Plant virus nanoparticle (VNP) is a useful platform with biocompatibility and versatile monodisperse protein structures that can be engineered with bioactive cues, offering opportunities to functionalize bioinert hydrogels for tissue engineering. The hypothesis in this study was that osteogenesis of human mesenchymal stem cells (hMSCs) and biomineralization could be enhanced by incorporating VNPs, which were engineered with osteogenesis-associated or cell-adhesive peptides, into cell-laden hydrogels. Cellular responses to VNPs were examined in both 2D and 3D cultures, including VNP-cell distribution, cell attachment, morphology, and osteogenesis. VNP-laden agarose or agarose-collagen hydrogels were characterized in terms of release rate, mineralization effect, mechanical properties, and usage as bioink. The results revealed enhanced osteogenic differentiation when cells were cultured on VNP-coated surfaces, and attachment of VNPs to cells as well as at least 84 % of VNP retention were observed in hydrogels. Mineralization effect was pronounced in VNP-laden hydrogels, which also demonstrated the superiority of the enriched peptides on VNPs over free peptides and VNPs with fewer peptides. Finally, VNP-laden hydrogels showed good bioprinting reproducibility. Prospectively, VNPs could be conjugated with vasculogenesis-inducing factors, thereby potentially induce more effectively 3D-printed in vitro pre-vascularization in hydrogels.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Plant virus nanoparticle (VNP) is a useful platform with biocompatibility and versatile monodisperse protein structures that can be engineered with bioactive cues, offering opportunities to functionalize bioinert hydrogels for tissue engineering. The hypothesis in this study was that osteogenesis of human mesenchymal stem cells (hMSCs) and biomineralization could be enhanced by incorporating VNPs, which were engineered with osteogenesis-associated or cell-adhesive peptides, into cell-laden hydrogels. Cellular responses to VNPs were examined in both 2D and 3D cultures, including VNP-cell distribution, cell attachment, morphology, and osteogenesis. VNP-laden agarose or agarose-collagen hydrogels were characterized in terms of release rate, mineralization effect, mechanical properties, and usage as bioink. The results revealed enhanced osteogenic differentiation when cells were cultured on VNP-coated surfaces, and attachment of VNPs to cells as well as at least 84 % of VNP retention were observed in hydrogels. Mineralization effect was pronounced in VNP-laden hydrogels, which also demonstrated the superiority of the enriched peptides on VNPs over free peptides and VNPs with fewer peptides. Finally, VNP-laden hydrogels showed good bioprinting reproducibility. Prospectively, VNPs could be conjugated with vasculogenesis-inducing factors, thereby potentially induce more effectively 3D-printed in vitro pre-vascularization in hydrogels.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Plant virus nanoparticle (VNP) is a useful platform with biocompatibility and versatile monodisperse protein structures that can be engineered with bioactive cues, offering opportunities to functionalize bioinert hydrogels for tissue engineering. The hypothesis in this study was that osteogenesis of human mesenchymal stem cells (hMSCs) and biomineralization could be enhanced by incorporating VNPs, which were engineered with osteogenesis-associated or cell-adhesive peptides, into cell-laden hydrogels. Cellular responses to VNPs were examined in both 2D and 3D cultures, including VNP-cell distribution, cell attachment, morphology, and osteogenesis. VNP-laden agarose or agarose-collagen hydrogels were characterized in terms of release rate, mineralization effect, mechanical properties, and usage as bioink. The results revealed enhanced osteogenic differentiation when cells were cultured on VNP-coated surfaces, and attachment of VNPs to cells as well as at least 84 % of VNP retention were observed in hydrogels. Mineralization effect was pronounced in VNP-laden hydrogels, which also demonstrated the superiority of the enriched peptides on VNPs over free peptides and VNPs with fewer peptides. Finally, VNP-laden hydrogels showed good bioprinting reproducibility. Prospectively, VNPs could be conjugated with vasculogenesis-inducing factors, thereby potentially induce more effectively 3D-printed in vitro pre-vascularization in hydrogels.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Leihmütter, Samenspender, künstliche Befruchtung: wenn die biologischen Eltern
nicht die sozialen sind …
+++ NEU: Ergänzt um das Thema »Social Freezing« +++
Immer mehr Babys werden mit medizinischer Unterstützung gezeugt. Diese Kinder, Samenspender und Leihmütter sind die neuen Akteure der Reproduktionsmedizin – doch was bedeutet das für unser Verständnis von Familie? Was passiert, wenn biologische Elternschaft sich von sozialer entfernt?
Von der Ukraine über Deutschland bis nach Kalifornien hat Andreas Bernard die maßgeblichen Orte, u.a. Samenbanken und Labore, aufgesucht, Eltern, Spender und Mediziner nach ihren Motiven befragt, die Schicksale der Kinder recherchiert. Gleichzeitig hat er die Geschichte des Wissens um die Reproduktion aufgearbeitet und Erstaunliches zutage gefördert. In Verbindung aus Reportage und Wissenschaftsgeschichte gelingt ihm eine glänzend erzählte Bestandsaufnahme aller Aspekte der künstlichen Zeugung von Menschen – und was das für die Ordnung der Familie bedeutet.
Aktualisiert: 2023-06-03
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Aktualisiert: 2023-06-02
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Leihmütter, Samenspender, künstliche Befruchtung: wenn die biologischen Elternnicht die sozialen sind …
Immer mehr Babys werden mit medizinischer Unterstützung gezeugt. Diese Kinder, Samenspender und Leihmütter sind die neuen Akteure der Reproduktionsmedizin – doch was bedeutet das für unser Verständnis von Familie? Was passiert, wenn biologische Elternschaft sich von sozialer entfernt?Von der Ukraine über Deutschland bis nach Kalifornien hat Andreas Bernard die maßgeblichen Orte, u.a. Samenbanken und Labore, aufgesucht, Eltern, Spender und Mediziner nach ihren Motiven befragt, die Schicksale der Kinder recherchiert. Gleichzeitig hat er die Geschichte des Wissens um die Reproduktion aufgearbeitet und Erstaunliches zutage gefördert. In Verbindung aus Reportage und Wissenschaftsgeschichte gelingt ihm eine glänzend erzählte Bestandsaufnahme aller Aspekte der künstlichen Zeugung von Menschen – und was das für die Ordnung der Familie bedeutet.
Aktualisiert: 2023-06-02
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Mit teuflischer List werden am Wiener Institut für künstliche Befruchtung Menschen ermordet, um den systematischen Missbrauch von In-vitro-Embryonen zu vertuschen. Die Juristin Agnes Feder gerät bei ihren Nachforschungen selbst in Gefahr. Als mystische Träume Agnes’ Erinnerung an ein vergangenes Leben wachrufen, erkennt sie die Verstrickungen ihrer beiden Existenzen. Die einstigen Feinde bedrohen sie erneut und die junge Frau muss sich den Mördern aus dem früheren Leben stellen …
Aktualisiert: 2023-05-31
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Mit teuflischer List werden am Wiener Institut für künstliche Befruchtung Menschen ermordet, um den systematischen Missbrauch von In-vitro-Embryonen zu vertuschen. Die Juristin Agnes Feder gerät bei ihren Nachforschungen selbst in Gefahr. Als mystische Träume Agnes’ Erinnerung an ein vergangenes Leben wachrufen, erkennt sie die Verstrickungen ihrer beiden Existenzen. Die einstigen Feinde bedrohen sie erneut und die junge Frau muss sich den Mördern aus dem früheren Leben stellen …
Aktualisiert: 2023-05-31
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Aktualisiert: 2023-05-24
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Erst Kinder, dann Karriere? Immer mehr Paare verschieben das Kinderkriegen auf später. Dass "später" oft aber "zu spät" sein kann, ist vielen nicht klar – und die biologische Uhr lässt sich nicht zurückdrehen.
Dr. Wilfried Feichtinger, international renommierter Reproduktionsmediziner, und die Wissenschaftsjournalistin Eva Stanzl gehen Gründen für Kinderlosigkeit auf den Grund und erläutern im Detail und medizinisch fundiert, was die Reproduktionsmedizin heute leisten kann – und was nicht. Dabei lautet die zentrale Aussage doch: Wer sich für Kinder entschieden hat, sollte schon früh über Familienplanung nachdenken.
Aktualisiert: 2023-05-11
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Leihmütter, Samenspender, künstliche Befruchtung: wenn die biologischen Eltern
nicht die sozialen sind …
+++ NEU: Ergänzt um das Thema »Social Freezing« +++
Immer mehr Babys werden mit medizinischer Unterstützung gezeugt. Diese Kinder, Samenspender und Leihmütter sind die neuen Akteure der Reproduktionsmedizin – doch was bedeutet das für unser Verständnis von Familie? Was passiert, wenn biologische Elternschaft sich von sozialer entfernt?
Von der Ukraine über Deutschland bis nach Kalifornien hat Andreas Bernard die maßgeblichen Orte, u.a. Samenbanken und Labore, aufgesucht, Eltern, Spender und Mediziner nach ihren Motiven befragt, die Schicksale der Kinder recherchiert. Gleichzeitig hat er die Geschichte des Wissens um die Reproduktion aufgearbeitet und Erstaunliches zutage gefördert. In Verbindung aus Reportage und Wissenschaftsgeschichte gelingt ihm eine glänzend erzählte Bestandsaufnahme aller Aspekte der künstlichen Zeugung von Menschen – und was das für die Ordnung der Familie bedeutet.
Aktualisiert: 2023-05-11
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Nanomaterialien haben in der Medizin zu enormem Fortschritt bei der gezielten Wirkstofffreisetzung und für die multimodale Diagnostik geführt. Zu diesem Zweck befasst sich die vorliegende Arbeit mit der Synthese und Charakterisierung von neuartigen anorganisch-organischen Hybridnanopartikel. Diese bestehen formal aus einem anorganischen Metallkation (z. B. [ZrO]²⁺, Gd³⁺) und einem funktionellen organischen Anion. Durch dessen Variation können verschiedene Funktionalitäten eingeführt werden, wodurch die vorgestellten Hybridnanopartikel therapeutische und/oder bildgebende Eigenschaften aufweisen. Dies ermöglicht den Einsatz zur Behandlung von Tumoren, bakteriellen Infektionen sowie entzündlichen Erkrankungen. In Kombination mit einer Fluoreszenzsonde kann dabei die Wirkstoffabgabe detektiert werden. Des Weiteren werden Hybridnanopartikel vorgestellt, die durch Radiomarkierung die Einsetzbarkeit als nukleare Bildgebungssonde in der Positronen-Emissions-Tomographie ermöglicht. Das therapeutische Anwendungspotential der Hybridnanopartikel wurde im interdisziplinären Dialog mit Biologie und Medizin durch ausgewählte in vitro- und in vivo-Studien überprüft.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Neue aussichtsreiche Pharmazeutika scheitern regelmäßig in späten Entwicklungsphasen und stehen somit nicht als wertvolle Wirkstoffe zur Verfügung. Ein Grund hierfür ist die komplexe Pharmakinetik und der Mangel an geeigneten in-vitro Modellen.
Diese Dissertation befasst sich daher mit der Entwicklung neuartiger in-vitro Membranmodelle am Beispiel der Blut-Hirn-Schranke (BHS). Dabei werden die Umgebungsbedinungen der Endothelzellen auf einem Mikrofluidikchip nachgebildet und die Steuerung der Zellpositionen mittels Dielektrophorese realisiert. Die Auslegung und Optimierung des Chip-Designs, die Entwicklung einer in-situ Membran sowie die Ermittlung der Randbedingungen sind wesentliche Bestandteil dieser Arbeit. Weithin werden neben den FEM-Simulationen zur Designentwicklung u.a. auch wichtige Einflussgebende Parameter zur Erstellung eines solchen Mikroorgans vorstellt. Darüber hinaus wird das so aufgebaute Modell mittels Rhodamins, Fluorescein und FITC-Dextran charakterisiert und die Grenzen des Modells erörtert. Als neuartig kann die in-situ Herstellung einer vertikalen Polyamidmembran in einem Polymerchip bezeichnet werden, die im Rahmen dieser Arbeit entwickelt wurde. Sie lässt sich in geschlossenen Polymerchips herstellen und könnte als Basis auch für andere Anwendungen dienen.
Aktualisiert: 2022-07-21
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Plant virus nanoparticle (VNP) is a useful platform with biocompatibility and versatile monodisperse protein structures that can be engineered with bioactive cues, offering opportunities to functionalize bioinert hydrogels for tissue engineering. The hypothesis in this study was that osteogenesis of human mesenchymal stem cells (hMSCs) and biomineralization could be enhanced by incorporating VNPs, which were engineered with osteogenesis-associated or cell-adhesive peptides, into cell-laden hydrogels. Cellular responses to VNPs were examined in both 2D and 3D cultures, including VNP-cell distribution, cell attachment, morphology, and osteogenesis. VNP-laden agarose or agarose-collagen hydrogels were characterized in terms of release rate, mineralization effect, mechanical properties, and usage as bioink. The results revealed enhanced osteogenic differentiation when cells were cultured on VNP-coated surfaces, and attachment of VNPs to cells as well as at least 84 % of VNP retention were observed in hydrogels. Mineralization effect was pronounced in VNP-laden hydrogels, which also demonstrated the superiority of the enriched peptides on VNPs over free peptides and VNPs with fewer peptides. Finally, VNP-laden hydrogels showed good bioprinting reproducibility. Prospectively, VNPs could be conjugated with vasculogenesis-inducing factors, thereby potentially induce more effectively 3D-printed in vitro pre-vascularization in hydrogels.
Aktualisiert: 2022-07-14
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Ziel dieser Dissertation ist die Optimierung der Stoßwellenlithotripsie von Harnsteinen durch Erzeugung kleinerer Konkremente ohne eine Verstärkung der Nebenwirkungen. Hierzu wird zunächst eine in-vitro Steinfragmentationsumgebung entwickelt, mit der die Fragmentationseffektivität verschiedener Lithotripterschallfelder experimentell ermittelt werden kann. Die Fragmentationsumgebung besteht aus einem künstlichen Harnstein, der mit einer Halterung in einem Wasserbecken relativ zum Fokus des Stoßwellenlithotripters positioniert wird. Nach der Stoßwellenbehandlung werden die Fragmente mittels Siebanalyse ausgewertet.
Basierend auf Schallfeldmessungen des verwendeten Lithotripters und theoretischen Überlegungen der Fragmentationsmechanismen werden Hypothesen aufgestellt, die eine erhöhte Fragmentationseffektivität gegenüber der Standardbehandlung (Stein im Fokus des Schallwandlers) vermuten lassen. Diese Hypothesen werden durch experimentelle Untersuchungen unter Verwendung der Steinfragmentationsumgebung bestätigt.
Neben der experimentellen Umgebung wird ein Simulationsmodell zur Berechnung der Fragmentationseffektivität eines Schallfeldes erstellt. Hierfür wird das Tuler-Butcher-Bruchkriterium verwendet, dessen Materialkonstanten über experimentelle Untersuchungen bestimmt werden. Für den Großteil der untersuchten Schallfelder kann eine gute Korrelation zwischen experimentellen und simulativen Ergebnissen festgestellt werden. Da das Simulationsmodell jedoch nicht abschließend validiert werden kann, wird es nicht für weitere Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit genutzt. Als ein Hauptproblem wird der signifikante Einfluss der Kavitation auf den Unterdruckanteil der Stoßwellen vermutet, der in der Simulation nur ungenügend berücksichtigt werden kann.
Aktualisiert: 2021-11-30
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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Synthese und Charakterisierung von neuartigen anorganisch-organische Hybridnanopartikeln auf Basis von Gd3+- und [ZrO]2+-Kationen, die aufgrund ihrer Wirkstoffbeladung in unterschiedlichen Bereichen von Biologie und Medizin eingesetzt werden können. Dazu gehört die Behandlung von Tumoren, bakteriellen Infektionen ebenso wie von viralen Erkrankungen. Die hohe Wirkstoffbeladung der Nanopartikel von bis zu 93 Gew-% ermöglicht hierbei eine effektive Wirkstoffanreicherung in den betroffenen Zellen, sodass die Nanopartikel sich durch eine hohe therapeutische Effizienz auszeichnen, welche den Einsatz von molekularen Wirkstoffen übertreffen kann. Neben Hybridnanopartikeln mit mono-molekularer Beladung, werden auch Nanopartikel vorgestellt, deren therapeutische Wirkung auf einer Kombination mehrerer Wirkstoffe oder unterschiedlicher Wirkmechanismen basiert. So ermöglicht das angewandte Materialkonzept beispielweise die Umsetzung von einer chemotherapeutischen Behandlung in Kombination mit einer Photodynamischen Therapie. Ebenso befasst sich diese Arbeit mit Hybridnanopartikel, die neben Wirkstoffen auch Komponenten für bildgebende Verfahren beinhalten (MRT oder fluoreszenzbasierte Bildgebung), sodass ein Einsatz dieser Nanopartikel im Bereich der Theranostik (Therapie + Diagnostik) möglich ist.
Aktualisiert: 2022-03-17
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In dieser erfrischend verfassten Biografie schildert der Autor, wie er seine schulischen Misserfolge als Sitzenbleibers ohne Volksschulabschluss erlebt und bewältigt hat. Er zeigt auf, wie er sich als ursprünglicher Schulversager in der Fremde durchlaviert, seine Bildungslücken schließt und mit 30 Jahren das Studium der Tiermedizin beginnt. Nach seiner Ausbildung zum Tierarzt spezialisiert er sich auf dem Sektor der Reproduktionsbiologie (künstliche Besamung, Embryotransfer und assoziierte Techniken), avanciert zum promovierten Fachtierarzt und arbeitet als tierärztlicher Leiter auf einer Besamungsstation. Als Entwicklungshelfer erstrecken sich seine Einsätze (Kurse, Vorträge, Seminare, Gutachten zu Tierzuchtprojekten) von Südafrika bis Fernost. Dazu ist er wissenschaftlich tätig als Fachbuchautor, externer Gutachter für die Universitäten Bonn und Leipzig sowie als Autor wissenschaftlicher wie populärwissenschaftlicher Publikationen und Vorträge. Die ehrliche und humorvolle Beschreibung seines ungewöhnlichen Werdeganges vermittelt einen Einblick in die, durch Frust und Freude geprägte, Strategie eines Einzelgängers. Schließlich erfährt der Leser noch, wie es den Autor nach Jahrzehnten in der Ferne wieder heim an den Ort seiner schmerzlichen Misserfolge zog.
Aktualisiert: 2020-02-16
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In dieser erfrischend verfassten Biografie schildert der Autor, wie er seine schulischen Misserfolge als Sitzenbleibers ohne Volksschulabschluss erlebt und bewältigt hat. Er zeigt auf, wie er sich als ursprünglicher Schulversager in der Fremde durchlaviert, seine Bildungslücken schließt und mit 30 Jahren das Studium der Tiermedizin beginnt. Nach seiner Ausbildung zum Tierarzt spezialisiert er sich auf dem Sektor der Reproduktionsbiologie (künstliche Besamung, Embryotransfer und assoziierte Techniken), avanciert zum promovierten Fachtierarzt und arbeitet als tierärztlicher Leiter auf einer Besamungsstation. Als Entwicklungshelfer erstrecken sich seine Einsätze (Kurse, Vorträge, Seminare, Gutachten zu Tierzuchtprojekten) von Südafrika bis Fernost. Dazu ist er wissenschaftlich tätig als Fachbuchautor, externer Gutachter für die Universitäten Bonn und Leipzig sowie als Autor wissenschaftlicher wie populärwissenschaftlicher Publikationen und Vorträge. Die ehrliche und humorvolle Beschreibung seines ungewöhnlichen Werdeganges vermittelt einen Einblick in die, durch Frust und Freude geprägte, Strategie eines Einzelgängers. Schließlich erfährt der Leser noch, wie es den Autor nach Jahrzehnten in der Ferne wieder heim an den Ort seiner schmerzlichen Misserfolge zog.
Aktualisiert: 2020-02-16
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Die künstliche Befruchtung menschlicher Embryonen in vitro hat die Tür zu neuen Möglichkeiten, aber auch zu neuen Fragen aufgestossen. Bei der In-vitro-Fertilisation werden in der Regel mehrere Embryonen erzeugt, von denen nicht alle eine Lebenschance erhalten. Was soll, was darf mit den sogenannt 'überzähligen' Embryonen geschehen? Als Objekt der Forschung sind sie heiss begehrt, zugleich aber manifestieren sich gegen diese Forschung vielfältige ethische Vorbehalte. In der Schweiz ist die Forschung an menschlichen Embryonen seit dem Jahre 2005 unter Strafe verboten.
Die vorliegende Arbeit beleuchtet zunächst die Argumente, die im Parlament für das Verbot angeführt wurden. Die Analyse der parlamentarischen Debatte zeigt auf, dass unklar blieb, wen oder was das Verbot der Embryonenforschung genau schützen soll. Mindestanforderungen an die rationale Begründung der Strafnorm blieben unerfüllt. Darüber hinaus liefert der Autor eine systematische Darstellung der Argumente, die in der wissenschaftlichen Diskussion für oder gegen die Forschung an menschlichen Embryonen vorgebracht werden.
Aktualisiert: 2020-01-31
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Aktualisiert: 2022-10-13
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