Str. 2
17489 Greifswald

Tel.: +49 3834 - 554 300
Fax: +49 3834 - 554 301

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