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- Institut für Organische Chemie (224)
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Schriftenreihe
Sonstige beteiligte Institutionen
- Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC (8)
- Helmholtz Institute for RNA-based Infection Research (HIRI) (5)
- Universitätsklinikum Würzburg (5)
- Fraunhofer Institut für Silicatforschung ISC (3)
- Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (3)
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- Universitätsklinikum Münster (3)
- CHC Würzburg (Comprehensive Hearing Center) (2)
- Comprehensive Cancer Center Mainfranken (2)
- Deutsches Zentrum für Herzinsuffizienz (2)
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Raumfahrtsysteme (2)
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (2)
- EMBL Heidelberg (2)
- Fraunhofer ISC (2)
- Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC, Würzburg (2)
- Hochschule Aalen (2)
- Institut für Tierökologie und Tropenbiologie (2)
- Joslin Diabetes Center (Harvard Medical School) (2)
- Klinik für Kinder- und Jugendmedizin des Caritas-Krankenhauses Bad Mergentheim (2)
- Orthopädische Klinik König-Ludwig-Haus (2)
- Orthopädische Klinik und Poliklinik der Universität Würzburg (2)
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- ZVES Würzburg (Zentrum für vorsprachliche Entwicklung und Entwicklungsstörungen) (2)
- Zentrum für Infektionsforschung (ZINF) Würzburg (2)
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- ACC GmbH Analytical Clinical Concepts (1)
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- Abteilung Molekulare Innere Medizin (1)
- Abteilung für Molekulare Onkoimmunologie (1)
- Adam Opel AG (1)
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- Alte Geschichte (1)
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- BMBF (1)
- Bayer AG, Research & Development, Pharmaceuticals, Investigational Toxicology (1)
- Bayerisches Geoinstitut, Universität Bayreuth (1)
- Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. (1)
- Betriebsärztlicher Dienst der Universität Würzburg (1)
- Beuth Hochschule für Technik Berlin (1)
- Bio-Imaging Center Würzburg (1)
- Biomedical Center Munich, Department of Physiological Chemistry, Ludwig-Maximilians-Universität München (1)
- Biomedizinische NMR Forschungs GmbH am Max-Planck-Institut fuer biophysikalische Chemie (1)
- Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG (1)
- Boston Children's Hospital (1)
- Broad Institute, USA (1)
- Bugando Medical Center in Mwanza, Tansania (1)
- Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (1)
- Bungando Medical Centre, Mwanza, Tanzania (1)
- CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - the development agency of the Brazilian Federal Government (1)
- CBIO, University of Cape Town, South Africa (1)
- CERN (1)
- CERN (Geneva, Switzerland) (1)
- CUHAS Catholic University of Health and Allied Sciences Mwanza (1)
- CUHAS Catholic university of health and allied science, Mwanza, Tanzania (1)
- Caritas-Krankenhaus Bad Mergentheim (1)
- Carl-Ludwig-Institut für Physiologie, Universität Leipzig (1)
- Catholic University of Health and Allied Sciences in Mwanza, Tansania (1)
- Center for Computational and Theoretical Biology (CCTB), Universität Würzburg (1)
- Center for Nanosystems Chemistry (1)
- Chair of Experimental Biomedicine I (1)
- Chemical Biology Laboratory, National Cancer Institue, Frederick (USA) (1)
- Cheng Lab, Department of Radiology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA 02114, USA (1)
- Comprehensive Hearing Center (1)
- Comprehensive Heart Failure Center Wuerzburg (CHFC) (1)
- DAAD - Deutscher Akademischer Austauschdienst (1)
- DLR (1)
- Department Pharmazie - Zentrum für Pharmaforschung, Ludwig-Maximilians-Universität München (1)
- Department of Biochemistry (1)
- Department of Cellular Therapies, University of Navarra, Pamplona, Spain (1)
- Department of Mathematical Analysis, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University in Prague (1)
- Department of Veterinary Sciences, Experimental Parasitology, Ludwig-Maximilians-Universität München (1)
- Department of X-ray Microscopy, University of Würzburg, Würzburg, Germany (1)
- Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD) (1)
- Deutsches Klimaservice Zentrum (GERICS) (1)
- Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (1)
- Deutsches Zentrum für Luft & Raumfahrt (DLR) (1)
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (1)
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) (1)
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Deutsches Fernerkundungsdatenzengrum (DFD) (1)
- Didaktik der Chemie (1)
- Didaktik der Physik (1)
- Département de géographie, Université Abdou Moumouni Dioffo de Niamey, Niger (1)
- EMBL Mouse Biology Unit, Monterotondo, Italien (1)
- ESPCI Paris (1)
- Early Clinical Trial Unit, Comprehensive Cancer Center Mainfranken (1)
- Endokrinologie (1)
- European Molecular Biology Laboratory, Heidelberg, Germany (1)
- European Space Agency (1)
- Evangelisches Studienwerk e.V. (1)
- Experimental Physics V, University of Wuerzburg (1)
- Experimental Radiation Oncology, Department of Radiation Oncology, University Medical Center Mannheim (1)
- Experimentelle Tumorimmunologie, Frauenklinik, Universität Würzburg (1)
- Expertenkreis zur Erarbeitung eines Stufenplans zur Diagnose und Therapie von Angsterkrankungen (1)
- FHNW Hochschule für Musik / Schola Cantorum Basiliensis (1)
- Fachgebiet für Populationsgenomik bei Nutztieren, Universität Hohenheim (1)
- Fachhochschule Kaiserslautern, Campus Zweibrücken (1)
- Fakultät für Chemie und chemische Biologie, Technische Universität Dortmund (1)
- Forschungsverbund ForChange des Bayrischen Kultusministeriums (1)
- Fraunhofer (1)
- Fraunhofer IGB - Institutsteil Würzburg Translationszentrum Regenerative Therapien für Krebs- und Muskuloskelettale Erkrankungen (1)
- Fraunhofer IGB Stuttgart (1)
- Fraunhofer IOF (1)
- Fraunhofer Insitut für Silicatforschung ISC (1)
- Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) (1)
- Fraunhofer Institut für Silicatforschung (Würzburg) (1)
- Fraunhofer Institute for Integrierte Schaltungen (IIS) (1)
- Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC in Würzburg (1)
- Fraunhofer-Institut Würzburg (1)
- Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT) (1)
- Fraunhofer-Institut für Silcatforschung ISC in Würzburg (1)
- Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) in Würzburg (1)
- Fraunhofer-Institut für Silicatforschung, Würzburg (1)
- Fraunhofer-Institute for Silicate Research ISC (1)
- Friedrich-Schiller-Universität Jena (1)
- GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (1)
- Hans-Knöll-Institut Jena (1)
- Harvard Medical School, Boston, USA (1)
- Helmholtz Center for RNA-based Infection Research (1)
- Helmholtz Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (1)
- Helmholtz Institute for RNA-based Infection Research (1)
- Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (1)
- Hochschule Wismar (1)
- Hochschule für angewandte Wissenschaften München, Fakultät für Tourismus (1)
- IBMP - Institut für Biomedizinische und Pharmazeutische Forschung in Nürnberg-Heroldsberg (1)
- IFT Institut für Therapieforschung München (1)
- IZKF Research Laboratory Dept. Medicine II & Pediatrics (1)
- IZKF Universität Würzburg (1)
- Institut Ruđer Bošković, Zagreb, Croatia (1)
- Institut für Biopsychologie, Universität Dresden (1)
- Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie des Universitätsklinikums Würzburg (1)
- Institut für Hygiene und Mikrobiologie (1)
- Institut für Klinische Epidemiologie und Biometrie des Universitätsklinikums Würzburg (1)
- Institut für Medizinische Lehre und Ausbildungsforschung, Universität Würzburg (1)
- Institut für Medizinische Mikrobiologie in Göttingen (1)
- Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene der Eberhard-Karls-Universität Tübingen (1)
- Institut für Medizintechnik Schweinfurt (IMeS) (1)
- Institut für Mikrobiologie, Universität Göttingen (1)
- Institut für Musikphysiologie und Musiker-Medizin der Hochschule für Musik, Theater und Medien, Hannover (1)
- Institut für Neurowissenschaften der Universität Mailand (1)
- Institut für Organische Chemie, RWTH Aachen (1)
- Institut für Pathologie, Universität Würzburg (1)
- Institut für diagnostische und interventionelle Radiologie, Klinikum Ingolstadt (1)
- Institut für klinische Neurobiologie (1)
- Institute for Biochemistry I, University of Cologne (1)
- Institute of Transformative Bio-Molecules, Nagoya University, Nagoya, Japan (1)
- Instituto de Higiene, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay (1)
- Instituto de Hygiene Montevideo, Uruguay (1)
- Interdisziplinäre Zentrum für Klinische Forschung (IZKF) (1)
- Interdisziplinäres Zentrum für Klinische Forschung (IZKF) Würzburg (1)
- Joslin Diabetes Center, Harvard Medical School (1)
- Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften Lehrstuhl für Botanik II - Ökophysiologie und Vegetationsökologie (1)
- Juliusspital, Würzburg (1)
- Kardiologie (Klinik für Innere Medizin I) (1)
- KfH Nierenzentrum (1)
- Kinderklinik Bad Mergentheim (1)
- Klinik für Anästhesiologie, Universität Mainz (1)
- Klinik für Handchirurgie Bad Neustadt a.d. Saale (1)
- Klinik für Handchirurgie Bad Neustadt an der Saale (1)
- Klinik für Handchirurgie Bad Neustadt, Rhön-Klinikum, Bad Neustadt a.d. Saale (1)
- Klinik für Handchirurgie Rhön-Klinikum Campus Bad Neustadt (1)
- Klinik für Handchirurgie des Rhön-Klinikums Bad Neustadt an der Saale (1)
- Klinik für Handchirurgie, Rhön Klinikum Campus Bad Neustadt (1)
- Klinik für Kardiologie und Angiologie der Medizinischen Hochschule Hannover (1)
- Klinik für Kinder- und Jugendmedizin, Caritas-Krankenhaus Bad Mergentheim (1)
- Klinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie des Leopoldina Krankenhaus Schweinfurt (1)
- Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universität Würzburg (1)
- Klinik für Transfusionsmedizin (1)
- Klinik für Tropenmedizin am Klinikum Würzburg Mitte gGmbH (1)
- Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie, Intensivmedizin, Notfallmedizin und Schmerztherapie des Universitätsklinikums Würzburg (1)
- Klinikum Aschaffenburg-Alzenau (1)
- Klinikum Fulda gAG (1)
- Klinikum Main-Spessart Lohr (1)
- Klinikum Würzburg Mitte (Akademisches Lehrkrankenhaus der Uni Würzburg) (1)
- Klinische Mikrobiologie am Universitätsklinikum Erlangen (1)
- König Ludwig Haus Würzburg (1)
- König Ludwig Haus, Würzburg (1)
- König-Ludwig Haus (1)
- König-Ludwig-Haus, Orthopedic Clinic, Würzburg (1)
- LMU München (1)
- Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen, Bieneninstitut Kirchhain (1)
- Lehrkrankenhaus II. Medizinische Klinik Klinikum Coburg (1)
- Lehrkrankenhaus der Universität Würzburg: Klinikum Main-Spessart (1)
- Lehrstuhl für Anorganische Chemie I, Universität Bayreuth (1)
- Lehrstuhl für Biochemie und molekulare Biologie (1)
- Lehrstuhl für Bioinformatik (1)
- Lehrstuhl für Biotechniologie und Biophysik am Biozentrum der Universität Würzburg (1)
- Lehrstuhl für Chemie, Brooklyn College, City University of New York, Brooklyn (1)
- Lehrstuhl für Fernerkundung der Uni Würzburg, in Kooperation mit dem Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) (1)
- Lehrstuhl für Immunologie, Würzburg (1)
- Lehrstuhl für Physiologische Chemie (1)
- Lehrstuhl für Tierökologie und Tropenbiologie, Universität Würzburg (1)
- Lehrstuhl für Tissue Engineering und Regenerative Medizin (TERM) (1)
- Lehrstuhl für Tissue Engineering und Regenerative Medizin der Universität Würzburg (1)
- Lehrstuhl für Translationale Onkologie (1)
- Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften - ISAS - e.V. (1)
- Leibniz-Institut für Katalyse Rostock (1)
- Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie Hans-Knöll-Institut (1)
- Ludwig-Maximilians-Universität München, Fakultät für Physik (1)
- MRB Research Center for Magnetic-Resonance-Bavaria (1)
- Maastricht University, Department of Psychiatry and Neuropsychology (1)
- Maastricht University, Maastricht, the Netherlands (1)
- Mathematical Institute, Czech Academy of Sciences (1)
- Max Delbrück Center for Molecular Medicine (1)
- Max-Delbrück-Center für molekulare Medizin, Berlin (1)
- Medizinische Hochschule Hannover, Kardiologie (1)
- Medizinische Klinik II des Klinikums Aschaffenburg - Alzenau (1)
- Medizinische Klinik und Poliklinik 1, Abteilung Kardiologie (1)
- Medizinische Klinik und Poliklinik 1, Abteilung Nephrologie (1)
- Medizinische Universität Innsbruck (1)
- Medizinischen Klinik II des Klinikums Aschaffenburg, Prof. Dr. med. W. Fischbach (1)
- Michigan State University (1)
- Microarray Core Unit, Universität Würzburg (1)
- Missionsärztliches Institut (MI); Catholic University of Health and Allied Sciences Mwanza, Tansania (CUHAS); Medizinische Virologie der Stellenboschuniversität, Südafrika (1)
- Missionsärztliches Institut Würzburg (1)
- Muskuloskelettalen Zentrum Würzburg (MCW) (1)
- Märkisches Klinikum Lüdenscheid (1)
- National Park "Bavarian Forest" (1)
- Nationales Referenzzentrum für Invasive Pilzinfektionen (NRZMyk) (1)
- Nationales Referenzzentrum für invasive Pilzinfektionen (1)
- Neurologische Klinik, Klinikum Ingolstadt (1)
- Neurologische Klinik, Universitätsklinikum Würzburg (1)
- New York Blood Center (1)
- Novartis AG (1)
- Novartis Pharma AG, Switzerland (1)
- OTH Regensburg (1)
- Opel Automobile GmbH (1)
- Orthopädische Klinik König-Ludwig-Haus Würzburg (1)
- Orthopädische Klinik und Poliklinik "König-Ludwig-Haus" der Uni Würzburg (1)
- Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg (1)
- Paul-Scherrer-Institut, Villigen, CH (1)
- Pharmacology, University of Stellenbosch, South Africa (1)
- Pharmakologie, Universität Bonn (1)
- Pharmazie, Universität Mailand (1)
- Physiologisches Institut Universität Würzburg (1)
- Politecnico di Milano (1)
- Queensland University of Technology (1)
- Radiologie (1)
- Research Center for Infectious Diseases, University of Würzburg (1)
- Rhön-Klinikum Campus Bad Neustadt (1)
- Rhön-Klinikum Campus Bad Neustadt an der Saale, Klinik für Handchirurgie (1)
- Roche Diagnostics GmbH Penzberg (1)
- Rudolf-Virchow-Zentrum DFG-Forschungszentrum für Experimentelle Biomedizin der Universität Würzburg (1)
- Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin der Universität Würzburg (1)
- SKZ – Das Kunststoff-Zentrum (1)
- Sahin Lab, F.M. Kirby Neurobiology Center Boston Children’s Hospital, Department of Neurology, Harvard Medical School (1)
- Schifffahrtmedizinisches Institut der Marine (1)
- Siemens Corporate Technology Munich (1)
- Siemens Corporate Technology, Erlangen (1)
- Spanish National Center for Biotechnology (CNB-CSIC) (1)
- Spectral Service AG (1)
- Sportzentrum der Universität Würzburg (1)
- Stanford University (1)
- Stellenbosch University - Division of Medical Virology (1)
- Synchrotron SOLEIL, Gif-sur-Yvette (1)
- Tanzania Food and Drugs Authority (1)
- Technical University of Denmark (1)
- Technische Hochschule Wildau (1)
- Technische Hochschule Würzburg-Schweinfurt, Fakultät Angewandte Sozialwissenschaften (1)
- Technische Universität Darmstadt (1)
- Technische Universität Dresden (1)
- The project was founded by IZKF (1)
- Translationale soziale Neurowissenschaften (1)
- Tropenmedizin, Klinikum Würzburg Mitte gGmbH, Missioklinik (1)
- Tropenmedizinische Abteilung der Missionsärztlichen Klinik Würzburg (Lehrkrankenhaus der Univ. Würzbug) (1)
- Tropenmedizinische Abteilung der Missionärztlichen Klinik (1)
- University of Applied Sciences Aschaffenburg (1)
- University of Applied Sciences and Arts Western Switzerland, Fribourg (1)
- University of Birmingham, Medical School, Institute of Biomedical Research (1)
- University of Leipzig, Faculty of Life Sciences, Institute for Biology (1)
- University of Stellenbosch, Division of Medical Virology (1)
- University of Twente (The Netherlands) (1)
- Universität Bielefeld (1)
- Universität Duisburg-Essen, Institut für Molekularbiologie, AG Becker-Flegler (1)
- Universität Jena (1)
- Universität Würzburg GmbH für Bildungs- und Campusdienstleistungen (1)
- Universitätsklinikum Düsseldorf, Institut für Toxikologie (1)
- Universitätsklinikum Würzburg (UKW) (1)
- Universitätsklinkium Magdeburg (1)
- Université Paris I Panthéon-Sorbonne (1)
- Université d'Abomey-Calavi, Benin (1)
- Université de Bordeaux, Bordeaux, France (1)
- Université de Montréal (1)
- Université de Paris-Saclay (1)
- Westfälische Hochschule Recklinghausen, Fachbereich für Ingenieur- und Naturwissenschaften (FB 8) (1)
- Würzburger Institut für Verkehrswissenschaften (WIVW GmbH) (1)
- ZINF Research Center for Infectious Diseases (1)
- Zahnmedizin (1)
- Zentrale Abteilung für Mikroskopie, Universität Würzburg (1)
- Zentrum für Infektionsforschung ZINF Würzburg (1)
- Zentrum für Innere Medizin I, Städtisches Klinikum Brandenburg GmbH, Hochschulklinikum der MHB Theodor Fontane (1)
- Zentrum für Interdisziplinäre Medizin der Uni Würzburg (1)
- Zentrum für Luft- und Raumfahrtmedizin der Luftwaffe (1)
- Zentrum für Soziale Implikationen künstlicher Intelligenz (SOCAI) (1)
- Zentrum für experimentelle und molekulare Medizin (Würzburg) (1)
- Zentrum für vorsprachliche Entwicklung und Entwicklungsstörungen (1)
- Zentrum für vorsprachliche Entwicklung und Entwicklungsstörungen (ZVES) (1)
- eXcorLab GmbH (1)
ResearcherID
- B-1911-2015 (1)
- B-4606-2017 (1)
- C-2593-2016 (1)
- D-1250-2010 (1)
- D-3057-2014 (1)
- I-5818-2014 (1)
- J-8841-2015 (1)
- M-1240-2017 (1)
- N-2030-2015 (1)
- N-3741-2015 (1)
EU-Project number / Contract (GA) number
- 311781 (1)
- 320377 (1)
- EU (FP7/ 2007-2013) (1)
Innerhalb der Juvenilen Idiopathischen Arthritis (JIA) bilden Patienten mit Antinukleären Antikörpern (ANA) Subgruppen-übergreifend eine klinisch homogene Erkrankungsgruppe. Ob diesen klinischen Gemeinsamkeiten jedoch auch eine einheitliche Pathogenese zugrunde liegt, ist bisher unbekannt. Sogenannte periphere T-Helferzellen (TPH) spielen im Kontext zahlreicher Autoimmunerkrankungen eine entscheidende Rolle bei der Aktivierung autoreaktiver B-Zellen. Ziel dieser Arbeit war daher die phänotypische und funktionelle Analyse von PD-1hiCXCR5-CD4+ TPH-Zellen, sowie deren Verteilung in der Synovialflüssigkeit von Patienten unterschiedlicher Subgruppen der JIA.
Hierzu wurden Phänotyp und Zytokinprofil von PD-1hiCD4+ T-Zellen durchflusszytometrisch analysiert. Der funktionelle Einfluss von PD-1hiCD4+ T-Zellen auf die B-Zell-Differenzierung wurde mittels in vitro Kokulturen FACS-sortierter TPH-Zellen der Synovialflüssigkeit untersucht.
IL-21- und IL-17-produzierende T-Gedächtniszellen der Synovialflüssigkeit zeigten eine negative Korrelation zueinander. Die IL-21-Produktion ging besonders von PD-1hiCXCR5-HLA-DR+CD4+ T-Zellen aus, welche besonders in den Gelenken ANA-positiver JIA-Patienten akkumulierten. Diese Population zeigte phänotypische Ähnlichkeit mit TPH-Zellen und leistete in vitro effiziente B-Zell-Hilfe zu Plasmazelldifferenzierung und Immunglobulinsekretion, induzierte jedoch zudem einen CD21lo/-CD11c+T-bet+ Phänotyp in B-Zellen. Passend hierzu bestand auch ex vivo eine signifikante Korrelation zwischen TPH und CD21lo/-CD11c+T-bet+ doppelt-negativen B-Zellen (BDN).
Es konnte also die Expansion einer spezifischen T-Zellpopulation mit phänotypischen und funktionellen Charakteristika von TPH-Zellen beobachtet und deren funktioneller Zusammenhang mit CD21lo/-CD11c+T-bet+ BDN in der Synovialflüssigkeit von JIA-Patienten aufgezeigt werden. Dies könnte die Autoimmunantwort auf ubiquitäre Autoantigene innerhalb betroffener Gelenke ANA-positiver JIA-Patienten widerspiegeln.
Helically Twisted Graphene Nanoribbons: Bottom-up Stereospecific Synthesis and Characterization
(2024)
Over the past decade, substantial progress has been made in synthesizing atomically precise carbon nanostructures, with a focus on graphene nanoribbons (NRs) through advanced synthetic techniques. Despite these advancements, precise control over the stereochemistry of twisted NRs remains challenging. This thesis introduces a strategic approach to achieve absolute control over the single-handed helical conformation in a cove-edged NR, utilizing enantiopure [n]helicenes as a molecular wrench to intricately dictate the overall conformation of the NR.
Enantiopure [7]helicenes were stitched to the terminal K-regions of a conjugated pyrene NR using a stereospecific and site-selective palladium(II)-catalyzed annulative π-extension (APEX) reaction, resulting in a helically twisted NR with an end-to-end twist of 171°, the second-largest twist reported so far in the literature for twistacenes. The helical end-to-end twist increases with each addition of benzene ring to the central acene core, suggesting that the extra strain induced by the terminal [7]helicenes maintains such a high level of twist.
The quantum chemical calculations were conducted to investigate the impact of twisting on the conformational population. At room temperature, the central backbone of the nanoribbon adopts the twisted helicity opposite to that of the attached [7]helicene, constituting around 99% of the molecular population. For instance, (P)-[7]helicenes produce a left-handed helical nanoribbon, while (M)-[7]helicenes produce a right-handed helical nanoribbon. In the presence of helicenes of opposite chirality, the nanoribbon adopts a waggling conformation. The helically twisted nanoribbons are conformationally robust, as variable temperature chiroptical measurements showed no change in CD and CPL spectra. The proposed strategy, involving the late-stage addition of [n]helicene units through the APEX reaction, appears promising for streamlining the synthesis of diverse cove edge NR variants with desired conformations.
In addition to single-handed helically twisted nanoribbons, the symmetry-based functional properties of C2 and C1 symmetric pyrene-fused single and double [n]helicene compounds were studied. Owing to its higher structural rigidity, the C1 symmetric heptagonal ring-containing molecules exhibited exceptional configurational stability along with remarkable chiroptical properties compared to their C2 symmetric as well as pristine helicene congeners.
Sprech- und Stimmstörungen sind häufige Symptome der Idiopathischen Parkinson Erkrankung (IPS), wobei bis zu 89% der Patienten im Verlauf der Krankheit unter einer Dysarthrie leiden. Die Tiefenhirnstimulation des Nucleus subthalamicus (STN-DBS) ist eine etablierte Behandlung für die motorischen Symptome des IPS (Allert et al., 2004). Während STN-DBS positive Effekte auf einige Teilfunktionsbereiche der Dysarthrie zu haben scheint, berichten die meisten Studien entweder über keine Verbesserung oder eine Verschlechterung der Sprech- und Stimmfunktionen nach Implantation der STN-DBS (Tsuboi et al., 2015; Wang et al., 2003; Wertheimer et al., 2014). Klinische Erfahrungswerte sowie Fallberichte und Studien lassen vermuten, dass diese sprachtherapeutisch relevanten Nebenwirkungen unabhängig von der therapeutischen Wirksamkeit der STN-DBS sind und daher als unerwünschte, aber nicht therapieimmanente Interferenzfaktoren anzusehen sind (Bouthour et al., 2018), die es genauer zu untersuchen gilt, da die Lebensqualität von IPS-Erkrankten als stark einschränkend wahrgenommen wird (Hariz et al., 2010). Eine aufwendige und methodisch fundierte Klassifizierung wurde von Tsuboi und Kollegen vorgenommen, die im Zusammenhang mit STN-DBS fünf Cluster von Sprech- und Stimmstörungen identifizierten (Tanaka et al., 2020; Tsuboi et al., 2015, 2017). Dazu zählten die Phänotypen „spastische Dysarthrie“, „Stottern“, „rigid-hypokinetischer Typ“, „behauchte Stimme“ und „gepresste Stimme“.
Erste Hinweise lassen darauf schließen, dass die Nebenwirkungen von STN-DBS auf die Stimulation spezifischer Gehirnkreise zurückzuführen sein könnte (Fox et al., 2014). In dieser Arbeit wird eine retrospektive Studie mit STN-DBS stimulierten IPS Erkrankten vorgestellt, die sprachtherapeutisch relevante Sprech- und Stimmstörungen unter zwei Bedingungen bewertet (ein- und ausgeschaltete Stimulation) sowie eine prospektive Studie mit den beiden gleichen Bedingungen. Beide Studien haben das Ziel einer Replizierbarkeit der Ergebnisse von Tsuboi et al. (2015, 2017). Die zweite prospektive Studie bezieht außerdem konnektombasierte Daten ein.
Die Ergebnisse beider Studien lassen quantitativ keine Signifikanzen hinsichtlich der o.g. dysarthrischen Phänotypen zu, quantitativ lassen sich jedoch deutliche Tendenzen ähnlich der Ausgangsstudie erkennen. Zudem wurden das Cluster „Stottern“ in der retrospektiven Studie als weiteres möglicherweise STN-DBS immantentes Cluster identifiziert. In der prospektiven Studie wurde ein Cluster hinzugefügt, da in den Beurteilungen zusätzlich die Symptomatik „hasty speech“ oder auch „hastiges Sprechen“ beobachtet wurde.
The goal of this thesis was to investigate the influence of rotational restriction between individual parts and of the varying electron density in the bridging unit of D B A systems on the exchange interaction 2J, and thus the electronic coupling between a donor state and an acceptor state. A better understanding of how to influence the underlaying spin dynamics in such donor acceptor systems can open up the door to new technologies, such as modern molecular electronics or optoelectronic devices.
Therefore, three series of molecules consisting of a TAA electron donor, a TTC or ATC bridging unit and a PDI electron acceptor were studied. To investigate the influence of rotational restriction on 2J and the electronic coupling, a series of four rotationally hindered triads (chapter 6) was synthesised. The dihedral angle between the TAA and the TTC as well as between the TTC and the PDI was restricted by ortho methyl groups at the phenylene linkers of the connecting ends to the TTC bridge, producing a twist around the linking single bond which minimises the π overlap. The triads exhibit varying numbers of ortho methyl groups and therefore different degrees of rotational restriction. In order to shine light on the influence of varying electron density on 2J and the electronic coupling, a series of four substituted triptycene triads (chapter 7) was synthesised. The electron density in the TTC bridging unit was varied by electron donating and electron withdrawing groups in 12,13 position of the TTC bridging unit and thus varying its HOMO/LUMO energy. The last series of two anthracene bridge triads (chapter 8) connected both approaches by restricting the rotation with ortho methyl groups and simultaneously by varying the bridge energies.
In order to obtain the electronic properties, steady state absorption and emission spectra of all triads were investigated (chapter 4). Here, all triads show spectral features associated with the separate absorption bands of TAA and the PDI moiety. The reduced QYs, compared to the unsubstituted PDI acceptor, indicate a non radiative quenching mechanism in all triads. The CV data (chapter 5) were used to calculate the energies of possible CSSs and those results were used to assign the CR dynamics into the different Marcus regions. fs TA measurements reveal that all triads form a CSS upon excitation of the PDI moiety. The lifetimes of the involved states and the rate constants were determined by global exponential fits and global target analysis. The CR dynamics upon depopulation of the CSSs were investigated using external magnetic field dependent ns TA spectroscopy. The ns TA maps show that all triads recombine via CRT pathway populating the local 3PDI state in toluene and provided the respective lifetimes. The approximate QYs of triplet formation were determined using actinometry. The magnetic field dependent ns TA data reveal the exchange interaction 2J between singlet and triplet CSS for each triad. Those magnetic field dependent ns TA data in toluene were furthermore treated using a quantum mechanical simulation (done by U.E. Steiner) to extract the rate constants kT and kS for CRT and CRS, respectively. However, the error margins of kS were rather wide. Finally, the electronic couplings between the donor and the acceptor states were obtained by combining the aforementioned experimental results of the rate constants and applying the Bixon Jortner theoretical description of diabatic ET and Andersons perturbative theory of the exchange coupling. Therefore, the experimentally determined values of 2J and the calculated values of kCS and kT were used. The rate constant kS was calculated based on the electronic coupling V1CSS 1S0.
The rotationally hindered triads (chapter 6) show a strong influence of the degree of rotational restriction on the lifetimes and rate constants of the CS processes. The rate constants of CS are increasing with increasing rotational freedom. The magnetic field dependent decay data show that the exchange interactions increase with increasing rotational freedom. Based on the CR dynamics, the calculated electronic couplings of the ET processes reflect the same trend along the series. Here, only singlet couplings turned out to be strongly influenced while the triplet couplings are not. Therefore, this series shows that the ET dynamics of donor acceptor systems can strongly be influenced by restricting the rotational freedom.
In the substituted triptycene triads (chapter 7), decreasing electron density in the bridging unit causes a decrease of the CS rate constants. The magnetic field dependent decay data show that with decreasing electron density in the bridge the exchange interaction decreases. The CR dynamics-based rate constants and the electronic couplings follow the same trend as the exchange interaction. This series shows that varying the HOMO/LUMO levels of the connecting bridge between donor and acceptor strongly influences the ET processes.
In the anthracene bridge triads (chapter 8), the CS process is slow in both triads. The CR was fast in the anthracene triad and is slowed down in the methoxy substituted anthracene bridge triad. The increase of the exchange interaction with increasing electron density in the bridge was more pronounced than in the substituted triptycene triads. Thus, the variation of electron density in the bridge strongly influences the ET processes even though the rotation is restricted.
In this thesis, it was shown that the influence of the rotational hindrance as well as the electron density in a connecting bridge have strong influence on all ET processes and the electronic coupling in donor acceptor systems. These approaches can therefore be used to modify magnetic properties of new materials.
In a world of constant change, uncertainty has become a daily challenge for businesses. Rapidly shifting market conditions highlight the need for flexible responses to unforeseen events. Operations Management (OM) is crucial for optimizing business processes, including site planning, production control, and inventory management. Traditionally, companies have relied on theoretical models from microeconomics, game theory, optimization, and simulation. However, advancements in machine learning and mathematical optimization have led to a new research field: data-driven OM.
Data-driven OM uses real data, especially time series data, to create more realistic models that better capture decision-making complexities. Despite the promise of this new research area, a significant challenge remains: the availability of extensive historical training data. Synthetic data, which mimics real data, has been used to address this issue in other machine learning applications.
Therefore, this dissertation explores how synthetic data can be leveraged to improve decisions for data-driven inventory management, focusing on the single-period newsvendor problem, a classic stochastic optimization problem in inventory management.
The first article, "A Meta Analysis of Data-Driven Newsvendor Approaches", presents a standardized evaluation framework for data-driven prescriptive approaches, tested through a numerical study. Findings suggest model performance is not robust, emphasizing the need for a standardized evaluation process.
The second article, "Application of Generative Adversarial Networks in Inventory Management", examines using synthetic data generated by Generative Adversarial Networks (GANs) for the newsvendor problem. This study shows GANs can model complex demand relationships, offering a promising alternative to traditional methods.
The third article, "Combining Synthetic Data and Transfer Learning for Deep Reinforcement Learning in Inventory Management", proposes a method using Deep Reinforcement Learning (DRL) with synthetic and real data through transfer learning. This approach trains a generative model to learn demand distributions, generates synthetic data, and fine-tunes a DRL agent on a smaller real dataset. This method outperforms traditional approaches in controlled and practical settings, though further research is needed to generalize these findings.
Plants are able to sense mechanical forces in order to defend themselves against predators,
for instance by synthesizing repellent compounds. Very few plants evolved extremely sensitive
tactile abilities that allow them to perceive, interpret and respond by rapid movement in the
milliseconds range. One such rarity is the charismatic Venus flytrap (Dionaea muscipula) - a
carnivorous plant which relies on its spectacular active trapping strategy to catch its prey. The
snapping traps are equipped with touch-specialised trigger hairs, that upon bending elicit an
action potential (AP). This electrical signal originates within the trigger hairs’ mechanosensory
cells and further propagates throughout the whole trap, alerting the plant of potential prey.
Two APs triggered within thirty seconds will set off the trap and more than five APs will
initiate the green stomach formation for prey decomposition and nutrient uptake. Neither
the molecular components of the plant’s AP nor the Venus flytrap’s fast closure mechanism
have been fully elucidated yet. Therefore, the general objective of this study is to expound
on the molecular basis of touch perception: from AP initiation to trap closure and finally to
stomach formation.
The typical electrical signal in plants lasts for minutes and its shape is determined by the
intensity of the mechanical force applied. In contrast, the Venus flytrap’s one-second AP is of
all-or-nothing type, similar in shape to the animal AP. In order to gain more insight into the
molecular components that give rise to the Venus flytrap’s emblematic AP, the transcriptomic
landscape of its unique mechanotransducer - the trigger hair – was compared to the rest
of the non-specialised tissues and organs. Additionally, the transcriptome of the electrically
excitable fully-developed adult trap was compared to non-excitable juvenile traps that are
unable to produce sharp APs. Together, the two strategies helped with the identification of
electrogenic channels and pumps for each step of the AP as follows: (1) the most specific to
the trigger hair was the mechanosensitive channel DmMSL10, making up the best candidate for
the initial AP depolarization phase, (2) the K+ outward rectifier DmSKOR could be responsible
for repolarisation, (3) further, the proton pump DmAHA4, might kick in during repolarisation
and go on with hyperpolarisation and (4) the hyperpolarization- and acid-activated K+ inward
rectifier KDM1 might contribute to the re-establishment of electrochemical gradient and
the resting potential. Responsible for the AP-associated Ca2+ wave and electrical signal
propagation, the glutamate-like receptor DmGLR3.6 was also enriched in the trigger hairs.
Together, these findings suggest that the reuse of genes involved in electrical signalling in
ordinary plants can give rise to the Venus flytrap’s trademark AP.
The Venus flytrap has been cultivated ever since its discovery, generating more than one
hundred cultivars over the years. Among them, indistinguishable from a normal Venus flytrap
at first sight, the ’ERROR’ cultivar exhibits a peculiar behaviour: it is unable to snap its traps
upon two APs. Nevertheless, it is still able to elicit normal APs. To get a better understanding
of the key molecular mechanisms and pathways that are essential for a successful trap closure,
the ’ERROR’ mutant was compared to the functional wild type.
Timelapse photography led to the observation that the ’ERROR’ mutants were able to leisurely
half close their traps when repeated mechanostimulation was applied (10 minutes after 20
APs, 0.03 Hz). As a result of touch or wounding in non-carnivorous plants, jasmonic acid
(JA) is synthesized, alerting the plants of potential predators. Curiously, the JA levels were reduced upon mechanostimulation and completely impaired upon wounding in the ’ERROR’
mutant. In search of genes accountable for the ’ERROR’ mutant’s defects, the transcriptomes
of the two phenotypes were compared before and after mechanostimulation (1h after 10
APs, 0.01 Hz). The overall dampened response of the mutant compared to the wild type,
was reflected at transcriptomic level as well. Only about 50% of wild type’s upregulated
genes after touch stimulation were differentially expressed in ’ERROR’ and they manifested
only half of the wild type’s expression amplitude. Among unresponsive functional categories
of genes in ’ERROR’ phenotype, there were: cell wall integrity surveilling system, auxin
biosynthesis and stress-related transcription factors from the ethylene-responsive AP2/ERF and
C2H2-ZF families. Deregulated Ca2+-decoding as well as redox-related elements together with
JA-pathway components might also contribute to the malfunctioning of the ’ERROR’ mutant. As
the mutant does not undergo full stomach formation after mechanical treatment, these missing
processes represent key milestones that might mediate growth-defence trade-offs under JA
signalling. This confirms the idea that carnivory has evolved by recycling the already available
molecular machineries of the ubiquitous plant immune system.
To better understand the mutant’s defect in the trap snapping mechanism, the ground states
(unstimulated traps) of the two phenotypes were compared. In this case, many cell wall-related
genes (e.g. expansins) were downregulated in the ’ERROR’ mutant. For the first time, these
data point to the importance of a special cell wall architecture of the trap, that might confer
the mechanical properties needed for a functional buckling system - which amplifies the speed
of the trap closure.
This study provides candidate channels for each of the AP phases that give rise to and shape
the sharp Venus flytrap-specific AP. It further underlines the possible contribution of the cell
wall architecture to the metastable ready-to-snap configuration of the trap before stimulation
- which might be crucial for the buckling-dependent snapping. And finally, it highlights
molecular milestones linked to defence responses that ensure trap morphing into a green
stomach after mechanostimulation. Altogether, these processes prove to be interdependent
and essential for a successful carnivorous lifestyle.
Colorectal Cancer (CRC) is the third most common cancer in the US. The majority of CRC cases are due to deregulated WNT-signalling pathway. These alterations are mainly caused by mutations in the tumour suppressor gene APC or in CTNNB1, encoding the key effector protein of this pathway, β-Catenin. In canonical WNT-signalling, β-Catenin activates the transcription of several target genes, encoding for proteins involved in proliferation, such as MYC, JUN and NOTCH. Being such a critical regulator of these proto-oncogenes, the stability of β-Catenin is tightly regulated by the Ubiquitin-Proteasome System. Several E3 ligases that ubiquitylate and degrade β-Catenin have been described in the past, but the antagonists, the deubiquitylases, are still unknown. By performing an unbiased siRNA screen, the deubiquitylase USP10 was identified as a de novo positive regulator of β-Catenin stability in CRC derived cells. USP10 has previously been shown in the literature to regulate both mutant and wild type TP53 stability, to deubiquitylate NOTCH1 in endothelial cells and to be involved in the regulation of AMPKα signalling. Overall, however, its role in colorectal tumorigenesis remains controversial. By analysing publicly available protein and gene expression data from colorectal cancer patients, we have shown that USP10 is strongly upregulated or amplified upon transformation and that its expression correlates positively with CTNNB1 expression. In contrast, basal USP10 levels were found in non-transformed tissues, but surprisingly USP10 is upregulated in intestinal stem cells. Endogenous interaction studies in CRC-derived cell lines, with different extend of APCtruncation, revealed an APC-dependent mode of action for both proteins. Furthermore, by utilising CRISPR/Cas9, shRNA-mediated knock-down and overexpression of USP10, we could demonstrate a regulation of β-Catenin stability by USP10 in CRC cell lines. It is widely excepted that 2D cell culture systems do not reflect complexity, architecture and heterogeneity and are therefore not suitable to answer complex biological questions. To overcome this, we established the isolation, cultivation and genetically modification of murine intestinal organoids and utilised this system to study Usp10s role ex vivo. By performing RNA sequencing, dependent on different Usp10 levels, we were able to recapitulate the previous findings and demonstrated Usp10 as important regulator of β-dependent regulation of stem cell homeostasis. Since genetic depletion of USP10 resulted in down-regulation of β-Catenin-dependent transcription, therapeutic intervention of USP10 in colorectal cancer was also investigated. Commercial and newly developed inhibitors were tested for their efficacy against USP10, but failed to significantly inhibit USP10 activity in colorectal cancer cells. To validate the findings from this work also in vivo, development of a novel mouse model for colorectal cancer has begun. By combining CRISPR/Cas9 and classical genetic engineering with viral injection strategies, WT and genetically modified mice could be transformed and, at least in some animals, intestinal lesions were detectable at the microscopic level. The inhibition of USP10, which we could describe as a de novo tumour-specific regulator of β-Catenin, could become a new therapeutic strategy for colorectal cancer patients.
Das maligne Melanom, eine der seltensten, aber gleichzeitig auch die tödlichste dermatologische Malignität, gekennzeichnet durch die Neigung zu einer frühen Metastasierung sowie die rasche Entwicklung von Therapieresistenzen, zählt zu den Tumorentitäten mit dem höchsten Anstieg der Inzidenz weltweit. Mausmodelle werden häufig verwendet, um die Melanomagenese zu erforschen und neue effektive therapeutische Strategien zu entwickeln, spiegeln die menschliche Physiologie allerdings nur unzureichend wider. In zweidimensionalen (2D) Zellkulturen mangelt es dagegen an wichtigen Komponenten der Mikroumgebung des Tumors und dem dreidimensionalen Gewebekontext. Um dieses Manko zu beheben und die Entwicklung von auf den Menschen übertragbaren Tumormodellen in der onkologischen Forschung voranzutreiben, wurde als Alternative zu Zellkulturen und Tierversuchen humane organotypische dreidimensionale (3D) Melanom-Modelle als in vitro Testsystem für die Bewertung der Wirksamkeit von anti-Tumor Therapeutika entwickelt.
Im Zuge dieser Arbeit konnte das in vitro Melanom-Modell entscheidend weiterentwickelt werden. So konnten Modelle unterschiedlichster Komplexität etabliert werden, wobei abhängig von der Fragestellung einfachere epidermale bis hin zu unterschiedlich komplexen Vollhautmodellen Anwendung finden. Durch Simulation der Tumor-Mikroumgebung eignen sich diese zur präklinischen Validierung neuer Tumor-Therapeutika, sowie der Erforschung pathologischer Vorgänge, von der Tumor-Formierung bis zur Metastasierung. Zudem konnten erfolgreich unterschiedlichste humane Melanomzelllinien ins Modell integriert werden; dadurch, dass sich diese durch ihre Treibermutationen, die zur Krankheitsentstehung beitragen, unterscheiden, stellen sie unterschiedliche Ansprüche an potentielle therapeutische Angriffspunkte und ermöglichen das Widerspiegeln vieler Melanom-Subtypen im Modell. Ferner ist es möglich, verschiedene Stadien der Tumor-Entwicklung über die Zugabe von Melanomzellen in Einzelsuspension bzw. von Melanom-Sphäroiden widerzuspiegeln. Es konnte für bestimmte Therapie-Ansätze, wie zielgerichtete Therapien, z.B. die Gabe von sich in der Klinik im Einsatz befindlicher BRAF-/MEK-Inhibitoren, gezeigt werden, dass sich die etablierten Modelle hervorragend als präklinische Testsysteme zur Wirksamkeitsbewertung eignen. Zudem bieten sich einzigartige Möglichkeiten, um die Interaktion humaner Tumorzellen und gesunder Zellen in einem Gewebeverband zu untersuchen. Ferner konnten drei neue technische Analyse-Verfahren zur nicht-invasiven Detektion der Tumor- Pro- und Regression, Beurteilung der Wirksamkeit von potenziellen Anti-Tumor-Therapien sowie der Evaluierung des Tumor-Metabolismusses implementiert werden. Perspektivisch ermöglichen immun-kompetente Melanom-Modelle die Austestung neuer Immun- und Zelltherapien in einem voll humanen System; gleichzeitig leisten die etablierten Modelle einen signifikanten Beitrag zur Reduktion von Tierexperimenten.
Der MPFL-Ersatz ist ein gängiges Therapieverfahren zur Behandlung einer patellofemoralen Instabilität. Die Operationstechniken unterscheiden sich zumeist an der patellaren Fixationsmethode und der Auswahl der Transplantate. Biomechanische Studien, welche sich mit den Eigenschaften implantatfreier ossärer Fixationsmethoden beim MPFL-Ersatz unter Verwendung künstlicher Transplantate beschäftigen gibt es nach aktueller Recherche nicht. Ziel dieser Arbeit war es, die biomechanischen Eigenschaften zweier patellarer Bohrkanalfixationstechniken beim MPFL-Ersatz mit unterschiedlichem künstlichen Bandersatzmaterial zu ermitteln. Die Hypothese war, dass die biomechanischen Eigenschaften in Elongation, Steifigkeit, Primärstabilität und maximaler Ausreißkraft mit denen der bereits etablierten Verfahren und dem nativen MPFL vergleichbar sind. Hierzu wurden 80 porcine Kniescheiben randomisiert in 8 Gruppen aufgeteilt und getestet. In den Gruppen 1-4 wurden parallele, transpatellare Bohrkanäle mit Tapes der Breiten 2 mm, 3 mm, 4 mm und 5 mm getestet. In den Gruppen 5-8 wurden V-Kanal-Fixationsmethoden mit Bändern der Breite von 2 mm, 3 mm, 4 mm und 5 mm untersucht. Zusätzlich wurden die biomechanischen Grundeigenschaften der nativen Tapes ermittelt. Alle Tests durchliefen jeweils drei Messabschnitte. Hierbei fand zunächst eine Präkonditionierung mit 10 Zyklen zwischen 5 N und 20 N statt. Daraufhin folgte eine zyklische Belastung mit 1000 Zyklen zwischen 5 N und 50 N. Am Ende wurde eine maximale Kraftapplikation bis zum Versagen der Fixationskomplexe durchgeführt. Im Rahmen der Messungen wurden Elongation, Steifigkeit, Yield Load und Maximum Load bestimmt. Es konnten Unterschiede zwischen den beiden Fixationsmethoden und den verwendeten Tapes festgestellt werden. Alle acht Gruppen zeigten eine höhere Primärstabilität als das humane MPFL. Bezogen auf die biomechanischen Eigenschaften und den Versagensmechanismus konnte in dieser Studie ein Vorteil der parallelen transpatellaren Bohrkanäle gegenüber den V- Kanaltechniken festgestellt werden. Die Werte mit der höchsten maximalen Ausreißkraft wurden in Gruppe 3 (631,6 ± 83,1 N) und Gruppe 1 (592,9 ± 170,1 N) gemessen. Diese zeigten eine höhere Primärstabilität mit geringerer Elongation und Steifigkeit im Vergleich zu den in der aktuellen Literatur beschriebenen biomechanischen Studien, welche sich mit unterschiedlichen und teilweise bereits etablierten MPFL-Ersatzverfahren beschäftigten. Eine implantatfreie MPFL-Rekonstruktion mit transpatellaren parallelen Bohrkanälen unter Verwendung eines 2 mm Fiber Tapes (Fa. Arthrex) oder eines 4 mm Tapes (Fa. Topester) könnten dementsprechend eine gute Alternative zur operativen Therapie einer patellofemoralen Instabilität sein.
In this thesis, a model system of a magnetic topological heterostructure is studied, namely a heterosystem consisting of a single ferromagnetic septuple-layer (SL) of \(MnBi_2Te_4\) on the surface of the three-dimensional topological insulator \(Bi_2Te_3\).
Using MBE and developing a specialized experimental setup, the first part of this thesis deals with the growth of \(Bi_2Te_3\) and thin films of \(MnBi_2Te_4\) on \(BaF_2\)-substrates by the co-evaporation of its binary constituents. The structural analysis is conducted along several suitable probes such as X-ray diffraction (XRD, XRR), AFM and scanning tunnelling electron microscopy (STEM). It is furthermore found that the growth of a single septuple-layer of \(MnBi_2Te_4\) on the surface of \(Bi_2Te_3\) can be facilitated.
By using X-ray absorption and circular magnetic dichroism (XAS, XMCD), the magnetic properties of \(MnBi_2Te_4\) are explored down to the monolayer limit. The layered nature of the vdW crystal and a strong uniaxial magnetocrystalline anisotropy establish stable out-of plane magnetic order at the surface of \(MnBi_2Te_4\), which is stable even down to the 2D limit. Pushing the material system to there, i.e. a single SL \(MnBi_2Te_4\) further allows to study the phase transition of this 2D ferromagnet and extract its critical behaviour with \(T_c \, = \, 14.89~k\) and \(\beta \, = \, 0.484\).
Utilizing bulk crystals of the ferromagnetic \(Fe_3GeTe_2\) as substrate allows to influence, enhance and bias the magnetism in the single SL of \(MnBi_2Te_4\). By growing heterostructures of the type \(MnBi_2Te_4\) -- n layer \(Bi_2Te_3\) -- \(Fe_3GeTe_2\)for n between 0 and 2, it is shown, that a considerable magnetic coupling can be introduced between the \(MnBi_2Te_4\) top-layer and the substrate.
Finally the interplay between topology and magnetism in the ferromagnetic extension is studied directly by angle-resolved photoemission spectroscopy. The heterostructure is found to host a linearly dispersing TSS at the centre of the Brillouin zone. Using low temperature and high-resolution ARPES a large magnetic gap opening of \(\sim\) 35 meV is found at the Dirac point of the TSS. By following its temperature evolution, it is apparent that the scaling behaviour coincides with the magnetic order parameter of the modified surface.