Drape simulation of textiles is a field of research, which is known in the clothing sector for a long time. The ongoing development of high-performance composites made of textile reinforcements and matrix materials focus the interests on a serial production in many industrial sectors, such as aviation and automotive industries. Challenges occur mainly in the serial production technologies and in supplying concepts for the preform architecture and shape. Research aims on the acceleration of preform manufacturing and the reduction of expensive pretests. Numerical simulation models can help to improve the composite development chain with structure and process simulation. A special challenge in drape modeling is the bending behavior of textiles. This study introduces a novel approach for modeling single textile layers as laminates to gain a correct mechanical behavior, where all deformation mechanisms are uncoupled. The implementation in the finite element software LS-DYNA® is described. An algorithm is introduced which provides the membrane stiffness for each layer of a laminate to fit the measured cantilever bending stiffness of textiles in every bending direction and bending side. The calculated parameters for the laminate formulation result in the requested bending stiffness for the textile layer. The cantilever bending stiffness can be used directly for dimensioning the model.

Fiber-reinforced composites are currently being used in a wide range of lightweight constructions. Function integration, in particular, offers possibilities to develop new, innovative products for a variety of applications. The large amount of experimental testing required to investigate these novel material combinations often hinders their use in industrial applications. This paper presents an approach that allows the layout of adaptive, fiber-reinforced composites by the use of numerical simulation. In order to model the adaptive characteristics of this functional composite with textile-integrated shape memory alloys, a thermo-elastic simulation is considered by using the Finite Element method. For the numerical simulation, the parameters of the raw materials are identified and used to generate the model. The results of this simulation are validated through deflection measurements with a specimen consisting of a glass fiber fabric with structurally integrated shape memory alloys and an elastomeric matrix system. The achieved experimental and numerical results demonstrate the promising potential of adaptive, fiber-reinforced composites with large deformation capabilities.

Knapp 25 Jahre nach dem ersten Auftreten der bovinen spongiformen Enzephalopathie (BSE) in Europa, bleibt die Entfernung und unschädliche Beseitigung des sogenannten spezifizierten Risikomaterials (SRM) eine der wichtigsten Maßnahmen zur Reduzierung des humanen oralen BSE-Expositionsrisikos. Angesichts des Rückgangs der BSE-Inzidenzen in Europa hat sich die Europäische Kommission (EC) in ihrer „TSE Roadmap“ das Ziel gesetzt, die Auflistung und/oder die Alters-grenzen für das SRM schrittweise zu modifizieren. In diesem Sinne hat die EC die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) mehrfach aufgefordert, das BSE-Risiko anhand aktueller Daten neu zu bewerten, insbesondere das, welches von Rindernaturdärmen für den Verbraucher ausgeht. Die wissenschaftliche Bewertung des humanen BSE-Expositionsrisikos ist jedoch bis heute mit großen Unsicherheiten verbunden und deshalb sollten erfassbare Varianzeinflüsse so weit wie möglich reduziert werden. Nachdem experimentell BSE-Infektiosität im distalen Ileum demonstriert wurde, erfolgte vorsorglich die Einstufung des gesamten bovinen Darmes (Duodenum bis Rektum, einschließlich des Mesenteriums) als SRM. Eine der wesentlichen Eingangsgrößen bei der wissenschaftlichen Bewertung des Expositionsrisikos ist die Masse des in die Nahrungskette eingebrachten potentiell infektiösen Materials. Alle bis zum heutigen Zeitpunkt durchgeführten Risikobewertungen legten eine Masse von 800 g für das bovine Ileum zugrunde. Die eigenen Untersuchungen hatten das Ziel die Gewichtsangabe des bovinen Ileums zu validieren, die Effizienz des SRM-Verbotes zur Reduktion des humanen oralen BSE-Infektionsrisikos sowie das Infektionspotential nach der Bearbeitung des Darmes im Hinblick auf seine Einstufung als SRM einzuschätzen. Von 129 Schlachtrindern wurde das Ileum unter kontrollierten Bedingungen entnommen und in der Folge der technologischen Bearbeitung vermessen. Zudem wurden 13 bovine Ilea und 11 Jejuna jeweils vor und nach der manuellen Bearbeitung histologisch auf das Vorkommen von lymphatischem Gewebe untersucht. Das lymphatische Gewebe des Darmes stellt wahrscheinlich den Ort der Erregeraufnahme nach einer oralen BSE-Infektion dar. Wesentliches Ergebnis ist ein mittleres Gewicht für das bovine Ileum im entleerten und bearbeiteten Zustand von 57 g (Spannweite: 23,1 bis 135,8 g). Dieser Wert liegt im Vergleich zu der bisher verwendeten Eingangsgröße um eine Größenordnung niedriger. Im Hinblick auf die Effizienz des SRM-Verbots zur Risikoreduktion in der Lebensmittelkette ergibt sich mit den neuen Daten ein Anstieg von 95% auf 99% für das zentrale Nervensystem (ZNS) und das ZNS-nahe periphere Nervensystem. In den histologischen Untersuchungen konnte lymphatisches Gewebe nur bei einer der bearbeiteten Ileumproben (7.7%) und zwei der bearbeite-ten Jejunumproben (18,2%) gefunden werden. Dies zeigt, dass durch die Bearbeitung der Rinderdärme der größte Teil des lymphatischen Gewebes entfernt wird. Die vorliegenden Ergebnisse stützen die Aussage anderer Studien, dass durch die Reinigung der Därme signifikante Mengen an lymphatischem Gewebe entfernt werden. Aufgrund des niedrigen Ileumgewichtes und der effektiven Entfernung des lymphatischen Gewebes kann der Anteil des Ileums an der gesamten Infektiosität, bei einem klinisch an BSE erkrankten Rind, als sehr gering eingestuft werden. Das bovine Ileum ist nach vorliegender Untersuchung lediglich mit 1 % an der Gesamtinfektiosität beteiligt und nicht, wie bisher angenommenen, mit 3,3 % bzw. 9,6 %. Angesichts dieser Ergebnisse, der aktuellen BSE-Inzidenzen in Europa, der Verteilung und Höhe der BSE-Infektiosität im bovinen Darm wird, wie auch von einer Reihe anderer Autoren, die Übertragung von BSE durch Rinderdärme als ein vernachlässigbares Risiko angesehen. Vor diesem Hintergrund sollte der SRM-Status der Rinderdärme erneut geprüft und bewertet werden.:INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 4 2.1 Transmissible spongiforme Enzephalopathien 4 2.1.1 Transmissible spongiforme Enzephalopathien beim Tier 5 2.1.1.1 Scrapie 6 2.1.1.2 Bovine spongiforme Enzephalopathie 9 2.1.2 Transmissible spongiforme Enzephalopathien beim Menschen 16 2.1.2.1 Klassische Formen der CJD 16 2.1.2.2 Neue Variante der CJD 19 2.2 Lymphatisches Gewebe des Rinderdarms 24 2.2.1 Bestandteile 25 2.2.2 Embryonale Entwicklung 26 2.2.3 Morphologie der Peyer’schen-Platten 27 2.2.3.1 Lymphfollikel 28 2.2.3.2 \"dome\" 29 2.2.3.3 Follikelassoziiertes Epithel 29 2.2.3.4 M-Zellen 29 2.2.3.5 Interfollikuläre Zone 31 2.2.4 Verteilung und Lage 32 2.2.4.1 Solitärfollikel 32 2.2.4.2 Peyer’sche-Platten 33 2.2.4.3 Lymphoglanduläre Komplexe 34 2.2.5 Involution 34 2.2.5.1 Involution der Peyer’schen-Platten 35 2.2.5.2 Involution der Solitärfollikel und des lymphatischen Gewebes des Dickdarms 36 2.3 Naturdarm 36 2.3.1 Gewinnung und Bearbeitung 38 2.3.1.1 Manuelle Bearbeitung 39 2.3.1.2 Maschinelle Bearbeitung 40 2.3.2 Einsatzmöglichkeiten 41 2.3.3 Wirtschaftliche Bedeutung 42 2.4 Risikoanalyse 43 2.4.1 Risikobewertung 44 2.4.1.1 BSE-Risikobewertung 45 2.4.2 Risikomanagement 49 2.4.2.1 Überwachungsmaßnahmen 50 2.4.2.2 Verfütterungsverbote 53 2.4.2.3 Spezifizierte Risikomaterialien 54 2.4.3 Risikokommunikation 56 3 TIERE, MATERIAL UND METHODEN 57 3.1 Gewichts- und Längenbestimmung der Ilea 57 3.1.1 Auswahl der Tiere 57 3.1.2 Entnahme der Ilea 58 3.1.3 Bearbeitung der Ilea 59 3.1.4 Bestimmung des Gewichtes und der Länge 60 3.2 Histologische Untersuchungen 60 3.2.1 Ileum 60 3.2.1.1 Auswahl der Tiere 61 3.2.1.2 Entnahme der Ilea 61 3.2.1.3 Bearbeitung der Ileumabschnitte 61 3.2.1.4 Vorbereitung und Anfertigung der Schnitte 63 3.2.1.5 Auswertung der Schnitte und Dokumentation 64 3.2.2 Jejunum 65 3.2.2.1 Auswahl der Tiere 65 3.2.2.2 Entnahme der Jejuna 65 3.2.2.3 Bearbeitung der Jejunumabschnitte 65 3.2.2.4 Vorbereitung und Anfertigung der Schnitte 66 3.2.2.5 Auswertung der Schnitte und Dokumentation 67 3.3 Untersuchung auf Peyer’sche-Platten 67 3.4 Gewichtsreduktion durch die Bearbeitung 68 4 ERGEBNISSE 69 4.1 Gewicht und der Länge der Ilea 69 4.2 Histologische Untersuchung der Ilea 73 4.3 Histologische Untersuchung der Jejuna 79 4.4 Untersuchung des Rinderdünndarmes auf sichtbares lymphatisches Gewebe 82 4.5 Gewichtsreduktion durch die Bearbeitung 84 5 DISKUSSION 85 5.1 Gewicht und Länge der Ilea 85 5.2 Histologische Untersuchung der Ilea und Jejuna 88 6 ZUSAMMENFASSUNG 95 7 SUMMARY 97 8 LITERATURVERZEICHNIS 99 ANHANG 135 DANKSAGUNG 148 / Nearly two and a half decades after the emergence of a new transmissible spongiform encephalopathy (TSE) in bovines (BSE) in Europe the ban on so called specified risk material (SRM) remains the most important measure to reduce any potential oral human BSE exposition risk from the food chain. In view of the overall and constant reduction of the frequency of bovine TSE cases in Europe the European Commission expressed in its “TSE-road map” the need for a future lifting of the SRM-ban and the European Food Safety Authority has been repeatedly asked by the European Commission to re-assess the BSE risk for the consumer on the basis of current data, amongst others the risk associated with natural bovine sausage casings. However, the scientific evaluation of the human BSE exposition risk is impeded by great uncertainties and ascertainable variances should be reduced as far as possible. After BSE-infectivity was demonstrated experimentally for the distal bovine ileum, the whole bovine intestine from duodenum to rectum including mesentery was categorized as specified risk material (SRM).The weight of potential infective material brought into the food chain is a major influencing variable in this context. All subsequent studies concerning the human BSE exposure risk have been based on an ileum weight of 800 g per adult cattle. The aim of the own studies was to validate the existing measurement of bovine ileum and its infectivity after processing with respect to the efficiency of the SRM ban for a risk reduction in the food chain. 129 ilea were removed from slaughtered cattle and weighted during subsequent technical processing. In parallel, 13 bovine ileum and 11 jejunum samples were analyzed histologically before and after manual processing in order to detect lymphatic tissue which is presumed to be the point of entry for the infective agent. The mean weight for the whole empty and processed ileum was 57 g ranging from 23.1 g to 135.8 g. This is one order of magnitude lower than the input level used to date. Residues of lymphatic tissue were detected in one of the processed ileum samples (7.7%) and two of the jejunum samples (18.2%). This means that the major part of lymphatic tissue is removed from the bovine intestine during the different processing steps. Our results are backed up by a number of studies made by other researchers who showed that significant quantities of lymphatic tissues are removed from the bovine intestine by cleaning.The ileum has to be recognized as only a minor fraction of the total infective load per animal due to its weight and the removal of most lymphatic tissue during processing. Contrary to previous assumptions that ileum amounts to 3.3 and 9.6% respectively of the total infective tissues this study clearly shows that this premise has to be corrected to 1%. Regarding these results in combination with the decreasing BSE incidences in Europe, the distribution and the amount of the BSE infectiosity the potential BSE-infectivity represented by the bovine intestine can be considered negligible. This assessment is shared by numerous authors. A possible amendment of the current SRM status of bovine intestine should be re-assessed.:INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 4 2.1 Transmissible spongiforme Enzephalopathien 4 2.1.1 Transmissible spongiforme Enzephalopathien beim Tier 5 2.1.1.1 Scrapie 6 2.1.1.2 Bovine spongiforme Enzephalopathie 9 2.1.2 Transmissible spongiforme Enzephalopathien beim Menschen 16 2.1.2.1 Klassische Formen der CJD 16 2.1.2.2 Neue Variante der CJD 19 2.2 Lymphatisches Gewebe des Rinderdarms 24 2.2.1 Bestandteile 25 2.2.2 Embryonale Entwicklung 26 2.2.3 Morphologie der Peyer’schen-Platten 27 2.2.3.1 Lymphfollikel 28 2.2.3.2 \"dome\" 29 2.2.3.3 Follikelassoziiertes Epithel 29 2.2.3.4 M-Zellen 29 2.2.3.5 Interfollikuläre Zone 31 2.2.4 Verteilung und Lage 32 2.2.4.1 Solitärfollikel 32 2.2.4.2 Peyer’sche-Platten 33 2.2.4.3 Lymphoglanduläre Komplexe 34 2.2.5 Involution 34 2.2.5.1 Involution der Peyer’schen-Platten 35 2.2.5.2 Involution der Solitärfollikel und des lymphatischen Gewebes des Dickdarms 36 2.3 Naturdarm 36 2.3.1 Gewinnung und Bearbeitung 38 2.3.1.1 Manuelle Bearbeitung 39 2.3.1.2 Maschinelle Bearbeitung 40 2.3.2 Einsatzmöglichkeiten 41 2.3.3 Wirtschaftliche Bedeutung 42 2.4 Risikoanalyse 43 2.4.1 Risikobewertung 44 2.4.1.1 BSE-Risikobewertung 45 2.4.2 Risikomanagement 49 2.4.2.1 Überwachungsmaßnahmen 50 2.4.2.2 Verfütterungsverbote 53 2.4.2.3 Spezifizierte Risikomaterialien 54 2.4.3 Risikokommunikation 56 3 TIERE, MATERIAL UND METHODEN 57 3.1 Gewichts- und Längenbestimmung der Ilea 57 3.1.1 Auswahl der Tiere 57 3.1.2 Entnahme der Ilea 58 3.1.3 Bearbeitung der Ilea 59 3.1.4 Bestimmung des Gewichtes und der Länge 60 3.2 Histologische Untersuchungen 60 3.2.1 Ileum 60 3.2.1.1 Auswahl der Tiere 61 3.2.1.2 Entnahme der Ilea 61 3.2.1.3 Bearbeitung der Ileumabschnitte 61 3.2.1.4 Vorbereitung und Anfertigung der Schnitte 63 3.2.1.5 Auswertung der Schnitte und Dokumentation 64 3.2.2 Jejunum 65 3.2.2.1 Auswahl der Tiere 65 3.2.2.2 Entnahme der Jejuna 65 3.2.2.3 Bearbeitung der Jejunumabschnitte 65 3.2.2.4 Vorbereitung und Anfertigung der Schnitte 66 3.2.2.5 Auswertung der Schnitte und Dokumentation 67 3.3 Untersuchung auf Peyer’sche-Platten 67 3.4 Gewichtsreduktion durch die Bearbeitung 68 4 ERGEBNISSE 69 4.1 Gewicht und der Länge der Ilea 69 4.2 Histologische Untersuchung der Ilea 73 4.3 Histologische Untersuchung der Jejuna 79 4.4 Untersuchung des Rinderdünndarmes auf sichtbares lymphatisches Gewebe 82 4.5 Gewichtsreduktion durch die Bearbeitung 84 5 DISKUSSION 85 5.1 Gewicht und Länge der Ilea 85 5.2 Histologische Untersuchung der Ilea und Jejuna 88 6 ZUSAMMENFASSUNG 95 7 SUMMARY 97 8 LITERATURVERZEICHNIS 99 ANHANG 135 DANKSAGUNG 148

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Simulation von Streuung und Absorption von elektromagnetischen Wellen in Gewebephantomen im Kontext optischer Cochlea-Implantate. Dabei werden wellen- und strahlenoptische Ansätze diskutiert und auf ihre Eignung für die Modellierung des Streuverhaltens in gewebeähnlichen Schichten untersucht. Im Einzelnen werden FDTD-Simulationen mit einem Mie-Streuprogramm verglichen, sowie Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt. Die gewonnenen Daten für Gewebephantome werden mit einem experimentellem Ansatz und Literaturwerten für echtes Gewebe verglichen. Es wird gezeigt unter welchen Parametern die Lichtstreuung optimal für die gewünschte Anwendung in optischen Cochlea-Implantaten ist. Weiterhin ergibt sich, im Rahmen dieser Arbeit, die Monte-Carlo-Simulation in Verbund mit einem Mie-Streuprogramm als die praktikabelste Lösung, um mit Experiment und Literatur vergleichbare Schichtdicken zu simulieren und entsprechende Ergebnisse zu gewinnen. Die Übereinstimmung zwischen Simulationen und experimentellen Daten lies sich für Gewebephantome nachweisen. Weiterhin konnten erste Schlüsse über die Übereinstimmung des Verhaltens dieser Phantome gegenüber echter menschlicher Dermis gezogen werden. / This work addresses the simulation of scattering and absorption of electromagnetic waves in tissue phantoms in the context of optical cochlear implants. Wave-optical and ray-optical approaches are discussed and investigated for their suitability for modeling the scattering behavior in tissue-like layers. Specifically, FDTD simulations are compared with a Mie-scattering program, and Monte Carlo simulations are performed. The obtained data for tissue phantoms will be compared with an experimental approach and literature values for real tissue. It is shown under which parameters the light scattering is optimal for the desired application in optical cochlear implants. Furthermore, in the context of this work, the Monte-Carlo simulation in combination with a Mie-scattering program is most practicable to simulate layer thicknesses comparable to experiment and literature and to obtain the corresponding results. The agreement between simulations and experimental data could be demonstrated for tissue phantoms. Furthermore, first conclusions could be drawn about the agreement of the behavior of these phantoms compared to real human dermis.

Graft-versus-host disease (GvHD) remains one of the major complications following allogeneic haematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT). GvHD can occur in almost every tissue, with the skin, liver, and intestines being the mainly affected organs. T cells are implicated in initiating GvHD. T cells identify a broad range of antigens and mediate the immune response through receptors on their surfaces (T cell receptors, TCRs). The composition of TCRs within a T cell population defines the TCR repertoire of an individual, and this repertoire represents exposure to self and non-self proteins. Monitoring the changes in the TCR repertoire using TCR sequencing can provide an indication of the dynamics of a T cell population. Monitoring the frequency and specificities of specific TCR clonotypes longitudinally in different conditions and specimens (peripheral blood, GvHD-affected tissue samples) can provide insights into factors modulating immune reactions following allogeneic transplantation and will help to understand the underlying mechanisms mediating GvHD. This review provides insights into current studies of the TCR repertoire in GvHD and potential future clinical implications of TCR sequencing.

Die Magnetresonanzelastographie (MRE) stellt ein nichtinvasives Verfahren dar, welches die Bestimmung der in vivo Scherelastizität weicher Gewebe ermöglicht. Im Rahmen diese Arbeit wurden Methoden zur Bestimmung isotroper und anisotroper Scherelastizitäten anhand von MRE Wellenbildern entwickelt und evaluiert. Alle in dieser Arbeit vorgestellten Methoden basieren auf planarer MRE, d.h. auf der Aufnahme einer einzelnen Auslenkungskomponente innerhalb der Bildschicht. Dadurch wird die MRE erheblich beschleunigt. Allerdings stellen sich dadurch auch besondere Anforderungen an die Datenauswertung zur Bestimmung aussagekräftiger elastischer Kenngrößen. Anhand von planaren MRE-Experimenten an Gewebephantomen und menschlicher Skelettmuskulatur sowie mittels numerischer Simulation wird gezeigt, dass bei Beachtung weniger experimenteller Randbedingungen und einer darauf abgestimmten Datenauswertung, korrekte Elastizitäten ermittelt werden können. Ein besonderer Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Analyse experimenteller Einflüsse wie Bildrauschen und -auflösung auf die ermittelten elastischen Kenngrößen. Des Weiteren werden Methoden zur Bestimmung anisotroper Elastizitäten sowie zur Analyse von Streueffekten im MRE-Wellenbild vorgestellt. Die behandelten Einflüsse auf die Amplituden und Wellenlängen im MRE-Bild, werden vergleichend diskutiert und zusammengefasst, um ein einfaches Verfahrensprotokoll zur Analyse experimenteller in vivo MRE-Daten zu entwickeln. Alle in dieser Arbeit verwendeten Methoden und Programme sind im Anhang zusammengefasst und auf Anforderung erhältlich. / Magnetic resonance elastography (MRE) is a noninvasive method that allows the determination of in vivo shear elasticity of soft tissues. In this thesis methods for the determination of isotropic and anisotropic shear elasticities from MRE wave data were developed and evaluated. All methods presented in this work are based on planar MRE, i.e. they are based on the measurement of a single displacement component in the image plane. This way measurement time in MRE is greatly reduced. However, this imposes specific requirements on data evaluation in order to determine significant elastic constants. On the basis of planar MRE experiments on tissue mimicking gels, human skeletal muscle and numerical simulations it is demonstrated that correct shear elasticities can be determined, taking into account a small set of experimental boundary conditions as well as the employment of complementary data evaluation strategies. This thesis is particularly focussed on the analysis of noise and image resolution on the determined elastic constants. Moreover, methods for determining anisotropic elasticity and analyzing shear wave scattering effects on MRE wave data are introduced. The investigated influences on wave amplitudes and wave lengths are compared and discussed to develop a simple measurement protocol for the evaluation of in vivo MRE data. All methods employed in this work are summarized in the appendix along with the corresponding computer code, which is available on demand.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Herstellung von porösen Membranen mit integrierter Stützstruktur, wobei ihre Membrandicke geringer als ihr Porendurchmesser ist. Derartige Membranen können unter dem Begriff Mikrosiebe zusammengefasst werden und versprechen ein hohes Anwendungspotential als Filtermedien in industriellen und medizinischen Bereichen. Für die Membranstabilisierung werden Gewebe, extrudierte Gitter und Gewirke eingesetzt und erforscht. Gleichzeitig erfolgt die Weiterentwicklung eines bestehenden Herstellungsverfahrens von Membranen, welche nach dem Prinzip der partikelassistierten Benetzung (PAB) hergestellt werden. Die verschiedenen Stützstrukturen werden direkt bei der Membranherstellung fest in diese integriert. Weiterhin werden verschiedene Herstellungsparameter, wie zum Beispiel das Membranmaterial, die Funktionalisierung der Porenbildner und die leichtflüchtige Komponente gezielt untersucht und optimiert. Somit können mechanisch stabilisierte Membranen hergestellt werden, welche einen Durchmesser von bis zu 10 cm aufweisen. Für die abschließende Charakterisierung werden Filtrationsversuche und Stabilitätsmessungen durchgeführt.

Renal tissue engineering and regenerative medicine represent a significant clinical objective because of the very limited prospect of cure after classical kidney treatment. Thus, approaches to isolate, manipulate and reintegrate structures or stimulating the selfregenerative potential of renal tissue are of special interest. Such new strategies go back to knowledge and further outcome of developmental biological research. An understanding of extracellular matrix (ECM) structure and composition forms thereby a particularly significant aspect in comprehending the complex dynamics of tissue regeneration. Consequently the reconstruction of these structures offers beneficial options for advanced cell and tissue culture technology and tissue engineering. In an effort to investigate the influence of natural extracellular structures and components on embryonic stem cell and renal embryonic tissue, methodologies which allow the easy application of exogenous signals on tissue in vitro on the one hand and the straight forward evaluation of decellularization methods on the other hand, were developed. Both systems can be used to investigate and modulate behaviour of biological systems and represent novel interesting tools for tissue engineering. The novel technique for culturing tissue in vitro allows the growing of embryonic renal explants in very low volumes of medium and optimized observability, which makes it predestined for testing additives. In particular, this novel culture set up provides an ideal opportunity to investigate renal development and structure formation. Further studies indicated that the set is universally applicable on all kinds of (embryonic) tissue. Following hereon, more than 20 different ECM components were tested for their impact on kidney development under 116 different culture conditions, including different concentrations and being either bound to the substrate or dissolved in the culture medium. This allowed to study the role of ECM constituents on renal structure formation. In ongoing projects, kidney rudiments are exposed to aligned matrix fibrils and hydrogels with first promising results. The insights gained thereof gave rise to a basis for the rational application of exogenous signals in regenerative kidney therapies. Additionally new strategies for decellularization of whole murine adult kidneys were explored by applying different chemical agents. The obtained whole matrices were analysed for their degree of decellularization and their residual content and composition. In a new straight forward approach, a dependency of ECM decellularization efficiency to the different agents used for decellularization could be shown. Moreover the capability of the ECM isolated from whole adult kidneys to direct stem cell differentiation towards renal cell linage phenotypes was proved. The data obtained within this thesis give an innovative impetus to the design of biomaterial scaffolds with defined and distinct properties, offering exciting options for tissue engineering and regenerative kidney therapies by exogenous cues.

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Dendritische Zellen (DCs) sind befähigt, als potenteste Antigen-präsentierende Zelle anti¬genspezifische Immunantworten zu initiieren und zu regulieren. Mittels in vivo Antigen¬beladung von spezifischen DC-Subpopulationen mit rekombinanten Antigen-gekoppelten Antikörpern gegen C-Typ-Lektinrezeptoren konnte im Mausmodell erfolgreich adaptive zelluläre und humorale Immunantworten hervorgerufen werden. Im Menschen kann dieser Ansatz therapeutisch noch nicht zum Einsatz kommen, da DC-Subpopulationen im humanen Gewebe momentan nicht ausreichend charakterisiert sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurden humane Gewebe auf das Vorhandensein der im peripheren Blut beschriebenen DC-Subpopulationen (mDC-1 DCs: CD11c+BDCA1+, mDC-2 DCs: CD11clowBDCA3+ und pDCs: CD11c-CD123+BDCA2+) und die Expression von C-Typ-Lektinrezeptoren (DC-SIGN, MMR, Langerin, DCIR und DEC205) mittels Immun¬fluoreszenz untersucht. Anhand der vorge¬gebenen Marker im peripheren Blut konnten alle drei DC-Subpopulationen in der Milz, Thymus und Tonsillen detektiert werden. Zusätzlich konnte hier erstmalig eine vierte CD11c-CD123-BDCA2+ pDC-2 DC-Subpopulation in der Milz beschrieben werden, deren Funktion derzeit noch näher untersucht wird. Im Thymus konnte CD26 nach FACS-Analysen von Gordon Heidkamp als spezifischer Marker für mDC-2 DCs identifiziert und dies in der vorliegenden Arbeit auch durch Immun¬fluores¬zenzaufnahmen von Gewebeschnitten verifi¬ziert werden. CD26 stellt damit erstmalig einen Marker dar, der erfolgreich als alternativer Marker für BDCA3, welcher unspezifisch an Thrombomodulin bindet, zur Identifikation von mDC-2 DCs in der Immunfluoreszenz von Thymusproben eingesetzt werden könnte. Die getesteten Anti¬körper XCR-1 (monoklonal) und Clec9a (polyklonal) hingegen erschienen in der Immun¬fluoreszenz sowie in FACS-Analysen (Gordon Heidkamp) nicht geeignet. Weiterhin wurde die Expression ausgewählter C-Typ-Lektinrezeptoren (MMR, Langerin, DCIR, DC-SIGN und DEC205) im vorhandenen Gewebe näher betrachtet. Nach Auswertung der Immun¬fluoreszenzen konnte eine weit verbreitete Expression der untersuchten C-Typ-Lektin¬rezeptoren in humaner Milz und Thymus gefunden werden. Einzig hDCIR war auf vereinzelten Zellen exprimiert, und Langerin im Thymus nicht detektierbar. Um nicht verfügbare monoklonale Antikörper gegen C-Typ-Lektinrezeptoren zu produzieren und später Antigene an diese koppeln zu können, sollten lösliche Proteine einiger C-Typ-Lektinrezeptoren (humanes und murines Clec9a, Dectin-1 und -2, Langerin) produziert werden. Dabei gelang es bereits, lösliche Proteine der C-Typ-Lektinrezeptoren von humanem und murinem Dectin-1 zu generieren und diese zur weiteren Antikör¬per¬produktion einzusetzen.