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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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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Aus medizinischer Sicht ist das Erreichen konstanter Wirkstoffspiegel im Körper für Patienten mit chronischen Erkrankungen von großer Bedeutung, um einen effizienten therapeutischen Effekt bei gleichzeitig minimalen unerwünschten Nebenwirkungen zu erzielen. Um das Ziel zu erreichen, wurden verschiedenen Wirkstoffträger wie z.B Nanofasern und mesoporöse Silica Nanopartikeln für Wirkstofffreisetzungs-Studien eingesetzt.
Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Darstellung biokompatibler Kompositnanofasern mit definierter Morphologie und skalierbarem Durchmesser mittels Elektrospinn-Verfahrens, sowie deren Modifizierung an der Oberfläche durch Verankerung thermosensitiver Polymere. Eine duale Freisetzung zweier Wirkstoffe mit unterschiedlicher Freisetzungsrate sowie die Temperatur-abhängige Wirkstofffreisetzung wurden erfolgreich gezeigt.
Über passgenaue Funktionalisierung poröser Silica Nanopartikel an der Oberfläche bzw. deren Beladung mit Wirkstoffen ist der Zusammenhang zwischen Materialzusammensetzung, Wirkstofffreisetzungsprofil und antimikrobieller Aktivität untersucht worden. Weiterhin wurde der Einfluss der Nanopartikel-Morphologie auf die Wirkstofffreisetzung und deren antibakteriellen Wirkung ermittelt.
Aktualisiert: 2020-12-26
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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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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: 2019-11-07
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