KH

PD Dr. Katrin Hurle

Lehrstuhl für Mineralogie

Wissenschaftliche Mitarbeitende

Adresse

Schlossgarten 5 91054 Erlangen

Kontakt

Forschungsschwerpunkte

  • Charakterisierung von apatit- und brushitbildenden Calciumphosphatzementen modifiziert mit medizinischen Wirkstoffen (Antibiotika, Bisphosphonate) für die Anwendung als pharmakologisch aktiver Knochenersatzstoff
  • Substitutionsmechanismen von Dotierungselementen (Cu2+, Li+, Zn2+…) in Calciumphosphat-Phasen sowie deren Einfluss auf das Hydratationsverhalten von Calciumphosphatzementen
  • Charakterisierung von Brushitzementen optimiert für den 3D-Druck
  • Einfluss organischer Additive (Phytinsäure, Polyethylenglykol…) auf das Hydratationsverhalten von Calciumphosphatzementen
  • Quantitative XRD-Analyse von Lithiumsilikat-Glaskeramiken und ZrO2-Keramiken für die Anwendung als Zahnersatz

Methoden

  • Quantitative Röntgenbeugungsanalyse mittels Rietveld-Verfeinerung und G-Faktor-Methode (externe Standardmethode); Verfeinerung anisotroper Kristallitgrößen
  • I-Meter (automatischer Gillmore-Nadelapparat) zur Bestimmung der Härteentwicklung von Zementen
  • Quantitative in-situ XRD, Wärmeflusskalorimetrie und in-situ 1H-TD-NMR zur detaillierten Charakterisierung von Hydratationsreaktionen im Zement
  • Bestimmung von spezifischer Oberfläche und Partikelgrößenverteilung mittels BET und Lasergranulometrie

Projekte seit 2020

  • Wechselwirkungsmechanismen von medizinischen Wirkstoffen mit Calciumphosphatzementen für die Anwendung als pharmakologisch aktiver Knochenersatzstoff


    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Project leader:
    Term: since 1. Juli 2022
    Funding source: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • 3D-Druck von Li-Brushit/Seidenfibroin-Nanokompositen zur Knochenregeneration


    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Project leader: ,
    Term: 1. April 2022 - 31. März 2024
    Acronym: PPP-Portugal 2022-2024
    Funding source: Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)

    Knochendefekte resultierend aus Traumata, Tumorentfernungen oder Knocheninfektionen stellen eine große gesellschaftliche Herausforderung dar, verstärkt durch den steigenden Anteil älterer Patient/innen aufgrund der stetig zunehmenden Lebenserwartung. Die möglichst effektive Behandlung derartiger Knochendefekte zur Verbesserung der Lebensqualität der Betroffenen ist daher von hoher Relevanz. Trotz der beeindruckenden Fortschritte in der Entwicklung synthetischer Materialien zur Knochenregeneration bleiben einige klinische Probleme nach wie vor ungelöst. Ziel des beantragten Forschungsprojekts ist daher die Entwicklung von 3D-gedruckten Nanokompositen bestehendaus Brushitzement und Seidenfibroin (SF), welche hohes Potential zur Erfüllung der strukturellen und biologischen Anforderungen des menschlichen Knochens und damit zur Knochenregeneration aufweisen.

  • Dentale Glaskeramiken im System SiO2 - Li2O - ZrO2 mit verbesserter Lebensdauer: Mechanismen der Kristallisation und Widerstand gegenüber langsamen Risswachstum


    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Overall project: Dentale Glaskeramiken im System SiO2 - Li2O - ZrO2
    Project leader: , ,
    Term: since 1. Oktober 2021
    Acronym: Li-Silicates
    Funding source: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

    Materialklassen, die den natürlichen Zähnen ähneln, wie polykristalline Keramiken, Glaskeramiken und Keramik-Methacrylat-Komposite werden seit einiger Zeit für den Zahnersatz bevorzugt. Das erste kommerzielle Produkt basierte auf einem nicht-stöchiometrischen Mehrkomponentensystem SiO2-Li2O-Al2O3-K2O-P2O5-ZrO2-ZnO, das vorkristallisiert und anschließend aufgeschmolzen und in eine Form aus feuerfestem Material gespritzt wurden. Die resultierende Glaskeramik erreichte einen Kristallisationsgrad von ~70 Vol.-% mit länglichen Li2Si2O5-Kristalliten und weist sehr gute mechanische Eigenschaften auf.

    Der Forschungsansatz ermöglicht es, Beziehungen zwischen den mechanischen Eigenschaften, der Zusammensetzung und der Mikrostruktur, entweder in der Glaskeramik oder im Restglas zu ermitteln. Dazu wird der Einflusss des SiO2/Li2O-Molverhältnisses auf das Kristallisationsverhalten von Li2SiO3- und Li2Si2O5-Phasen analysiert und der Effekt der ZrO2-Zugabe bei konstantem SiO2/Li2O-Verhältnissen auf Kristallisationskinetik und Netzwerkstruktur des Restglases untersucht.

Publikationen