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Showing 211 to 216 of 216 (0.031 seconds)Spelling suggestions: "subject:"calcium phosphate"" "subject:"alcium phosphate""
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Entwicklung und Charakterisierung biokompatibler Kompositxerogele im System Silikat-Kollagen-Calciumphosphat für den KnochenersatzHeinemann, Sascha 21 January 2011 (has links)
Wenn erworbene oder angeborene Knochendefekte aufgrund überkritischer Größe oder krankhafter Störungen nicht durch natürliche Regenerationsprozesse geheilt werden können, ist der Einsatz von Knochenersatzmaterialien notwendig. In der vorliegenden Arbeit ist es gelungen ein neuartiges Knochenersatzmaterial zu entwickeln und eingehend zu charakterisieren. Dazu wurden die Phasen Silikat und Kollagen in einem biomimetisch inspirierten Prozess zu einem Anorganik/Organik-Komposit verbunden. Calciumphosphatphasen konnten darüber hinaus als dritte Komponente hinzugefügt werden.
Dafür wurden Herstellungsstrategien entwickelt, die Silikat in Form von Kieselsäure, Kollagen als hochkonzentrierte Suspension und gegebenenfalls Calciumphosphat als Pulver zu homogenen Mischungen vereinten. Als Zwischenprodukte wurden Komposithydrogele erhalten, deren Überführung in Xerogele in der Literatur als kritischer Schritt gilt, weil die dabei auftretenden Kapillarspannungen die Gelstruktur in der Regel irreversibel zerstören, wodurch das Material als Pulver oder Fragmente erhalten wird. Im vorliegenden Fall aber konnte die Gelfestigkeit in einem definierten Zusammensetzungsbereich durch die Kompositbildung und die kontrollierte Trocknung der Hydrogele so gesteigert werden, dass monolithische Proben von bis zu mehreren Kubikzentimetern Größe erhalten wurden. Diese konnten ohne weitere Verarbeitungsschritte einer Reihe von Untersuchungen zu mechanischen Eigenschaften, Bioaktivität, Degradabilität und Biokompatibilität unterzogen werden.
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Hydroxylapatit-Verbundwerkstoffe und -Biokeramiken mit parallel orientierten Porenkanälen für das Tissue Engineering von KnochenDespang, Florian 08 October 2012 (has links)
Für das Tissue Engineering von Knochen werden poröse dreidimensionale Substrate (Scaffolds) als Zellträger benötigt, die in der vorliegenden Arbeit über keramische Technologie hergestellt wurden. Neben dem strukturierten und getrockneten Verbundwerkstoff (Grünkörper) und der Sinterkeramik wurde auch der Zwischenzustand nach Ausheizen der organischen Phase (Braunkörper) evaluiert. Bei der Herstellung blieb die Architektur der parallel orientierten Kanalporen, die über den Sol-Gel-Prozess der gerichteten ionotropen Gelbildung des Alginates erzeugt wurde, in allen Materialzuständen erhalten.
Die Herstellungstechnologie wurde derart optimiert, dass die neuartigen anisotropen Scaffolds allen prinzipiell gestellten Forderungen für das Tissue Engineering entsprachen – sie waren porös mit weithin einstellbarer Porengröße, sterilisierbar, gut handhabbar unter Zellkulturbedingungen, biokompatibel und degradabel. Der unerwartete Favorit der Biomaterialentwicklung, der Braunkörper – eine nanokristalline, poröse Hydroxylapatit-Biokeramik – lag in einer ersten in vivo-Studie nach 4 Wochen integriert im Knochen vor. Die beobachtete Knochenneubildung deutete auf eine osteokonduktive Wirkung des Materials hin.
Die in der vorliegenden Arbeit untersuchten Technologien und Biomaterialien bieten eine Basis für weitere Forschung und motivieren zur Weiterentwicklung und Nutzung als Scaffold für das Tissue Engineering oder Knochenersatzmaterial unter Verwendung der interessanten Architektur.
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Zur Calciumphosphatprazipitation mit Phosphoserin, Fetuin, Osteocalcin, Kollagen und in Vesikeln / On the precipitation of calcium phosphate with phosphoserine, fetuine, osteocalcine, collagen and in vesiclesRühl, Ralf 15 December 2011 (has links) (PDF)
Der hierarchisch strukturierte und hoch geordnete Aufbau von Calciumphosphat und Kollagen in Knochen und Zähnen wird von den Zellen mit Hilfe bestimmter Moleküle erreicht. Diese organischen Moleküle, zumeist Proteine, beeinflussen durch die räumliche Anordnung ihrer Ladung das Präzipitations- und Wachstumsverhalten der mineralischen Phase.
Die in dieser Arbeit beschriebenen Computersimulationen zeigen, dass ein Calciumphosphatkomplex mit deprotoniertem Phosphat am stabilsten ist. Vermutlich nimmt die Bindungsenergie pro Oberfläche des Komplexes mit wachsender Größe bis zu einem Ca9(PO4)6 -Komplex (Posner Klaster) linear zu. Die Präzipitation von Calciumphosphat aus wässriger Lösung führt häufig zu amorphen Kugeln mit 50-500 nm Durchmesser, die sphärische Unterstrukturen von ca. 5 nm Durchmesser zeigen und bei großer Dichte zu einer amorphen Schicht verschmelzen. Geringe Unterschiede in der Präparation können aber schon zu stäbchenförmigen oder plättchenartigen Kristalliten führen.
Phosphoserin ist eine der wichtigsten Aminosäuren bei der Anbindung von Proteinen an Calciumphosphat. Das Computermodell zeigt an der gesamten Oberfläche dieser Aminosäure ein deutliches elektrisches Potential, dies begünstigt die Wechselwirkung mit Ionen. FT-IR- und NMR-Untersuchungen zeigen, dass Phosphoserin bei Kopräzipitation mit Calciumphosphat höchstwahrscheinlich in die mineralische Phase eingebaut wird. Serin zeigt bei der Kopräzipitation ab 1 mM einen Einfluss auf die Morphologie von Calciumphosphat, während Phosphoserin schon bei 0,01 mM einen deutlichen Einfluss zeigt. Elektronenspray-Ionisations-Massenspektroskopie (ESI-MS) bestätigt die relativ zum Serin intensivere Wechselwirkung von Phosphoserin mit Calciumphosphat.
Das wichtigste Protein zur Vermeidung ektopischer Mineralisierung ist Fetuin. Dieses Protein stabilisiert die transient auftretenden amorphen Calciumphosphatkugeln (ACP-Kugeln) und erlaubt so dem Körper deren Entsorgung. Fetuin verhindert das Verschmelzen von ACP-Kugeln, wenn diese in großer Dichte auftreten, wobei deren feine Unterstruktur erhalten bleibt. Trotz des starken inhibitorischen Verhaltens wird das Auflösen von Brushit durch die Anwesenheit von Fetuin praktisch nicht beschleunigt. Auch auf die Kinetik der Assemblierung von Kollagen zeigt Fetuin praktisch keinen Einfluss.
Des Weiteren wurde das Nukleationsverhalten des häufigsten, nichtkollagenen Knochenproteins, dem Osteocalcin (OC), mittels ESI-MS beobachtet. Die Untersuchungen von Osteocalcin in Calciumphosphatlösung zeigten Komplexe mit bis zu 8 Ca2+, der größte identifizierbare Komplex bestand aus [OC Ca2 (PO4 )2 Na4 ]+.
Um die Mineralisierung von Kollagen genauer zu untersuchen, wurden assemblierte Kollagenfibrillen in der Flüssigzelle eines Atomkraftmikroskops (AFM) mit Calciumphosphat nachmineralisiert. Hierbei wurde eine gleichmäßige Anlagerung der offenbar amorphen mineralischen Phase beobachtet. Die Inkubation der Fibrillen mit Phospholipidvesikeln führte zu einem Aufweichen der Fibrillen.
Des Weiteren wurden Phospholipidvesikel hergestellt, um den Calciumphosphatniederschlag in einem räumlich stark begrenzten Abschnitt zu untersuchen. Die Vesikel wurden mit REM und AFM abgebildet und so verschiedene Präparationsmethoden verglichen. Es konnten plättchenförmige Kristallite an der Vesikelmembran gezüchtet werden, während bei Anwesenheit von Phosphoserin globuläre Objekte auftraten.
Eine Arbeitshypothese wurde entwickelt, die das unterschiedliche Wachstumsverhalten von Calciumphosphat in wässriger Lösung mit einer positiv geladenen Hydrathülle um den Calciumphosphatkeim erklärt. Die Protonen stammen vom deprotonierten Phosphat des Mineralkeims und können sich auf Grund der adsorbierten Wassermoleküle nicht sofort in der Lösung verteilen. Diese Hülle aus H3O+ verhindert das beliebige Anlagern von Ionen an den Mineralkeim und lenkt so dessen Morphologie.
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Mechanical property and biocompatibility of PLLA coated DCPD composite scaffoldsTanataweethum, Nida 21 May 2014 (has links)
Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) cements have been used for bone repair due to its excellent biocompatibility and resorbability. However, DCPD cements are typically weak and brittle. To overcome these limitations, the sodium citrate used as a setting regulator and the coating of poly-L-lactide acid (PLLA) technique have been proposed in this study. The first purpose of this thesis is to develop composite PLLA/DCPD scaffolds with enhanced toughness by PLLA coating. The second purpose is to
examine the biocompatibility of the scaffolds. The final purpose is to investigate the degradation behaviors of DCPD and PLLA/DCPD scaffolds. In this experiment, DCPD cements were synthesized from monocalcium phosphate monohydrate (MCPM) and 𝛽-tricalcium phosphate (𝛽 –TCP) by using deionized water and sodium citrate as liquid components. The samples were prepared with powder to liquid ratio (P/L) at 1.00, 1.25 and 1.50. To fabricate the PLLA/DCPD composite samples, DCPD samples were coated with 5 % PLLA. The samples were characterized mechanical properties, such as porosity, diametral tensile strength, and fracture energy. The mechanical properties of DCPD scaffolds with and without PLLA coating after the in vitro static degradation (day 1, week1, 4, and 6) and in vitro dynamic degradation (day 1, week 1, 2, 4, 6, and 8) were investigated by measuring their weight loss, fracture energy, and pH of phosphate buffer
solution. In addition, the dog bone marrow stromal stem cells (dBMSCs) adhesion on
DCPD and PLLA/DCPD composite samples were examined by scanning electron
microscopy. The cell proliferation and differentiation in the medium conditioned with
DCPD and PLLA/DCPD composite samples were studied by XTT (2,3-Bis(2-methoxy-4-
nitro-5-sulfophenyl)-2H-tetrazolium-5-carboxanilide inner salt), and alkaline phosphatase (ALP) assay, respectively. The addition of sodium citrate and PLLA coating played a
crucial role in improving the mechanical properties of the samples by increasing the
diametral tensile strength from 0.50 ± 0.15 MPa to 2.70 ± 0.54 MPa and increasing the
fracture energy from 0.76 ± 0.18 N-mm to 12.67 ± 4.97 N-mm. The DCPD and
PLLA/DCPD composite samples were compatible with dBMSCs and the cells were able
to proliferate and differentiate in the conditioned medium. The degradation rate of DCPD
and PLLA/DCPD samples were not significant different (p > 0.05). However, the DCPD
and PLLA/DCPD composite samples those used sodium citrate as a liquid component
was found to degrade faster than the groups that use deionized water as liquid component
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Reduced Burst Release of Bioactive rhBMP-2 from a Three-phase Composite ScaffoldGrant, David William 31 December 2010 (has links)
Recombinant human bone morphogenic proteins (rhBMPs) are extensively studied and employed clinically for treatment of various bone defects. Current clinical delivery vehicles suffer wasteful burst releases that mandate supra-physiological dosing driving concerns over safety and cost. It was therefore investigated whether a unique drug delivery vehicle sequestered within a composite scaffold could lower the burst release of rhBMP-2. PLGA-calcium phosphate tri-phasic composite scaffolds delivered model protein BSA with burst release of ~13% and sustained kinetics of 0.5-1.5% BSA/day up to 45 days. rhBMP-2 was delivered with zero burst release however at much lower levels, totaling 0.09% to 0.9 % release over 10 days, but had up to 6.3-fold greater bioactivity than fresh rhBMP-2 (p<0.05). In conclusion, the three-phase composite scaffold can deliver bioactive proteins with a reduced burst release and sustained secondary kinetics.
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Reduced Burst Release of Bioactive rhBMP-2 from a Three-phase Composite ScaffoldGrant, David William 31 December 2010 (has links)
Recombinant human bone morphogenic proteins (rhBMPs) are extensively studied and employed clinically for treatment of various bone defects. Current clinical delivery vehicles suffer wasteful burst releases that mandate supra-physiological dosing driving concerns over safety and cost. It was therefore investigated whether a unique drug delivery vehicle sequestered within a composite scaffold could lower the burst release of rhBMP-2. PLGA-calcium phosphate tri-phasic composite scaffolds delivered model protein BSA with burst release of ~13% and sustained kinetics of 0.5-1.5% BSA/day up to 45 days. rhBMP-2 was delivered with zero burst release however at much lower levels, totaling 0.09% to 0.9 % release over 10 days, but had up to 6.3-fold greater bioactivity than fresh rhBMP-2 (p<0.05). In conclusion, the three-phase composite scaffold can deliver bioactive proteins with a reduced burst release and sustained secondary kinetics.
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