Elektrogesponnene Polymerfasern:Funktionalisierung und Einsatz im Bone Tissue Engineering

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...

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1. Verfasser: Dersch, Roland
Beteiligte: Wendorff, Joachim H. (Prof.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2006
Chemie
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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first_indexed 2007-02-19T00:00:00Z
title_alt Electrospun polymer fibers: Functionalisation and applications in Bone Tissue Engineering
building Fachbereich Chemie
publisher Philipps-Universität Marburg
description 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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Tissue Engineering
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Dersch, Roland
In this work the production and modification of electrospun micro- and nanofibers and the construction of electrospinning setups for various applications like bone tissue engineering or deposition on plants is described. The conditions for the production of a fiber matrix were developed and in a model system with human osteosarcome cells the suitability of this matrix structure for tissue engineering was investigated. In a next step the growth and differentiation behavior of human mesenchymal stem cells on a matrix of poly-l-lactide fibers was investigated and a osteogenic differentiation was observed. The electrospinning setup was modified to obtain a structured fiber matrix that was tested as a model for a three-dimensional matrix in a flow-through system with osteosarcome cells. Several biocompatible and biodegradable polymers were spun and tested as matrix material for human mesenchymal stem cells. With coaxial electrospinning core-shell fibers of different polymers and the incorporation of green fluorescent protein could be obtained.
Elektrogesponnene Polymerfasern:Funktionalisierung und Einsatz im Bone Tissue Engineering
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