Herkömmliche Implantate im Skelettsystem für mechanisch belastete Anwendungen werden heutzutage aus langzeitstabilen Materialien wie z.B. Titan-Legierungen hergestellt. Ist nur ein temporärer Einsatz wie bei Osteosyntheseimplantaten notwendig, müssen diese in der Regel durch Folgeoperationen wieder entfernt werden. Seit mehreren Jahrzehnten wird nach alternativen Werkstoffen gesucht, die sich mit der Zeit auflösen (degradieren, resorbieren) und die weitere Revisionsoperationen unnötig machen. Aufgrund mechanischer Eigenschaften und biologischer Verträglichkeit stellen Magnesium und seine Legierungen vielversprechende Werkstoffe dar. Trotz vieler Untersuchungen zur Magnesium-Degradation sind die Mechanismen und die Einflussfaktoren auf die Degradation noch nicht abschließend geklärt. Ein sinnvoller Vergleich des in der Literatur beschriebenen Korrosionsverhaltens diverser Legierungen ist schwer möglich. Zusätzlich kann bisher keine aussagekräftige Vorhersage auf das in vivo Verhalten von Magnesium aus den in vitro Studien ermittelten Degradationswerten abgeleitet werden. Im Rahmen dieser Arbeit ist der Einfluss der Wahl und der Zusammensetzung der Degradationsflüssigkeit auf die Degradation von Reinmagnesium untersucht worden. Neben diesen Einflussfaktoren werden weitere Versuchsparameter wie z. B. zyklische oder statische Versuchsbedingungen und chemische Umgebungsbedingungen sowie Medienzusätze untersucht. Durch Einsatz geeigneter Untersuchungsmedien und Messmethoden konnte ein Degradationsverhalten gleicher Größungsordnung im Vergleich zur in vivo Korrosion ermittelt werden. Dieses Ergebnis wurde sowohl an Reinmagnesium-Proben als auch exemplarisch an Magnesium-Legierungen demonstriert.
Aktualisiert: 2023-05-18
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Die Antifouling-Wirkung von Membranen gilt als vielversprechend, um Verschmutzungen zuvorzukommen und die Filtrationsleistung zu steigern. Hierzu wird die Eignung einer elektrogesponnenen Membran aus dem Piezoelektrischen Copolymer P(VDF-TrFE) evaluiert. Maßgeblich für die piezoelektrische Phasenbildung während der Membranherstellung ist der Einfluss von Lösemitteln und -gemischen. Deren Auswirkungen auf die piezoelektrische Phasenbildung werden durch die Untersuchung der Löslichkeitsparameter des Copolymers gezielt analysiert. Zur Bestimmung der Membran-Resonanzfrequenz werden Vibrometermessungen genutzt. Diese Frequenz ist ausschlaggebend zur Optimierung der piezoelektrischen Anregung und damit für die Antifouling-Wirkung. Die Überprüfung von leistungsteigernden Filtrationsmaßnahmen erfolgt in einem zur piezoelektrischen Anregung konstruierten Dead-End-Filtrationssystem durch Filtrationsversuche mit und ohne angelegte Wechselspannung.
Aktualisiert: 2023-02-23
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Da etablierte Therapien bei chronischen Sehnenrupturen unzureichende Ergebnisse liefern, ist der Bedarf an Alternativen gestiegen. Zur Nachbildung des Sehnen-Knochen Übergangs mittels Tissue Engineerings (TE), werden Fasern mit unterschiedlicher Ausrichtung benötigt. Der Großteil der etablierten Verfahren zur Ausrichtungsanalyse ist auf die Oberfläche der Proben beschränkt, bedingt irreversible Veränderungen und ist zeitaufwändig. Daher wird das Potenzial der MÜLLER Matrix (MM) – Polarimetrie zurzerstörungsfreien Ausrichtungsanalyse in elektrogesponnenen Vliesen untersucht. Neben der Quantifizierung des Zusammenhangs zwischen der Oberflächengeschwindigkeit des Kollektors und der Ausrichtung der Fasern wird ebenso die Ausrichtungsänderung im physiologisch relevanten Dehnungsbereich untersucht. Dabei dienen ausrichtungssensitive MM-Einträge und -Kennwerte als Basis. Das entwickelte MM-Messsystem wird in einen Zeitstandversuch integriert, um das Verhalten elektrogesponnener Fasern unter Last zu betrachtet. Die beschriebene Anwendung sowie die erzielten Ergebnisse sind von hoher Relevanz für das muskuloskelettale TE.
Aktualisiert: 2023-02-23
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Da etablierte Therapien bei chronischen Sehnenrupturen unzureichende Ergebnisse liefern, ist der Bedarf an Alternativen gestiegen. Zur Nachbildung des Sehnen-Knochen Übergangs mittels Tissue Engineerings (TE), werden Fasern mit unterschiedlicher Ausrichtung benötigt. Der Großteil der etablierten Verfahren zur Ausrichtungsanalyse ist auf die Oberfläche der Proben beschränkt, bedingt irreversible Veränderungen und ist zeitaufwändig. Daher wird das Potenzial der MÜLLER Matrix (MM) – Polarimetrie zurzerstörungsfreien Ausrichtungsanalyse in elektrogesponnenen Vliesen untersucht. Neben der Quantifizierung des Zusammenhangs zwischen der Oberflächengeschwindigkeit des Kollektors und der Ausrichtung der Fasern wird ebenso die Ausrichtungsänderung im physiologisch relevanten Dehnungsbereich untersucht. Dabei dienen ausrichtungssensitive MM-Einträge und -Kennwerte als Basis. Das entwickelte MM-Messsystem wird in einen Zeitstandversuch integriert, um das Verhalten elektrogesponnener Fasern unter Last zu betrachtet. Die beschriebene Anwendung sowie die erzielten Ergebnisse sind von hoher Relevanz für das muskuloskelettale TE.
Aktualisiert: 2023-03-23
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Die Antifouling-Wirkung von Membranen gilt als vielversprechend, um Verschmutzungen zuvorzukommen und die Filtrationsleistung zu steigern. Hierzu wird die Eignung einer elektrogesponnenen Membran aus dem Piezoelektrischen Copolymer P(VDF-TrFE) evaluiert. Maßgeblich für die piezoelektrische Phasenbildung während der Membranherstellung ist der Einfluss von Lösemitteln und -gemischen. Deren Auswirkungen auf die piezoelektrische Phasenbildung werden durch die Untersuchung der Löslichkeitsparameter des Copolymers gezielt analysiert. Zur Bestimmung der Membran-Resonanzfrequenz werden Vibrometermessungen genutzt. Diese Frequenz ist ausschlaggebend zur Optimierung der piezoelektrischen Anregung und damit für die Antifouling-Wirkung. Die Überprüfung von leistungsteigernden Filtrationsmaßnahmen erfolgt in einem zur piezoelektrischen Anregung konstruierten Dead-End-Filtrationssystem durch Filtrationsversuche mit und ohne angelegte Wechselspannung.
Aktualisiert: 2023-02-23
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Herkömmliche Implantate im Skelettsystem für mechanisch belastete Anwendungen werden heutzutage aus langzeitstabilen Materialien wie z.B. Titan-Legierungen hergestellt. Ist nur ein temporärer Einsatz wie bei Osteosyntheseimplantaten notwendig, müssen diese in der Regel durch Folgeoperationen wieder entfernt werden. Seit mehreren Jahrzehnten wird nach alternativen Werkstoffen gesucht, die sich mit der Zeit auflösen (degradieren, resorbieren) und die weitere Revisionsoperationen unnötig machen. Aufgrund mechanischer Eigenschaften und biologischer Verträglichkeit stellen Magnesium und seine Legierungen vielversprechende Werkstoffe dar. Trotz vieler Untersuchungen zur Magnesium-Degradation sind die Mechanismen und die Einflussfaktoren auf die Degradation noch nicht abschließend geklärt. Ein sinnvoller Vergleich des in der Literatur beschriebenen Korrosionsverhaltens diverser Legierungen ist schwer möglich. Zusätzlich kann bisher keine aussagekräftige Vorhersage auf das in vivo Verhalten von Magnesium aus den in vitro Studien ermittelten Degradationswerten abgeleitet werden. Im Rahmen dieser Arbeit ist der Einfluss der Wahl und der Zusammensetzung der Degradationsflüssigkeit auf die Degradation von Reinmagnesium untersucht worden. Neben diesen Einflussfaktoren werden weitere Versuchsparameter wie z. B. zyklische oder statische Versuchsbedingungen und chemische Umgebungsbedingungen sowie Medienzusätze untersucht. Durch Einsatz geeigneter Untersuchungsmedien und Messmethoden konnte ein Degradationsverhalten gleicher Größungsordnung im Vergleich zur in vivo Korrosion ermittelt werden. Dieses Ergebnis wurde sowohl an Reinmagnesium-Proben als auch exemplarisch an Magnesium-Legierungen demonstriert.
Aktualisiert: 2022-11-18
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Herkömmliche Implantate im Skelettsystem für mechanisch belastete Anwendungen werden heutzutage aus langzeitstabilen Materialien wie z.B. Titan-Legierungen hergestellt. Ist nur ein temporärer Einsatz wie bei Osteosyntheseimplantaten notwendig, müssen diese in der Regel durch Folgeoperationen wieder entfernt werden. Seit mehreren Jahrzehnten wird nach alternativen Werkstoffen gesucht, die sich mit der Zeit auflösen (degradieren, resorbieren) und die weitere Revisionsoperationen unnötig machen. Aufgrund mechanischer Eigenschaften und biologischer Verträglichkeit stellen Magnesium und seine Legierungen vielversprechende Werkstoffe dar. Trotz vieler Untersuchungen zur Magnesium-Degradation sind die Mechanismen und die Einflussfaktoren auf die Degradation noch nicht abschließend geklärt. Ein sinnvoller Vergleich des in der Literatur beschriebenen Korrosionsverhaltens diverser Legierungen ist schwer möglich. Zusätzlich kann bisher keine aussagekräftige Vorhersage auf das in vivo Verhalten von Magnesium aus den in vitro Studien ermittelten Degradationswerten abgeleitet werden. Im Rahmen dieser Arbeit ist der Einfluss der Wahl und der Zusammensetzung der Degradationsflüssigkeit auf die Degradation von Reinmagnesium untersucht worden. Neben diesen Einflussfaktoren werden weitere Versuchsparameter wie z. B. zyklische oder statische Versuchsbedingungen und chemische Umgebungsbedingungen sowie Medienzusätze untersucht. Durch Einsatz geeigneter Untersuchungsmedien und Messmethoden konnte ein Degradationsverhalten gleicher Größungsordnung im Vergleich zur in vivo Korrosion ermittelt werden. Dieses Ergebnis wurde sowohl an Reinmagnesium-Proben als auch exemplarisch an Magnesium-Legierungen demonstriert.
Aktualisiert: 2022-11-03
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Magnesium ist ein vielversprechendes Material für resorbierbare Implantate. Es besitzt eine hohe Verträglichkeit und ist den polymeren Werkstoffen in vielen mechanische Eigenschaften überlegen. Neue magnesiumbasierte Materialentwicklungen müssen einer schnellen in vitro Evaluation unterzogen werden. Allerdings sind derzeitige Ergebnisse aus in vitro Tests zum Korrosionsverhalten durch eine fehlende Standardisierung kaum belastbar. Zum einen variieren die Versuchsmethoden in den Studien und zum anderen finden die Versuche in vielen verschiedenen Testfluiden statt. In dieser Arbeit wurde untersucht, welchen Einfluss das Testfluid und die Versuchsführung auf die Magnesiumkorrosion haben. Die zugrundeliegende Interaktion des Testfluids und der Mg-Oberflächen wurden beschrieben und allgemein gültige Aussagen abgeleitet.
Aktualisiert: 2021-09-21
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Magnesium ist ein vielversprechendes Material für resorbierbare Implantate. Es besitzt eine hohe Verträglichkeit und ist den polymeren Werkstoffen in vielen mechanische Eigenschaften überlegen. Neue magnesiumbasierte Materialentwicklungen müssen einer schnellen in vitro Evaluation unterzogen werden. Allerdings sind derzeitige Ergebnisse aus in vitro Tests zum Korrosionsverhalten durch eine fehlende Standardisierung kaum belastbar. Zum einen variieren die Versuchsmethoden in den Studien und zum anderen finden die Versuche in vielen verschiedenen Testfluiden statt. In dieser Arbeit wurde untersucht, welchen Einfluss das Testfluid und die Versuchsführung auf die Magnesiumkorrosion haben. Die zugrundeliegende Interaktion des Testfluids und der Mg-Oberflächen wurden beschrieben und allgemein gültige Aussagen abgeleitet.
Aktualisiert: 2021-11-11
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Viele Erkrankungen des Herzens können bereits gut behandelt werden. Bei einem operativen Eingriff stehen zwei Implantate zur Verfügung, die allerdings eine weitere medizinische Versorgung nach sich ziehen. In der Forschung wird daher der Ansatz des Tissue Engineerings verfolgt. Für einen entsprechenden Herzklappenersatz muss eine geeignete dreidimensionale Stützstruktur hergestellt werden. Basierend auf den nativen vorliegenden Bedingungen und den Ergebnissen aus der aktuellen Forschung wird eine Anforderungsliste erstellt. Für die Herstellung der Stützstruktur mittels Elektrospinnen wird dafür ein Kollektor entwickelt und additiv gefertigt. Die polymeren Fasern bilden auf dem Kollektor - dem Negativ der Herzklappe - eine dreidimensionale Struktur. Diese werden nachträglich dauerhaft gefügt. Die Faserstrukturen werden anschließend charakterisiert. Im Fokus liegt dabei die mechanische Eignung. Zusätzlich wird die Verträglichkeit mit Zellen, die chemische Beständigkeit gegenüber Sterilisation und Lagerung untersucht.
Aktualisiert: 2021-09-09
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Viele Erkrankungen des Herzens können bereits gut behandelt werden. Bei einem operativen Eingriff stehen zwei Implantate zur Verfügung, die allerdings eine weitere medizinische Versorgung nach sich ziehen. In der Forschung wird daher der Ansatz des Tissue Engineerings verfolgt. Für einen entsprechenden Herzklappenersatz muss eine geeignete dreidimensionale Stützstruktur hergestellt werden. Basierend auf den nativen vorliegenden Bedingungen und den Ergebnissen aus der aktuellen Forschung wird eine Anforderungsliste erstellt. Für die Herstellung der Stützstruktur mittels Elektrospinnen wird dafür ein Kollektor entwickelt und additiv gefertigt. Die polymeren Fasern bilden auf dem Kollektor - dem Negativ der Herzklappe - eine dreidimensionale Struktur. Diese werden nachträglich dauerhaft gefügt. Die Faserstrukturen werden anschließend charakterisiert. Im Fokus liegt dabei die mechanische Eignung. Zusätzlich wird die Verträglichkeit mit Zellen, die chemische Beständigkeit gegenüber Sterilisation und Lagerung untersucht.
Aktualisiert: 2022-06-16
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Alle für die Kryokonservierung von Erythrozytenkonzentrat vorgesehenen, etablierten Verfahren sehen die Verwendung von Blutbeuteln vor. Dies limitiert den Transport von Wärme aus den Konserven. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Umsetzbarkeit eines neuen Verfahrens untersucht, welches keine Blutbeutel verwendet, um so dünnere Schichten zu erzeugen und den Wärmetransport zu verbessern. Zu diesem Zweck wird ein Apparateprototyp (Floatfreezer) thermodynamisch ausgelegt, konstruiert und charakterisiert. Das Erythrozytenkonzentrat wird auf einer Schicht aus Perflourcarbon (PFC) aufgebracht und in einem kontinuierlichen Prozess unter Zuhilfenahme von tiefkaltem Stickstoffdampf eingefroren. Das gefrorene Material wird anschließend von dem PFC entnommen, ggf. in kleinere Einheiten zerteilt und in die Kryolagerung überführt. Die Hämokompatibilität von Stickstoff und PFC wird untersucht. Da Humanblut aufgrund von Reglementierungen nicht ohne weiteres verfügbar ist, werden als Modelle für verschiedene physikalische Eigenschaften von humanem Erythrozytenkonzentrat isotone Kochsalzlösung, Glycerin- Wasser-Gemische und porcines Erythrozytenkonzentrat untersucht. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen werden Konzepte zur Weiterentwicklung des Floatfreezers und des Verfahrens erarbeitet.
Aktualisiert: 2022-05-26
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Alle für die Kryokonservierung von Erythrozytenkonzentrat vorgesehenen, etablierten Verfahren sehen die Verwendung von Blutbeuteln vor. Dies limitiert den Transport von Wärme aus den Konserven. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Umsetzbarkeit eines neuen Verfahrens untersucht, welches keine Blutbeutel verwendet, um so dünnere Schichten zu erzeugen und den Wärmetransport zu verbessern. Zu diesem Zweck wird ein Apparateprototyp (Floatfreezer) thermodynamisch ausgelegt, konstruiert und charakterisiert. Das Erythrozytenkonzentrat wird auf einer Schicht aus Perflourcarbon (PFC) aufgebracht und in einem kontinuierlichen Prozess unter Zuhilfenahme von tiefkaltem Stickstoffdampf eingefroren. Das gefrorene Material wird anschließend von dem PFC entnommen, ggf. in kleinere Einheiten zerteilt und in die Kryolagerung überführt. Die Hämokompatibilität von Stickstoff und PFC wird untersucht. Da Humanblut aufgrund von Reglementierungen nicht ohne weiteres verfügbar ist, werden als Modelle für verschiedene physikalische Eigenschaften von humanem Erythrozytenkonzentrat isotone Kochsalzlösung, Glycerin- Wasser-Gemische und porcines Erythrozytenkonzentrat untersucht. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen werden Konzepte zur Weiterentwicklung des Floatfreezers und des Verfahrens erarbeitet.
Aktualisiert: 2021-08-11
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Die Herstellung und Nutzung elektrogesponnener Faservliese und Textilien aus Lösungen (SES) oder Schmelzen (MES), spielen eine zunehmende Rolle in der heutigen Industrie und Forschung. Der strukturelle Aufbau des Fasergerüsts und das damit verbundene Zwischenraumnetzwerk erschweren jedoch deren Quantifizierung. Hierfür wird eine modellbasierte Methode entwickelt, die mittels Distanz- und Wasserscheidentransformation erstmals voneinander abgegrenzte Volumina basierend auf Nano-Computertomographie-Aufnahmen erstellt. Für diese Faservlieseigenschaften werden schließlich die Abhängigkeiten vom Volumenstrom des SES untersucht. Um sie zu interpretieren, wird ein neues mathematisches Berechnungsmodell entworfen und angewandt, das ein objektives Scoring anhand von Grauwerten zweier Datensatzhälften zulässt. Da der Fasermorphologie von Faservliesen eine wichtige Bedeutung zukommt, sind Verfahren notwendig, die eine möglichst gezielte Variation der Morphologie ermöglichen. Deshalb wird im Rahmen dieser Arbeit eigens eine MES-Anlage entwickelt, die zusätzlich die Kombination mit SES ermöglicht.
Aktualisiert: 2021-08-05
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Die Herstellung und Nutzung elektrogesponnener Faservliese und Textilien aus Lösungen (SES) oder Schmelzen (MES), spielen eine zunehmende Rolle in der heutigen Industrie und Forschung. Der strukturelle Aufbau des Fasergerüsts und das damit verbundene Zwischenraumnetzwerk erschweren jedoch deren Quantifizierung. Hierfür wird eine modellbasierte Methode entwickelt, die mittels Distanz- und Wasserscheidentransformation erstmals voneinander abgegrenzte Volumina basierend auf Nano-Computertomographie-Aufnahmen erstellt. Für diese Faservlieseigenschaften werden schließlich die Abhängigkeiten vom Volumenstrom des SES untersucht. Um sie zu interpretieren, wird ein neues mathematisches Berechnungsmodell entworfen und angewandt, das ein objektives Scoring anhand von Grauwerten zweier Datensatzhälften zulässt. Da der Fasermorphologie von Faservliesen eine wichtige Bedeutung zukommt, sind Verfahren notwendig, die eine möglichst gezielte Variation der Morphologie ermöglichen. Deshalb wird im Rahmen dieser Arbeit eigens eine MES-Anlage entwickelt, die zusätzlich die Kombination mit SES ermöglicht.
Aktualisiert: 2021-06-02
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Die Lehrbuchreihe Biomedizintechnik (BMT) umfasst 12 Bände und stellt ein in sich geschlossenes Konzept für Lehre und Weiterbildung dar, das die gesamte Bandbreite des Fachgebiets widerspiegelt. Es überzeugt durch klare Strukturierung, ausgefeilte Didaktik mit aussagekräftigen Übersichten und Abbildungen sowie die enge Verknüpfung von theoretischen Inhalten mit anwendungsorientierten Beispielen. Der erste Band gibt einen systematischen Überblick über die Breite des Fachgebietes BMT; der zweite Band vermittelt die naturwissenschaftlichen Grundlagen und die Terminologie. Die weiteren 10 Bände beinhalten die für das Studium relevanten Subdisziplinen des Fachs - zudem Kapitelzusammenfassungen in Deutsch und Englisch sowie Übungsaufgaben. Das Konzept ist speziell auf die Bedürfnisse von Studierenden technischer Diplom- und Masterstudiengänge an Universitäten und Fachhochschulen auf dem Gebiet der Biomedizinischen Technik abgestimmt, aber auch Medizinstudenten sowie Praktiker in der Industrie und im medizinischen Bereich können es als Nachschlagewerk nutzen. Die Autoren sind hochrangige Experten ihres Fachgebiets.
Aktualisiert: 2021-02-28
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Die Lehrbuchreihe Biomedizintechnik (BMT) umfasst 12 Bände und stellt ein in sich geschlossenes Konzept für Lehre und Weiterbildung dar, das die gesamte Bandbreite des Fachgebiets widerspiegelt. Es überzeugt durch klare Strukturierung, ausgefeilte Didaktik mit aussagekräftigen Übersichten und Abbildungen sowie die enge Verknüpfung von theoretischen Inhalten mit anwendungsorientierten Beispielen. Der erste Band gibt einen systematischen Überblick über die Breite des Fachgebietes BMT; der zweite Band vermittelt die naturwissenschaftlichen Grundlagen und die Terminologie. Die weiteren 10 Bände beinhalten die für das Studium relevanten Subdisziplinen des Fachs - zudem Kapitelzusammenfassungen in Deutsch und Englisch sowie Übungsaufgaben. Das Konzept ist speziell auf die Bedürfnisse von Studierenden technischer Diplom- und Masterstudiengänge an Universitäten und Fachhochschulen auf dem Gebiet der Biomedizinischen Technik abgestimmt, aber auch Medizinstudenten sowie Praktiker in der Industrie und im medizinischen Bereich können es als Nachschlagewerk nutzen. Die Autoren sind hochrangige Experten ihres Fachgebiets.
Aktualisiert: 2021-02-28
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Ein gegenwärtig vielversprechender Ansatz zur Optimierung kardiovaskulärer Gefäßprothesen besteht aus der Kombination abbaubarer synthetischer Werkstoffe sowie Werkstoffe biologischen Ursprungs. Entsprechende Gefäßprothesen bestehen aus einer Trägerstruktur, die im Rahmen der Regenerativen Medizin zur Herstellung eines körpereigenen Gewebeersatzes genutzt wird. Im Rahmen dieser Arbeit werden daher Strategien evaluiert, welche die Anpassung der charakteristischen Eigenschaften der tubulären Trägerstrukturen an das biologische Zielgewebe ermöglichen.
Die sich hieraus ableitenden Fragestellungen adressieren den Einfluss der Lösungseigenschaften im Elektrospinnprozess auf die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der faserbasierten Trägerstrukturen. Hierzu wird zunächst der Einfluss der Lösungszusammensetzung auf den Faserdurchmesser betrachtet. Anschließend werden die mechanischen Eigenschaften, Benetzbarkeit und Biointeraktion der Trägerstrukturen durch geeignete und entwickelte Prüfverfahren bestimmt. Weiterführend werden Konzepte zur Steigerung der Biegefähigkeit sowie Biostabilität vorgestellt und evaluiert. Die etablierten Herstellungs- und Prüfkonzepte stellen somit die Grundlage zur anwendungsorientierten und individuellen Herstellung von tubulären Trägerstrukturen für die Regenerative Medizin dar.
Aktualisiert: 2020-01-01
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Der CHANDLER-Loop dient zur in vitro-Beurteilung der Hämokompatibilität von kardiovaskulären Implantaten. Eine Blutströmung wird durch Rotation eines anteilig gefüllten, geschlossenen Schlauchrings erzeugt. Bisherige Beschreibungen der Strömung im Prüfsystem sind widersprüchlich.
In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass die Fluid-Oberflächenspannung berücksichtigt werden muss, wohingegen die Krümmung des Schlauches keinen nachweisbaren Einfluss auf die wandnahen Strömungsbedingungen hat. Eine erweiterte Modellgleichung wird aufgestellt und mit experimentellen Daten kalibriert. Diese Gleichung erweist sich als stabil gegen Variation von Schlauchradius, Ringradius und Füllwinkel. Die Anwendbarkeit der Gleichung auf Experimente mit Vollblut wird gezeigt. Viskosität und wirkende Wandschubspannung im Chandler-Loop können nun direkt aus der Steighöhe bestimmt werden. Außerdem können in vitro-Versuche so ausgelegt werden, dass sie die physiologische Wandschubspannung zuverlässig abbilden.
Aktualisiert: 2020-03-09
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Der CHANDLER-Loop dient zur in vitro-Beurteilung der Hämokompatibilität von kardiovaskulären Implantaten. Eine Blutströmung wird durch Rotation eines anteilig gefüllten, geschlossenen Schlauchrings erzeugt. Bisherige Beschreibungen der Strömung im Prüfsystem sind widersprüchlich.
In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass die Fluid-Oberflächenspannung berücksichtigt werden muss, wohingegen die Krümmung des Schlauches keinen nachweisbaren Einfluss auf die wandnahen Strömungsbedingungen hat. Eine erweiterte Modellgleichung wird aufgestellt und mit experimentellen Daten kalibriert. Diese Gleichung erweist sich als stabil gegen Variation von Schlauchradius, Ringradius und Füllwinkel. Die Anwendbarkeit der Gleichung auf Experimente mit Vollblut wird gezeigt. Viskosität und wirkende Wandschubspannung im Chandler-Loop können nun direkt aus der Steighöhe bestimmt werden. Außerdem können in vitro-Versuche so ausgelegt werden, dass sie die physiologische Wandschubspannung zuverlässig abbilden.
Aktualisiert: 2019-11-07
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