@phdthesis{Bertlein2019,
  author    = {Bertlein, Sarah},
  title     = {Hydrogels as Biofunctional Coatings and Thiol-Ene Clickable Bioinks for Biofabrication},
  doi       = {10.25972/OPUS-17422},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-174225},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung von funktionalisierbaren Hydrogel Beschichtungen f{\"u}r Schmelz-elektrogeschriebene PCL Ger{\"u}ste und von Bio-druckbaren Hydrogelen f{\"u}r die Biofabrikation. Hydrogel Beschichtungen von Schmelz-elektrogeschriebenen Konstrukten erm{\"o}glichten die Kontrolle der Oberfl{\"a}chen-Hydrophilie und damit Zell-Material Interaktionsstudien in minimal Protein-adh{\"a}siven Umgebungen. Zu diesem Zweck wurde ein hydrophiles sternf{\"o}rmiges vernetzbares Polymer verwendet und eine Optimierung der Beschichtungsbedingungen durchgef{\"u}hrt. Außerdem boten neu entwickelte photosensitive Konstrukte eine Zeit- und pH-unabh{\"a}ngige Biofunktionalisierung. Bio-druckbare Hydrogele f{\"u}r die Biofabrikation basierten auf der Allyl-Funktionalisierung von Gelatine (GelAGE) und modifizierten Hyalurons{\"a}ure-Produkten, die das Hydrogel-Vernetzen mittels Thiol-En Click Chemie erm{\"o}glichen. Die Optimierung der GelAGE Hydrogel-Eigenschaften wurde durch eine detaillierte Analyse der Syntheseparameter, variierender En:SH Verh{\"a}ltnisse, unterschiedlicher Vernetzungsmolek{\"u}le und Photoinitiatoren erreicht. Die Homogenit{\"a}t der Thiol-En Netzwerke wurde mit denen der freien radikalischen Polymerisation verglichen und die Verwendbarkeit von GelAGE als Bio-Tinte f{\"u}r den Extrusions-basierten Bio-Druck wurde untersucht. Es wurde angenommen, dass reine Hyalurons{\"a}ure-basierte Bio-Tinten eine Beibehaltung der mechanischen und rheologischen Eigenschaften, der Zellviabilit{\"a}t und der Prozessierbarkeit erm{\"o}glichen trotz geringerem Polymer- und Thiol-Anteil der Hydrogele. Hydrogel-Beschichtungen: Hoch definierte PCL Ger{\"u}ste wurden mittels MEW hergestellt und anschließend mit sechs armigen sternf{\"o}rmigen vernetzbaren Polymeren (sP(EO-stat-PO)) beschichtet. Die Vernetzung wird durch die w{\"a}ssrig-induzierte Hydrolyse reaktiver Isocyanatgruppen (NCO) von sP(EO-stat-PO) bedingt. Diese Beschichtung erh{\"o}hte die Oberfl{\"a}chen-Hydrophilie und stellte eine Plattform f{\"u}r weitere Biofunktionalisierungen, in minimal Protein-adh{\"a}siven Umgebungen, dar. Nicht nur das Beschichtungsprotokoll wurde hinsichtlich der sP(EO-stat-PO) Konzentrationen und der Beschichtungsdauern optimiert, sondern auch Vorbehandlungen der Ger{\"u}ste wurden entwickelt. Diese waren essentiell um die finale Hydrophilie von sP(EO-stat-PO) beschichteten Ger{\"u}ste so zu erh{\"o}hen, dass unspezifische Protein-Adh{\"a}sionen vollst{\"a}ndig unterbunden wurden. Die sP(EO-stat-PO) Schichtdicke, von ungef{\"a}hr 100 nm, erm{\"o}glicht generell in vitro Studien nicht nur in Abh{\"a}ngigkeit der Ger{\"u}st-Biofunktionalisierung, sondern auch in Abh{\"a}ngigkeit der Ger{\"u}st-Architektur durchzuf{\"u}hren. Das Ausmaß der Hydrogel-Beschichtung wurde mittels einer indirekten Quantifizierung der NCO-Hydrolyse-Produkte ermittelt. Kenntnis {\"u}ber die NCO-Hydrolyse-Kinetik erm{\"o}glichte ein Gleichgewicht zwischen ausreichend beschichteten Ger{\"u}sten und der Pr{\"a}senz der NCO-Gruppen herzustellen, welche f{\"u}r die anschließenden Biofunktionalisierungen genutzt wurden. Diese Zeit- und pH-abh{\"a}ngige Biofunktionalisierung war jedoch nur f{\"u}r kleine Biomolek{\"u}le m{\"o}glich. Um diese Beschr{\"a}nkung zu umgehen und auch hochmolekulare Biomolek{\"u}le kovalent anzubinden, wurde ein anderer Reaktionsweg entwickelt. Dieser basierte auf der Photolyse von Diazirin-Gruppen und erm{\"o}glichte eine Zeit- und pH-unabh{\"a}ngige Biofunktionalisierung der Ger{\"u}ste mit Streptavidin und Kollagen Typ I. Die Fibrillen bildende Eigenschaft von Kollagen wurde genutzt um auf den Ger{\"u}sten verschiedene Kollagen-Konformationen zu erhalten und eine erste in vitro Studie best{\"a}tigte die Anwendbarkeit f{\"u}r Zell-Material Interaktionsstudien. Die hier entwickelten Ger{\"u}ste k{\"o}nnten verwendet werden um tiefere Einblicke in die Grundlagen der zellul{\"a}ren Wahrnehmung zu erhalten. Insbesondere die Komplexit{\"a}t mit der Zellen z.B. Kollagen wahrnehmen bleibt weiterhin kl{\"a}rungsbed{\"u}rftig. Hierf{\"u}r k{\"o}nnten diverse Hierarchien von Kollagen-{\"a}hnlichen Konformationen an die Ger{\"u}ste gebunden werden, z.B. Gelatine oder Kollagen-abgeleitete Peptidsequenzen. Dann k{\"o}nnte die Aktivierung der DDR-Rezeptoren in Abh{\"a}ngigkeit der Komplexit{\"a}t der angebundenen Substanzen bestimmt werden. Aufgrund der starken Streptavidin-Biotin Bindung k{\"o}nnten Streptavidin funktionalisierte Ger{\"u}ste eine vielseitige Plattform f{\"u}r die Immobilisierung von jeglichen biotinylierten Molek{\"u}len darstellen. Gelatine-basierte Bio-Tinten: Zuerst wurden die GelAGE-Produkte hinsichtlich der Molekulargewichts-Verteilung und der Integrit{\"a}t der Aminos{\"a}uren-Zusammensetzung synthetisiert. Eine detailliert Studie, mit variierenden molaren Edukt-Verh{\"a}ltnissen und Synthese-Zeitspannen, wurde durchgef{\"u}hrt und implizierte, dass der Gelatine Abbau am deutlichsten f{\"u}r stark alkalische Synthesebedingungen mit langen Reaktionszeiten war. Gelatine beinhaltet mehrere funktionalisierbare Gruppen und anhand diverser Model-Substanzen und Analysen wurde die vorrangige Amingruppen-Funktionalisierung ermittelt. Die Homogenit{\"a}t des GelAGE-Polymernetzwerkes, im Vergleich zu frei radikalisch polymerisierten GelMA-Hydrogelen, wurde best{\"a}tigt. Eine ausf{\"u}hrliche Analyse der Hydrogel-Zusammensetzungen mit variierenden funktionellen Gruppen Verh{\"a}ltnissen und UV- oder Vis-Licht induzierbaren Photoinitiatoren wurde durchgef{\"u}hrt. Die UV-Initiator Konzentration ist aufgrund der Zell-Toxizit{\"a}t und der potenziellen zellul{\"a}ren DNA-Besch{\"a}digung durch UV-Bestrahlung eingeschr{\"a}nkt. Das Zell-kompatiblere Vis-Initiator System hingegen erm{\"o}glichte, durch die kontrollierte Photoinitiator-Konzentration bei konstanten En:SH Verh{\"a}ltnissen und Polymeranteilen, die Einstellung der mechanischen Eigenschaften {\"u}ber eine große Spanne hinweg. Die Flexibilit{\"a}t der GelAGE Bio-Tinte f{\"u}r unterschiedliche additive Fertigungstechniken konnte, durch Ausnutzung des temperaturabh{\"a}ngigen Gelierungsverhaltens unterschiedlich stark degradierter GelAGE Produkte, f{\"u}r Stereolithographie und Extrusions-basiertem Druck bewiesen werden. Außerdem wurde die Viabilit{\"a}t zellbeladener GelAGE Konstrukte bewiesen, die mittels Extrusions-basiertem Bio-Druck erhalten wurden. Die Verwendung diverser multifunktioneller und makromolekularer Thiol-Vernetzungsmolek{\"u}le erm{\"o}glichte eine Verbesserung der mechanischen und rheologischen Eigenschaften und ebenso der Prozessierbarkeit. Verglichen mit dem kleinen bis-Thiol-funktionellen Vernetzungsmolek{\"u}l waren geringere Thiol-Vernetzer-Konzentrationen notwendig um bessere mechanische Festigkeiten und physikochemische Eigenschaften der Hydrogele zu erhalten. Der Extrusions-basierte Bio-Druck unterschiedlicher eingekapselter Zellen verdeutlichte die Notwendigkeit der individuellen Optimierung von Zell-beladenen Hydrogel-Formulierungen. Nicht nur die Zellviabilit{\"a}t von eingekapselten Zellen in Extrusions-basierten biogedruckten Konstrukten sollte bewertet werden, sondern auch andere Parameter wie die Zellmorphologie oder die Kollagen- oder Glykosaminoglykan-Produktion, da diese einige der essentiellen Voraussetzungen f{\"u}r die Verwendung in Knorpel Tissue Engineering Konzepten darstellen. Außerdem sollten diese Studien auf die stereolithographischen Ans{\"a}tze erweitert werden und letztlich w{\"a}re die Flexibilit{\"a}t und Zellkompatibilit{\"a}t der Formulierungen mit makromolekularen Vernetzern von Interesse. Makromolekulare Vernetzer erm{\"o}glichten die Reduktion des Polymeranteils und des Thiol-Gehalts und k{\"o}nnen, insbesondere in Kombination mit dem Zell-kompatibleren Vis-Initiator-System, voraussichtlich zu einer gesteigerten Zellkompatibilit{\"a}t beitragen, was zu kl{\"a}ren bleibt. Hyalurons{\"a}ure-basierte Bio-Tinten: Unterschiedliche Hyalurons{\"a}ure-Produkte (HA) wurden synthetisiert, sodass diese En- (HAPA) oder Thiol-Funktionalit{\"a}ten (LHASH) beinhalteten, um reine HA Thiol-En vernetzte Hydrogele zu erhalten. In Abh{\"a}ngigkeit des Molekulargewichts der HA-Produkte, der Polymeranteile und des En:SH Verh{\"a}ltnisses, konnte eine große Spanne an mechanischen Festigkeiten abgedeckt werden. Aufgrund der hohen Viskosit{\"a}t war allerdings im Falle von hochmolekularen HA (HHAPA) Produkt-L{\"o}sungen (HHAPA + LHASH) die Handhabbarkeit auf 5.0 wt.-\% beschr{\"a}nkt. Die Verwendung der gleichen HA Thiol-Komponenten (LHASH) erm{\"o}glichte Hybrid-Hydrogele, mit HA und GelAGE, mit reinen HA-Hydrogelen zu vergleichen. Obwohl der Polymeranteil von HHAPA + LHASH Hydrogelen signifikant geringer war, als im Vergleich zu Hybrid-Hydrogelen (GelAGE + LHASH), wurden f{\"u}r gleiche En:SH Verh{\"a}ltnisse {\"a}hnliche mechanische und physikochemische Eigenschaften reiner HA-Hydrogele bestimmt. Aufgrund der geringen Viskosit{\"a}t niedermolekularer HA L{\"o}sungen (LHAPA + LHASH) konnten diese nicht f{\"u}r den Extrusions-basierten Druck verwendet werden. Das nicht temperaturabh{\"a}ngige HHAPA + LHASH System hingegen konnte mit nur einem Viertel des Polymeranteils der Hybrid Formulierungen gedruckt werden. Im Vergleich zu der Hybrid Bio-Tinte wurde angenommen, dass das hoch viskose Verhalten von HHAPA + LHASH L{\"o}sungen, der geringere Polymeranteil, der geringere Druck f{\"u}r das Drucken und eine demzufolge geringere Scherspannung, maßgeblich zu der hohen Zellviabilit{\"a}t in Extrusions-basiert-biogedruckten Konstrukten beisteuerten. Die niedrigmolekulare HA Formulierung (LHAPA + LHASH) konnte zwar nicht f{\"u}r den Extrusions-basierten Druck verwendet werden, allerdings besitzt dieses System Potential f{\"u}r andere additive Fertigungstechniken wie z.B. der Stereolithographie. Um dieses System weiterzuentwickeln w{\"a}re, analog zu dem GelAGE System, eine detailliertere Studie zu den Funktionen eingekapselter Zellen hilfreich. Außerdem sollte die Initiierung dieses Systems mit dem Vis-Initiator untersucht werden.},
  subject      = {Biomaterial},
  language  = {en}
}
@article{SalmanHaiderSchreinerKendletal.2019,
  author    = {Salman Haider, Malik and Schreiner, Jochen and Kendl, Sabine and Kroiss, Matthias and Luxenhofer, Robert},
  title     = {A Micellar Mitotane Formulation with High Drug-Loading and Solubility: Physico-Chemical Characterization and Cytotoxicity Studies in 2D and 3D In Vitro Tumor Models},
  series = {Macromolecular Bioscience},
  volume    = {20},
  journal   = {Macromolecular Bioscience},
  number    = {1},
  doi       = {10.1002/mabi.201900178},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-206224},
  pages     = {1900178},
  year      = {2019},
  abstract  = {Adrenocortical carcinoma (ACC) is a rare tumor and prognosis is overall poor but heterogeneous. Mitotane (MT) has been used for treatment of ACC for decades, either alone or in combination with cytotoxic chemotherapy. Even at doses up to 6 g per day, more than half of the patients do not achieve targeted plasma concentration (14-20 mg L\(^{-1}\)) even after many months of treatment due to low water solubility, bioavailability, and unfavorable pharmacokinetic profile. Here a novel MT nanoformulation with very high MT concentrations in physiological aqueous media is reported. The MT-loaded nanoformulations are characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry, and powder X-ray diffraction which confirms the amorphous nature of the drug. The polymer itself does not show any cytotoxicity in adrenal and liver cell lines. By using the ACC model cell line NCI-H295 both in monolayers and tumor cell spheroids, micellar MT is demonstrated to exhibit comparable efficacy to its ethanol solution. It is postulated that this formulation will be suitable for i.v. application and rapid attainment of therapeutic plasma concentrations. In conclusion, the micellar formulation is considered a promising tool to alleviate major drawbacks of current MT treatment while retaining bioactivity toward ACC in vitro.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Lorson2019,
  author    = {Lorson, Thomas},
  title     = {Novel Poly(2-oxazoline) Based Bioinks},
  doi       = {10.25972/OPUS-18051},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-180514},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Motivated by the great potential which is offered by the combination of additive manufacturing and tissue engineering, a novel polymeric bioink platform based on poly(2 oxazoline)s was developed which might help to further advance the young and upcoming field of biofabrication. In the present thesis, the synthesis as well as the characteristics of several diblock copolymers consisting of POx and POzi have been investigated with a special focus on their suitability as bioinks. In general, the copolymerization of 2-oxazolines and 2-oxazines bearing different alkyl side chains was demonstrated to yield polymers in good agreement with the degree of polymerization aimed for and moderate to low dispersities. For every diblock copolymer synthesized during the present study, a more or less pronounced dependency of the dynamic viscosity on temperature could be demonstrated. Diblock copolymers comprising a hydrophilic PMeOx block and a thermoresponsive PnPrOzi block showed temperature induced gelation above a degree of polymerization of 50 and a polymer concentration of 20 wt\%. Such a behavior has never been described before for copolymers solely consisting of poly(cyclic imino ether)s. Physically cross linked hydrogels based on POx b POzi copolymers exhibit reverse thermal gelation properties like described for solutions of PNiPAAm and Pluronic F127. However, by applying SANS, DLS, and SLS it could be demonstrated that the underlying gel formation mechanism is different for POx b POzi based hydrogels. It appears that polymersomes with low polydispersity are formed already at very low polymer concentrations of 6 mg/L. Increasing the polymer concentration resulted in the formation of a bicontinuous sponge like structure which might be formed due to the merger of several vesicles. For longer polymer chains a phase transition into a gyroid structure was postulated and corresponds well with the observed rheological data. Stable hydrogels with an unusually high mechanical strength (G' ~ 4 kPa) have been formed above TGel which could be adjusted over a range of 20 °C by changing the degree of polymerization if maintaining the symmetric polymer architecture. Variations of the chain ends revealed only a minor influence on TGel whereas the influence of the solvent should not be neglected as shown by a comparison of cell culture medium and MilliQ water. Rotationally as well as oscillatory rheological measurements revealed a high suitability for printing as POx b POzi based hydrogels exhibit strong shear thinning behavior in combination with outstanding recovery properties after high shear stress. Cell viability assays (WST-1) of PMeOx b PnPrOzi copolymers against NIH 3T3 fibroblasts and HaCat cells indicated that the polymers were well tolerated by the cells as no dose-dependent cytotoxicity could be observed after 24 h at non-gelling concentrations up to 100 g/L. In summary, copolymers consisting of POx and POzi significantly increased the accessible range of properties of POx based materials. In particular thermogelation of aqueous solutions of diblock copolymers comprising PMeOx and PnPrOzi was never described before for any copolymer consisting solely of POx or POzi. In combination with other characteristics, e.g. very good cytocompatibility at high polymer concentrations and comparably high mechanical strength, the formed hydrogels could be successfully used for 3D bioprinting. Although the results appear promising and the developed hydrogel is a serious bioink candidate, competition is tough and it remains an open question which system or systems will be used in the future.},
  subject      = {Polymere},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Christ2019,
  author    = {Christ, Bastian},
  title     = {Synthese, Fabrikation und Charakterisierung eines faserf{\"o}rmigen Zelltr{\"a}germaterials auf Basis von Titan-oxo-carboxo-Clustern},
  doi       = {10.25972/OPUS-16201},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-162015},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {In dieser Arbeit konnten ethanolische Sole aus TEOT und der metabolisierbaren α-Hydroxycarbons{\"a}ure Milchs{\"a}ure (LA) in spinnf{\"a}hige viskose Spinnmassen {\"u}berf{\"u}hrt werden und erstmalig {\"u}ber die Methode des Druckspinnens zu Mikrofasern prozessiert werden. Die hybriden Fasern sind intrinsisch stabil. {\"U}ber FTIR- und 13C-MAS-NMR-Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass in der Faser der Koordinationsmodus von LA an Ti sowohl im mono- als auch im bidentaten Modus (Nomenklatur bezogen auf die S{\"a}ureeinheit) vorliegt. Die n{\"a}here Untersuchung des Degradationsverhaltens einer LA-Faser zeigte haupts{\"a}chlich die Freisetzung von Lactat und Ethanol innerhalb weniger Stunden. Danach kann kaum noch ein Massenverlust der Fasern nachgewiesen werden. Vermutlich ist die Degradationsgeschwindigkeit abh{\"a}ngig von der S{\"a}ttigungskonzentration der wasserl{\"o}slichen Titanoxid-Spezies Ti(OH)4 und Ti(O)(OH)2. Die L{\"o}slichkeit dieser Verbindungen betr{\"a}gt ca. 1 µmol/L. Die Freisetzung von Titanverbindungen an das Degradationsmedium konnte {\"u}ber ICP-Messungen und indirekt auch {\"u}ber NMR-Messungen der Degradationsprodukte in L{\"o}sung nachgewiesen werden. Nach ca. einer Woche in L{\"o}sung bildet sich der wasserl{\"o}sliche metallorganische Komplex TiBALDH. Dieser Komplex zeigt keinen negativen Einfluss auf die Umwelt, so dass Zellkulturmedien, die in Kontakt mit den Fasermaterialien getreten sind, in Zukunft nach dem Autoklavieren gefahrlos entsorgt werden k{\"o}nnen. Zudem sollte keines der detektierten Abbauprodukte in den abgegebenen Mengen toxisch auf den humanen Organismus bei in vivo-Anwendungen wirken. Lactat und Ethanol k{\"o}nnen im menschlichen Organismus verstoffwechselt werden. TIBALDH ist dem im menschlichen Serum nachweisbaren Titan(IV)citrat-Komplex strukturell sehr {\"a}hnlich. Aufgrund der Tatsache, dass die Bildung von TiBALDH ca. 1 Woche dauert, ist die vorherige Bildung des Titan(IV)citrat-Komplexes im humanen Organismus wahrscheinlich. Weiterhin konnte das hybride Fasermaterial durch den Zusatz von basischen Stoffen neutralisiert werden und nach Vorkonditionierung der Fasern als nicht zytotoxisch eingestuft werden. Als Gegenionen wurde Ammonium, das biogene Amin Phenethylamin, die Aminos{\"a}ure Phenylalanin und das Biopolymer CHI getestet. F{\"u}r zuk{\"u}nftige Weiterentwicklungen k{\"o}nnen auch basische Wirkstoffe als Gegenionen herangezogen werden. Somit k{\"o}nnte das hybride Zelltr{\"a}germaterial zus{\"a}tzlich eine Drug-Delivery-Funktion erhalten. Die LA-Fasern verhalten sich nach dem Verspinnen sehr flexibel. Bei einer Lagerung bei RT jedoch verspr{\"o}den diese sehr schnell innerhalb von 3 d. Diese Materialeigenschaft wurde im zweiten Teil der Arbeit n{\"a}her untersucht und optimiert. Tempern des Fasermaterials bei 170 °C bewirkte eine Umlagerung der LA-Liganden zu AA-Liganden, aber keine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften. Versuche einer getemperten LA-Faser mit CHI als Gegenion zeigte durchwegs positive Eigenschaften in den Zytotoxizit{\"a}tstests und auf deren Oberfl{\"a}che konnten Zellen der Zelllinien L929, 16HBE, HTB94 und MG63 erfolgreich kultiviert werden. Durch die Verwendung anderer metabolisierbarer α Hydroxycarbons{\"a}uren konnten R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die chemische Zusammensetzung der Fasern gezogen werden. Die Fasern scheinen aus wenig untereinander vernetzen Titan-oxo-carboxo-Clustern der Summenformel [Ti6O6(OR)6(Carboxylat)6] (mit R = H2+, H, Et oder „Ti6O6(OR)5(Carboxylat)6") zu bestehen. Durch Variation der verwendeten S{\"a}uren konnten die Wechselwirkungen der Cluster untereinander verst{\"a}rkt werden, so dass beispielsweise eine Faser mit MA bedeutend flexiblere Eigenschaften - auch bei einer Lagerung f{\"u}r 3d bei RT aufweist. Des Weiteren konnte durch Lagerung dieser Faser bei 4 °C der Verspr{\"o}dungsprozess f{\"u}r mind. 1 Monat gestoppt werden. Eine Lagerung von Medizinprodukten bei 4 °C stellt in L{\"a}ndern mit ausreichender Infrastruktur kein Problem dar. Aufbauend auf diesen Tatsachen und TGA-MS-Messungen konnte die These aufgestellt werden, dass sich zwischen den wenig untereinander vernetzten Titan-oxo-carboxo-Cluster direkt nach dem Verspinnen noch Wassermolek{\"u}le befinden. Diese Reste an Wasser verleihen - vermutlich aufgrund der Ausbildung von Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen - der Faser flexible Eigenschaften. Bei einer Lagerung bei RT entweichen diese Wasserreste und die Faser verspr{\"o}det; bei einer Lagerung bei 4°C wird das Verdampfen des restlichen Wassers bedeutend verlangsamt. Die Faser mit den flexibelsten Eigenschaften konnte letztendlich durch die Verwendung des zweiz{\"a}hnigen Carboxylat-Liganden MalA erhalten werden. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit ein neuartiges faserf{\"o}rmiges Material auf Basis von Titan-oxo-carboxo-Clustern produziert werden, welches großes Potential besitzt als Zelltr{\"a}germaterial Anwendung zu finden. Aufbauend auf den hier gewonnenen Ergebnissen k{\"o}nnen die mechanischen Eigenschaften weiter optimiert und die Anforderungen des gew{\"u}nschten Zielgewebes feinjustiert werden. Zudem besteht die M{\"o}glichkeit dem Material Drug-Delivery-Eigenschaften zu verleihen. Somit k{\"o}nnte das Scaffold aus Mikrofasern neben den bereits integrierten chemischen und physikalischen Stimuli (die Oberfl{\"a}chenfunktionalit{\"a}ten und die Oberfl{\"a}chentopographie der Fasern) auch durch freigesetzte Wirkstoffe Zellen zur gew{\"u}nschten Differenzierung anregen.},
  subject      = {Scaffold <Biologie>},
  language  = {de}
}
@article{WintzheimerOppmannDoldetal.2019,
  author    = {Wintzheimer, Susanne and Oppmann, Maximilian and Dold, Martin and Pannek, Carolin and Bauersfeld, Marie-Luise and Henfling, Michael and Trupp, Sabine and Schug, Benedikt and Mandel, Karl},
  title     = {Indicator Supraparticles for Smart Gasochromic Sensor Surfaces Reacting Ultrafast and Highly Sensitive},
  series = {Particle \& Particle Systems Characterization},
  volume    = {36},
  journal   = {Particle \& Particle Systems Characterization},
  number    = {10},
  doi       = {10.1002/ppsc.201900254},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-213671},
  year      = {2019},
  abstract  = {The detection of toxic gases, such as NH\(_{3}\) and CO, in the environment is of high interest in chemical, electronic, and automotive industry as even small amounts can display a health risk for workers. Sensors for the real-time monitoring of these gases should be simple, robust, reversible, highly sensitive, inexpensive and show a fast response. The indicator supraparticles presented herein can fulfill all of these requirements. They consist of silica nanoparticles, which are assembled to supraparticles upon spray-drying. Sensing molecules such as Reichardt's dye and a binuclear rhodium complex are loaded onto the microparticles to target NH\(_{3}\) and CO detection, respectively. The spray-drying technique affords high flexibility in primary nanoparticle size selection and thus, easy adjustment of the porosity and specific surface area of the obtained micrometer-sized supraparticles. This ultimately enables the fine-tuning of the sensor sensitivity and response. For the application of the indicator supraparticles in a gas detection device, they can be immobilized on a coating. Due to their microscale size, they are large enough to poke out of thin coating layers, thus guaranteeing their gas accessibility, while being small enough to be applicable to flexible substrates.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Flegler2019,
  author    = {Flegler, Andreas},
  title     = {Kathoden f{\"u}r Metall-Luft Batterien},
  doi       = {10.25972/OPUS-19201},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-192013},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {In der vorliegenden Dissertation - Kathoden f{\"u}r Metall-Luft Batterien - steht die Komponente Gasdiffusionselektrode (GDE) - oftmals auch als Luft-Kathode bezeichnet - einer w{\"a}ssrigen Metall-Luft Batterie im Fokus. Ziel dieser Arbeit ist die Synthese und Charakterisierung verschiedener Katalysatorsysteme f{\"u}r die Sauerstoffreduktion und -evolution. Dabei soll auf die Verwendung von Edelmetallen verzichtet und der Einsatz von verf{\"u}gbaren und g{\"u}nstigen Materialien bzw. Herstellungsprozessen favorisiert werden. Auf Basis von bekannten Materialklassen sollen repr{\"a}sentative Katalysatoren synthetisiert und ihre katalytischen Aktivit{\"a}ten f{\"u}r die Sauerstoffreduktion und -evolution bestimmt werden. Im Detail wird eine m{\"o}gliche Korrelation der strukturellen Eigenschaften der Katalysatoren auf die katalytische Aktivit{\"a}t untersucht. Auf Basis dieser Erkenntnisse sollen die Katalysatoren modifiziert werden, um die katalytischen Eigenschaften weiter zu optimieren. Um einen geschlossenen Entwicklungszyklus in dieser Arbeit realisieren zu k{\"o}nnen, wird parallel ein kosteng{\"u}nstiger und skalierbarer Herstellungsprozess von GDEs entwickelt. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist es, Konzepte f{\"u}r sekund{\"a}re Zink-Luft Energiespeicher zu erarbeiten und deren Umsetzung zu untersuchen. Dabei kommen die zuvor entwickelten Katalysatoren zum Einsatz. Die vorliegende Arbeit gliedert sich, nach der Darlegung der relevanten Grundlagen mit Stand der Wissenschaft und Technik, in vier Teilkapitel, in denen die einzelnen Ziele adressiert sind. Dies sind die Erforschung reiner Katalysatoren und hybrider Katalysatoren sowie die Etablierung eines Herstellungsprozesses f{\"u}r GDEs und die Implementierung dieser in sekund{\"a}re Zink-Luft Energiespeicher. Die experimentellen Grundlagen befinden sich im darauffolgenden Kapitel.},
  subject      = {Gasdiffusionselektrode},
  language  = {de}
}
@article{PetschkeStaab2019,
  author    = {Petschke, Danny and Staab, Torsten E.M.},
  title     = {DDRS4PALS: a software for the acquisition and simulation of lifetime spectra using the DRS4 evaluation board},
  series = {SoftwareX},
  volume    = {10},
  journal   = {SoftwareX},
  doi       = {10.1016/j.softx.2019.100261},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-202276},
  pages     = {100261},
  year      = {2019},
  abstract  = {Lifetime techniques are applied to diverse fields of study including materials sciences, semiconductor physics, biology, molecular biophysics and photochemistry. Here we present DDRS4PALS, a software for the acquisition and simulation of lifetime spectra using the DRS4 evaluation board (Paul Scherrer Institute, Switzerland) for time resolved measurements and digitization of detector output pulses. Artifact afflicted pulses can be corrected or rejected prior to the lifetime calculation to provide the generation of high-quality lifetime spectra, which are crucial for a profound analysis, i.e. the decomposition of the true information. Moreover, the pulses can be streamed on an (external) hard drive during the measurement and subsequently downloaded in the offline mode without being connected to the hardware. This allows the generation of various lifetime spectra at different configurations from one single measurement and, hence, a meaningful comparison in terms of analyzability and quality. Parallel processing and an integrated JavaScript based language provide convenient options to accelerate and automate time consuming processes such as lifetime spectra simulations.},
  language  = {en}
}
@article{PoepplerLuebtowSchlauersbachetal.2019,
  author    = {P{\"o}ppler, Ann-Christin and L{\"u}btow, Michael M. and Schlauersbach, Jonas and Wiest, Johannes and Meinel, Lorenz and Luxenhofer, Robert},
  title     = {Strukturmodell von Polymermizellen in Abh{\"a}ngigkeit von der Curcumin-Beladung mithilfe von Festk{\"o}rper-NMR-Spektroskopie},
  series = {Angewandte Chemie},
  volume    = {131},
  journal   = {Angewandte Chemie},
  number    = {51},
  doi       = {10.1002/ange.201908914},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-212513},
  pages     = {18712-18718},
  year      = {2019},
  abstract  = {Detaillierte Einblicke in die Struktur von mit Wirkstoffen beladenen Polymermizellen sind rar, aber wichtig um gezielt optimierte Transportsysteme entwickeln zu k{\"o}nnen. Wir konnten beobachten, dass eine Erh{\"o}hung der Curcumin-Beladung von Triblockcopolymeren auf Basis von Poly(2-oxazolinen) und Poly(2-oxazinen) schlechtere Aufl{\"o}sungseigenschaften nach sich zieht. Mitthilfe von Festk{\"o}rper-NMR-Spektroskopie und komplement{\"a}ren Techniken ist es m{\"o}glich, ein ladungsabh{\"a}ngiges Strukturmodell auf molekularer Ebene zu erstellen, das eine Erkl{\"a}rung f{\"u}r die beobachteten Unterschiede liefert. Dabei belegen die {\"A}nderungen der chemischen Verschiebungen und Kreuzsignale in 2D-NMR-Experimenten die Beteiligung des hydrophoben Polymerblocks an der Koordination der Curcumin-Molek{\"u}le, w{\"a}hrend bei h{\"o}herer Beladung auch eine zunehmende Wechselwirkung mit dem hydrophilen Polymerblock beobachtet wird. Letztere k{\"o}nnte elementar f{\"u}r die Stabilisierung von ultrahochbeladenen Polymermizellen sowie das Design von verbesserten Wirkstofftransportsystemen sein.},
  language  = {de}
}
@article{BelkaNickelKurth2019,
  author    = {Belka, Janina and Nickel, Joachim and Kurth, Dirk G.},
  title     = {Growth on metallo-supramolecular coordination polyelectrolyte (MEPE) stimulates osteogenic differentiation of human osteosarcoma cells (MG63) and human bone marrow derived mesenchymal stem cells},
  series = {Polymers},
  volume    = {11},
  journal   = {Polymers},
  number    = {7},
  issn      = {2073-4360},
  doi       = {10.3390/polym11071090},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-197264},
  pages     = {1090},
  year      = {2019},
  abstract  = {Background: Culturing of cells is typically performed on standard tissue culture plates generating growth conditions, which in general do not reflect the native three-dimensional cellular environment. Recent investigations provide insights in parameters, which strongly affect the general cellular behavior triggering essential processes such as cell differentiation. The physical properties of the used material, such as stiffness, roughness, or topology, as well as the chemical composition of the cell-surface interface are shown to play a key role in the initiation of particular cellular responses. Methods: We extended our previous research, which identified thin films of metallo-supramolecular coordination polyelectrolytes (MEPEs) as substrate to trigger the differentiation of muscular precursor cells. Results: Here, we show that the same MEPEs similarly stimulate the osteogenic differentiation of pre-osteoblasts. Remarkably, MEPE modified surfaces also trigger the differentiation of primary bone derived mesenchymal stem cells (BMSCs) towards the osteogenic lineage. Conclusion: This result leads to the conclusion that these surfaces individually support the specification of cell differentiation toward lineages that correspond to the natural commitment of the particular cell types. We, therefore, propose that Fe-MEPEs may be used as scaffold for the treatment of defects at least in muscular or bone tissue.},
  language  = {en}
}
@article{PetschkeHelmStaab2019,
  author    = {Petschke, Danny and Helm, Ricardo and Staab, Torsten E.M.},
  title     = {Data on pure tin by Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy (PALS) acquired with a semi-analog/digital setup using DDRS4PALS},
  series = {Data in Brief},
  volume    = {22},
  journal   = {Data in Brief},
  doi       = {10.1016/j.dib.2018.11.121},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-177698},
  pages     = {16-29},
  year      = {2019},
  abstract  = {Positron annihilation lifetime spectroscopy (PALS) provides a powerful technique for non-destructive microstructure investigations in a broad field of material classes such as metals, semiconductors, polymers or porous glasses. Even though this method is well established for more than five decades, no proper standardization for the used setup configuration and subsequent data processing exists. Eventually, this could lead to an insufficiency of data reproducibility and avoidable deviations. Here we present experimentally obtained and simulated data of positron lifetime spectra at various statistics measured on pure tin (4N-Sn) by using a semi-analog/digital setup, where the digital section consists of the DRS4 evaluation board, "Design and performance of the 6 GHz waveform digitizing chip DRS4" [1]. The analog section consists of nuclear instrument modules (NIM), which externally trigger the DRS4 evaluation board to reduce the digitization and, thus, increase the acquisition efficiency. For the experimentally obtained lifetime spectra, 22Na sealed in Kapton foil served as a positron source, whereas 60Co was used for the acquisition of the prompt spectrum, i.e. the quasi instrument response function. Both types of measurements were carried out under the same conditions. All necessary data and information regarding the data acquisition and data reduction are provided to allow reproducibility by other research groups.},
  language  = {en}
}
@article{LuebtowMarciniakSchmiedeletal.2019,
  author    = {L{\"u}btow, Michael M. and Marciniak, Henning and Schmiedel, Alexander and Roos, Markus and Lambert, Christoph and Luxenhofer, Robert},
  title     = {Ultra-high to ultra-low drug loaded micelles: Probing host-guest interactions by fluorescence spectroscopy},
  series = {Chemistry - A European Journal},
  volume    = {25},
  journal   = {Chemistry - A European Journal},
  number    = {54},
  doi       = {10.1002/chem.201902619},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-206128},
  pages     = {12601-12610},
  year      = {2019},
  abstract  = {Polymer micelles are an attractive means to solubilize water insoluble compounds such as drugs. Drug loading, formulations stability and control over drug release are crucial factors for drug-loaded polymer micelles. The interactions between the polymeric host and the guest molecules are considered critical to control these factors but typically barely understood. Here, we compare two isomeric polymer micelles, one of which enables ultra-high curcumin loading exceeding 50 wt.\%, while the other allows a drug loading of only 25 wt.\%. In the low capacity micelles, steady-state fluorescence revealed a very unusual feature of curcumin fluorescence, a high energy emission at 510 nm. Time-resolved fluorescence upconversion showed that the fluorescence life time of the corresponding species is too short in the high-capacity micelles, preventing an observable emission in steady-state. Therefore, contrary to common perception, stronger interactions between host and guest can be detrimental to the drug loading in polymer micelles.},
  subject      = {Polymer-drug interaction},
  language  = {en}
}