Zweistrahl-Rasterelektronenmikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Gerät wird in zahlreichen Forschungsprojekten zur Darstellung der Oberflächen- und Volumenmorphologie von Funktionswerkstoffen sowie zur Bestimmung der Elementzusammensetzung über den angeschlossenen EDX Detektor genutzt. Beispiele sind etwa die Untersuchung der Struktur von mineralischen Biozementen und Knochenadhäsiven, die zusätzlich durch eine Hydrogel- bzw. Polymerphase modifiziert waren. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Größe der Primärkristallite deutlich mit zunehmendem Gehalt an Hydrogel verringerte. Daneben wurde auch anhand von in vivo Explantaten die Morphologie und Zusammensetzung solcher Knochenzemente aus Magnesiumphosphat beurteilt. So war der erhöhte Gehalt an Magnesium im regenerierten Knochengewebe nicht auf eine Einlagerung von Mg in neues Knochenmineral zurückzuführen, sondern stammte sehr wahrscheinlich aus kleinen, noch nicht gelösten Zementpartikeln in der Knochenmatrix. Untersuchungen zu Knochenadhäsiven mit mineralischen Füllstoffen waren auf das Interface zwischen Adhäsiv und Knochen gerichtet, wobei durch Analyse der auf der Knochenoberfläche verbleibenden Adhäsivreste auf ein kohäsives Bruchverhalten geschlossen werden konnte. Für anorganische Schichtwerkstoffe aus Calcium- und Magnesiumphosphaten auf metallischen Substraten wurden sowohl die Schichtzusammensetzung, als auch die Verteilung von Dotierungselementen (Cu, Sr) bestimmt. Durch den Zusatz der Focused Ion Beam (FIB) am Gerät ist es dabei auch möglich, die Schichten während der Untersuchung im Querschnitt zu präparieren und dadurch auch das Interface zum Substrat sichtbar zu machen. Im Bereich des Elektroverspinnens von Polymerschmelzen (Melt Electrowriting, MEW) bzw. Polymerlösungen zu polymeren Faserkonstrukten wurden vor allem die Oberflächenmorphologie und Dimension der Fasern sowie deren Wechselwirkung mit Zellen nach überkritischer Trocknung untersucht. Für Hydrogele und daraus abgeleitete Nanopartikel stand die Analytik derselben in wässriger Umgebung im Fokus, etwa die Vernetzung der Gele. Hier erwies sich die Kryopräparation als sehr hilfreich, durch die etwa die Bildung von Nanogelpartikeln mit einer Größe <50 nm nachgewiesen werden. Gleiches gilt für die Analytik von Goldnanopartikeln, die bis zu einer Größe von 15 nm gut durch das Gerät darstellbar sind.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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In situ-immobilization of two model cyanobacterial strains in ceramic structures: A new biohybrid material for photobioreactor applications, J. Biotechnol. 223 (2016) 1-5
E. Vorndran, P. Lindberg
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A Bone Glue with Sustained Adhesion under Wet Conditions, Advanced Healthcare Materials 6 (2017)
L. Wistlich, A. Rucker, M. Schamel, A.C. Kubler, U. Gbureck, J. Groll
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Green-to-Red Electrochromic Fe(II) Metallo- Supramolecular Polyelectrolytes Self-Assembled from Fluorescent 2,6-Bis(2-pyridyl)pyrinnidine Bithiophene, Inorganic Chemistry 56 (2017) 1418-1432
S. Pai, M. Moos, M.H. Schreck, C. Lambert, D.G. Kurth
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Intrinsic 3D Prestressing: A New Route for Increasing Strength and Improving Toughness of Hybrid Inorganic Biocements, Advanced Materials (2017)
M. Schamel, J.E. Barralet, M. Gelinsky, J. Groll, U. Gbureck
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Multimodal Bioactivation of Hydrophilic Electrospun Nanofibers Enables Simultaneous Tuning of Cell Adhesivity and Immunomodulatory Effects, Advanced Functional Materials 27 (2017)
L. Wistlich, J. Kums, A. Rossi, K.H. Heffels, H. Wajant, J. Groll
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Phytic acid as alternative setting retarder enhanced biological performance of dicalcium phosphate cement in vitro, Sci. Rep. 7 (2017)
S. Meininger, C. Blum, M. Schamel, J.E. Barralet, A. Ignatius, U. Gbureck
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Dimension-Based Design of Melt Electrowritten Scaffolds, Small 14 (2018)
A. Hrynevich, B.S. Elci, J.N. Haigh, R. McMaster, A. Youssef, C. Blum, T. Blunk, G. Hochleitner, J. Groll, P.D. Dalton
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Melt electrowriting below the critical translation speed to fabricate crimped elastomer scaffolds with nonlinear extension behaviour Check for oPdetes mimicking that of ligaments and tendons, Acta Biomaterialia 72 (2018) 110-120
G. Hochleitner, F. Chen, C. Blum, P.D. Dalton, B. Amsden, J. Groll
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Out-of-Plane 3D- Printed Microfibers Improve the Shear Properties of Hydrogel Composites, Small 14 (2018)
M. de Ruijter, A. Hrynevich, J.N. Haigh, G. Hochleitner, M. Castilho, J. Groll, J. Malda, P.D. Dalton
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Silver and copper addition enhances the antimicrobial activity of calcium hydroxide coatings on titanium, Journal of Materials Science-Materials in Medicine 29 (2018)
M. Meininger, S. Meininger, J. Groll, U. Gbureck, C. Moseke
