@phdthesis{Samwer2017, author = {Samwer, Charlotte}, title = {Studie zur Bedeutung von „Oxidativem Stress" bei Patienten mit Fibromyalgiesyndrom und dessen Beeinflussbarkeit durch Anthocyanin/Polyphenol-reichen Fruchtsaft}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154064}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Studie zur Bedeutung von „Oxidativem Stress" bei Patienten mit Fibromyalgiesyndrom und dessen Beeinflussbarkeit durch Anthocyanin/Polyphenol-reichen Fruchtsaft}, subject = {Fibromyalgiesyndrom}, language = {de} } @phdthesis{Ruecker2017, author = {R{\"u}cker, Anja}, title = {Entwicklung eines photochemisch vernetzbaren, methacrylat- und isocyanathaltigen Knochenklebers mit degradierbaren keramischen F{\"u}llstoffen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154473}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Bisher getestete Knochenkleber zeigen h{\"a}ufig geringe Klebeeigenschaften auf Knochen bei Zutritt von Feuchtigkeit. Gegenstand dieser Arbeit war es, die Haftf{\"a}higkeit im feuchten Milieu zu verbessern. Hierf{\"u}r wurde der Einfluss sternf{\"o}rmiger, mit Isocyanaten funktionalisierter Poly(ethylenglykol) Molek{\"u}le (NCO-sP(EO-stat-PO)) auf die Klebefestigkeit und Alterungsbest{\"a}ndigkeit einer photopolymerisierbaren Poly(ethylenglykol)dimethacrylat-Basis (PEGDMA) untersucht. Die Polymerisation mittels energiereicher Strahlung erlaubt hohe Reaktionsraten bei K{\"o}rpertemperatur sowie zeitliche und {\"o}rtliche Kontrolle {\"u}ber die Polymerisationsreaktion. Durch den Zusatz degradierbarer, keramischer F{\"u}llstoffe auf Calciumsulfat- und Magnesiumphosphat-Basis in die Matrix sollten durch L{\"o}sungsprozesse Poren geschaffen werden. Diese k{\"o}nnten das Einwachsen neuer Knochensubstanz in das ausgeh{\"a}rtete Material erm{\"o}glichen. Die Ver{\"a}nderungen der kristallinen Strukturen wurden mittels R{\"o}ntgendiffraktometrie beobachtet. Zudem wurden die Proben infrarotspektroskopisch und mikroskopisch untersucht. Die Klebefestigkeit auf kortikalem Rinderknochen im Abscherversuch ebenso wie die Biegefestigkeit vor und nach Lagerung in feuchter Umgebung wurde unter Variation des NCO-sP(EO-stat-PO)-Gehaltes ermittelt. Anschließend sollten die mikroskopische Analyse und energiedispersive R{\"o}ntgenspektrometrie (EDX) Aufschluss {\"u}ber das Bruchverhalten des Materials beim Klebeversuch geben. Es konnte gezeigt werden, dass durch die Zugabe von 20 bis 40 Gew.-\% NCO sP(EO-stat-PO) zur Matrix die Klebefestigkeit auf Knochen von initial etwa 0,15 bis 0,2 MPa auf etwa 0,3 bis 0,5 MPa gesteigert werden kann. W{\"a}hrend alle Referenzproben ihre Haftung an Knochen innerhalb von weniger als 24 Stunden verloren, zeigten Proben mit NCO sP(EO-stat-PO) auch nach 7-t{\"a}giger Lagerung noch Festigkeiten von 0,18 bis 0,25 MPa. Die h{\"o}chste Festigkeit nach 7 Tagen war bei Proben mit dem F{\"u}llstoff Newberyit und einem NCO-sP(EO-stat-PO)-Anteil von 40 Gew.-\% zu verzeichnen. Diese Proben wiesen auch in der mikroskopischen Analyse und im EDX eindeutig ein rein koh{\"a}sives Versagen auf. 20\%-ige Proben zeigten zumindest in geringem Maße auch adh{\"a}sives Versagen. Die 3-Punkt Biegefestigkeit lag initial bei 3,5 bis 5,5 MPa. Durch die Lagerung in PBS sank die Festigkeit auf ~1 MPa. Die Zugabe von NCO-sP(EO-stat-PO) und die Art des eingesetzten F{\"u}llstoffes hatten kaum einen Einfluss auf diese.}, subject = {Isocyanate}, language = {de} } @phdthesis{Michelmann2017, author = {Michelmann, David Paul}, title = {In vitro und in vivo Evaluation von Iodmetomidat-Carbons{\"a}ureamid-Derivaten f{\"u}r die Diagnostik und Therapie von Nebennierenkarzinomen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154280}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Die Erkrankung an einem Nebennierenkarzinom ist bis heute trotz der vielf{\"a}ltigen Therapieans{\"a}tze mit einer sehr schlechten Prognose verbunden. Die Entwicklung von [131I]Iodmetomidat und dessen Anwendung bei Patienten im metastasierten Tumorstadium zeigte großes therapeutisches Potenzial. Aufgrund des enzymatischen Abbaus ist die Verweildauer und effektive Dosis im Tumorgewebe jedoch reduziert, sodass in dieser Arbeit nach einer metabolisch stabileren Substanz bei hoher Affinit{\"a}t zum Zielgewebe und gleichzeitig reduzierter Hintergrundaktivit{\"a}t gesucht wurde. Es wurden mehr als 80 IMTO-Derivate synthetisiert und anschließend deren metabolische Stabilit{\"a}t nach Inkubation mit hepatischen Esterasen mittels Radio-HPLC analysiert. F{\"u}r die Substanzen [125I]IMTO-Azetidinylamid und [125I]IMTO-Ethylmethylamid wurden aufgrund ihrer mit [125I]Iodmetomidat vergleichbaren chemisch-physikalischen Eigenschaften beziehungsweise ihrer besseren metabolischen Stabilit{\"a}t in vitro-Zellversuche zur Evaluation der Aufnahme der Substanzen in NCI H295-Zellen durchgef{\"u}hrt. Hierbei ergab sich kein signifikanter Unterschied bez{\"u}glich einer Aufnahme von [125I]IMTO-Azetidinylamid. [125I]IMTO-Ethylmethylamid wurde signifikant schlechter aufgenommen. Ein Uptake-Versuch mit [125I]IMTO-Azetidinylamid unter zeitgleicher Inkubation mit nicht-radioaktiv markiertem Etomidat ergab Hinweise auf einen kompetitiven Aufnahmemechanismus analog der Referenzsubstanz [125I]Iodmetomidat. Mittels Mitochondrien-Isolationsversuchen festigten sich Hinweise auf eine dem [125I]Iodmetomidat {\"a}hnliche Aufnahme der Substanz [125I]IMTO-Azetidinylamid in mitochondriale Strukturen der NCI H295-Zellen. Zur Evaluation des Verhaltens der Substanzen [125I] Iodmetomidat, [125I]IMTO-Azetidinylamid und [125I]IMTO-Ethylmethylamid wurden in vivo-Versuche an m{\"a}nnlichen CD1-M{\"a}usen durchgef{\"u}hrt. Hierbei ergaben sich nach intraven{\"o}ser Injektion und Messung der relativen Organdosen nach definierten Zeitintervallen deutlich h{\"o}here und l{\"a}ngere Anreicherungen der Substanz [125I]IMTO-Azetidinylamid im Nebennierengewebe bei gleichzeitig sowohl initial als auch im Verlauf deutlich reduzierter Restorgandosis im Vergleich zur Referenz. Eine extern durchgef{\"u}hrte Toxizit{\"a}tsstudie ergab Hinweise auf dosisabh{\"a}ngige klinische Effekte, welche im Vergleich zu Etomidat jedoch deutlich geringer ausfielen. Insgesamt gab es weder Hinweise auf eine erh{\"o}hte Mortalit{\"a}t oder einen h{\"a}matologischen Effekt noch auf biochemische oder pathologische Ver{\"a}nderungen nach Applikation der Substanz IMTO-Azetidinylamid. Ein in Auftrag gegebener Ames-Test ergab keinen Hinweis auf eine m{\"o}gliche Mutagenit{\"a}t der Substanz. Die nach Abschluss des experimentellen Teils dieser Arbeit durch die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Stefanie Hahner und Dr. Andreas Schirbel durchgef{\"u}hrte Anwendung der Substanz [123/131I]IMTO-Azetidinylamid erbrachte vielversprechende Ergebnisse. Im Vergleich zu [125I]Iodmetomidat zeigte [125I]IMTO-Azetidinylamid aufgrund seiner hochspezifischen Aufnahme in das Zielgewebe ein deutlich besseres Profil bez{\"u}glich eines diagnostischen und therapeutischen Einsatzes. Das Iodmetomidat-Carbons{\"a}ureamid [123/131I]IMTO-Azetidinylamid ist ein vielversprechender, im Vergleich zu [123/131I]IMTO metabolisch stabilerer Radiotracer zur Diagnostik adrenaler L{\"a}sionen und k{\"o}nnte bei gleichzeitig reduzierten radiotoxischen Nebenwirkungen zur Verbesserung der Therapie adrenaler Karzinome beitragen. Bez{\"u}glich einer generellen Empfehlung der Anwendung von [123/131I]IMTO-Azetidinylamid in der Diagnostik und Therapie von Nebennierenkarzinomen sollten zun{\"a}chst weitere Untersuchungen durchgef{\"u}hrt werden.}, subject = {Nebennierenrindenkarzinom}, language = {de} } @phdthesis{Ziegler2017, author = {Ziegler, Georg Christoph}, title = {Die SLC2A3-Genduplikation als Kandidatengenvariante der Aufmerksamkeitsdefizit/-Hyperaktivit{\"a}tsst{\"o}rung - molekularbiologische und neurale Korrelate}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154185}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Diese Arbeit widmet sich der Untersuchung einer Kopienzahlvariante (CNV) im Erbgut, die zu einer genomischen Duplikation des SLC2A3-Gens f{\"u}hrt. Die Auswirkungen der SLC2A3- Duplikation wurden im Zellkulturmodell und durch bildgebende Verfahren untersucht. F{\"u}r die SLC2A3-Duplikation konnte eine populationsspezifische Assoziation mit ADHS gezeigt werden (Merker et al. 2017). SLC2A3 kodiert f{\"u}r den neuronalen Glukosetransporter GLUT3, der u.a. Prozesse der Neurotransmitterfreisetzung und Synaptogenese vermittelt und daher wichtig f{\"u}r die Hirnreifung ist. M{\"o}gliche Endpunkte f{\"u}r Endoph{\"a}notypen, die auf einem alterierten Glukosemetabolismus basieren, sind dysfunktionale Hungerregulationsmechanismen ebenso wie eine ver{\"a}nderte neurale Reaktivit{\"a}t gegen{\"u}ber emotionalen Stimuli und Belohnungsreizen. In zwei peripheren Zellmodellen konnte gezeigt werden, dass die SLC2A3-Duplikation Gen-Dosis-abh{\"a}ngig zu einer Steigerung der basalen SLC2A3-mRNA Expression f{\"u}hrt. Ein Expressionsunterschied auf Proteinebene konnte jedoch nicht gefunden werden. Metabolischer Zellstress durch Aushungern der Zellkulturen und eine niedrige Glukosekonzentration im Zellkulturmedium f{\"u}hrten zu einer signifikanten Erh{\"o}hung des schon unter basalen Bedingungen vorhandenen SLC2A3-Expressionsunterschiedes zwischen Duplikations- und Kontrollzelllinien. Dies deutet darauf hin, dass die SLC2A3-Duplikation bei verminderter zellul{\"a}rer Energiezufuhr zu einer {\"U}berkompensation der Glukoseaufnahme f{\"u}hrt. In einer fMRT-Untersuchung wurden erwachsene ADHS-Patienten mit SLC2A3- Duplikation mit ADHS-Patienten und gesunden Kontrollen mit jeweils 2 Genkopien hinsichtlich ereigniskorrelierter neuraler Aktivit{\"a}t als Antwort auf emotionale Stimuli und Essensreize verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass die SLC2A3-Duplikation zu einer ver{\"a}nderten Reaktivit{\"a}t gegen{\"u}ber hochkalorischen Essensreizen f{\"u}hrt, was sich in einem durch maschinelles Lernen identifizierten multivariaten neuralen Antwortmuster und einer relativen Untersch{\"a}tzung des Kaloriengehaltes hochkalorischer Nahrung zeigt. Bei der univariaten Gesamthirn-Analyse der Bilddaten wurden keine signifikanten Gruppenunterschiede gefunden, was darauf hinweist, dass unter den gew{\"a}hlten Versuchsbedingungen keine fokal umschriebenen Gruppenunterschiede der Hirnaktivierung bestehen. Diese Arbeit zeigt, dass die SLC2A3-Duplikation zu einer Erh{\"o}hung der SLC2A3- Genexpression mit bisher unbekannten Auswirkungen auf nachgeschaltete Stoffwechselwege und zu einem komplex ver{\"a}nderten neuralen Antwortmuster f{\"u}hrt, das durch einen linearen Zusammenhang nicht zu beschreiben ist. Weitere Untersuchungen auf Zellebene und eine Erweiterung der bildgebenden Verfahren k{\"o}nnten zu einer besseren Einordnung der SLC2A3- Duplikation bez{\"u}glich ihres Anteils an der endoph{\"a}notypischen Varianz der ADHS f{\"u}hren.}, subject = {Aufmerksamkeitsdefizit-Syndrom}, language = {de} } @phdthesis{Baer2017, author = {B{\"a}r, Isabel}, title = {Einsatz biokompatibler Polymermembranen zur Therapie kongenitaler Bauchwanddefekte im Rattenmodell}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154161}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Kongenitale Bauchwanddefekte sind dramatische Fehlbildungen der vorderen Bauchwand. Zu den Defekten geh{\"o}ren neben der Nabelhernie und dem Blasenextrophie-Komplex im engeren Sinne die Gastroschisis und die Omphalozele. Die Therapie stellt die behandelnden Kinderchirurgen und Neonatologen vor eine große Herausforderung. Methode der Wahl ist der prim{\"a}r operative Bauchdeckenverschluss. Falls aufgrund der Gr{\"o}ße des abdominellen Defekts oder der viszeroabdominellen Diskrepanz ein prim{\"a}rer Verschluss nicht m{\"o}glich ist, wird eine Schusterplastik angelegt oder ein Patch implantiert. Bei den Implantaten unterscheidet man nicht-resorbierbare Materialien wie Polypropylen und Polytetrafluorethylene (GoreTex®) von resorbierbaren Patchs wie zum Beispiel humane Dura, porkine D{\"u}nndarmsubmukosa, oder azellularisiertes Rinderperikard (Lyoplant®). Die Anspr{\"u}che an ein solches Implantat sind hoch und das perfekte Material wurde bis heute noch nicht gefunden. Ideale Eigenschaften sind eine gute Handhabung und N{\"a}hbarkeit, Resorbierbarkeit, Anti-Adh{\"a}sivit{\"a}t zum Intestinum, Stabilit{\"a}t und Elastizit{\"a}t sowie die Transplantatakzeptanz. Ziel dieser Arbeit war die Etablierung bipolarer Polymermembranen zur sicheren und effektiven Therapie kongenitaler Bauchwanddfekten im Rattenmodell. Bei den Polymermembranen handelt es sich um zweischichtige Implantate, welche aus einem Film und einem aufgesponnen Vlies bestehen. Der Film besteht aus dem Resomer LR708, dem linearen PEG-PLA und dem Polyurethan CW1681. Der mittels Electrospinning auf den Film aufgebrachte Vlies ist aus reinem PLA. Die Implantate sind zwischen 20 und 67 µm dick. Als Vergleich diente das bereits im Klein- und Großtiermodell von Meyer et al. etablierte Kollagen-Mesh Lyoplant®. Als Versuchstiere des Experiments dienten n=34 m{\"a}nnliche Wistar Furth Ratten, denen intraoperativ ein 2 x 2 cm großer Bauchwanddefekt zugef{\"u}hrt wurde, der anschließend mit einem gleich großen Patch verschlossen wurde. N=25 Tiere erhielten eine bipolare Polymermebran, n=2 Tiere Lyoplant und n=7 Ratten dienten zur Kontrolle. Nach 21 Tagen fand ein erneuter Eingriff statt. Hierbei wurde das Implantat samt umliegendem Gewebe explantiert und histologisch ausgewertet. Neben der Gewichtszunahme wurden die Ratten auf die Bildung von Hernien und intraabdominellen Adh{\"a}sionen sowie auf histologische Ver{\"a}nderungen untersucht. Von n=34 Ratten verstarben n=9 aus unterschiedlichen Gr{\"u}nden. Alle explantierten Wistar Furth Ratten (n=25) zeigten im dreiw{\"o}chigen postoperativen Verlauf (Δt=3 Wochen) physiologische Gewichtskurven. Alle Ratten mit Polymer-Implantat entwickelten im dreiw{\"o}chigen Verlauf eine abdominelle Hernie sowie Adh{\"a}sionen. Eine Zellinfiltration und Gef{\"a}ßeinsprossung im Sinne einer Neovaskularisation konnte nicht nachgewiesen werden. Die histologische Auswertung ergab eine bindegewebige Ver{\"a}nderung im angren-zenden Gewebe, die zusammen mit der immunhistochemisch gesicherten hohen Anzahl an CD68 positiven Zellen (Makrophagen) einer Immunreaktion {\"u}ber den TH1-Pathway entspricht. Bei fehlender Integration in das Gewebe, kommt dies einer Implantatabstoßung gleich. In den Tieren mit Lyoplant® konnten wir die Ergebnisse von Meyer et al. best{\"a}tigen. Zusammenfassend ist zu sagen, dass die bipolaren Polymermembranen viele Eigenschaften eines idealen biokompatiblen Materials erf{\"u}llen, jedoch aufgrund der fehlenden mechanischen Stabilit{\"a}t nicht zur Therapie von kongenitalen Bauchwanddefekten geeignet sind. Lyoplant® hingegen erwies sich in Bezug auf fehlende Hernienbildung und Adh{\"a}sionen, Gef{\"a}ßeinsprossung und Trans-plantatakzeptanz im Vergleich zu den Polymeren als {\"a}ußerst gut geeignetes Material. Um das operative Ergebnis weiter zu perfektionieren, k{\"o}nnte die Besiedelung des Kollagen-Meshs mit Stammzellen experimentell getestet werden. Inwieweit Lyoplant® dann f{\"u}r die Therapie der kongenitalen Bauchwanddefekte geeignet ist, m{\"u}ssen weitere klinische Studien zeigen.}, subject = {Bauchwand}, language = {de} } @phdthesis{Musacchio2017, author = {Musacchio, Thomas Giuseppe}, title = {ALS und MMN mimics bei Patienten mit BSCL2 Mutationen - eine Erweiterung des klinischen Spektrums der heredit{\"a}ren Spinalparalyse SPG17}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154224}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Die heredit{\"a}re Spinalparalyse SPG17 ist eine autosomal-dominant vererbte Motoneuronerkrankung, welche durch Mutationen im BSCL2 (Seipin) Gen verursacht wird. Klassischerweise {\"a}ußert sich die Krankheit durch eine spastische Paraparese der Beine und Amyotrophie der H{\"a}nde (Silver-Syndrom) oder eine vorwiegend periphere (senso-)motorische Neuropathie. F{\"u}r die vorliegende Arbeit wurden insgesamt sieben Patienten aus vier verschiedenen Familien, bei denen heterozygote Mutationen im BSCL2 Gen nachgewiesen werden konnten, klinisch sowie elektrophysiologisch und molekulargenetisch untersucht. Es gelang hierbei zwei bisher unbekannte ph{\"a}notypische Auspr{\"a}gungen zu beschreiben, welche die Symptomatik und den Verlauf einer Multifokalen Motorischen Neuropathie (MMN) bzw. einer Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) imitieren und hiervon nur durch den genetischen Befund zu unterscheiden sind. Anhand dieser Ergebnisse erfolgte dann nach extensiver Literaturrecherche eine Zusammenfassung aller bisher publizierten F{\"a}lle der SPG17 und eine Einordnung der hier erstbeschriebenen Ph{\"a}notypen in einen Vorschlag zur Erweiterung des bisher verwendeten Klassifikationssystems von BSCL 2 Mutationen.}, subject = {Heredit{\"a}re spastische Spinalparalyse}, language = {de} } @phdthesis{KonradverhBauer2017, author = {Konrad [verh. Bauer], Juliane}, title = {Einfluss von auditorischer Belastung auf die Parameter der Herzfrequenzvariabilit{\"a}t}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154293}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Unter der Herzfrequenzvariabilit{\"a}t (HRV) versteht man die physiologischerweise von Schlag zu Schlag auftretenden Schwankungen der Herzfrequenz. Als nicht-invasive Methode kommt die Messung der HRV in verschiedenen Bereichen zur Beurteilung des Zustandes des autonomen Nervensystems zur Anwendung. Ziel der Arbeit war es, den Einfluss verschiedener H{\"o}rsituationen auf die HRV zu untersuchen und daraus indirekte R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die H{\"o}ranstrengung zu ziehen. Es wurde der Freiburger Sprachverst{\"a}ndlichkeitstest in drei verschiedenen Schalldruckpegeln, n{\"a}mlich mit 20 dB (SPL), 40 dB (SPL) und 70 dB (SPL) durchgef{\"u}hrt. Die Erfassung der Herzaktivit{\"a}t erfolgte mit Hilfe eines Trainingscomputers mit Pulsmessung {\"u}ber einen Brustgurt. Die Spektralanalyse der RR-Intervalle erfolgte mittels der Software Kubios HRV, f{\"u}r die Auswertung wurden die mittlere Herzfrequenz, die SDNN, die RMSSD und die LF/HF-Ratio verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse entsprechen nicht denen einer klassischen Stressreaktion, sondern deuten auf eine Co-Aktivierung von Sympathikus und Parasympathikus hin. M{\"o}glicherweise spielen f{\"u}r die Ver{\"a}nderung der HRV-Parameter weniger die Stressreaktion als vielmehr komplexere Vorg{\"a}nge, wie zum Beispiel die Verarbeitung der akustischen Stimuli im Kortex beziehungsweise das Verstehen und Wiedergeben des Geh{\"o}rten eine Rolle. Die Parameter der Herzfrequenzvariabilit{\"a}t ver{\"a}ndern sich signifikant durch H{\"o}ren bei verschiedenen Schalldruckpegeln und schriftliches Wiedergeben von Sprachmaterial. Es bedarf jedoch weiterer Untersuchungen, um die genauen Zusammenh{\"a}nge n{\"a}her zu untersuchen sowie die verschiedenen Einflussfaktoren, die eine Rolle spielen, zu definieren.}, subject = {Herzfrequenzvariabilit{\"a}t}, language = {de} } @phdthesis{Kraus2017, author = {Kraus, Philip}, title = {Verbesserung von Echoplanarer Bildgebung durch Phasenkorrektur}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154462}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Die Arbeit liefert eine {\"U}bersicht zu m{\"o}glichen Korrekturen dynamischer Off-Resonanzen in dichtegewichteten und kartesischen echoplanaren funktionellen MRT Sequenzen.}, subject = {Kernspintomografie}, language = {de} } @phdthesis{Stengele2017, author = {Stengele, Anja}, title = {Systematische Analyse der Abbindereaktion von Magnesiumphosphat mit Polyacryls{\"a}ure im Vergleich zu klassischen w{\"a}ssrigen Zementsystemen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-153871}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Gegenstand der vorliegenden Arbeit war eine systematische Analyse der Ver-arbeitbarkeit, Abbindedauer, pH Wert- und Temperatur-Verl{\"a}ufe w{\"a}hrend des Abbindens und der Eigenschaften der ausgeh{\"a}rteten Zementpaste, welche je-weils aus Farringtonit (Mg3(PO4)2) unterschiedlicher Reaktivit{\"a}t bestand und mit Diammoniumhydrogenphosphat und Polyacryls{\"a}ure zur Reaktion gebracht und konventionellen w{\"a}ssrigen Zementsystemen gegen{\"u}bergestellt wurde. Ein besonderer Fokus wurde hierbei auf die Beurteilbarkeit der Eignung dieser Zementsysteme als injizierbare Zementpasten in m{\"o}glicherweise lasttragenden Bereichen gelegt. Eine Reaktivierung von Farringtonit und anschließendes Ab-binden mit Wasser konnte durch Hochenergiemahlung f{\"u}r 2 h bis 24 h erzielt werden. Mechanisch aktiviertes Farringtonit mit Polyacryls{\"a}ure (100.000 g/mol) bzw. kurzzeitig gemahlenes Farringtonit mit h{\"o}her molekulargewichtiger Polyac-ryls{\"a}ure f{\"u}hrte auf Grund der zum Teil summierten Reaktivit{\"a}t in der sauren Umgebung der Polyacryls{\"a}ure zu einer schlechten Verarbeitbarkeit und unzu-reichenden Druckfestigkeiten. Um chelatisiertes Farringtonit mit angemessenen Festigkeiten zu erhalten, zeigte sich die Anwesenheit von Ammoniumionen als vielversprechende Strategie. Als hydratisierte Produkte wurden je nach Formu-lierung Struvit (MgNH4PO4·6H2O), Newberyit (MgHPO4·3H2O) oder Mag-nesiumphosphathydrat (Mg3(PO4)2·22H2O) gewonnen. Besonders die Kombina-tion von kurzzeitig gemahlenem Farringtonit mit 17,5 Gew.\%iger Poly-acryls{\"a}ure L{\"o}sung und 23,1 Gew.\%iger Diammoniumhydrogenphos-phat L{\"o}sung mit einem Pulver-zu-Fl{\"u}ssigkeitsverh{\"a}ltnis von 1,5 g/ml f{\"u}hrte zu Zementpasten, die hinsichtlich ihres Abbindeverhaltens und der mechanischen Eigenschaften denen der Einzelbestandteile {\"u}berlegen waren. Die entwickelten Zementsysteme zeigten 60 min nach Beginn des Abbindevor-gangs einen pH-Wert von 4,7 bis 6,4 und Temperaturmaxima von 28,5 °C bis 52 °C je nach Zusammensetzung. Der Mischzement, f{\"u}r welchen maximale Druckfestigkeiten von 15,0±4,1 MPa gemessen wurden, zeigte ein deutlich we-niger spr{\"o}des Bruchverhalten im Vergleich zu den reinen Verd{\"u}nnungen. Da der spr{\"o}de Charakter klassischer mineralische Knochenzemente einen limitie-renden Faktor f{\"u}r die Anwendung in lasttragenden Bereichen darstellt, kann dies als deutliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften beurteilt wer-den. Immerhin lagen die erzielten Festigkeitswerte in der Gr{\"o}ßenordnung der humanen Spongiosa. Besonders hervorzuheben ist außerdem der synergisti-sche Effekt, welcher bei Zementformulierungen aus kurzzeitig gemahlenem Farringtonit mit 17,5 Gew.\%iger Polyacryls{\"a}ure L{\"o}sung und 23,1 Gew.\%iger Diammoniumhydrogenphosphat L{\"o}sung mit einem Pulver-zu-Fl{\"u}ssigkeitsver-h{\"a}ltnis von 1,5 g/ml beobachtet werden konnte. Diese Formulierung wies bis zu vierfach h{\"o}here Festigkeitswerte als die Einzelbestandteile auf. Somit bildet das entwickelte Mischzement-System eine gute Basis f{\"u}r weitere Entwicklungen hin zu mechanisch lasttragenden Defekten.}, subject = {Magnesiumphosphate}, language = {de} } @phdthesis{Swimm2017, author = {Swimm, Katrin}, title = {Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur gasdruckabh{\"a}ngigen W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit von por{\"o}sen Materialien}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-153887}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Als W{\"a}rmed{\"a}mmstoffe werden {\"u}blicherweise makropor{\"o}se Stoffsysteme wie Sch{\"a}ume, Pul-versch{\"u}ttungen, Faservliese und - wolle eingesetzt. Zus{\"a}tzlich finden mikro- und mesopor{\"o}se D{\"a}mmstoffe wie Aerogele Anwendung. Um effiziente W{\"a}rmed{\"a}mmstoffe entwickeln zu k{\"o}nnen, muss der Gesamtw{\"a}rmetransport in por{\"o}sen Materialien verstanden werden. Die ein-zelnen W{\"a}rmetransport-Mechanismen Festk{\"o}rperw{\"a}rmeleitung, Gasw{\"a}rmeleitung und W{\"a}rme-strahlung k{\"o}nnen zuverl{\"a}ssig analytisch beschrieben werden. Bei manchen por{\"o}sen Materialien liefert jedoch auch eine Wechselwirkung zwischen den verschiedenen W{\"a}rmetransport-Mechanismen, d.h. die Kopplung von Festk{\"o}rper- und Gasw{\"a}rmeleitung, einen hohen Beitrag zur Gesamtw{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit. Wie hoch dieser Kopplungseffekt bei einer bestimmten Probe ausf{\"a}llt, kann bisher schwer abgesch{\"a}tzt werden. Um den Kopplungseffekt von Festk{\"o}rper- und Gasw{\"a}rmeleitung besser zu verstehen, sind sowohl experimentelle als auch theoretische Untersuchungen an verschiedenen por{\"o}sen Stoffsystemen erforderlich. Zus{\"a}tzlich kann ein zuverl{\"a}ssiges theoretisches Modell dazu beitragen, die mittlere Porengr{\"o}ße von por{\"o}sen Mate-rialien zerst{\"o}rungsfrei anhand von gasdruckabh{\"a}ngigen W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeitsmessungen zu bestimmen. Als Modellsystem f{\"u}r die experimentellen Untersuchungen wurde der hochpor{\"o}se Feststoff Aerogel verwendet, da seine strukturellen Eigenschaften wie Porengr{\"o}ße und Dichte w{\"a}hrend der Synthese gut eingestellt werden k{\"o}nnen. Es wurden Resorcin-Formaldehyd-Aerogele mit mittleren Porengr{\"o}ßen von etwa 600 nm, 1 µm und 8 µm sowie daraus mittels Pyrolyse abge-leitete Kohlenstoff-Aerogele synthetisiert und jeweils hinsichtlich ihrer Struktur und W{\"a}rme-leitf{\"a}higkeiten experimentell charakterisiert. Die Gesamtw{\"a}rmeleitf{\"a}higkeiten dieser Aerogele wurden f{\"u}r verschiedene Gasatmosph{\"a}ren (Kohlenstoffdioxid, Argon, Stickstoff und Helium) in Abh{\"a}ngigkeit vom Gasdruck durch das Hitzdraht-Verfahren bestimmt. Hierf{\"u}r wurde der Messbereich der Hitzdraht-Apparatur des ZAE Bayern mittels einer Druckzelle auf 10 MPa erweitert. Die Messergebnisse zeigen, dass bei allen Aerogel-Proben Festk{\"o}rper- und Gasw{\"a}r-meleitung einen deutlichen Kopplungsbeitrag liefern: Die gemessenen gasdruckabh{\"a}ngigen W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeiten sind um Faktor 1,3 bis 3,3 h{\"o}her als die entsprechenden reinen Gas-w{\"a}rmeleitf{\"a}higkeiten. Die jeweilige H{\"o}he h{\"a}ngt sowohl vom verwendeten Gas (Gasw{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit) als auch vom Aerogeltyp (Festk{\"o}rperw{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit und Festk{\"o}rperstruktur) ab. Ein stark vernetzter Festk{\"o}rper verursacht beispielsweise einen niedrigeren Kopplungsbei-trag als ein weniger stark vernetzter Festk{\"o}rper. Andererseits wurde die gasdruckabh{\"a}ngige W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit von Melaminharzschaum - einem flexiblen, offenporigen und hochpor{\"o}sen Material - in einer evakuierbaren Zwei-Plattenapparatur unter Stickstoff-Atmosph{\"a}re bestimmt. Das Material zeichnet sich dadurch aus, dass die Addition der Einzelw{\"a}rmeleitf{\"a}higkeiten gut erf{\"u}llt ist, d.h. kein Kopplungsef-fekt auftritt. Allerdings konnte gezeigt werden, dass die gestauchte und damit unregelm{\"a}ßige Struktur von Melaminharzschaum die Kopplung von Festk{\"o}rper- und Gasw{\"a}rmeleitung deut-lich beg{\"u}nstigt. Je st{\"a}rker die Melaminharzschaumprobe komprimiert wird, umso st{\"a}rker f{\"a}llt der Kopplungseffekt aus. Bei einer Kompression um 84 \% ist beispielsweise die gemessene gasdruckabh{\"a}ngige W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit bei 0,1 MPa um ca. 17 \% gegen{\"u}ber der effektiven W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit von freiem Stickstoff erh{\"o}ht. Die experimentellen Untersuchungen wurden durch theoretische Betrachtungen erg{\"a}nzt. Zum einen wurde die Kopplung von Festk{\"o}rper- und Gasw{\"a}rmeleitung anhand einer Serienschal-tung der thermischen Widerst{\"a}nde von Festk{\"o}rper- und Gasphase dargestellt, um die Abh{\"a}n-gigkeit von verschiedenen Parametern zu untersuchen. Dadurch konnte gezeigt werden, dass der Kopplungsterm stets von den Verh{\"a}ltnissen aus Festk{\"o}rper- und Gasw{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit sowie aus den geometrischen Parametern beider Phasen abh{\"a}ngt. Des Weiteren wurden mit dem Computerprogramm HEAT2 Finite-Differenzen-Simulationen an Modellstrukturen durchgef{\"u}hrt, die f{\"u}r por{\"o}se Stoffsysteme, insbesondere Aerogel, charakteristisch sind (Stege, H{\"a}lse, Windungen und tote Enden). Die simulierten gasdruckabh{\"a}ngigen W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeiten zeigen deutlich, dass die Festk{\"o}rperstruktur mit der geringsten Vernetzung, d.h. das tote Ende, am meisten zur Kopplung von Festk{\"o}rper- und Gasw{\"a}rmeleitung beitr{\"a}gt. Dies korre-liert mit den experimentellen Ergebnissen. Dar{\"u}ber hinaus kann man erkennen, dass die Ge-samtw{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit eines schlecht vernetzten por{\"o}sen Systems, wo also ein hoher Kopp-lungseffekt (Serienschaltung) auftritt, niemals gr{\"o}ßer wird als die eines gut vernetzten Sys-tems mit gleicher Porosit{\"a}t, wo haupts{\"a}chlich paralleler W{\"a}rmetransport durch beide Phasen stattfindet. Schließlich wurden drei Modelle entwickelt bzw. modifiziert, um die gasdruckabh{\"a}ngige W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit von por{\"o}sen Stoffsystemen theoretisch beschreiben zu k{\"o}nnen. Zun{\"a}chst wurde ein f{\"u}r Kugelsch{\"u}ttungen entwickeltes Modell f{\"u}r Aerogel angepasst, d.h. Kopplung von Festk{\"o}rper- und Gasw{\"a}rmeleitung wurde nur in den L{\"u}cken zwischen zwei benachbarten Partikeln ber{\"u}cksichtigt. Ein Vergleich mit den Messkurven zeigt, dass der ermittelte Kopplungsterm zu gering ausf{\"a}llt. Daher wurde ein bereits existierendes Aerogelmodell mit kubischer Einheitszelle, welches zus{\"a}tzlich Kopplung zwischen den einzelnen Partikelstr{\"a}ngen beinhaltet, verbessert. Auch dieses Modell liefert keine zufriedenstellende {\"U}bereinstimmung mit den Messwerten, denn der Kopplungsbeitrag wird immer noch untersch{\"a}tzt. Das liegt daran, dass die gew{\"a}hlte regelm{\"a}ßige kubische Struktur f{\"u}r Aerogel zu ungenau ist. So geht bei der Berechnung des Kopplungsterms der bereits erw{\"a}hnte hohe Beitrag durch tote Enden (und auch Windungen) verloren. Erfahrungsgem{\"a}ß k{\"o}nnen jedoch alle f{\"u}r Aerogel erhaltenen gasdruckabh{\"a}ngigen Messkurven mit dem sogenannten Skalierungsmodell relativ gut beschrieben werden. Das entspricht dem Knudsen-Modell f{\"u}r reine Gasw{\"a}rmeleitung, welches mit einem konstanten Faktor skaliert wird. Die Anwendung dieses einfachen Modells auf die Messdaten hat gezeigt, dass die Akkommodationskoeffizienten von Helium in Aerogel deut-lich h{\"o}her sind als die Literaturwerte (ca. 0,3 auf Metalloberfl{\"a}chen): In den vermessenen RF- und Kohlenstoff-Aerogelen lassen sich Akkommodationskoeffizienten nahe 1 f{\"u}r Helium ab-leiten. Dar{\"u}ber hinaus ist das Skalierungsmodell gut geeignet, die mittleren Porengr{\"o}ßen por{\"o}ser Materialien zuverl{\"a}ssig aus gasdruckabh{\"a}ngig gemessenen W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeitskurven zu bestimmen. Dies stellt somit eine unkomplizierte und zerst{\"o}rungsfreie Charakterisierungsmethode dar.}, subject = {W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit}, language = {de} }