Exosomen aus Zellen nehmen eine immer größere Rolle in aktuellen Erkenntnissen zu Tumorwachstum und Metastasierung ein. Die Funktionen dieser circa 40-100 nm großen, aktiv sezernierten Vesikel sind bisher noch weitesgehend ungeklärt. Für die Untersuchung von Exosomen sind optimierte und schonende Isolierungsmethoden notwendig. Zur Zeit gibt es jedoch weder eine standardisierte Methode zur routinemäßigen Isolation von Exosomen noch zur Isolation von funktionell intakten Exosomen für die anschließende Funktionsanalyse. Ziel dieser Arbeit war es, eine vereinfachte, größenbasierte und standardisierbare Methode zur Isolation von funktionell intakten Exosomen zu entwickeln und die isolierten Exosomen qualitativ und quantitativ zu charakterisieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit konnten in einer internationalen Fachzeitschrift publiziert werden. Die Publikation liegt dieser Arbeit bei (Heinemann et al. 2014).

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The fields of biotechnology and biomedical sciences are rapidly evolving and involve the constant growth of knowledge. As a consequence, engineering design has to also remain at the cutting edge in order to not inhibit the growth of these fields. This study focuses on engineering design and analysis as it pertains to the field of biotechnology, at every step of the engineering process. More specifically, how the engineering design and analysis approach can assist in solving medical problems relating to bone diseases and biomaterials. The first part of the study focuses on a project to design and manufacture a novel exosome isolation device, with the primary purpose of creating an affordable and accessible method of isolating exosomes for the testing and diagnosis processes in the Biomaterials & Nanoscience laboratory. The second part of the study focuses on the design and analysis of biodegradable bone implants, before, during, and after implantation. Together, these projects aim to show the engineering processes of design and analysis and serve to provide insight as to how engineering principles can be applied to the medical field.

Exosomen aus Zellen nehmen eine immer größere Rolle in aktuellen Erkenntnissen zu Tumorwachstum und Metastasierung ein. Die Funktionen dieser circa 40-100 nm großen, aktiv sezernierten Vesikel sind bisher noch weitesgehend ungeklärt. Für die Untersuchung von Exosomen sind optimierte und schonende Isolierungsmethoden notwendig. Zur Zeit gibt es jedoch weder eine standardisierte Methode zur routinemäßigen Isolation von Exosomen noch zur Isolation von funktionell intakten Exosomen für die anschließende Funktionsanalyse. Ziel dieser Arbeit war es, eine vereinfachte, größenbasierte und standardisierbare Methode zur Isolation von funktionell intakten Exosomen zu entwickeln und die isolierten Exosomen qualitativ und quantitativ zu charakterisieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit konnten in einer internationalen Fachzeitschrift publiziert werden. Die Publikation liegt dieser Arbeit bei (Heinemann et al. 2014).