@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}
}