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In vitro-Biofilmuntersuchungen als Basis für die mathematische Modellierung der Biofilmbildung

Einordnung der Arbeiten
Im Rahmen eines laufenden Forschungsvorhabens zur in vivo-nahen mathematischen Modellierung von Biofilmbildungsprozessen sind experimentelle Arbeiten auf der Basis eines in vitro-Biofilmsystems vorgesehen. Dabei werden wesentliche Parameter, die die Biofilmbildung beeinflussen variiert und quantitative wie qualitative Daten zur Menge adhärierender Mikroorganismen, ihrer Vitalität und dreidimensionaler Verteilung auf Oberflächen erhoben. Das Ziel ist es, mit Hilfe dieser Daten mathematische Modelle zur fundierten Voraussage der Biofilmbildung auf Oberflächen zu entwickeln.

Ziel der Arbeiten
Das Arbeitsthema ist als klassisches mikrobiologisches Forschungsthema konzipiert und hat zum Ziel, möglichst umfassende experimentelle Daten für die spätere Entwicklung eines mathematischen Modells der Biofilmbildung unter variablen Oberflächen- und Kulturbedingungen zur Verfügung zu stellen. Die experimentellen Arbeiten beruhen auf einem etablierten in vitro-Biofilmsimulationssystem auf Basis von Bioreaktoren mit angekoppelten Fließkammern
Der Einfluß folgender Parameter auf die Biofilmbildung soll getestet werden:

  • Einfluss der Bakterienkonzentration auf die Geschwindigkeit der Initialadhäsion
  • Einfluss der Scherkraft auf die Kinetik der Initialadhäsion und der Biofilmbildungskinetik
  • Einfluss der Konzentration der C-Quelle auf die Biofilmbildungskinetik
  • Einfluss O2-Sättigung auf Biofilmwachstum

Arbeitsschwerpunkte

  • Einarbeitung in die Biofilmthematik und das in vitro-Biofilmsystem des iba
  • in vitro-Biofilmtests an Glasoberflächen mit unterschiedlichen energetischen Eigenschaften unter Einsatz eines Multispezies-Modells für klinische Infektionen
  • quantitative Bestimmung der Bakterienadhäsion und Biofilmbildung mittels Zählverfahren und mikroskopischer Techniken (in situ-Mikroskopie, CLSM)
  • Vergleich der experimentellen Daten mit Literaturangaben im Sinne einer Datenvalidierung

Anforderungen
Die Arbeiten erfordern grundlegende Kenntnisse der Mikrobiologie, Bakterienkultivierung, Biotechnologie und Mikroskopie. Erste Erfahrungen mit Arbeiten zur Biofilmbildung sind von Vorteil, aber nicht Bedingung. Die Arbeiten sind auf eine Dauer von ca. 6 Monaten inclusive der Einarbeitung in das Thema sowie der Erstellung der Bachelor- / Masterarbeit ausgelegt.


detaillierte Informationen: pdf-Datei
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. K. Liefeith

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