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Zweiphotonenmikroskopie (2PLSM) an statisch und dynamisch kultivierten 3D-Chondrozytenkulturen
(2008)
Nichtinvasive laseroptische Visualisierungsverfahren gewinnen in der biologischen Analytik zunehmend an Bedeutung. Insbesondere die Analyse der Autofluoreszenz bietet die Möglichkeit, strukturelle Eigenschaften und zellbiologische Prozesse ohne biochemischen Eingriff in das biologische Milieu zu detektieren. Das Ziel der Diplomarbeit bestand in der Untersuchung des Einflusses verschiedener Scaffoldmaterialien, wie auch in der Untersuchung des Effektes der mechanischen Zellstimulation auf das Zellwachstum und die Zelldifferenzierung von Chondrozyten in 3D-Zellträgerkonstrukten. Dabei wurden mittels der Zweiphotonenmikroskopie (2PLSM) die Möglichkeiten der selektiven Visualisierung von Scaffolds, Zellen und zellsynthetisierten extrazellulären Matrixsubstanzen validiert. Im Ergebnis der Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Anzahl und die Verteilung der Chondrozyten im 3D-Tissue Engineering-Konstrukt mittels 3D-Rendering sowohl visualisiert wie auch quantifiziert werden konnte. Dabei erfolgte die Quantifizierung auf der softwarebasierten Größenerkennung, sowie der Klassifizierung nach RGB-Signalanteilen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Dedifferenzierung primärer Chondrozyten durch die in vitro Kultivierung auf dem dreidimensionalen Scaffoldmaterial und durch die hydrostatische Stimulation verzögert wird. Im Vergleich der getesteten Materialien weist das Schwamm-Scaffoldmaterial mit kleinen Poren die günstigsten Effekte hinsichtlich einer Verzögerung dedifferenzierender Prozesse auf. Die erhaltenen Ergebnisse wurden abschließend mit biochemischen Daten und Ergebnissen einer Genexpressionsanalyse verglichen.