Julia Gruber

• Das Ziel der vorliegenden Arbeit war, die Gefrierstrukturierung von Biopolymer-Keramik-Kompositen zur Nachahmung von osteochondralem Gewebe zu untersuchen. Dies diente der Forschung an alternativen Therapiemethoden zur Regeneration von osteochondralen Defekten, da durch derzeitige Therapien oftmals nur ein minderwertiger Reparaturknorpel gebildet wird und keine langfristigen Erfolge erzielt werden. Die Herstellung der Proben zur Nachahmung von osteochondralem Gewebe erfolgte mit der Technik der Gefrierstrukturierung, wodurch anisotrope und hochDas Ziel der vorliegenden Arbeit war, die Gefrierstrukturierung von Biopolymer-Keramik-Kompositen zur Nachahmung von osteochondralem Gewebe zu untersuchen. Dies diente der Forschung an alternativen Therapiemethoden zur Regeneration von osteochondralen Defekten, da durch derzeitige Therapien oftmals nur ein minderwertiger Reparaturknorpel gebildet wird und keine langfristigen Erfolge erzielt werden. Die Herstellung der Proben zur Nachahmung von osteochondralem Gewebe erfolgte mit der Technik der Gefrierstrukturierung, wodurch anisotrope und hoch geordnete Systeme erhalten wurden. Im Rahmen einer systematischen Untersuchung wurden mehrere Parameter, wie beispielsweise der externe Temperaturgradient, variiert und deren Auswirkungen auf die Proben untersucht. Im ersten Versuchsteil wurde die bidirektionale Gefrierstrukturierung untersucht, um die Morphologie der hergestellten Proben zu optimieren. Anschließend wurden zweischichtige Alginat- bzw. Kollagen-Bruschit-Systeme zur Nachahmung von osteochondralem Gewebe hergestellt. Die erste Schicht sollte Knochen imitieren, während die zweite Schicht Knorpel nachahmte. Die Morphologie der hergestellten Proben wurde unter dem Stereo- und Rasterelektronenmikroskop untersucht. Zur Untersuchung des mechanischen Verbundes zwischen den Schichten wurden Zugversuche durchgeführt. Alle hergestellten Systeme waren hoch geordnet und anisotrop. Die zweischichtigen Systeme wiesen einen Verbund beider Schichten auf und durch die Variation verschiedenster Parameter konnte ein näheres Verständnis des Einflusses dieser auf die Probenmorphologie erlangt werden.…
• The aim of the present work was to investigate the freeze-structuring of biopolymer-ceramic-composites to mimic osteochondral tissue. This served to research alternative therapy methods for the regeneration of osteochondral defects, as current therapies often do not achieve long-term success. The preparation of samples to mimic osteochondral tissue was performed using the technique of freeze-structuring, obtaining anisotropic and highly ordered systems. As part of a systematic investigation several parameters, such as the external temperatureThe aim of the present work was to investigate the freeze-structuring of biopolymer-ceramic-composites to mimic osteochondral tissue. This served to research alternative therapy methods for the regeneration of osteochondral defects, as current therapies often do not achieve long-term success. The preparation of samples to mimic osteochondral tissue was performed using the technique of freeze-structuring, obtaining anisotropic and highly ordered systems. As part of a systematic investigation several parameters, such as the external temperature gradient, were varied and their effects on the samples were studied. In the first part of the experiment, bidirectional freeze-structuring was investigated to optimize the morphology of the prepared samples. Subsequently, two-layered alginate- or collagen-bruschite-systems were prepared to mimic osteochondral tissue. The first layer was intended to mimic bone, while the second layer mimicked cartilage. The morphology of the prepared samples was examined under the microscope. Tensile tests were performed to investigate the mechanical bond between the layers. All the fabricated systems were highly ordered and anisotropic. The two-layered systems had a composite of both layers and by varying a wide range of parameters, a more detailed understanding of the influence of these on the sample morphology could be obtained.…