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Optimierung der Faserorientierung in Elektrospinning-Scaffolds für das Functional Tissue Engineering

 

Dipl.-Ing. Andreas Szentivanyi, MSc.

 

Functional Tissue Engineering beschäftigt sich mit der künstlichen Herstellung und Konditionierung von funktionsbereiten Gewebestrukturen für die Anwendung in der regenerativen Medizin. Hierbei kommt dem Tissue Engineering Scaffold eine besondere Bedeutung zu, da Zellen außerhalb ihrer natürlichen Umgebung nur stark eingeschränkt 3-dimensionale Strukturen ausbilden. Das Scaffold-Material dient als Stützstruktur und ermöglicht die Erzeugung dreidimensionaler Gewebekonstrukte außerhalb des Körpers.

 

Elektrospinning ist ein Verfahren zur Herstellung polymerer Fasermatten mit Faserdurchmessern, welche der natürlichen Umgebung von Zellen besonders ähnlich sind. Sowohl synthetische als auch Biopolymere können durch Elektrospinning verarbeitet werden. Dabei werden die Polymere / Biopolymere in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und durch elektrostatische Wechselwirkung zu ultrafeinen Fasern verarbeitet.

 

Verfahrensprinzip Elektrospinning

 

Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Optimierung der Faserorientierung innerhalb des Scaffolds mit dem Ziel einer möglichst schnellen und homogenen Besiedelung des Scaffolds. Zu diesem Zweck wird der Elektrospinning Prozess dahingehend erweitert, dass die Orientierung der Faser bereits bei der Ablagerung ermöglicht wird. Des Weiteren wird das Migrationsverhalten von Zellen auf und innerhalb von gerichteten Faserstrukturen untersucht. (Bilder durch Klick vergrößern)

 

 

Elektrogesponnene Fasermatte ohne Faserorientierung
Elektrogesponnener, orientierter Faserstrang

 

Faserbasierte, polymere Scaffolds können grundsätzlich zur Rekonstruktion der meisten Weichgewebe eingesetzt werden. Der Schwerpunkt am Institut für Mehrphasenprozesse liegt im Bereich des kardiovaskulären Systems.