Das Einzelprojekt SPlaT-DM beschäftigt sich mit der Entwicklung von Computermodellen, die die Entstehung von Organen und Geweben – die sogenannte Morphogenese – simulieren. Derzeitige Modelle arbeiten mit statischen Organstrukturen, die auf gemittelte Werte zurückgreifen. Es existieren bislang keine belastbaren Computermodelle, mit denen beispielsweise die embryonale Entwicklung, das Wachstum von Organoiden oder die Heilung und Regeneration von Organen vorhergesagt werden kann. Ziel des Projektes ist es daher, mehrskalige, physikgetriebene Rechenmodelle zu entwickeln, um die Morphogenese virtuell am Computer darstellen zu können.

Es ist geplant, hierfür einen neuartigen Lösungsansatz zu entwickeln und ihn in eine bereits bestehende Simulationsplattform zu implementieren. Der innovative Ansatz greift dabei auf Fortschritte beim Verständnis der physikalischen Theorie aktiver Gewebemechanik zurück und soll eine Analogie zur Physik dreidimensionaler Flüssigkristalle nutzen. Dort können punktförmige topologische Defekte, die miteinander interagieren, nahezu beliebige Formänderungen herbeiführen. Die aktuellen Erkenntnisse aus diesem Bereich der Physik sollen im Rahmen des Projekts in die Simulationsplattform OpenFPM für biologische Gewebe integriert werden. Die biophysikalische Simulationsumgebung der Morphogenese soll dabei aus einer minimalen Anzahl von biologischen Eingabeparametern berechnet werden. Gleichzeitig wird angestrebt, sie modular zu gestalten, wodurch Nutzerinnen und Nutzer die Struktur und Funktionalität einer Simulation mit einfachen Mitteln an ihre jeweiligen Bedürfnisse anpassen können.