Elektrochemisch unterstützte Herstellung orientierter und gradierter Kompositmaterialien, mechanische in-vitro Stimulation und histologische Charakterisierung am Beispiel von Gelenkknorpel
Final Report Abstract
Im Bewilligungszeitraum wurde das im Vorläuferprojekt etablierte Material (Scaffolds) weiterentwickelt und insbesondere hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften charakterisiert. Der von uns entwickelte mechanische Belastungsaufbau erlaubt eine kontinuierliche zyklische und variable Belastung der Proben, nachteilig erwies sich hier jedoch, dass die Scaffolds einer konstant geringen Last durch das Eigengewicht der hierfür verwendeten Magnete ausgesetzt sind. Selbst nach vergleichbar kurzen Kultivierungszeiträumen von wenigen Tagen führte dies bereits zu einer permanenten und irreversiblen Kompression der Proben mit der Folge dass die Struktur der Scaffolds nicht erhalten blieb und die Versorgung der Zellen mit Nährstoffen nicht optimal war. Es wurde von uns daher als zwingend notwendig erachtet, den Einfluss dieser mechanischen Belastung auf die strukturelle Integrität detaillierter zu untersuchen. Hierzu wurde ein Versuchsaufbau entwickelt, um in situ die strukturelle Veränderung unter Belastung zu untersuchen. Aufgrund der hervorragenden Ergebnisse aus dem ersten Berichtszeitraum zur Synchrotron Mikrotomograhie als Methode zur Strukturaufklärung bei dem untersuchten Material wurde der Versuchsaufbau entsprechend ausgelegt um volumetrische Daten unter Belastung zu generieren. In einer kooperativen Studie mit der Universität Mainz wurden in einem anderen mechanischen Belastungsmodell jedoch vielversprechende Ergebnisse gewonnen die in kürze publiziert werden.
Publications
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First Results of the remesothelialization of a polylactide based folie for peritobeal adhaseion prevention. Deutsche Gesellschaft für Biomaterialien (DGBM), Jahrestagung 2007, 22. - 24. November,
Hannover, BIOmaterialien, Bd. 8. 2007, Nr. 3, S. 150.
Brochhausen C., Krämer B., Rajab T.K., Schmitt V., Wallwiener M., Wallwiener C., Zehbe R., Hierlemann H., Planck H., Wallwiener D., Kirkpatrick C.J.
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Cyclooxygenases (COX-1 and COX-2) for tissue engineering of articular cartilage – From a developmental model to first results of tissue and scaffold expression. Bio-Medical Materials and Engineering, Vol. 18. 2008, no. 1, pp. 15-23.
Brochhausen C., Zehbe R., Gross U., Schubert H., Nüsing R.M., Klaus G., Kirkpatrick C.J.
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Innovative models for the invitro analysis of chondrocytes – scaffolds, drug release and new characterization methods. Der Pathologe, Vol. 29. 2008, Suppl 1: 49 (92. Jahrestagung Deutsche Gesellschaft für Pathologie, Berlin, 15- 18 May 2008).
Brochhausen C., Halstenberg S., Zehbe R., Sanchez N. , Watzer B., Unger R.E., Schubert H., Kirkpatrick C. J.
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Tissue Engineering of Articular Cartilage – Scaffold Concepts, Stimulation by Drug Release and Tissue Characterization by Synchrotron μ-CT. In: G.N. Greco (ed.), Tissue Engineering Research Trends. 2008, pp. 217-237.
Zehbe R., Brochhausen C., Haibel A., Halstenberg S., Watzer B., Gabler F., Schubert H., Kirkpatrick C.J., Gross U.
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Immobilization and controlled release of prostaglandin E2 from poly-L-lactide-co-glycolide microspheres. Journal of Biomedical Materials Research Part A, Vol. 91A. 2009, Issue 2, pp. 454–462.
Brochhausen C., Zehbe R., Watzer B., Halstenberg S., Gabler F., Schubert H., Kirkpatrick C.J.
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Stability of prostaglandin E2 (PGE2) embedded in poly-D,L-lactide-co-glycolide microspheres - a pre-conditioning approach for
tissue engineering Applications. Journal of Materials Science: Materials in Medicine, Vol. 20. 2009, Issue 6, pp. 1357–1365.
Watzer B., Zehbe R., Halstenberg S., Kirkpatrick C.J., Brochhausen C.
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Tissue Engineering of Articular Cartilage: Scaffold Concepts, Stimulation by Drug Release and Tissue Characterization by Synchrotron μ-CT, Materials Sciences Research Journal, Vol. 2. 2009, Issue 3-4, pp. 169-190.
Zehbe R., Brochhausen C., Haibel A., Halstenberg S., Watzer B., Gabler F., Schubert H., Kirkpatrick C.J., Gross U.
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Wachstumsfaktoren und Signalmoleküle zur Anwendung im „Tissue Engineering“ - Targeting und innovative Releasesysteme. Der Orthopäde, Vol. 38. 2009, Issue 11, Article 1053.
Brochhausen C., Lehmann M., Zehbe R., Watzer B., Grad S., Meurer A., Kirkpatrick C.J.
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Going beyond Histology: Synchrotron μCT as a Complementary Methodology for Biological Tissue Characterization. Journal of the Royal Society - Interface, Vol. 7. 2010, Issue 42, pp. 49–59.
Zehbe R., Haibel A., Riesemeier H., Gross U., Kirkpatrick C.J., Schubert H., Brochhausen C.
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Growth factors and signalling molecules for cartilage tissue engineering – from embryology to innovative release strategies for guided Tissue Engineering, Tissue Engineering, 2010, pp. 383-408, ISBN 978-953-307-079-7.
Brochhausen C., Zehbe R., Halstenberg S., Watzer B., Kirkpatrick C.J.
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High Resolution X-Ray tomography - 3D Imaging for Tissue Engineering Applications. Tissue Engineering, ISBN 978-953-7619-X-X, 2010, pp. 337-357.
Zehbe R., Haibel A., Schmidt F., Thiem A., Gross U., Riesemeier H, Kirkpatrick C.J., Brochhausen C., Schubert H.
