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Zusammenfassung:
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung und Modifikation von elektrogesponnenen Mikro- und Nanofasern sowie Geräten zu ihrer Herstellung für verschiedene Anwendungsbereiche, wie den Einsatz im Bone Tissue Engineering oder in der Aufbringung auf Pflanzen. Hierzu wurden zunächst die notwendigen Voraussetzungen zur Herstellung einer Fasermatrix aufgebaut. Anhand von Modellsystemen mit humanen Osteosarkomzellen wurde dann an zweidimensionalen Matrices die grundsätzliche Eignung als Matrixmaterial überprüft. Dann wurde das Wachstums- und Differenzierungsverhalten humaner mesenchymaler Stammzellen (hMSC) auf elektrogesponnenen Poly(L-lactidfasern) getestet und eine osteogene Differenzierung induziert. Auf dem Weg zu einer dreidimenionalen Matrix wurde das Elektrospinnverfahren so modifiziert, das eine strukturierte Fasermatte erhalten werden konnte, die dann als Modell für eine dreidimensionale Matrix verwendet und in einem Perfusionssystem mit humanen Osteosarkomzellen besiedelt wurde. Um eine Verbesserung der Osteoinduktion zu erreichen, wurden Fasern mit einer Beimischung von β-Tricalciumphosphat versponnen und mit hMSC besiedelt, die dann differenziert wurden. Verschiedene biokompatible und bioabbaubare Polymere wurden versponnen und auf ihre Tauglichkeit als Matrixmaterial für hMSC getestet. Das Elektrospinnverfahren wurde dann durch Anwendung des Co-Elektrospinnens erweitert. Es gelang hier, ein Protein (Grün Fluoreszierendes Protein) in die Fasern zu verkapseln und anschließend in den Fasern mittels Fluoreszenz nachzuweisen, dass keine Denaturierung erfolgte. Anhand verschiedener Systeme wurde die Bildung von Kern-Schale-Strukturen gezeigt.

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