@phdthesis{Helf2009,
  author    = {Helf, Christian},
  title     = {Herstellung von Polymethacrylat/Calciumphosphat-Implantatwerkstoffen durch den 3D-Pulverdruck},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-39575},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die Erstellung von komplex geformtem Knochenersatz wurde durch den 3D-Pulverdruck unter Verwendung von Calciumphosphatmaterialien beschrieben. Gegenstand der vorliegenden Arbeit war deren Modifikation durch die Verwendung von Methacrylatkunststoffen. Ziel war es, durch die Infiltration von nicht resorbierbaren Kunststoffen, wie sie in kommerziell erh{\"a}ltlichen Knochenzementen verwendet werden, die mechanischen Eigenschaften der nicht gesinterten Keramikstrukturen zu verbessern. Getestet wurden verschiedene Methoden der Infiltration sowie der nachfolgenden Polymerisationsinitiierung durch chemische, thermische oder photochemische Aktivatoren. Daneben erfolgte der Druck von Tricalciumphosphat-Pulvern, die mit Polymethylmethacrylat Partikeln versetzt wurden und durch eine hydraulische Verfestigungsreaktion mit Phosphors{\"a}ure aush{\"a}rten. Die erstellten Materialien wurden auf ihre Porosit{\"a}t, ihre mechanischen Eigenschaften sowie auf die Phasenzusammensetzung ihrer anorganischen Matrix und den Konversionsgrat ihrer organischen Komponente hin untersucht. Es gelang, die freie Porosit{\"a}t der Calciumphosphat-Matrix durch Verwendung von fl{\"u}ssigen, monomeren Kunststoffen zu f{\"u}llen und diese durch eine thermische Initiierung der radikalischen Polymerisation vollst{\"a}ndig zur Aush{\"a}rtung zu bringen. Bei der Reaktion kommt es neben einer Polymerisationskontraktion im organischen Bestandteil der Kunststoffe zu einer Phasenumwandlung der Bruschitanteile der Calciumphosphat-Matrix. Proben, die mit einem fl{\"u}ssigen Bisphenol-A-Derivat versetzt wurden, zeigten eine Verdreifachung ihrer Festigkeit und erreichten maximale Druckfestigkeiten von 99 MPa, Biegefestigkeiten von 35 MPa und einen E-Modul von 18 GPa. Verglichen mit den biomechanischen Eigenschaften des physiologischen Hartgewebes liegen die Werte damit deutlich {\"u}ber denen von spongi{\"o}sem und unter denen von kortikalem Knochen. Eine k{\"u}nftige Optimierung erscheint durch die Schaffung einer chemischen Verbundphase zwischen dem anorganischen Calciumphosphat-Gef{\"u}ge und den Polymerbestandteilen als aussichtsreich.},
  subject      = {Rapid Prototyping},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Blank2009,
  author    = {Blank, Melanie},
  title     = {Entwicklung und materialwissenschaftliche Untersuchungen von Calcium- und Magnesiumphosphat-Biozementen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-38934},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Ziel der Arbeit war die Herstellung und materialwissenschaftliche Untersuchung verschiedener Calciumphosphat-Zemente. Zwei unterschiedliche Zementtypen wurden dargestellt: eine Matrix bestand aus thermomechanisch aktiviertem Hydroxylapatit, die bei basischen pH-Werten zu nanokristallinem HA abbindet; eine zweite Matrix aus magnesiumsubstituierten ß-Tricalciumphosphaten und saurem Calcium-bis-dihydrogenphosphat reagiert zu sekund{\"a}rem Calcium- bzw. Magnesiumhydrogenphosphat als Endprodukt. Die Werkstoffe wurden hinsichtlich ihrer Druckfestigkeit als abgebundener Zement, der Abbindezeit, des pH-Wert-Verlaufs w{\"a}hrend des Abbindens, mittels XRD-Analyse auf ihre Zusammensetzung, die durchschnittliche Partikelgr{\"o}ße der jeweiligen Mahlungen und auf ihre Dichte hin untersucht. Die bisher ermittelten Kennwerte der Zementmatrices sind auf jeden Fall ein guter Ausgangspunkt f{\"u}r eine sp{\"a}tere klinische Anwendung; die Zemente k{\"o}nnten bisher gebr{\"a}uchliche Werkstoffe in ihrer Funktion als Knochenersatzpr{\"a}parate sinnvoll erg{\"a}nzen.},
  subject      = {Knochenzement},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Weckwerth2009,
  author    = {Weckwerth, Felix},
  title     = {Antibiotikafreisetzung und Klebefestigkeit modifizierter PMMA Knochenzemente},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-38943},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei modifizierte Knochenzemente auf ihre Klebefestigkeit und Antibiotikafreisetzung untersucht und mit dem herk{\"o}mmlichen Biomet Bone Cement verglichen. Beiden Modifikationen wurde Hydroxyethylmethacrylat-Phosphat (HEMA-P) untergemischt. Die eine Modifikation war zus{\"a}tzlich mit Natriumcarbonat und Calciumchlorid beladen. Der mit HEMA-P, Natriumcarbonat und Calciumchlorid modifizierte Knochenzement erreichte initial lediglich 85 Prozent der Zug- und 81 Prozent der Zugscherkr{\"a}fte des Biomet Bone Cements. Nach einem k{\"u}nstlichem Alterungsprozess lagen die Zug- und Zugscherkr{\"a}fte auch deutlich unter denen des Vergleichszementes. Allerdings konnte bei diesem Zement eine große Abgabemenge von Antibiotikum festgestellt werden. Diese lag nach Ablauf von 3 Wochen bei Gentamicin etwa zweifach und bei Vancomycin um den Faktor 25 {\"u}ber der Menge, die der Biomet Bone Cement freisetzte. Die Klebefestigkeit und Antibiotikaabgabewerte des mit HEMA-P modifizierten Zementes {\"a}hnelten den Werten des Biomet Bone Cementes},
  subject      = {Knochenzement},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hinderer2021,
  author    = {Hinderer, Sandra},
  title     = {Charakterisierung der Freisetzung verschiedener Antibiotika aus resorbierbaren anorganischen Knochenersatzmaterialien sowie die Untersuchung des Einflusses auf materialcharakteristische Eigenschaften},
  doi       = {10.25972/OPUS-23083},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-230836},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Synthetische anorganische Knochenersatzmaterialien auf Calcium-Phosphat- und Magnesium-Phosphat-Basis wurden in der hier vorliegenden Dissertation mit verschiedenen handels{\"u}blichen Antibiotika versetzt und deren Freisetzungsverhalten charakterisiert. Zudem wurde der Einfluss des Antibiotikazusatzes auf bestimmte materialcharakteristische Eigenschaften untersucht, hierbei fanden die Quecksilberporosimetrie, die R{\"o}ntgendiffraktometrie und die Rasterelektronenmikroskopie ihre Anwendung. Insbesondere f{\"u}r die Knochenersatzmaterialien auf Calcium-Phosphat-Basis sollte eine klinisch praktikable und demnach m{\"o}glichst einfache Methode etabliert werden, um die Kombination mit einem Antibiotikum durchzuf{\"u}hren. Die Detektion der Antibiotika erfolgte mit Hilfe eines UV/VIS-Spektrophotometers. Zudem wurde f{\"u}r einige ausgew{\"a}hlte Kombinationen aus Antibiotikum und Knochenersatzmaterial durch einen Agardiffusionstest die antibakterielle Wirkung nach der Freisetzung aus dem jeweiligen Tr{\"a}germaterial best{\"a}tigt.},
  subject      = {Wirkstofffreisetzung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kroenung2008,
  author    = {Kr{\"o}nung, Mariusz},
  title     = {Untersuchungen zum Abbindeverhalten und den mechanischen Eigenschaften von Bruschit-bildenden mineralischen Knochenzementen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29284},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung des Abbindeverhaltens, der Verarbeitungsqualit{\"a}t und der mechanischen Eigenschaften von Bruschit- bildenden, mineralischen Knochenzementen auf der Basis von ß- Tricalciumphosphat. Die Zemente stellen eine interessante Materialklasse f{\"u}r den Knochenersatz dar, da sie im Gegensatz zu marktg{\"a}ngigen Hydroxylapatit- Zementen durch ihre h{\"o}here chemische L{\"o}slichkeit im Zeitraum von 6- 12 Monaten resorbierbar sind. Zur Herstellung von ß- TCP wurden verschiedene Parameter variiert, etwa die Sinterdauer, Temperatur sowie Mahlparameter. Durch Mischung von ß-TCP mit prim{\"a}rem Calcium-bis-dihydrogenphosphat Hydrat (MCPM) entstanden abbindef{\"a}hige Zementformulierungen, deren Druckfestigkeit, Abbindezeit und Phasenzusammensetzung bestimmt wurde. Die mechanische Testung erfolgte hierbei ohne Vorkompression der Zementpaste, so dass die Ergebnisse auch vom klinischen Anwender nachvollziehbar w{\"a}ren.},
  subject      = {Knochenzement},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lehnert2013,
  author    = {Lehnert, Teresa},
  title     = {Biomechanische Eigenschaften von Knochenersatz und Schraubenosteosynthese in der Stabilisierung von Tibiakopffrakturen bei Osteoporose},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-98362},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Das Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung eines neuen bohrbaren Kalziumphosphatzements (Norian drillable Synthes GmbH) sowohl als alleiniges Knochenersatzmaterial als auch in Kombination mit Schrauben, die in Jail-Technik angebracht wurden bei der Versorgung von lateralen Tibiakopfimpressionsfrakturen. Laterale Tibiakopfimpressionsfrakturen wurden daf{\"u}r in einem biomechanischen Frakturmodell k{\"u}nstlich erzeugt. Die Pr{\"a}parate wurden mit Knochenersatzmaterial (Gruppe 1), Knochenersatzmaterial mit zus{\"a}tzlichen vier Schrauben in Jail-Technik (Gruppe 2) oder lediglich mit vier Schrauben (Gruppe 3) stabilisiert. Anschließend wurde das Einsinken des Knochens (Displacement) unter zyklischer Belastung sowie Steifigkeit und Maximalbelastung in load-to-failure-Tests ermittelt. Die Gruppen, die mit Knochenersatzmaterial versorgt wurden, zeigten unter zyklischer Belastung ein geringeres Displacement und eine h{\"o}here Steifigkeit. Die Maximalbelastung, der die Knochen in der Load-to-failure-Testung standhielten, war indes h{\"o}her f{\"u}r die Gruppen, die mit Schrauben versorgt wurden. Fazit: Die Kombination aus Unterf{\"u}tterung mit Knochenersatzmaterial und Stabilisierung mit Schrauben bietet die umfangreichste Versorgung bei lateralen Tibiakopfimpressionsfrakturen.},
  subject      = {Tibiaplateau},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Heim2012,
  author    = {Heim, Rebecca Fabiola Natali},
  title     = {Mechanische In-vitro-Materialpr{\"u}fung von modifizierten, bioaktivierten Knochenzementen auf der Basis von Polymethylmethacrylat},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-81170},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Das Hauptproblem des k{\"u}nstlichen Gelenkersatzes stellt die aseptische Prothesenlockerung dar. Hierbei handelt es sich um ein multifaktoriell bedingtes Geschehen, das auf ein gest{\"o}rtes Zusammenspiel von biologischen und mechanischen Faktoren zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Im Rahmen dieser Arbeit wurden f{\"u}nf modifizierte, bioaktivierte Knochenzemente bez{\"u}glich ihrer Verbundfestigkeit mit Edelstahl und ihrer Hydrolysestabilit{\"a}t untersucht. Ein gemeinsamer Bestandteil aller f{\"u}nf Modifikationen stellt Hydroxyethylmethacrylat-Phosphat dar. Die Verbundfestigkeit der Zemente wurde anhand unterschiedlicher Anwendungs- bzw Metallvorbehandlungsvoraussetzungen im axialen Zugtest vor und nach k{\"u}nstlicher Alterung ermittelt. Unabh{\"a}ngig von der Vorbehandlung bzw. Anwendungsmodifikation zeigte der ausschließlich mit HEMA-P modifizierte Zement und der Referenzzement ann{\"a}hernd gleiche Zugfestigkeitswerte w{\"a}hrend die Zementmodifikation mit HEMA-P und zus{\"a}tzlich Natriumcarbonat und Calciumchlorid deutlich niedrigere Zugfestigkeiten erreichte. Diese Modifikation konnte zudem, bis auf die Testreihe mit erfolgter Silikatisierung und silanisiertem Monomer, dem k{\"u}nstlichen Alterungsprozess nicht standhalten, was die Hydrolysestabilit{\"a}t dieser Modifikation in Frage stellt. Die h{\"o}chsten Zugfestigkeitswerte nach dem Alterungsprozess konnten, unabh{\"a}ngig von der Zementmodifikation, bei der Testreihe mit erfolgter Silikatisierung und einem mit Silanhaftvermittler angereicherten Monomer festgestellt werden. Die Zemente wurden auf ihre Druckfestigkeit und im vereinfachten dynamischen H{\"u}ftpr{\"u}fstandversuch im fl{\"u}ssigen Milieu getestet. Die Tatsache, dass sich bei allen Zementmodifikationen relativ wenig Spalten am Zement-Metall-Interface nachweisen ließen, spricht f{\"u}r eine gesteigerte Hydrolysebest{\"a}ndigkeit unter dynamischer Belastung. Die ermittelten Druckfestigkeiten liegen im Bereich von 83,85 MPa f{\"u}r PM 10, 89,66 MPa f{\"u}r PM 11 und 82 MPa f{\"u}r SPM 10 was den Anforderungen an Knochenzemente gerecht wird. Diese sollten gem{\"a}ß ISO 5833 eine Druckfestigkeit von {\"u}ber 70 MPa aufweisen. Um eine detaillierte Aussage {\"u}ber die mechanischen Eigenschaften dieser Zementmodifikationen treffen zu k{\"o}nnen bedarf es weiterer Materialpr{\"u}fungen},
  subject      = {Aseptische Lockerung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schaufler2023,
  author    = {Schaufler, Christian Thomas Siegfried},
  title     = {Osteogenes Potential additiv gefertigter Calciummagnesiumphosphat-Keramiken},
  doi       = {10.25972/OPUS-31179},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-311798},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Der steigende Bedarf an Knochenersatzmaterialien (KEM) in Medizin und Zahnmedizin verdeutlicht die Notwendigkeit der Etablierung weiterer alloplastischer, also synthetisch hergestellter, KEMs. Additive Fertigung erm{\"o}glicht die Herstellung patientenspezifischer Implantate. Hierf{\"u}r wird auf Basis von 3D Bildgebung eines Knochendefekts, ein Implantat mittels CAD geplant und anschließend mittels additiver Fertigung, zum Beispiel durch 3D Pulverdruck hergestellt. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des osteogenen Potentials in vitro von Calciummagnesiumphosphatkeramiken mit der allgemeinen Strukturformel CaxMg(3-x)(PO4)2 mit x = 0; 0,25; 0,75; 1,5; 3 aus additiver Fertigung. Hierf{\"u}r wurden Pr{\"u}fk{\"o}rper mittels 3D Pulverdruck gedruckt, anschließend durch Hochtemperatursinterung verfestigt und durch Behandlung mit reaktiven L{\"o}sungen nachgeh{\"a}rtet. Abh{\"a}ngig von der reaktiven L{\"o}sung wandelte sich die Keramik teilweise in Struvit, Bruschit und Newberyit um. Die biologische Testung in vitro erfolgte mit hFOB 1.19 Zellen und ergab eine gute Biokompatibilit{\"a}t sowie die Ausdifferenzierung osteogener Progenitorzellen f{\"u}r fast alle Keramikphasen, wobei die newberyithaltigen Keramiken tendenziell bessere Ergebnisse erzielten.},
  subject      = {Knochenzement},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gefel2023,
  author    = {Gefel, Eugen},
  title     = {Zellul{\"a}re Resorption 3D-gedruckter Knochenimplantate auf Basis von Calciummagnesiumphosphaten},
  doi       = {10.25972/OPUS-32224},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-322248},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {F{\"u}r die Behandlung von Knochendefekten kritischer Gr{\"o}ße gibt es heute eine Reihe von Therapiem{\"o}glichkeiten. Neuartige Ans{\"a}tze mit Magnesiumphosphat- (MPC) und Calciummagnesiumphosphatzementen (CMPC) haben sich als echte Alternativen zu den etablierten Calciumphosphaten erwiesen. Ziel war es, die Osteoklastogenese in vitro auf 3D-pulvergedrucktem CMPC und MPC zu induzieren und die zellul{\"a}re Resorption (zR) zu analysieren. Polystyrol (PS), Glas, β-TCP und Brushit-bildender Zement dienten als Referenzen. Als Proben wurden Zemente der allgemeinen st{\"o}chiometrischen Summenformel CaxMg(3-x)(PO4)2 (x = 0; 0,25; 0,75; 3) verwendet, die Struvit oder Newberyit enthielten. F{\"u}r die Osteoklastogenese wurden monozytenangereicherte PBMCs aus Buffy-Coat mittels dreifacher Dichtegradientenzentrifugation isoliert, auf die Pr{\"u}foberfl{\"a}chen ausges{\"a}t und {\"u}ber einen Zeitraum von 22 Tagen mit Zytokinen (M-CSF und RANKL) stimuliert. Die Interaktion der Zellen mit den Zementen bzw. PS/Glas wurde mittels TRAP-F{\"a}rbung und -Aktivit{\"a}t, DNA- und Ionenkonzentrationen (Ca2+, Mg2+, PO43-, pH-Wert), Rasterelektronen-, Durchlicht-, Auflicht- und Fluoreszenzmikroskopie analysiert. Auf den Struvit- und Newberyit-bildenden Zementen konnten keine f{\"u}r Osteoklasten typischen Riesenzellen nachgewiesen werden. Auf den Struvit-bildenden Zementen wurde deutlich mehr mononukle{\"a}re Zellen nachgewiesen wurden als auf den Newberyit-bildenden Zementen. W{\"a}hrend die Freisetzung von Mg2+ und PO43- ausschließlich durch die chemische Degradation erfolgte, wurde Ca2+ zun{\"a}chst adsorbiert und anschließend durch zR freigesetzt. Die erh{\"o}hte Ca2+-Adsorption im Vergleich zur Ca2+-Resorption f{\"u}hrte insgesamt zu einer Calcium-Pr{\"a}zipitation. Da lediglich auf β-TCP Resorptionslakunen beobachtet wurden, wird angenommen, dass auf den CMPC, MPC und Brushite-bildenden Zementen die zellvermittelte Ca2+-Freisetzung von den Pr{\"a}zipitaten ausging, die von Makrophagen auf den Zementen und/oder Riesenzellen auf den Wellplatten resorbiert wurden.},
  subject      = {Knochenzement},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Renner2023,
  author    = {Renner, Tobias},
  title     = {Neue adh{\"a}sive mineral-organische Knochenzemente auf Basis von Phosphoserin und Magnesiumphosphaten bzw. -oxiden},
  doi       = {10.25972/OPUS-32321},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-323210},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Heutige chirurgische Situationen k{\"o}nnen zeitweise den Einsatz eines Knochenkleber erfordern, welcher sich jedoch noch nicht in der klinischen Praxis etablieren konnte. In j{\"u}ngster Vergangenheit haben mit Phosphoserin modifizierte Zemente (PMC) auf der Grundlage von Verbindungen zwischen o-Phosphoserin (OPLS) und Calciumphosphaten wie Tetracalciumphosphat (TTCP) oder α-Tricalciumphosphat (α-TCP) an Popularit{\"a}t gewonnen. Ebenso bekommen chelatbildende Magnesiumphosphatzemente als mineralische Knochenadh{\"a}sive mehr Zuspruch. In dieser Arbeit wurden neue mineralorganische Knochenzemente auf der Basis von Phosphoserin und Magnesiumphosphaten oder -oxiden untersucht, die hervorragende Hafteigenschaften besitzen. Diese wurden mittels R{\"o}ntgenbeugung, Fourier-Infrarot-Spektroskopie und Elektronenmikroskopie analysiert und mechanischen Tests unterzogen, um die Haftfestigkeit am Knochen nach Alterung unter physiologischen Bedingungen zu bestimmen. Die neuartigen biomineralischen Klebstoffe zeigen eine ausgezeichnete Haftfestigkeit an Knochen mit etwa 6,6-7,3 MPa unter Scherbelastung. Die Adh{\"a}sive sind auch aufgrund ihres koh{\"a}siven Versagensmusters und ihres duktilen Charakters vielversprechend. In diesem Zusammenhang sind die neuen adh{\"a}siven Zemente den derzeit vorherrschenden Knochenadh{\"a}siven {\"u}berlegen. Erg{\"a}nzend wurde versucht, dieses neue System mit unterschiedlichen Additiven zu modifizieren. Dabei wurde Mannit erfolgreich als Porogen verwendet. Dreiarmiges sternf{\"o}rmiges NCO-sP(EO-stat-PO) sollte die adh{\"a}siven Eigenschaften und das Leistungspotenzial unter Wasser verbessern. Zuletzt wurden mit Glycerol pr{\"a}fabrizierte Pasten hergestellt, welche gelagert werden k{\"o}nnen und bei Kontakt mit Wasser aush{\"a}rten. Generell ist zu betonen, dass k{\"u}nftige Bem{\"u}hungen um Knochenklebstoffe aus Phosphoserin und Mg2+ sehr lohnenswert erscheinen.},
  subject      = {Phosphoserin},
  language  = {de}
}