@article{SchmidTarauRossietal.2018,
  author    = {Schmid, Richard and Tarau, Ioana-Sandra and Rossi, Angela and Leonhardt, Stefan and Schwarz, Thomas and Schuerlein, Sebastian and Lotz, Christian and Hansmann, Jan},
  title     = {In Vivo-Like Culture Conditions in a Bioreactor Facilitate Improved Tissue Quality in Corneal Storage},
  series = {Biotechnology Journal},
  volume    = {13},
  journal   = {Biotechnology Journal},
  number    = {1,1700344},
  doi       = {10.1002/biot.201700344},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-228620},
  pages     = {1-7},
  year      = {2018},
  abstract  = {The cornea is the most-transplanted tissue worldwide. However, the availability and quality of grafts are limited due to the current methods of corneal storage. In this study, a dynamic bioreactor system is employed to enable the control of intraocular pressure and the culture at the air-liquid interface. Thereby, in vivo-like storage conditions are achieved. Different media combinations for endothelium and epithelium are tested in standard and dynamic conditions to enhance the viability of the tissue. In contrast to culture conditions used in eye banks, the combination of the bioreactor and biochrom medium 1 allows to preserve the corneal endothelium and the epithelium. Assessment of transparency, swelling, and the trans-epithelial-electrical-resistance (TEER) strengthens the impact of the in vivo-like tissue culture. For example, compared to corneas stored under static conditions, significantly lower optical densities and significantly higher TEER values were measured (p-value <0.05). Furthermore, healing of epithelial defects is enabled in the bioreactor, characterized by re-epithelialization and initiated stromal regeneration. Based on the obtained results, an easy-to-use 3D-printed bioreactor composed of only two parts was derived to translate the technology from the laboratory to the eye banks. This optimized bioreactor facilitates noninvasive microscopic monitoring. The improved storage conditions ameliorate the quality of corneal grafts and the storage time in the eye banks to increase availability and reduce re-grafting.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Lotz2019,
  author    = {Lotz, Christian},
  title     = {Entwicklung eines Augenirritationstests zur Identifikation aller GHS-Kategorien f{\"u}r den Endpunkt Augenreizung},
  doi       = {10.25972/OPUS-17012},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-170126},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Die Risikobewertung von Chemikalien ist f{\"u}r die {\"o}ffentliche Gesundheit von entschei-dender Bedeutung, weshalb strenge Testverfahren zu deren toxikologischer Begutach-tung angewandt werden. Die urspr{\"u}nglich tierbasierten Testverfahren werden aufgrund von neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen und wegen {\"o}konomischer Ineffizienz sowie ethischer Fragw{\"u}rdigkeit immer mehr durch alternative Methoden ohne Tiermodelle ersetzt. F{\"u}r den toxikologischen Endpunkt der Augenreizung wurden bereits die ersten alternativen Testsysteme auf der Basis von ex vivo- oder in vitro-Modellen entwickelt. Jedoch ist bis dato kein alternatives Testsystem in der Lage, das gesamte Spektrum der verschiedenen Kategorien der Augenreizungen nach dem global harmonisierten System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien (GHS) vorherzusagen und damit den tierbasierten Draize-Augenreizungstest vollends zu ersetzen. Gr{\"u}nde hierf{\"u}r sind fehlende physiologische Merkmale im Modell sowie eine destruktive Analysemethode. Aufgrund dessen wurden in dieser Studie die Hypothesen getestet, ob ein verbessertes In-vitro-Modell oder eine zerst{\"o}rungsfreie, hochsensitive Analysemethode die Vorher-sagekraft des Augenreizungstests verbessern k{\"o}nnen. Daf{\"u}r wurden zun{\"a}chst neue Mo-delle aus humanen Hornhaut- und Hautepithelzellen entwickelt. Die Modelle aus pri-m{\"a}ren cornealen Zellen zeigten eine gewebespezifische Expression der Marker Zytokera-tin 3 und 12 sowie Loricrin. In beiden Modellen konnte durch die Verk{\"u}rzung der Kul-turdauer die Ausbildung einer Hornschicht verhindert werden. Die Modelle wiesen dadurch eine sensiblere Barriere vergleichbar der nativen Cornea auf. Dar{\"u}ber hinaus konnte durch die chemische Quervernetzung mit Polyethylenglykolsuccinimidylglutara-tester ein transparentes, nicht kontrahierendes Stroma-{\"A}quivalent etabliert werden. Der Stroma-Ersatz konnte zur Generierung von Hemi- und Voll-Cornea-{\"A}quivalenten einge-setzt werden und lieferte somit erste Ansatzpunkte f{\"u}r die Rekonstruktion der nativen Hornhaut. Parallel dazu konnte ein zerst{\"o}rungsfreies Analyseverfahren basierend auf der Impe-danzspektroskopie entwickelt werden, das wiederholte Messungen der Gewebeintegri-t{\"a}t zul{\"a}sst. Zur verbesserten Messung der Barriere in dreidimensionalen Modelle wurde hierf{\"u}r ein neuer Parameter, der transepitheliale elektrische Widerstand (TEER) bei der Frequenz von 1000 Hz, der TEER1000 Hz definiert, der eine genauere Aussage {\"u}ber die Integrit{\"a}t der Modelle zul{\"a}sst. Durch die Kombination der entwickelten cornealen Epithelzellmodelle mit der TEER1000 Hz-Messung konnte die Pr{\"a}dikitivit{\"a}t des Augenrei-zungstests auf 78 - 100 \% erh{\"o}ht werden. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass die nicht destruktive Messung des TEER1000 Hz zum ersten Mal erlaubte, die Persistenz von Irritationen durch wiederholte Messungen in einem in vitro-Modell zu erkennen und somit die GHS-Kategorie 1 von GHS-Kategorie 2 zu unterscheiden. Der wissenschaftli-che Gewinn dieser Forschungsarbeit ist ein neues Testverfahren, das alle GHS-Kategorien in einem einzigen in vitro-Test nachweisen und den Draize-Augenreizungstest g{\"a}nzlich ersetzen kann.},
  subject      = {Tissue Engineering},
  language  = {de}
}
@article{LotzSchmidRossietal.2016,
  author    = {Lotz, Christian and Schmid, Freia F. and Rossi, Angela and Kurdyn, Szymon and Kampik, Daniel and De Wever, Bart and Walles, Heike and Groeber, Florian K.},
  title     = {Alternative Methods for the Replacement of Eye Irritation Testing},
  series = {ALTEX - Alternatives to Animal Experimentation},
  volume    = {33},
  journal   = {ALTEX - Alternatives to Animal Experimentation},
  number    = {1},
  doi       = {10.14573/altex.1508241},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-164444},
  pages     = {55-67},
  year      = {2016},
  abstract  = {In the last decades significant regulatory attempts were made to replace, refine and reduce animal testing to assess the risk of consumer products for the human eye. As the original in vivo Draize eye test is criticized for limited predictivity, costs and ethical issues, several animal-free test methods have been developed to categorize substances according to the global harmonized system (GHS) for eye irritation. This review summarizes the progress of alternative test methods for the assessment of eye irritation. Based on the corneal anatomy and current knowledge of the mechanisms causing eye irritation, different ex vivo and in vitro methods will be presented and discussed with regard to possible limitations and status of regulatory acceptance. In addition to established in vitro models, this review will also highlight emerging, full thickness cornea models that might be suited to predict all GHS categories.},
  language  = {en}
}