@phdthesis{Weigel2019,
  author    = {Weigel, Tobias Maximilian},
  title     = {Entwicklung von 3D-Herzschrittmacher-Elektroden auf Basis von Kohlenstoffnanofasern},
  doi       = {10.25972/OPUS-17636},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-176362},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Herzschrittmachersysteme sind eine weitverbreitete M{\"o}glichkeit Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu behandeln. Wegen der nat{\"u}rlichen Reaktion des Immunsystems auf Fremdk{\"o}rper, erfolgt aber eine fortschreitende Verkapselung der Herzschrittmacherelektrode. Die Folge ist eine ansteigende Verminderung der Stimulationseffizienz durch Erh{\"o}hung der Anregungsschwelle. Die Integration der Elektrode in das Gewebe ist dabei mangelhaft und wird bestimmt durch Implantateigenschaften wie Gr{\"o}ße, Flexibilit{\"a}t und Dimensionalit{\"a}t. Um die Integration zu verbessern, stellen dreidimensionale (3D) bzw. gewebeartige Elektroden eine Alternative zu den derzeit verwendeten planaren Metallelektroden dar. Zur Entwicklung einer leitf{\"a}higen, 3D und faserf{\"o}rmigen Elektrode wurden in dieser Arbeit Kohlenstoff-Nanofaser-Scaffolds {\"u}ber Elektrospinnen hergestellt. Durch die Modifikation des Faserger{\"u}stes mit Natriumchlorid (NaCl) w{\"a}hrend der Scaffoldherstellung, konnte das Fasernetzwerk aufgelockert und Poren generiert werden. Die Kohlenstofffaser-Elektroden zeigten einen effizienten Energie{\"u}bertrag, welcher vergleichbar mit heutigen Titannitrid (TiN) -Elektroden ist. Die Auflockerung des Fasergewebes hatte eine verbesserte Flexibilit{\"a}t des Faserscaffolds zu Folge. Neben der Flexibilit{\"a}t, konnte auch die Infiltration von Zellen in das por{\"o}se Faserscaffold erheblich verbessert werden. Dabei konnten Fibroblasten durch das gesamte Scaffold migrieren. Die Kompatibilit{\"a}t mit kardialen Zellen, die Grundvoraussetzung von Herzschrittmacherelektroden, wurde in vitro nachgewiesen. Durch die Kombination aus dem 3D-Elektrodenger{\"u}st mit einer Co-Kultur aus humanen Kardiomyozyten, mesenchymalen Stammzellen und Fibroblasten, erfolgte eine Einbettung der Elektrode in funktionelles kardiales Gewebe. Dadurch konnte ein lebender Gewebe-Elektroden-Hybrid generiert werden, welcher m{\"o}glicherweise die Elektrode vor Immunzellen in vivo abschirmen kann. Eine Zusammenf{\"u}hrung der hybriden Elektrode mit einen Tissue-Engineerten humanen kardialen Patch in vitro, f{\"u}hrte zu Bildung einer nahtlosen Elektronik-Gewebe-Schnittstelle. Die fusionierte Einheit wurde abschließend auf ihre mechanische Belastbarkeit getestet und konnte {\"u}ber einen Elektroden-Anschluss elektrisch stimuliert werden.},
  subject      = {Herzschrittmacher},
  language  = {de}
}