Titelaufnahme

Titel
Einfluss von Oberflächenstrukturen und Wachstumsumgebungen auf verschiedene Zellarten
Weitere Titel
The influence of surface structures and cell culture environments on different cell types
VerfasserValtsanidis, Veronika
Erschienen2016
Datum der AbgabeJuni 2016
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Geweberegeneration / Oberflächenstrukturen / Wachstumsumgebungen / Mesenchymale Stammzellen
Schlagwörter (EN)Tissue Engineering / Surface structures / Cell culture environment / Mesenchymal stem cells
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Bei Biomaterialien für die Geweberegeneration ist eine anfängliche Zellhaftung, gleichmäßige Verteilung sowie Differenzierung der Zellen maßgeblich für den späteren Behandlungserfolg bei Gewebetransplantationen verantwortlich. Denn bei der Besiedelung und Einheilung von resorbierbaren und metallischen Implantaten kann es bei einer unzureichenden Verbindung des Gewebes mit dem Material zu einer sekundären Lockerung oder unzureichenden Gewebebildung kommen, die eine erneute Operation nach sich ziehen kann.

Aus diesen Gründen ist eine Besserung der Zellanhaftung und Einheilung zur Regeneration von hoher Bedeutung.

Die in vitro Zellbiologie hat gezeigt, dass Zellen auf die Gestaltung ihrer Umgebung reagieren können. Dabei kann sowohl in vitro wie auch in vivo die Information über das Verhalten der Zellen auf speziell strukturierten Wachstumsoberflächen für konkrete Zwecke wie stärkere Zellvermehrung oder Differenzierung ohne Dedifferenzierung eingesetzt werden. Grundlagenbiologische in vitro Studien über das Zellverhalten auf strukturierten Oberflächen werden in 2D durchgeführt, bevor sie auf 3D Strukturen wie Biomaterialien oder Implantate umgesetzt werden.

Die gegenwärtige Arbeit befasst sich mit der Literatur zum aktuellen Stand der Forschung in Hinblick auf den Einfluss unterschiedlicher Wachstumsumgebungen und Oberflächenstrukturen auf das Verhalten verschiedener Zellarten.

Hierbei wurden diverse Zelltypen, wie mesenchymale Stammzellen, Knochenzellen, Knorpelzellen, Fibrozyten, Muskel- und Nervenzellen auf verschiedensten modifizierten Substraten getestet, wobei sich zeigt, dass grundsätzlich ein gerichtetes Wachstum entlang von Strukturen wie Rillen, Poren, Noppen oder Makrostrukturen sowie Ringen bei allen Zelltypen zu bemerken ist.

Definierte Oberflächenstrukturen im Mikro- Nano- und Millimeterbereich, die Zellen auf bestimmte Art und Weise beeinflussen, können bei der Herstellung von Biomaterialien bewusst genutzt werden und somit bestehende Anwendungen der Geweberegeneration verbessern sowie zu neuen Einsatzmöglichkeiten führen.

Zusammenfassung (Englisch)

During ingrowth and healing of degradable and metal implants it can come to an insufficient tissue and material connection. This can lead to unstable fixation or poor formation of the tissue. These are the reasons why an improvement of ingrowth and healing has a high significance for tissue regeneration.

For biomaterials in tissue engineering an initial cell adhesion, consistent spreading as well as differentiation are essential for treatment success in tissue transplantation.

In vitro cell biology had shown that cells can react to their surrounding environment.

Both in vitro as well as in vivo information about cell behavior on defined surface structures can lead to better cell culture conditions and can be used for purposes like increased cell proliferation or differentiation into specific cell types.

In order to investigate the cellular behavior on structured surfaces, in vitro studies are carried out in 2D and the principle are translated into 3D structures including biomaterials and implants.

Within this literature review, the latest state of the art in research about the influence of various environments and surface structures on cell behaviour of different cell types is reported.

Therefore, different cell types, like mesenchymal stem cells, bone cells, cartilage cells, fibrocytes, muscle- and nerve cells are tested on modified substrates, where it is shown that there is always an oriented growth to see along the various structures like grooves, pores, pillars or macro structures like cycles.

Defined micro-, nano- and macro surface structures, which can influence cells in a defined way, may be applied on biomaterials. With the help of these structures existing applications could be improved and entirely new applications could be created.