@phdthesis{Franke2023,
  author    = {Franke, Christian},
  title     = {Gelenkknorpelintegration im Tissue Engineering: Untersuchung von Polyethylenglykol- und Hyalurons{\"a}ure-Komponenten f{\"u}r ein Adh{\"a}sivum und Etablierung eines biomechanischen Versuchsmodells},
  doi       = {10.25972/OPUS-32337},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-323375},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Gelenkknorpel besitzt aufgrund seiner avaskul{\"a}ren Natur und der fehlenden mitotischen Aktivit{\"a}t der Chondrozyten bei Sch{\"a}den kaum Potential zur Selbstheilung. Traumatische L{\"a}sionen und degenerative Ver{\"a}nderungen m{\"u}nden im Krankheitsbild der Osteoarthrose, welches mit dem Untergang des Gelenkknorpels einhergeht. Ein neuerer Therapieansatz ist das Tissue Engineering von Gelenkknorpel, wobei jedoch die laterale Integration der Implantate mit dem nativen Knorpelgewebe problematisch bleibt. Ein Adh{\"a}sivum kann neben einer ad{\"a}quaten Sofortadh{\"a}sion die Langzeitintegration f{\"o}rdern. In dieser Arbeit wurden verschiedene Polyethylenglykol (PEG)-basierte Zweikomponentenkleber, ausgehend vom kommerziell erh{\"a}ltlichen Gewebekleber CoSeal™, auf ihre Eignung f{\"u}r Gelenkknorpel untersucht. Dabei wurde Hyalurons{\"a}ure (HA) als physiologischer Bestandteil von Gelenkknorpel in thiolierter Form (HA-SH) als Komponente verwendet und auf seine prointegrativen Eigenschaften untersucht. Der den CoSeal™-Komponenten entsprechende 4-Succinimidyl-Glutarat/4-Thiol-PEG (4SG/4T-PEG)-Kleber hatte sich trotz seiner hohen Sofortadh{\"a}sionskraft auch nach der Substitution des 4T-PEG mit HA-SH als zu schnell in fl{\"u}ssiger Umgebung degradierend gezeigt, um eine suffiziente Langzeitintegration zu erreichen. Durch die Verwendung der langsamer degradierenden funktionellen 4-Succinimidyl-Carbonat-PEG (4C-PEG)-Komponente konnte die Langzeitadh{\"a}sionskraft in Kombination mit 4-Amin-PEG (4A-PEG) durch die stabilere Amid-Bindung zum einen und in Kombination mit HA-SH zum anderen signifikant gesteigert werden. Immunhistochemisch konnten bei beiden HA-haltigen Klebern Zeichen von Knorpelintegration nachgewiesen werden, w{\"a}hrend der 4C/4A-PEG-Kleber keine Integrationszeichen aufwies. Im 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium Bromid (MTT)-Assay war bei keinem Adh{\"a}sivum eine zytotoxische Wirkung zu erkennen. Insgesamt bieten die untersuchten PEG-basierten Adh{\"a}siva im Vergleich zu den weitverbreiteten Fibrinklebern eine deutlich h{\"o}here Sofortadh{\"a}sion, welche vergleichbar mit glutaraldehydbasierten Klebern ist. Allerdings k{\"o}nnen die initialen adh{\"a}siven Kr{\"a}fte, trotz histologisch nachweisbaren Integrationszeichen bei Inkorporation von HA, nicht langfristig aufrechterhalten werden, so dass Fibrinkleber weiterhin die Spitzengruppe in Sachen Langzeitadh{\"a}sion bilden. Da PEG eine ausgezeichnete Biokompatibilit{\"a}t, einfache Anwendbarkeit und zahlreiche weitere chemische Anpassungsm{\"o}glichkeiten zur Feinabstimmung der Degradationseigenschaften bietet, ist in Zukunft ein erfolgreicher Einsatz auch im Bereich von Gelenkknorpel denkbar. F{\"u}r die experimentelle Untersuchung von Adh{\"a}siva und Gelenkknorpel werden biomechanische Versuchsmodelle ben{\"o}tigt. Der Tensile-Test des Sandwich-Modells konnte im Rahmen dieser Arbeit erfolgreich etabliert und ein Protokoll festgelegt werden. In einem vergleichenden Versuch mit dem Push-Out-Test des Disc-Ring-Modells, welches als Referenzmodell dient, konnte in Bezug auf die Reproduzierbarkeit und Qualit{\"a}t der Messergebnisse die Gleichwertigkeit gezeigt werden. Insgesamt bietet er eine gute Alternative zum Push-Out-Test, um weiterf{\"u}hrende Fragestellung, wie z.B. extrinsische Kraftwirkungen auf das Konstrukt, zu untersuchen.},
  subject      = {Knorpel},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kiepe2021,
  author    = {Kiepe, Felix},
  title     = {Knorpelintegration unter Hemmung der Kollagensynthese im Disc-Ring-Modell: eine In-vitro-Studie},
  doi       = {10.25972/OPUS-23761},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-237610},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Biomechanische, histologische und immunhistochemische Analyse der lateralen Integration von nativem hyalinem Knorpel in einen Gelenkknorpeldefekt unter Beeinflussung der Kollagensynthese.im Rahmen der in vitro Kultivierung f{\"u}r 7,14 und 21 Tage. Unter Hemmung der Kollagensynthese mittels Ethyl-3,4-dihydroxybenzoat (EDHB) zeigte sich weder kollagene, noch nicht-kollagene Matrixsynthese im Defektbereich. Eine mechanische Integration zeigte sich ebenso nicht. Gruppen ohne Hemmung der Kollagensynthese zeigten im Laufe der Kultivierung einen signifikanten Zuwachs der biomechanisch messbaren Integrationsst{\"a}rke. Auch histologisch und immunhistochemisch zeigten sich Glykosaminoglykan- und Kollagen Typ II-Synthese im Defektbereich. Dies zeigt die Abh{\"a}ngigkeit der lateralen Integration von der Kollagensynthese im multifaktoriellen Prozess der Knorpelintegration.},
  subject      = {Knorpelintegration},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kossmann2019,
  author    = {Kossmann, Alexander},
  title     = {Knorpelintegration - Etablierung eines Push-out-Modells und Untersuchung von BioGlue® als Knorpeladh{\"a}sivum},
  doi       = {10.25972/OPUS-18606},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-186068},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Die anspruchsvolle Behandlung von Knorpelsch{\"a}den sowie die weite Verbreitung dieser Krankheitsbilder r{\"u}cken die bestehenden Therapien sowie die Entwicklung alternativer Therapieans{\"a}tze in den Mittelpunkt der heutigen Forschung. Der Ansatz eines unterst{\"u}tzenden Knorpeladh{\"a}sivums ist vielversprechend. Ziel dieser Dissertation war es im Rahmen eines Push-out-Modells einen standardisierten Versuchsaufbau zur Analyse der Knorpelintegration in vitro sowie einen reproduzierbaren Versuchsablauf zu erarbeiten und somit eine Untersuchung und einen Vergleich von Bioadh{\"a}siva in Bezug auf ihre Bindungskraft zu gew{\"a}hrleisten. Nur eine fehlerfreie und reproduzierbare Messung erm{\"o}glicht dezidierte Aussagen {\"u}ber eine direkte Adh{\"a}sionsst{\"a}rke. Wie in dieser Arbeit dargelegt, gibt es eine Vielzahl von St{\"o}rungsquellen, welche eine solche Messung beeintr{\"a}chtigen k{\"o}nnen und so einen Vergleich bzw. eine Aussage {\"u}ber die Bindungsst{\"a}rke erschweren. {\"U}ber die verschiedenen Entwicklungsstufen hinweg konnten alle Fehlerquellen identifiziert und beseitigt werden, sodass zum Ende der Etablierung ein Versuchsaufbau sowie ein Versuchsablauf zur Verf{\"u}gung stand, der eine fehlerfreie Messung, einen Vergleich sowie eine Wertung der Bindungsst{\"a}rke von Bioadh{\"a}siva erm{\"o}glichte. Es konnte gezeigt werden, dass besonders die Probengeometrie einen entscheidenden Einfluss auf die Messergebnisse hat. So wurden im Rahmen der verschiedenen Entwicklungsstufen diverse Vorrichtungen entwickelt, die die Probenherstellung optimierten und vereinfachten. Hier hatten die Schneidevorrichtungen eine besondere Bedeutung, da bei einem optimalen und genauen Schneidevorgang die Fehleranf{\"a}lligkeit der darauffolgenden Arbeitsschritte deutlich reduziert werden konnte. Somit erbringt diese Arbeit einen wichtigen Anteil im Bereich der Grundlagenforschung und kann zuk{\"u}nftigen Forschungsgruppen bei der Untersuchung von Bioadh{\"a}siva von Nutzen sein. Im zweiten Teil dieser Dissertation wurden verschiedene Adh{\"a}siva, bestehend aus BSA und Glutaraldehyd, auf ihre Adh{\"a}sionsst{\"a}rke sowie auf die praktische Anwendbarkeit und Zytokompatibilit{\"a}t hin untersucht. Neben dem kommerziell erwerbbaren BioGlue®, wurden dessen Bestandteile (BSA sowie Glutaraldehyd) in verschiedenen Verh{\"a}ltnissen sowie unterschiedlichen Konzentrationen des Glutaraldehyds analysiert. Es konnten f{\"u}r die verschiedenen Verh{\"a}ltnisse sowie f{\"u}r die unterschiedlichen Glutaraldehydkonzentrationen beachtliche direkte Adh{\"a}sionskr{\"a}fte nachgewiesen werden. Außerdem ließ sich eine Abh{\"a}ngigkeit der Bindungsst{\"a}rke von der Glutaraldehydkonzentration als auch von dem Verh{\"a}ltnis der zwei Komponenten verdeutlichen. Zuletzt wurde das Adh{\"a}sivum auf seine Zytokompatibilit{\"a}t gepr{\"u}ft. Hier zeigte sich eine deutliche Zytotoxizit{\"a}t, was einen Einsatz als Knorpelkleber stark limitiert. Da sich die Glutaraldehydkonzentration von 10 \% auf fast alle Knorpelzellen letal auswirkt, ist ein langfristiges Zusammenwachsen der Knorpelgrenzen nach der initialen Versorgung mit dem Klebergemisch aus aktueller Sicht nicht zu erreichen. Ob eine Reduktion der Glutaraldehydkonzentration bei noch erhaltener Bindungskraft die zytotoxische Wirkung soweit herabsetzen kann, dass eine langfristige Integration stattfindet, scheint ebenfalls eher unwahrscheinlich. Mit diesen Ergebnissen gilt es den Einsatz von BioGlue® in der praktischen Medizin neu zu hinterfragen.},
  language  = {de}
}