@phdthesis{Boehm2023,
  author    = {B{\"o}hm, Christoph},
  title     = {Thermal Stability of the Polyesters PCL and PLGA during Melt Electrowriting},
  doi       = {10.25972/OPUS-30613},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-306139},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {The focus of this thesis was to investigate how PCL and PLGA react to the heat exposure that comes with the MEW process over a defined timespan. To assess the thermal stability of PCL during MEW over 25 d, an automated collection of fibers has been used to determine the CTS on each day of heating for three different temperatures. PCL is exceptionally stable over 25 d at 75 °C, whereas for 85 °C and 95 °C a slight upward trend during the last 10 d could be observed, which is an indication for thermal degradation. Same trend could be observed for diameter of fibers produced at a fixed collector speed. For all temperatures, CTS during the first 5 d decreased due to inhomogeneities of the melt. Physical analysis of the fibers by XRD and mechanical testing showed no significant changes. To investigate the chemical details of the thermal durability, PCL was artificially aged over 25 d at 75 °C, 85 °C and 95 °C. Data from GPC analysis and rheology revealed that PCL is degrading steadily at all three temperatures. Combined with GC-MS analysis, two different mechanisms for degradation could be observed: random chain scission and unzipping. Additional GPC experiment using a mixture of PCL and a fluorescence labelled PCL showed that PCL was undergoing ester interchange reactions, which could explain its thermal stability. PLGA was established successfully as material for MEW. GPC results revealed that PLGA degraded heavily in the one-hour preheating period. To reduce the processing temperature, ATEC was blended with PLGA in three mixtures. This slowed down degradation and a processing window of 6 h could be established. Mechanical testing with fibers produced with PLGA and all three blends was performed. PLGA was very brittle, whereas the blends showed an elastic behavior. This could be explained by ester interchange reactions that formed a loosely crosslinked network with ATEC.},
  subject      = {Degradation},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Reichert2007,
  author    = {Reichert, Johannes Christian},
  title     = {Osteogene Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen in Kollagen I Hydrogelen und Herstellung eines stammzellbasierten Polycaprolacton-Hydrogel Konstrukts f{\"u}r die Rekonstruktion segmentaler Knochendefekte},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-23274},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Segmentale Knochendefekte, stellen ein bedeutendes, klinisches Problem mit bisher limitierten, therapeutischen M{\"o}glichkeiten dar. Sie schr{\"a}nken nicht nur die Gesundheit und Lebensqualit{\"a}t des Betroffenen ein sondern bringen bei steigender Inzidenz und kostenintensiver Behandlung auch eine gewaltige sozio{\"o}konomische Problematik mit sich. Die bisher zur Verf{\"u}gung stehenden, therapeutischen Mittel wie die Entnahme von autologer Spongiosa aus dem Beckenkamm bergen das Problem der Morbidit{\"a}t an der Entnahmestelle, von persistierender Schmerzsyndromen, von Hypersensitivit{\"a}t, Instabilit{\"a}t des Beckens und Infektionen. Zudem ist die Menge an Knochen, die gewonnen werden kann, limitiert. Allografts sind von einer bedeutend niedrigeren Zellularit{\"a}t, besitzen eine geringere Revaskularisierungsrate sowie eine h{\"o}here Resorptionsrate, f{\"u}hren zu einer niedrigeren Knochenformationsrate und gehen mit der Gefahr einer Abstoßungsreaktion einher. Zuk{\"u}nftig k{\"o}nnte das Tissue Engineering als interdisziplin{\"a}res Forschungskonzept hier eine entscheidende Rolle spielen. Insbesondere MSZ wird ein großes therapeutisches Potential f{\"u}r die Rekonstruktion von Knochengewebe zugeschrieben. Die vorliegende Studie besch{\"a}ftigte sich einerseits mit der Frage, ob unter dem Einfluss entsprechender Wachstumsfaktoren humane MSZ aus dem Knochenmark in Kollagen I Hydrogelen zu einer osteogenen Differenzierung und der Produktion mineralisierter, extrazellul{\"a}rer Matrix angeregt werden k{\"o}nnen. Zum andern wurde untersucht, ob es m{\"o}glich ist, ein Konstrukt aus MSZ, einem Kollagen Gel und einem geeigneten Scaffold herzustellen, das sich zur Rekonstruktion segmentaler Knochendefekte eignet. Zun{\"a}chst wurden MSZ aus dem Knochenmark isoliert und in Monolayerkulturen osteogen differenziert. Die histochemischen Untersuchungen zeigten, dass in osteogenem Differenzierungsmedium kultivierte MSZ in der prim{\"a}ren Zellkultur vermehrt mineralisierte Matrix bildeten und ALP exprimierten. In den RT-PCR Analysen konnte eine deutliche Mehrexpression sp{\"a}ter osteogener Markergene wie Osteokalzin nachgewiesen werden. MSZ, die leicht zu isolieren und zu 53 kultivieren sind, eignen sich demnach gut als Zellen zur Herstellung eines Konstruktes f{\"u}r die Rekonstruktion von segmentalen Knochendefekten. Eingebracht in Kollagen I Hydrogele zeigten die Zellen unter dem Einfluss verschiedener osteogener Differenzierungsbedingungen unterschiedliche Genexpressionsmuster. Nach 42 Tagen Kultur in SZM (Kontrollgruppe) konnte sowohl die Expression osteogener Markergene als auch eine chondrogene Differenzierung nachgewiesen werden. Es konnte eine deutliche Mehrexpression von AGN, Col II und SOX-9, gleichfalls der osteogenen Marker ALP und Cbfa1 gezeigt werden. Ein entsprechendes Bild hatte auch die histologische Aufarbeitung ergeben. Dies k{\"o}nnte auf die Eigenschaften des Kollagen Hydrogels zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sein, dem aufgrund seiner Zusammensetzung und biologisch-induktiven Merkmale eine chondrogene Induktion, sogar ohne Wachstumsfaktoren, zugeschrieben wird. In der mit BMP- 2 differenzierten Gruppe zeigte sich eine deutliche Zunahme der Expression der chondrogenen Markergene, wie Col II und SOX-9. Auch die osteogenen Marker wie ALP, Cbfa1 und OC waren etwas st{\"a}rker exprimiert. Den Ergebnissen nach zu schließen beg{\"u}nstigte BMP-2 bei der Kultivierung von MSZ in Kollagen I Hydrogelen in vitro eine eher chondrogene Differenzierung. Zumindest in Kombination mit Kollagen I Hydrogelen scheint daher BMP-2 als osteogener Wachstumsfaktor bei der Herstellung stammzellbasierter Konstrukte f{\"u}r den Knochenersatz weniger geeignet. Nach Kultur in osteogenem Medium konnte gegen{\"u}ber der SZM Gruppe eine deutliche Mehrexpression aller getesteten, osteogenen Marker, insbesondere auch von Cbfa1 und OC, nachgewiesen werden. Allerdings zeigte sich auch bei den chondrogenen Markergenen wie Col II eine geringe Zunahme der Genexpression. Das osteogene Medium induzierte demnach MSZ in Kollagen I Gelen vorwiegend eine osteogene Differenzierung. Entsprechend konnte in den histologischen Untersuchungen die Bildung einer mineralisierten, extrazellul{\"a}ren Matrix nachgewiesen werden. Weiterhin konnte im Rahmen dieser Arbeit in vitro aus einem Kollagen I Gel, MSZ und einem PCL-Scaffold ein Konstrukt hergestellt werden, das die Regeneration segmentaler Knochendefekte positiv beeinflussen k{\"o}nnte. Es zeigte sich ein gutes Bonding an der Grenzfl{\"a}che zwischen Kollagen Gel und 54 PCL-Scaffold. Das Kollagen Gel hatte die makropor{\"o}sen und mikropor{\"o}sen Freir{\"a}ume des Scaffolds komplett ausgef{\"u}llt, wodurch eine homogene Verteilung der MSZ innerhalb des Scaffolds erreicht werden konnte.},
  language  = {de}
}