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Traumatic rupture of the anterior cruciate ligament (ACL) can cause local destabilization and loss of mobility. Reconstruction using engineered ACL grafts is rarely successful due to sub-optimal material choice and mechanical performance. Thus, the presented work demonstrates the fabrication of various embroidered single- and bi-component scaffolds made of two commercially available monofilament threads (polydioxanone, poly(lactic acid-co-ɛ- caprolactone)) as well as a novel melt spun poly(L-lactic acid) multifilament and their mechanical analysis by tensile tests and under cyclic loading. Selected scaffolds, adjusted by material composition and textile parameters, revealed a load–strain behavior comparable to native lapin ACL tissue exhibiting a sufficient amount of elastic deformation within the toe-region of 1.7%, scaffold stiffness of 123 N/mm and adequate maximum tensile load (300 N) and strain (20%). Therefore, the design of resorbable embroidered bi-component scaffolds represents a promising approach to replace artificial non-resorbable ligament grafts and allows for innovative tissue engineering strategies.

http://www.marth.com/tkuehn/diss/diss_32_abstract.html / http://www.marth.com/tkuehn/diss/diss_32_abstract.html

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Herstellung und Charakterisierung der ersten Antikörper gegen Triacetontriperoxid (TATP), einem hoch empfindlichen und unkonventionellen (nicht-kommerziellen) Initialsprengstoff. Entscheidend dafür war die Synthese eines TATP-imitierenden Haptens, welches die typische nonagonale Struktur des TATP mit seinen drei Peroxid- und sechs Methylgruppen nahezu perfekt nachbildet, aber den Vorzug einer zusätzlichen Carboxygruppe zur kovalenten Kopplung an Proteine aufweist. Dadurch konnte das TATP-Hapten an Rinderserumalbumin (BSA) gebunden werden, um ein immunogenes Konjugat zu erzeugen, welches die erfolgreiche Immunisierung zweier Säugetierarten, Maus und Kaninchen, ermöglichte. Der Verlauf der In vivo-Immunisierungen wurde durch die Analyse der Tierseren in regelmäßigen Abständen mittels enzymgekoppeltem Immunoassay (ELISA) verfolgt. Die polyklonalen Antikörper beider Spezies waren ungewöhnlich selektiv gegenüber TATP. Jedoch unterschied sich die Affinität der Antikörper der zwei Spezies um das 5000-fache, wobei die Kaninchenseren den Mausseren überlegen waren. Entsprechend war auch die mit Kaninchenserum erreichbare TATP-Nachweisgrenze von 0.01 µg/L deutlich besser im Vergleich zu 50 µg/L, die mit Mausserum erzielt wurden. Der Messbereich des TATP-ELISA mit Kaninchenserum deckte zudem mehr als vier Zehnerpotenzen ab, wie mittels Präzisionsprofil bestimmt wurde. Die erhaltenen TATP-Antikörper aus Kaninchen stehen damit Anwendungen in Nachweissystemen für die sehr empfindliche Detektion von TATP zur Verfügung, die u. a. in sicherheitsrelevanten Bereichen zum Einsatz kommen könnten. Als erste Anwendung wurde ein TATP-ELISA realisiert, der im Rahmen dieser Arbeit ausführlich optimiert wurde. Außerdem wurden erste Schritte zur Entwicklung eines TATP-Schnelltests (LFA) unternommen. Weitere Biosensoren auf Grundlage der neu entwickelten TATP-Antikörper sind denkbar. / The present work decribes the production and characterization of the first antibodies against triacetone triperoxide (TATP), a highly sensitive and improvised (non-commercial) primary explosive. Crucial to this work was the synthesis of a TATP-related hapten that mimics almost perfectly the typical nonagonal structure of TATP with its three peroxide and six methyl groups. Advantageously, it has an additional carboxylic acid group, which provides a conjugation site for covalent attachment to proteins. Thus, the TATP hapten could be linked to bovine serum albumin (BSA) to produce an immunogenic conjugate, allowing the successful immunization of two different mammalian species, mouse and rabbit. The in vivo immunization progress was followed by periodically analyzing the animals’ sera using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The polyclonal antibodies of both species were remarkably selective to TATP. The affinity of these TATP-antibodies was, however, different between the two species, with the rabbit sera showing an affinity about 5000-fold superior than the murine one. Consequently, the TATP detection limit of 0.01 µg/L was considerably better using the sera from rabbit in contrast to 50 µg/L when mouse serum was used. The working range of the TATP-ELISA with rabbit sera covers more than four decades, calculated from a precision profile. The obtained TATP antibodies from rabbit are now available for applications in highly sensitive detection systems for TATP, which could be employed, among others, in security-relevant areas. The first application was the realization of a TATP-ELISA, which was extensively optimized within the course of this work. Furthermore, the first steps towards the development of a lateral flow assay (LFA) targeting TATP were taken, making conceivable further biosensor platforms based on the newly developed TATP antibodies.

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