Neuartige Vliesstrukturen für den Einsatz in der Zell- und Gewebezüchtung:
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Aachen
Shaker-Verl.
2006
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|---|---|
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Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung 1
2. Stand der Technik und Aufgabenstellung 3
2.1 Einführung in das Tissue Engineering 3
2.1.1 Geschichtlicher Überblick 3
2.1.2 Definition des Tissue Engineerings 3
2.1.3 Notwendigkeit und Grenzen des Tissue Engineerings 5
2.1.4 Einsatzbereiche 7
2.2 Anforderungen an Zellträgerstrukturen 7
2.2.1 Biokompatibilität/Compliance 8
2.2.2 Anforderungen an Materialien und Produktion 11
2.3 Biokompatible Faserstoffe 12
2.3.1 Nichtresorbierbare Biomaterialien 13
2.3.2 Resorbierbare Biomaterialien 13
2.4 Zellträgerstrukturen 15
2.4.1 Überblick über Zellträgerstrukturen 15
2.4.2 Textile Zellträgerstrukturen 16
2.4.3 Vliesstoffe als Zellträger 17
2.4.4 Zellspezifische Auslegung der Zellträger 18
2.5 Aufgabenstellung 21
3. Fasern 23
3.1 Polymere 23
3.1.1 Verwendete Polymere 23
3.1.2 Materialcharakterisierung 24
3.2 Oberfläche der Faser 25
3.2.1 Modifikation der Faseroberfläche 25
3.2.2 Oberflächencharakterisierung 28
3.3 Faseraufmachung 30
3.3.1 Faserherstellung und -strukturierung 31
3.3.2 Fasercharakterisierung 31
4. Vliesstoff 33
4.1 Herstellungs- und Entwicklungsprozesse 33
jv Inhaltsverzeichnis
4.1.1 Abbildung des Produktionsprozesses 33
4.1.2 Abbildung des Entwicklungsprozesses 34
4.1.3 Entwicklung eines Texturierprozesses für Kleinstmengen 34
4.1.4 Konvertierung 39
4.1.5 Florbildung 42
4.1.6 Florbildung mit der aerodynamischen Vliesbildeeinheit 42
4.1.7 Florbildung mit der Laborkrempel 42
4.1.8 Vergleich der Verfahren zur Florbildung 48
4.1.9 Vernadelung 50
4.1.10 Konfektionierung 51
4.1.11 Veredlung 55
4.1.12 Verpackung und Lagerung 57
4.1.13 Qualitätssicherung 58
4.2 Allgemeine Charakterisierung 59
4.3 Charakterisierung der Vliesstruktur 61
4.3.1 Begriffsdefinitionen 61
4.3.2 Messmethoden 63
4.3.3 Bewertung der Messmethoden 64
4.3.4 Digitale Analyse der Vliesstruktur 65
4.4 Charakterisierung der Nasseigenschaften 67
4.4.1 Hydrophilie und Benetzbarkeit 68
4.4.2 Absorption 69
5. Besiedlung 71
5.1 Gewebeaufbau 71
5.2 Besiedlung 72
5.3 Charakterisierung der Zellreaktion 75
6. Messung und Modellierung der Vlieseigenschaften 79
6.1 Einfluss von Faser und Produktionsprozess auf die
Vliesstruktur 80
6.1.1 Versuchsplan 81
6.1.2 Einfluss auf die Vliesdicke 83
6.1.3 Einfluss auf die Flächenmasse 85
6.1.4 Einfluss auf die Porosität 86
Inhaltsverzeichnis y
6.2 Einfluss der Hydrophilie der Faseroberfläche auf die Nass¬
eigenschaften 88
6.2.1 Material und Methoden 88
6.2.2 Ergebnisse 90
6.3 Einfluss der Vliesstruktur auf die Nasseigenschaften 91
6.3.1 Absorption 92
6.3.2 Flüssigkeitstransport durch Vliese 95
6.4 Ansätze zur Modellierung von Vliesstruktur und Nasseigen¬
schaften 95
6.4.1 Ansätze zur Modellierung der Vliesstruktur aus der Literatur.... 96
6.4.2 Ansätze zur Modellierung der Nasseigenschaften aus der
Literatur 99
6.4.3 Auf Experimenten basierende empirische Beschreibung 104
6.5 Einfluss von Benetzbarkeit und Hydrophilie der Faserober¬
fläche auf die Zellreaktion 109
6.5.1 Zell-Oberflächen-Interaktion 109
6.5.2 Biokompatibilität 110
6.5.3 Reaktion unterschiedlicher Zelltypen 110
6.6 Einfluss der Vliesstruktur auf die Zellreaktion 112
6.6.1 Eingesetzte Vliese 112
6.6.2 Besiedlung der Vliese 113
6.6.3 Diskussion der Ergebnisse der Zellbesiedlung 115
6.7 Diskussion der Ergebnisse 117
7. Markt- und Wirtschaftlichkeitsanalyse 119
7.1 Marktbetrachtung 119
7.1.1 Kunden von Tissue Engineering-Produkten 119
7.1.2 Teilmärkte zugelassener Tissue Engineering-Produkte 120
7.1.3 Anbieter von Tissue Engineering-Produkten 122
7.1.4 Kaufentscheidende Vorteile von Tissue Engineering-
Produkten 124
7.1.5 Risiken und Nachteile von Tissue Engineering-Produkten 126
7.1.6 Höhe der durchschnittlichen Branchenrendite 126
7.1.7 Vertrieb von Tissue Engineering-Produkten 126
7.1.8 Höhe des Marktwachstums 128
^j Inhaltsverzeichnis
7.1.9 Resümee der Marktbetrachtung 129
7.2 Herstellungskosten von medizinischen Vliesen 130
7.2.1 Vorgehensweise zur Kostenanalyse 130
7.2.2 Entwicklungs- und Produktionsprozess 131
7.2.3 Aufstellung der Investitions- und Entwicklungskosten 131
7.2.4 Ermittlung der Produktionskosten 131
7.2.5 Resümee der Kostenbetrachtung 137
8. Ausblick 139
9. Zusammenfassung 141
10. Literaturverzeichnis 145
11. Nomenklatur 153
11.1 Abkürzungen 153
11.2 Polymere 153
11.3 Verwendete Formelzeichen 155
11.4 Glossar 157
|
| adam_txt |
in
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung 1
2. Stand der Technik und Aufgabenstellung 3
2.1 Einführung in das Tissue Engineering 3
2.1.1 Geschichtlicher Überblick 3
2.1.2 Definition des Tissue Engineerings 3
2.1.3 Notwendigkeit und Grenzen des Tissue Engineerings 5
2.1.4 Einsatzbereiche 7
2.2 Anforderungen an Zellträgerstrukturen 7
2.2.1 Biokompatibilität/Compliance 8
2.2.2 Anforderungen an Materialien und Produktion 11
2.3 Biokompatible Faserstoffe 12
2.3.1 Nichtresorbierbare Biomaterialien 13
2.3.2 Resorbierbare Biomaterialien 13
2.4 Zellträgerstrukturen 15
2.4.1 Überblick über Zellträgerstrukturen 15
2.4.2 Textile Zellträgerstrukturen 16
2.4.3 Vliesstoffe als Zellträger 17
2.4.4 Zellspezifische Auslegung der Zellträger 18
2.5 Aufgabenstellung 21
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3.1.2 Materialcharakterisierung 24
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3.2.1 Modifikation der Faseroberfläche 25
3.2.2 Oberflächencharakterisierung 28
3.3 Faseraufmachung 30
3.3.1 Faserherstellung und -strukturierung 31
3.3.2 Fasercharakterisierung 31
4. Vliesstoff 33
4.1 Herstellungs- und Entwicklungsprozesse 33
jv Inhaltsverzeichnis
4.1.1 Abbildung des Produktionsprozesses 33
4.1.2 Abbildung des Entwicklungsprozesses 34
4.1.3 Entwicklung eines Texturierprozesses für Kleinstmengen 34
4.1.4 Konvertierung 39
4.1.5 Florbildung 42
4.1.6 Florbildung mit der aerodynamischen Vliesbildeeinheit 42
4.1.7 Florbildung mit der Laborkrempel 42
4.1.8 Vergleich der Verfahren zur Florbildung 48
4.1.9 Vernadelung 50
4.1.10 Konfektionierung 51
4.1.11 Veredlung 55
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4.1.13 Qualitätssicherung 58
4.2 Allgemeine Charakterisierung 59
4.3 Charakterisierung der Vliesstruktur 61
4.3.1 Begriffsdefinitionen 61
4.3.2 Messmethoden 63
4.3.3 Bewertung der Messmethoden 64
4.3.4 Digitale Analyse der Vliesstruktur 65
4.4 Charakterisierung der Nasseigenschaften 67
4.4.1 Hydrophilie und Benetzbarkeit 68
4.4.2 Absorption 69
5. Besiedlung 71
5.1 Gewebeaufbau 71
5.2 Besiedlung 72
5.3 Charakterisierung der Zellreaktion 75
6. Messung und Modellierung der Vlieseigenschaften 79
6.1 Einfluss von Faser und Produktionsprozess auf die
Vliesstruktur 80
6.1.1 Versuchsplan 81
6.1.2 Einfluss auf die Vliesdicke 83
6.1.3 Einfluss auf die Flächenmasse 85
6.1.4 Einfluss auf die Porosität 86
Inhaltsverzeichnis y
6.2 Einfluss der Hydrophilie der Faseroberfläche auf die Nass¬
eigenschaften 88
6.2.1 Material und Methoden 88
6.2.2 Ergebnisse 90
6.3 Einfluss der Vliesstruktur auf die Nasseigenschaften 91
6.3.1 Absorption 92
6.3.2 Flüssigkeitstransport durch Vliese 95
6.4 Ansätze zur Modellierung von Vliesstruktur und Nasseigen¬
schaften 95
6.4.1 Ansätze zur Modellierung der Vliesstruktur aus der Literatur. 96
6.4.2 Ansätze zur Modellierung der Nasseigenschaften aus der
Literatur 99
6.4.3 Auf Experimenten basierende empirische Beschreibung 104
6.5 Einfluss von Benetzbarkeit und Hydrophilie der Faserober¬
fläche auf die Zellreaktion 109
6.5.1 Zell-Oberflächen-Interaktion 109
6.5.2 Biokompatibilität 110
6.5.3 Reaktion unterschiedlicher Zelltypen 110
6.6 Einfluss der Vliesstruktur auf die Zellreaktion 112
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6.6.2 Besiedlung der Vliese 113
6.6.3 Diskussion der Ergebnisse der Zellbesiedlung 115
6.7 Diskussion der Ergebnisse 117
7. Markt- und Wirtschaftlichkeitsanalyse 119
7.1 Marktbetrachtung 119
7.1.1 Kunden von Tissue Engineering-Produkten 119
7.1.2 Teilmärkte zugelassener Tissue Engineering-Produkte 120
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7.1.8 Höhe des Marktwachstums 128
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7.1.9 Resümee der Marktbetrachtung 129
7.2 Herstellungskosten von medizinischen Vliesen 130
7.2.1 Vorgehensweise zur Kostenanalyse 130
7.2.2 Entwicklungs- und Produktionsprozess 131
7.2.3 Aufstellung der Investitions- und Entwicklungskosten 131
7.2.4 Ermittlung der Produktionskosten 131
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11. Nomenklatur 153
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