@phdthesis{Volkenstein2004,
  author    = {Volkenstein, Stefan},
  title     = {Das Wachstumsverhalten von Nucleus cochlearis-Zellen auf verschiedenen Halbleitermaterialien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13425},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Patienten mit einer fortgeschrittenen sensorineuralen Schwerh{\"o}rigkeit oder Taubheit k{\"o}nnen von der Versorgung mit implantierbaren H{\"o}rsystemen, wie dem Cochlea-Implantat (CI) oder dem Hirnstammimplantat (ABI=auditory brainstem implant), profitieren. Hierbei werden H{\"o}reindr{\"u}cke unter Umgehung der Cochlea durch direkte elektrische Stimulation auditorischer Neurone erzeugt. Eine g{\"u}nstigere „bioelektronische" Ankopplung solcher Systeme k{\"o}nnte zuk{\"u}nftig zu einer weiteren Verbesserung der H{\"o}rqualit{\"a}t f{\"u}hren. Zielsetzung dieser Arbeit war es, Erkenntnisse {\"u}ber das Wachstumsverhalten und die Beeinflussbarkeit von Nucleus cochlearis(NC)-Explantaten auf verschiedenen Halbleitermaterialien zu gewinnen. Zur Beantwortung dieser Fragestellung wurden NC-Explantate von 10 Tage alten Raten f{\"u}r 96 Stunden in Neurobasalmedium auf den beiden Halbleitermaterialien Silizium (Si) und Siliziumnitrid (Si3N4), jeweils mit verschiedenen Oberfl{\"a}chenbehandlungen und der Beschichtung mit Extrazellul{\"a}rmatrixproteinen durchgef{\"u}hrt. Dabei wurde nach immunhistochemischer F{\"a}rbung der Neuriten die {\"U}berlebensrate der NC-Explantate, die Neuritenanzahl pro Explantat und die Neuritenl{\"a}nge in den unterschiedlichen Gruppen bestimmt. Des Weiteren sollten durch elektronenmikroskopische Betrachtung n{\"a}here Details {\"u}ber die Wechselwirkung der Neuriten mit ihrer biologischen und alloplastischen Umgebung beobachtet werden. Auf unpolierten Halbleitermaterialien konnte zwar eine gutes Anwachsen, aber keine Neuritenelongation beobachtet werden, weder auf Si noch auf Si3N4. Von den untersuchten Gruppen zeigte poliertes und mit Laminin beschichtetes Si3N4 bez{\"u}glich Neuritenl{\"a}nge und -anzahl im Vergleich zur Kontrollgruppe die beste Biokompatibilit{\"a}t. Unter diesen Bedingungen erreichten die Neuriten eine durchschnittliche L{\"a}nge von 236µm und waren damit signifikant l{\"a}nger als in allen Vergleichsgruppen. Die hier durchgef{\"u}hrten Untersuchungen zeigten, dass die Zellkultur von NC-Explantaten auf Halbleitermaterialien prinzipiell m{\"o}glich ist. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Gruppen, die Neuritenl{\"a}nge und -anzahl betreffend, deuten auf eine Beeinflussung des Wachstums von NC-Explantaten durch das verwendete Material, die Oberfl{\"a}chenbeschaffenheit und -beschichtung mit Extrazellul{\"a}rmatrixproteinen hin. F{\"u}r weiterf{\"u}hrende Untersuchungen auf diesem Gebiet mit dem Ziel der engen Adaptation von auditorischen Neuronen und Mikrochipsystemen bietet sich somit poliertes und mit Laminin beschichtetes Si3N4 an. Durch implantierbare Mikrochiptechnologie und deren Einbindung in neuronale Netzwerke, beispielsweise im Hirnstamm, k{\"o}nnte eine Verbesserung der H{\"o}rrehabilitation bei ertaubten Patienten erwartet werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kohm2014,
  author    = {Kohm, Fabian},
  title     = {Untersuchung des Wachstumsverhaltens neuronaler Zellen auf strukturierten Halbleiteroberfl{\"a}chen als Werkstoff zuk{\"u}nftiger Elektrodentr{\"a}ger auditorischer Implantate},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-104439},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Die Therapie von Patienten mit fortgeschrittener sensorineuraler Schwerh{\"o}rigkeit oder Taubheit mit auditorischen Implantaten ist heute Standard in der medizinischen Versorgung. Durch direkte elektrische Stimulation der noch vorhanden auditorischen Neurone wird versucht, die physiologische Informations{\"u}bertragung entlang der H{\"o}rbahn k{\"u}nstlich nachzubilden. Strukturierte Halbleiterelektrodentr{\"a}ger aus Silizium stellen dabei eine m{\"o}gliche Alternative zu den herk{\"o}mmlichen Kabelb{\"u}ndel-Elektrodentr{\"a}gern heutiger Implantate dar. Durch die M{\"o}glichkeit der Abstandsverringerung zwischen Stimulationselektroden und Nervenfasern sowie durch die M{\"o}glichkeit der Erh{\"o}hung der Anzahl an Stimulationselektroden k{\"o}nnte die Leistungsf{\"a}higkeit heutiger Implantate verbessert werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das Wachstumsverhalten corticaler neuronaler Vorl{\"a}uferzellen der Maus auf strukturierten Siliziumhalbleitern zu untersuchen und das Wachstumsverhalten n{\"a}her zu charakterisieren. Zwei unterschiedliche Oberfl{\"a}-chenstrukturen wurden durch den Einsatz der Elektronenstrahllithografie auf Silizi-umwafern erzeugt. Zylinder auf der Oberfl{\"a}che der Halbleiter wurden als Modellstruktur gew{\"a}hlt, um eine erh{\"o}hte Anzahl an Elektrodenkontakten zu simulieren und die neuronale Interaktion mit diesen zu untersuchen. Daneben wurden Furchen auf Siliziumoberfl{\"a}chen verwendet, um die Wachstumsrichtung der neuronalen Zellen zu beeinflussen. Die durchgef{\"u}hrten Untersuchungen konnten zeigen, dass strukturierte Halbleiter-elektrodentr{\"a}ger in zuk{\"u}nftigen auditorischen Implantaten grunds{\"a}tzlich eine Alternative zu den Kabelb{\"u}ndel-Elektrodentr{\"a}gern heutiger Implantate sein k{\"o}nnten. Durch den Einsatz der Elektronenstrahllithografie konnten Siliziumwafer mit pr{\"a}ziser Oberfl{\"a}chenstrukturierung hergestellt werden und deren Biokompatibilit{\"a}t durch Kultivierung neuronaler Zellen gezeigt werden. Die Geometrie der einge{\"a}tzten Oberfl{\"a}chenstruktur hatte dabei entscheidenden Einfluss auf das Wachstumsverhalten der Zellen. W{\"a}hrend durch Furchen die Orientierung der Neurone gezielt beeinflusst werden konnte und die Neuritenl{\"a}ngen mit zunehmender {\"A}tztiefe abnahmen, konnten derartige Effekte bei den untersuchten Zylindern nicht beobachtet werden. Die durchgef{\"u}hrten rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen gaben Auf-schluss {\"u}ber die Interaktion der Neurite mit der Oberfl{\"a}chenstruktur. Auf vertikalen Wachstumsstress reagierten die kortikalen neuronalen Vorl{\"a}uferzellen unabh{\"a}ngig von der Oberfl{\"a}chenstruktur mit der Ausbildung von neuronalen Br{\"u}cken. Der Modus der Br{\"u}ckenbildung war bei beiden Strukturen dabei gleich, jedoch wurden unterschiedliche Verankerungspunkte an der Siliziumoberfl{\"a}che beobachtet. Dar{\"u}ber hinaus konnte durch Echtzeituntersuchungen an lebenden Zellen gezeigt werden, dass diese w{\"a}hrend des Wachstums ihre Lage ver{\"a}ndern konnten und somit nicht dauerhaft mit der Oberfl{\"a}che verbunden waren. Die Ergebnisse zeigen, dass die beiden untersuchten Oberfl{\"a}chenstrukturen grunds{\"a}tzlich f{\"u}r den Einsatz auf zuk{\"u}nftigen Halbleiterelektrodentr{\"a}gern geeignet sind, jedoch noch weiterf{\"u}hrende Untersuchungen n{\"o}tig sind, um diese weiter zu optimieren.},
  subject      = {Hirnstammimplantat},
  language  = {de}
}