TY  - THES
A1  - Bonfig, Jochen
T1  - Tantalmodifikationen auf Implantat-Stahl für kardiale Stents, Herstellung und Charakterisierung
T1  - Tantalum modifications on stainless steel implants for cardiac stents, manufacture and characterization
N2  - Mit Hilfe der PVD-Technik (Physical Vapour Disposition) hergestellte Tantal/Tantaloxidschichten auf Edelstahlplättchen wurden bezüglich ihrer mechanischen Eigenschaften und ihrer Biokompatibilität untersucht. Dabei kamen als Untersuchungsmethoden die Rasterelektronenmikroskopie (REM), das XRD (X-Ray Diffraction) und die Sekundär-Neutralteilchen-Massen-Spektrometrie (SNMS) zum Einsatz. Abschließend wurden die Repassivierungseigenschaften der Oberfläche des Systems Stahl/Tantal/Tantaloxid unter mechanischer Belastung bestimmt.
N2  - Tantalum/tantalum oxid layers on small sheets of stainless steel produced by physical vapour deposition (PVD) were analysed relative to their mechanical properties and biocompatibility. The analysis were made by SEM (Scanning Electron Microscopy), XRD (X-Ray Diffraction) and SNMS (Secondary Neutral Mass Spectrometry). Finally the repassivation of the surface in the system stainless steel/tantalum/tantalum oxid under mechanical stress was proved.
KW  - Stent
KW  - Tantal
KW  - Edelstahl
KW  - Biokompatibilität
KW  - stent
KW  - tantalum
KW  - stainless steel
KW  - biocompatibility
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-13807
ER  - 
TY  - THES
A1  - Braxein, Kay-Alexander
T1  - Histologische Untersuchungen zum biologischen Verhalten verschiedener Modifikationen eines Calcium-Phosphat-Zementes im Femur und Muskel der Ratte
T1  - Histological examinations about the biological behaviour of different modifications of a calcium-phosphate-cement in the femur and in muscles of the wistar rat
N2  - In der hier vorliegenden Studie wurden drei verschiedene Modifikationen des Calcium-Phosphat-Zementes BoneSource® sowie Vergleichssubstanzen hinsichtlich der Überprüfung ihrer Biodegradation und Biokompatibilität untersucht und verglichen. Die histomorphologische Auswertung und Beurteilung der verschiedenen Modifikationen des Calcium-Phosphat-Zementes BoneSource® bezüglich Biodegradation, Resorption und Biokompatibilität sowie die Beurteilung einer eventuellen Osteoneogenese waren damit Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Der Calcium-Phosphat-Zement (CPZ) BoneSource® ohne Zusätze (Versuchsgruppe 1) zeigte dabei eine Osteokonduktivität im Knochen sowie im Muskel- bzw. Weichgewebe eine Biotoleranz. Eine Resorption oder Degradation war im Unterschied zu anderen Studien nicht nachweisbar. Der Calcium-Phosphat-Zement BoneSource® in einem Volumenmischungsverhältnis 1:1 mit dem osteoinduktiven Knochenkollagen (KK) Colloss® (Versuchsgruppe 2) verhielt sich in den Arealen mit BoneSource®-Anteilen (CPZ) wie in Versuchsgruppe 1 osteokonduktiv und bioinert im Knochen und wurde im Muskel- und Weichgewebe biotoleriert. Die Areale mit Colloss® (KK) im Materialgemisch zeigen ein osteoinduktives Potenzial und damit ein bioaktives Verhalten. Es ist hier eine Osteoneogenese zu verzeichnen. Trabekel neuentstandenen Knochens waren dabei sowohl in den Knochen- als auch in den Muskelpräparaten nachweisbar. Eine vollständige knöcherne Substitution der gesetzten Defekte war nicht zu verzeichnen. Der Calcium-Phosphat-Zement BoneSource® mit 1:1-Volumenverhältnismischung mit Alpha-Tricalciumphosphat (BioBase®; Versuchsgruppe 3) führte im Vergleich zur Versuchsgruppe 1 zu einer geringfügigen Verbesserung der osteokonduktiven Eigenschaften mit histologisch nachweisbarer geringfügiger oberflächlicher Degradation und partieller lokaler Resorption. Im Vergleich zur Versuchsgruppe 2 waren diese Resorptionserscheinungen jedoch deutlich weniger ausgeprägt. Bei der Versuchsgruppe 4 wurde als Kontrollgruppe das derzeit meistverwendete nichtresorbierbare polymere Implantatmaterial Polymethylmethacrylat (PMMA; Palacos®) mitgeführt. In beiden Einsatzgebieten (Knochen und Muskel) waren die Implantate eingescheidet und wurden demzufolge biotoleriert. Bei den Knochenpräparaten liegt ein bioinertes Verhalten des Lagergewebes gegenüber PMMA vor. Bei der Versuchsgruppe 5 wurde als 2. Kontrollgruppe ein Leerdefekt präpariert, der mit Gelatine gefüllt wurde, welches bei bekannter Resorptionsfähigkeit innerhalb weniger Wochen postoperativ einen vollständigen Ersatz durch körpereigenen Knochen in den Knochenpräparaten bzw. einen Ersatz durch Narbengewebe in den Muskelpräparaten aufwies. Bei der Versuchsgruppe 6 (Kontrollgruppe) wurde eine nichtoperierte Kohorte Versuchstiere mitgeführt, um alters- und/oder diätbedingte Veränderungen abschätzen bzw. beurteilen zu können. Es fanden sich bei den Versuchstieren am Ende des Versuchszeitraumes lediglich physiologische altersbedingte Veränderungen. Die großen inneren Organe der Versuchstiere wurden histologisch untersucht, um eventuelle systemische Auswirkungen der o.g. Modifikationen des Calcium-Phosphat-Zementes BoneSource® beurteilen zu können. Dabei konnten keine pathologischen Veränderungen gefunden werden. Es liegen somit keine systemischen Auswirkungen der Implantatmaterialien vor. Im Laufe der Versuchszeit traten vereinzelt Tumore auf, die jedoch nicht den Implantatmaterialien geschuldet sind und einer spontanen Tumorgenese zugeordnet werden konnten. Spontane Todesfälle sind unabhängig von den Implantatmaterialien aufgetreten. Gemessen an der Zielsetzung sind die gefundenen Ergebnisse dieser Studie statistisch auswertbar, objektivierbar und für die Weiterentwicklung von Knochenersatzmaterialien relevant. Insbesondere wird auf die in dieser Studie nicht erfolgte Degradation von CPZ und Alpha-TCP und das osteoinduktive Potenzial des untersuchten Kollagens
N2  - In this study we examined and compared three different modifications of the calcium-phosphate-cement BoneSource and also further substances in the dimensions of biodegradation and biocompatibility. The histomorphologic interpretation and assessment of different modifications of the calcium-phosphate-cement BoneSource refer to biodegradation, resorption and biocompatibility and the assessment of a possible osteogenesis were the issues of this study. The results of this study are statistically evaluatible, objective and relevant to further development of bone substitute materials. Especially we point to the nondegradation of calcium-phosphate-cements and alpha-TCP and the osteoinductive potential of the examined collagen.
KW  - Knochenersatzmaterial
KW  - Biodegradation
KW  - Resorption
KW  - Biokompatibilität
KW  - Calcium-Phosphat-Zement
KW  - bioinert
KW  - biotolerant
KW  - bioaktiv
KW  - Osteogenese
KW  - Mineralisation
KW  - Interface
KW  - bone substitute material
KW  - degradation
KW  - resorption
KW  - biocompatibility
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-24039
ER  - 
TY  - THES
A1  - Devine, Eric
T1  - Increased removal of protein bound uremic toxins through reversible modification of the ionic strength during hemodiafiltration
T1  - Erhöhte Elimination proteingebundener Urämietoxine durch reversible Modifikation der Ionenstärke während der Hämodiafiltration
N2  - A large number of metabolic waste products accumulate in the blood of patients with renal failure. Since these solutes have deleterious effects on the biological functions, they are called uremic toxins and have been classified in three groups: 1) small water soluble solutes (MW < 500 Da), 2) small solutes with known protein binding (MW < 500 Da), and 3) middle molecules (500 Da < MW < 60 kDa). Protein bound uremic toxins are poorly removed by conventional hemodialysis treatments because of their high protein binding and high distribution volume. The prototypical protein bound uremic toxins indoxyl sulfate (IS) and p-cresyl sulfate (pCS) are associated with the progression of chronic kidney disease, cardiovascular outcomes, and mortality of patients on maintenance hemodialysis. Furthermore, these two compounds are bound to albumin, the main plasma protein, via electrostatic and/or Van-der-Waals forces. The aim of the present thesis was to develop a dialysis strategy, based on the reversible modification of the ionic strength in the blood stream by increasing the sodium chloride (NaCl) concentration, in order to enhance the removal of protein bound substances, such as IS and pCS, with the ultimate goal to improve clinical patient outcomes. Enhancing the NaCl concentration ([NaCl]) in both human normal and uremic plasma was efficient to reduce the protein bound fraction of both IS and pCS by reducing their binding affinity to albumin. Increasing the ionic strength was feasible during modified pre-dilution hemodiafiltration (HDF) by increasing the [NaCl] in the substitution fluid. The NaCl excess was adequately removed within the hemodialyzer. This method was effective to increase the removal rate of both protein bound uremic toxins. Its ex vivo hemocompatibility, however, was limited by the osmotic shock induced by the high [NaCl] in the substituate. Therefore, modified pre-dilution HDF was further iterated by introducing a second serial cartridge, named the serial dialyzers (SDial) setup. This setting was validated for feasibility, hemocompatibility, and toxin removal efficiency. A better hemocompatibility at similar efficacy was obtained with the SDial setup compared with the modified pre-dilution HDF. Both methods were finally tested in an animal sheep model of dialysis to verify biocompatibility. Low hemolysis and no activation of both the complement and the coagulation systems were observed when increasing the [NaCl] in blood up to 0.45 and 0.60 M with the modified pre-dilution HDF and the SDial setup, respectively. In conclusion, the two dialysis methods developed to transitory enhance the ionic strength in blood demonstrated adequate biocompatibility and improved the removal of protein bound uremic toxins by decreasing their protein bound fraction. The concepts require follow-on clinical trials to assess their in vivo efficacy and their impact on long-term clinical outcomes.
N2  - Eine große Zahl von Stoffwechselprodukten akkumuliert im Blut urämischer Patienten mit Nierenversagen. Da diese Moleküle schädliche Wirkungen auf die biologischen Funktionen haben, werden sie als Urämietoxine bezeichnet. Man teilt sie in drei Gruppen ein: 1) kleine wasserlösliche Substanzen (MG < 500 Da), 2) kleine, proteingebundene Substanzen (MG < 500 Da), 3) Mittelmoleküle (500 Da < MG < 60 kDa). Proteingebundene Urämietoxine werden wegen ihrer starken Proteinbindung und ihres Verteilungsvolumen durch klassische Hämodialyseverfahrens nur schlecht entfernt. Die prototypischen proteingebundenen Urämietoxine Indoxylsulfat (IS) und p-Cresylsulfat (pCS) sind bei chronischen niereninsuffizienten Patienten mit dem Fortschreiten der Niereninsuffizienz, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und der Mortalität verbunden. Außerdem sind diese beiden Toxine an Albumin, dem wichtigsten Plasmaprotein, durch elektrostatische und/oder Van-der-Waals-Kräfte gebunden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein Dialyseverfahren basierend auf einer reversiblen Modifikation der Ionenstärke im Blut durch Erhöhung der Natriumchlorid (NaCl)-Konzentration zu entwickeln, um die Entfernung von proteingebundenen Molekülen wie IS und pCS zu erhöhen und dadurch eine Verbesserung des klinischen Verlauf der Patienten zu erreichen. Die Erhöhung der NaCl-Konzentration ([NaCl]) sowohl in normalem als auch in urämischem menschlichem Plasma war geeignet, um den proteingebundenen Anteil von IS und pCS durch Schwächung ihrer Bindungsaffinität zu Albumin zu verringern. Die Erhöhung der Ionenstärke während einer modifizierten Prädilutions-Hämodiafiltration (HDF) konnte durch eine Erhöhung der [NaCl] in der Substitutionslösung umgesetzt werden; dabei wurde der NaCl-Überschuss innerhalb des Dialysators vollständig entfernt. Dieses Verfahren war effektiv, um die Entfernungsrate beider proteingebundenen Urämietoxine zu steigern; seine Ex-vivo-Hämokompatibilität war allerdings aufgrund des osmotischen Schocks infolge der hohen [NaCl] im Substituat begrenzt. Deshalb wurde eine Iteration der modifizierten Prädilutions-HDF durch Einbau eines zweiten, seriellen Dialysators vorgenommen, bezeichnet als serielles Dialysator System (SDial). Diese letzte Methode wurde dann bezüglich der Durchführbarkeit, der Hämokompatibilität und Toxinentfernung validiert. Durch das SDial-System konnte, verglichen mit der modifizierten Prädilutions-HDF, eine bessere Hämokompatibilität bei ähnlicher Wirksamkeit erzielt werden. Beide Methoden, modifizierte Prädilutions-HDF und SDial System, wurden abschließend in ein Tierdialysemodell mit Schafen transferiert, wobei eine zufriedenstellende Biokompatibilität demonstriert werden konnte. Beide, zur vorübergehenden Erhöhung der Ionenstärke im Blut entwickelten Dialyseverfahren zeigten bei zufriedenstellender Biokompatibilität eine verbesserte Entfernung proteingebundener Urämietoxine durch Reduktion ihrer proteingebundenen Fraktion. In einem nächsten Schritt sind klinische Studien erforderlich, die diese Konzepte bezüglich ihrer In-vivo-Wirksamkeit und ihrer langfristigen Wirkung auf den Krankheitsverlauf untersuchen.
KW  - Hämodiafiltration
KW  - Ionenstärke
KW  - Proteinbindung
KW  - Urämietoxine
KW  - Hämodialyse
KW  - Biokompatibilität
KW  - Ionic strength
KW  - protein binding
KW  - uremic toxin
KW  - hemodialysis
KW  - biocompatibility
KW  - Urämie
KW  - Toxin
KW  - Ionenstärke
KW  - Blut
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-83583
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Holst, Alexandra Ioana
A1  - Holst, Stefan
A1  - Hirschfelder, Ursula
A1  - von Seckendorff, Volker
T1  - Retrieval analysis of different orthodontic brackets: the applicability of electron microprobe techniques for determining material heterogeneities and corrosive potential
JF  - Journal of applied oral science
N2  - Objective: The objective of this study was to investigate the applicability of microanalytical methods with high spatial resolution to the characterization of the composition and corrosion behavior of two bracket systems. 
Material and methods: The surfaces of six nickel-free brackets and six nickel-containing brackets were examined for signs of corrosion and qualitative surface analysis using an electron probe microanalyzer (EPMA), prior to bonding to patient's tooth surfaces and four months after clinical use. The surfaces were characterized qualitatively by secondary electron (SE) images and back scattered electron (BSE) images in both compositional and topographical mode. Qualitative and quantitative wavelength-dispersive analyses were performed for different elements, and by utilizing qualitative analysis the relative concentration of selected elements was mapped two-dimensionally. The absolute concentration of the elements was determined in specially prepared brackets by quantitative analysis using pure element standards for calibration and calculating correction-factors (ZAF). 
Results: Clear differences were observed between the different bracket types. The nickel-containing stainless steel brackets consist of two separate pieces joined by a brazing alloy. Compositional analysis revealed two different alloy compositions, and reaction zones on both sides of the brazing alloy. The nickel-free bracket was a single piece with only slight variation in element concentration, but had a significantly rougher surface. After clinical use, no corrosive phenomena were detectable with the methods applied. Traces of intraoral wear at the contact areas between the bracket slot and the arch wire were verified. Conclusion: Electron probe microanalysis is a valuable tool for the characterization of element distribution and quantitative analysis for corrosion studies.
KW  - orthodontic brackets
KW  - dental casting alloys
KW  - metallurgical characterization
KW  - galvanic corrosion
KW  - surface analysis
KW  - nickel release
KW  - archwires
KW  - titanium
KW  - fluoride
KW  - biocompatibility
KW  - appliances
KW  - electron probe microanalysis
KW  - nickel
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-130415
VL  - 20
IS  - 4
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hösl, Daniel
T1  - In vitro- Untersuchungen zur Biokompatibilität und antibakteriellen Wirksamkeit von silber-dotierten Tricalciumphosphat-Zementen
T1  - In vitro- studies on the biocompatibility and antibacterial activity of silver-doped tricalcium phosphate cements
N2  - Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Modifikation von Hydroxylapatit- und Bruschit-Zementen mit 1 % Silber. Ziel war es, den Zementen eine antibakterielle Wirksamkeit bei gleichzeitiger Biokompatibilität ohne Beeinträchtigung ihrer mechanischen Eigenschaften zu verleihen. Durch Mischung von silberdotiertem β-TCP mit Calcium-bis-dihydrogenphosphat Monohydrat (MCPM) bzw. von silberdotiertem α-TCP mit einer 2,5%-Na2HPO4-Lösung entstanden Zementformulierungen, deren Silberfreisetzung, Druckfestigkeit, Abbindezeit sowie Phasenzusammensetzung bestimmt wurde. Desweiteren wurden in vitro-Untersuchungen zur Evaluation der Zytotoxizität mittels Osteoblasten sowie der antibakteriellen Eigenschaften mittels Staph. aureus und Staph. epidermidis durchgeführt. Bei der massenspektrometrischen Analyse der Auslagerungsmedien legte Ag-Bruschit im LB-Medium mit kumulativ 184,5 µg nach 7 Tagen das höchste Freisetzungsverhalten im Vergleich zu Ag-Hydroxylapatit mit 36,8 µg an den Tag; außerdem konnte gezeigt werden, dass sich das molare Verhältnis von Ag+/Ca2+ von theoretisch 1 % bereits bei der Herstellung von Ag+-dotiertem α- bzw. β-TCP auf je 0,78 % reduziert hatte. Die Untersuchung der Phasenzusammensetzung der Zemente wies auf die für die Zemente charakteristischen Beugungsmuster hin. Peaks, die auf Silber hinweisen würden, konnten nicht nachgewiesen werden. Betrachtet man die Druckfestigkeit, konnte der silberdotierte Bruschit-Zement eine leichte Steigerung um 5,1 MPa auf 19,8 MPa erfahren, während der Ag-Hydroxylapatit-Zement nahezu eine Halbierung seiner Festigkeit um 18,5 MPa auf 22,7 MPa erfahren musste. Bei der Auswertung der Versuchsergebnisse wies Ag-Bruschit einen signifikanten bakteriziden Effekt auf, führte aber auch zu einer Reduktion der Osteoblasten auf dieser Oberfläche. Ag-Hydroxylapatit zeigte hingegen nur eine geringe Wirkung gegen die Bakterien, während die Verbindung in dieser in vitro-Studie eher biokompatibel auf die Zellen wirkte. Die in dieser Arbeit modifizierten Zemente sind aufgrund ihrer nicht einheitlichen Ergebnisse hinsichtlich der antibakteriellen Wirksamkeit sowie der wünschenswerten Biokompatibilität für den Einsatz als Knochenersatzmaterial noch nicht geeignet. Die von Ag-Bruschit freigesetzte bakterizide Silbermenge ist für eukaryotische Zellen zu hoch, sodass in weiterführenden Studien diese Freisetzung begrenzt werden müsste.
N2  - The present work was the modification of hydroxyapatite and brushite cements with 1% silver. The aim was to give the cement an anti-bacterial activity simultaneously with a biocompatibility without compromising their mechanical properties. Cement formulations, of which the release of silver ions, compressive strength, setting time and phase composition were determined, emerged by mixing silver-doped β-TCP with calcium bis-dihydrogen phosphate monohydrate (MCPM) or by silver-doped α-TCP with a 2.5% Na2HPO4 solution. Furthermore, in vitro- studies were performed to evaluate the cytotoxicity by osteoblasts, and the antibacterial properties using Staph. aureus and Staph. epidermidis. In the mass spectrometric analysis of the outsourcing media, Ag brushite in LB-medium with cumulative 184.5 µg after 7 days, demonstrated the highest release behavior as compared to Ag-hydroxyapatite with 36.8 µg; it also could be shown that the molar ratio of Ag+/ Ca2+ of theoretically 1% had already reduced to 0.78% in the production of Ag+-doped α- and β-TCP. The investigation of the phase composition of the cements showed the characteristic diffraction pattern for these cements. Peaks, which would indicate silver, could not be detected. Considering the compressive strength, the silver-doped brushite cement had shown a slight increase of 5.1 MPa to 19.8 MPa, while the Ag-hydroxyapatite cement had experienced a near halving of its strength of 18.5 MPa to 22.7 MPa. When evaluating the test results, Ag-brushite presented a significant bactericidal effect, but also led to a reduction of osteoblasts on the surface. Ag-hydroxyapatite offered a little effect against the bacteria, while the compound in this in vitro- study had more biocompatible to the cells. The modified cements in this study are, due to their non-uniform results in terms of antibacterial efficacy as well as the desirable biocompatibility, not suitable for the use as a bone substitute material. The release of Ag-brushite bactericidal amount of silver for eukaryotic cells is too high, so this release should be limited in further studies.
KW  - Bruschit
KW  - Hydroxylapatit
KW  - Silber
KW  - Biokompatibilität
KW  - antibakteriell
KW  - Tricalciumphosphat
KW  - Knochenzement
KW  - brushite
KW  - hydroxyapatite
KW  - silver
KW  - biocompatibility
KW  - antibacterial
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-52383
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kirsch, Artur
T1  - Klinische Performance und Biokompatibilität der PUREMA® H-Dialysemembran
T1  - Clinical performance and biocompatibility of the PUREMA® H dialysis membrane
N2  - Im Rahmen einer randomisierten, prospektiven Cross-over-Studie wurden während der Hämodialyse an chronisch dialysepflichtigen Patienten standardisiert Parameter der Dialyseeffektivität und Biokompatibilität einer neuen, mittels einem Polyelektrolytadditiv modifizierten Dialysemembran, PUREMA® H, im Vergleich zu einer Kontrolldialysemembran, Helixone®, gemessen. Im Vergleich zur Kontrollmembran wies die PUREMA® H-Membran eine verbesserte Entfernung kleinmolekulargewichtiger Eiweiße incl. &#61538;2-Mikroglobulin und eine insbesondere für die Komplementaktivierung optimierte Biokompatibilität auf.
N2  - In a prospective, randomized, cross-over study on maintenance dialysis patients, a new polyelectrolyte modified hemodialysis membrane, PUREMA® H, was compared to a control membrane, Helixone®, during haemodialysis. Parameters of dialysis efficacy and biocompatibility were measured in a standardized manner. Compared to control, PUREMA® H showed a significantly higher removal of low-molecular-weight proteins, including beta 2-microglobulin and an optimized biocompatibility particulary in regard to complement system activation.
KW  - Hämodialyse
KW  - Klinisches Experiment
KW  - Kontrollierte klinische Studie
KW  - Chronische Niereninsuffizienz
KW  - Biokompatibilität
KW  - Performance
KW  - Dialysatorleistung
KW  - terminale Niereninsuffizienz
KW  - haemodialysis
KW  - biocompatibility
KW  - dialysis membrane
KW  - end-stage renal disease
KW  - performance
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-34717
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kowalewicz, Katharina
A1  - Vorndran, Elke
A1  - Feichtner, Franziska
A1  - Waselau, Anja-Christina
A1  - Brueckner, Manuel
A1  - Meyer-Lindenberg, Andrea
T1  - In-vivo degradation behavior and osseointegration of 3D powder-printed calcium magnesium phosphate cement scaffolds
JF  - Materials
N2  - Calcium magnesium phosphate cements (CMPCs) are promising bone substitutes and experience great interest in research. Therefore, in-vivo degradation behavior, osseointegration and biocompatibility of three-dimensional (3D) powder-printed CMPC scaffolds were investigated in the present study. The materials Mg225 (Ca\(_{0.75}\)Mg\(_{2.25}\)(PO\(_4\))\(_2\)) and Mg225d (Mg225 treated with diammonium hydrogen phosphate (DAHP)) were implanted as cylindrical scaffolds (h = 5 mm, Ø = 3.8 mm) in both lateral femoral condyles in rabbits and compared with tricalcium phosphate (TCP). Treatment with DAHP results in the precipitation of struvite, thus reducing pore size and overall porosity and increasing pressure stability. Over 6 weeks, the scaffolds were evaluated clinically, radiologically, with Micro-Computed Tomography (µCT) and histological examinations. All scaffolds showed excellent biocompatibility. X-ray and in-vivo µCT examinations showed a volume decrease and increasing osseointegration over time. Structure loss and volume decrease were most evident in Mg225. Histologically, all scaffolds degraded centripetally and were completely traversed by new bone, in which the remaining scaffold material was embedded. While after 6 weeks, Mg225d and TCP were still visible as a network, only individual particles of Mg225 were present. Based on these results, Mg225 and Mg225d appear to be promising bone substitutes for various loading situations that should be investigated further.
KW  - farringtonite
KW  - stanfieldite
KW  - 3D powder printing
KW  - scaffold
KW  - biocompatibility
KW  - degradable bone substitutes
KW  - osseointegration
KW  - in-vivo Micro-Computed Tomography
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-228929
SN  - 1996-1944
VL  - 14
IS  - 4
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Krieter, Detlef H.
A1  - Jeyaseelan, Jarline
A1  - Rüth, Marieke
A1  - Lemke, Horst-Dieter
A1  - Wanner, Christoph
A1  - Drechsler, Christiane
T1  - Clinical hemocompatibility of double-filtration lipoprotein apheresis comparing polyethersulfone and ethylene-vinyl alcohol copolymer membranes
JF  - Artificial Organs
N2  - Activation of the complement system and leukocytes by blood–membrane interactions may further promote arteriosclerosis typically present in patients on lipoprotein apheresis. As clinical data on the hemocompatibility of lipoprotein apheresis are scarce, a controlled clinical study comparing two different types of plasma separation and fractionation membranes used in double-filtration lipoprotein apheresis was urgently needed, as its outcome may influence clinical decision-making. In a prospective, randomized, crossover controlled trial, eight patients on double-filtration lipoprotein apheresis were subjected to one treatment with recent polyethersulfone (PES) plasma separation and fractionation membranes and one control treatment using a set of ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVAL) membranes. White blood cell (WBC) and platelet (PC) counts, complement factor C5a and thrombin–antithrombin III (TAT) concentrations were determined in samples drawn at defined times from different sites of the extracorporeal blood and plasma circuit. With a nadir at 25 minutes, WBCs in EVAL decreased to 33.5 ± 10.7% of baseline compared with 63.8 ± 22.0% at 20 minutes in PES (P < .001). The maximum C5a levels in venous blood reentering the patients were measured at 30 minutes, being 30.0 ± 11.2 µg/L with EVAL and 12.3 ± 9.0 µg/L with PES (P < .05). The highest C5a concentrations were found in plasma after the plasma filters (EVAL 56.1 ± 22.0 µg/L at 15 minutes vs PES 23.3 ± 15.2 µg/L at 10 minutes; P < .001). PC did not significantly decrease over time with both membrane types, whereas TAT levels did not rise until the end of the treatment without differences between membranes. Regarding lipoprotein(a) and low-density lipoprotein (LDL) cholesterol removal, both membrane sets performed equally. Compared with EVAL, PES membranes cause less leukocyte and complement system activation, the classical parameters of hemocompatibility of extracorporeal treatment procedures, at identical treatment efficacy. Better hemocompatibility may avoid inflammation-promoting effects through blood–material interactions in patients requiring double-filtration lipoprotein apheresis.
KW  - lipoprotein(a)
KW  - biocompatibility
KW  - fractionation membranev
KW  - hypercholesterolemia
KW  - LDL cholesterol
KW  - lipoprotein apheresis
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-258307
VL  - 45
IS  - 9
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Mechau, Jannik
A1  - Frank, Andreas
A1  - Bakirci, Ezgi
A1  - Gumbel, Simon
A1  - Jungst, Tomasz
A1  - Giesa, Reiner
A1  - Groll, Jürgen
A1  - Dalton, Paul D.
A1  - Schmidt, Hans‐Werner
T1  - Hydrophilic (AB)\(_{n}\) Segmented Copolymers for Melt Extrusion‐Based Additive Manufacturing
JF  - Macromolecular Chemistry and Physics
N2  - Several manufacturing technologies beneficially involve processing from the melt, including extrusion‐based printing, electrospinning, and electrohydrodynamic jetting. In this study, (AB)\(_{n}\) segmented copolymers are tailored for melt‐processing to form physically crosslinked hydrogels after swelling. The copolymers are composed of hydrophilic poly(ethylene glycol)‐based segments and hydrophobic bisurea segments, which form physical crosslinks via hydrogen bonds. The degree of polymerization was adjusted to match the melt viscosity to the different melt‐processing techniques. Using extrusion‐based printing, a width of approximately 260 µm is printed into 3D constructs, with excellent interlayer bonding at fiber junctions, due to hydrogen bonding between the layers. For melt electrospinning, much thinner fibers in the range of about 1–15 µm are obtained and produced in a typical nonwoven morphology. With melt electrowriting, fibers are deposited in a controlled way to well‐defined 3D constructs. In this case, multiple fiber layers fuse together enabling constructs with line width in the range of 70 to 160 µm. If exposed to water the printed constructs swell and form physically crosslinked hydrogels that slowly disintegrate, which is a feature for soluble inks within biofabrication strategies. In this context, cytotoxicity tests confirm the viability of cells and thus demonstrating biocompatibility of this class of copolymers.
KW  - 3D printing
KW  - (AB)\(_{n}\) segmented copolymers
KW  - biocompatibility
KW  - melt electrowriting
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-224513
VL  - 222
IS  - 1
ER  - 
TY  - THES
A1  - Strehle, Marion A.
T1  - Mikroskopische und spektroskopische Charakterisierung biologisch relevanter Oberflächen
T1  - Microscopic and spectroscopic characterization of biologically relevant surfaces
N2  - In dieser Arbeit werden biologisch relevante Oberflächen untersucht, die in der Medizin bzw. in der Biologie eine wichtige Rolle spielen. Die Proteinadsorption auf Implantat-Oberflächen wurde charakterisiert, um wichtige Informationen über den Adsorptionsprozess zu erhalten. Das Fernziel hierbei ist, durch ein umfassendes Wissen über diesen für die Implantation wichtigen Schritt Biomaterialien mit möglichst hoher Gewebeverträglichkeit zu entwickeln. Die Verteilung von Propolis auf der Wachs-Oberfläche von Bienenwaben wurde untersucht, um mehr über dessen Nutzen, der noch nicht vollständig aufgeklärt ist, zu erfahren und um auf mögliche Auswirkungen einer veränderten Wabenstruktur auf die Kommunikation der Honigbienen Rückschlüsse ziehen zu können. Das Ziel des ersten Teils dieser Arbeit war, das Adsorptionsverhalten der Proteine Fibrinogen, Albumin und Fibronektin auf Titandioxid, einem in der Medizin häufig als Implantat eingesetzten Material, zu studieren. Die Adsorption von Proteinen auf der Oberfläche von Implantaten ist ein wichtiger Schritt für die Gewebeverträglichkeit bzw. Biokompatibilität dieser Materialien. Es wurden sowohl die räumliche Verteilung der Proteine auf den Implantat-Oberflächen als auch die durch die Adsorption hervorgerufenen strukturellen Veränderungen der Proteine untersucht. Als Methoden wurden hierfür die Laser-Raster-Mikroskopie (LSM), die Kraftfeldmikroskopie (AFM) sowie die Raman-Spektroskopie eingesetzt. Durch ein umfassendes Wissen über den Adsorptionsprozess der Proteine auf Implantat-Materialien können die Oberflächen der Implantate dahingehend verändert werden, dass es zu einer besseren Proteinadsorption und dadurch zu einer noch geringeren Rate an Abstoßungsreaktionen kommt. Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse können einen Teil zum Verständnis des Adsorptionsprozesses beitragen. Das Ziel des zweiten Teils dieser Arbeit war es, die chemische Zusammensetzung von Propolis (dem Kittharz der Bienen) und Wabenwachs von Apis mellifera carnica Pollm. sowie die räumliche Verteilung von Propolis auf den Waben-Oberflächen zu untersuchen. Hierzu wurden die Raman-Spektroskopie und Raman-Mapping eingesetzt. Es wurden zunächst Raman-Spektren von Propolis-Proben sowie Raman-Spektren von charakteristischen Standardsubstanzen des Propolis aufgenommen. Das Propolis-Spektrum sowie das Wachs-Spektrum wurden durch eine Auswahl an Standardsubstanzen simuliert. Um herauszufinden, welche Harze von den Bienen gesammelt und als Propolis im Stock verwendet werden, wurden von einigen Harzen, die als Propolis-Quellen in Betracht kommen, Raman-Spektren aufgenommen. Es wurde auch analysiert, ob die Kettenlängen der Alkane, aus denen die Wachse bestehen, einen Einfluss auf die Raman-Spektren hat. Mittels Raman-Mapping wurde schließlich die räumliche Verteilung von Propolis auf der Waben-Oberfläche untersucht. Die hier charakterisierten biologisch relevanten Oberflächen spielen eine wichtige Rolle in der Medizin und in der Biologie. Die Analyse mit mikroskopischen und spektroskopischen Methoden verschafft einen Einblick in die Prozesse, die sich an diesen Oberflächen abspielen. Die Proteinadsorption auf Implantat-Oberflächen sind für die Implantationsmedizin von Bedeutung. Es werden ständig neue Materialien entwickelt, die eine möglichst gute Biokompatibilität aufweisen sollen. Erkenntnisse über die Prozesse, die hierfür eine Rolle spielen, helfen bei der Entwicklung neuer Materialien. Die Verteilung von Propolis auf den Wachs-Oberflächen hat einen Einfluss auf die Materialbeschaffenheit der Waben. Dies könnte die Vibrationsweiterleitung beim Schwänzeltanz der Honigbienen, der für deren Kommunikation von Bedeutung ist, beeinflussen. Die Verteilung des Propolis auf den Waben konnte für kleine Ausschnitte gezeigt werden. Inwiefern eine Propolisschicht auf den Stegen der Waben die Vibrationsweiterleitung tatsächlich beeinflusst, muss durch weiterführende Experimente herausgefunden werden.
N2  - In this work biologically relevant surfaces are investigated, which play an important role in medicine and biology, respectively. The protein adsorption on implant surfaces has been characterized in order to gain important information about the adsorption process. The future goal lies in the development of biomaterials with the highest possible tissue compatibility on the basis of an extensive knowledge about this step which is essential for the implantation. The distribution of propolis on the wax surface of honeycomb was studied to reveal information about its use, which is so far not fully known, and to draw conclusions if a changed honeycomb structure has any influence on the communication of honeybees. The aim of the first part of this work was to study the adsorption behavior of the proteins fibrinogen, albumin and fibronectin on titanium dioxide, a commonly used implant material in medicine. The protein adsorption on an implant surface is an important process for the materia's tissue or biocompatibility. The spatial distribution of the protein on the implant surfaces was studied as well as structural changes of the protein due to adsorption. As methods laser scanning microscopy (LSM), atomic force microscopy (AFM) and Raman spectroscopy were employed. With a profound knowledge about the adsorption process of proteins on implant materials the implant surfaces can be altered in such a way that a better protein adsorption takes place and the amount of repulsive reactions is lowered. The results presented in this work can contribute to a better understanding of such an adsorption process. The goal of the second part of this work was the investigation of the chemical composition of propolis and of the honeycomb wax from the honeybee Apis mellifera carnica Pollm. Furthermore the spatial distribution of propolis on the honeycomb surfaces was determined employing Raman spectroscopy and Raman mapping. First of all Raman spectra of characteristic propolis samples and characteristic standard components of propolis have been recorded. The propolis spectrum as well as the wax spectrum were simulated through a selection of various standard components. To discover the kind of resins collected by the bees and used as propolis in the hive, Raman spectra of certain resins which can be considered as the propolis source were measured. Additionally, a possible influence of the chain length of the alkanes forming the waxes on the Raman spectra was investigated. The spatial resolution of propolis on the honeycomb surface has been studied by means of Raman mapping. The biologically relevant surfaces characterized in this work play an important role in medicine and biology. The analysis employing microscopic and spectroscopic methods gives insight into the processes on the surface. Protein adsorption on implant surfaces a re important for implantation medicine. All the time new materials are developed with an improved biocompatibility. Knowledge about the processes taking place are of relevance for the development of new materials. The distribution of propolis on wax surfaces has an impact on the material condition of the honeycomb. This might be of interest for the vibration prolongation during the wagging dances of the honeybees, which is important for their communication. The propolis distribution on the honeycomb has been determined for some small sectors. In further experiments the role of the propolis layer on the ligaments of the honeycomb for the vibration prolongation needs to be investigated.
KW  - Implantat
KW  - Oberfläche
KW  - Biokompatibilität
KW  - Biokompatibilität
KW  - Nano-Partikel
KW  - Proteine
KW  - Propolis
KW  - Raman
KW  - biocompatibility
KW  - nano particle
KW  - protein
KW  - propolis
KW  - Raman
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5775
ER  -