Der Meniskus gleicht die Inkongruenz der beiden Gelenkpartner im Kniegelenk aus und führt somit zu einer Reduktion der Knorpelbelastung. Aufgrund der eingeschränkten Selbstheilungsfähigkeit des bradytrophen Meniskusgewebes bleibt bei Verletzung oft nur die operative Teilresektion als Therapie der Wahl. In dieser in vitro Untersuchung erfolgte die Implantation eines mit mesenchymalen (MSZ) Stammzellen beladenem Polylaktid-Kollagen-I-Hydrogel. Die MSZ zeigten eine in der Histologie und PCR nachgewiesene chondrogene Differenzierungspotenz innerhalb des Polylaktidkonstruktes. Innerhalb des Stanzdefektes konnte eine Anhaftung der MSZ an das Meniskusgewebe sowie die Ausbildung einer stabilen Kollagen-I-Matrix gezeigt werden. Die Arbeit stellt die Grundlage für eine spätere tierexperimentelle Studie dar. / The meniscus adjust the different shapes of the femor and Tibia and reduces the load of the articular cartilage. Because of his reduced regeneration rate, the meniscus often has to be partly removed in case of an injury. In this examination a polylactid-collagen I-hydrogel loaded with mesenchymal stem cells (msc) was implanted in the meniscus defect region. A chondral differentiation of the msc in the polylactid-construct was shown in the histology and a pcr-analysis was made. In the defect region the msc showed a near acclomeration to the meniscus tissue and a stable collagen-I-matrix was developed. The results are the base for a further examination in an animal model.

Polymerer produceras i stora mängder både för människors vardagliga liv och för applikationer i industrin. En anledningen till deras popularitet är på grund av variationer i materialegenskaper. Genom att kombinera olika polyemerer i sammansättningar produceras polymerblandningar med speciella egenskaper. Syftet med arbetet är datainsamling för tre polymerblandningars mekaniska och termiska egenskaper. Polymerblandningarna består avtermoplastiks polyuretan(TPU) blandat med, polypropen(PP), polykarbonat(PC) ochpolylaktid (PLA). För kunskap om tidigare forskning inleds denna kandidatuppsats med litteraturstudie. Alltså har kvalitativa metoder tillämpats. Strävan har varit att använda litteratur som publicerats nära i tiden på grund av att det sker mycket forskning kring polyemerer. I de fall där äldre litteratur använts har informationen jämförts med nyare forskning för att konstatera att det även stämmer i nutid. Till största del grundar sig projektet på laborationer, därför har även kvantitativa forskningsmetoder bedrivits. Tidsbrist resulterade i att projektet avgränsades under arbetets gång. Från början var det planerat att genomföra prover med 10,30,50 och 90 % TPU med resterande procentandel PLA, PC och PP. Blandningsprover med 90 % PC hann inte genomföras, därför föreslås detta viktförhållande till framtida forskning. Dragprovstester hann inte genomföras och kan därför vara något att överväga. Att tillverka kompositer med blandningarna som matriser är ytterligare något värt att vidare undersöka. / Polymers are produced in large quantities both for people´s everyday lives and for applications in industry. One reason for their popularity is due to variations in material properties. By combining different polymers in compositions, polymer blends with special properties are produced. The purpose of this work is data collection for the mechanical and thermal properties of three polymer blends. The polymer blends consist of thermoplastic polyurethane(TPU) mixed with, polypropylene(PP), polycarbonate(PC) and polylactide (PLA). For knowledge of previous research, this bachelor´s thesis begins with a literature study. Thus, qualitative methods have been applied. The aim has been to use literature that has been published close in time due to the fact that there is a lot of research on polymers. In cases where older literature has been used, the information has been compared with recent research to establish that it is also true today. The project is largely based on laboratory work, which is why quantitative research methods have also been conducted. Lack of time resulted in the project being further delimited during the work. From the beginning it was planned to carry out samples with 10,30,50 and 90 % TPU with there maining percentage of PLA, PC or PP. There was no time to performed mixed samples with 90 % PC , therefore this weight ratio is proposed for future research. Tensile tests did not have time to be carried out and may therefore be something to consider. Making composites with the mixtures as matrices is another thing worth exploring further.

This diploma thesis deals with chemical recyclation polylactide to lactide. In the theory is summarized actual state of knowledge about chemical recyclation of polylactides, their properties, preparations a possibilities of characterization. Experimental part of work verify ethanolysis of PLA withthe samples of granulate, waste filaments and textiles. In the experimental work is suggested an optimalization of alcoholysis to direct yield of oligomer suitable for depolymerization to lactide. This method was verified for 5 different samples of PLA, which 4 of them was made of waste PLA. The time needed for depolymerization was evaluated and the effect of catalysis. Lactide and PLA recyclates was further analyzed by NMR, FTIR, DSC and GPC.

No description available.

Coating urea to prepare controlled release N-fertilizer has been considered as an effective way to increase its nutrient use efficiency, thus reduce its waste and the consequent harmful environmental impacts. Inorganic sulphur and synthetic polymers have been used in the industry as coating materials together with utilization of various types of expensive coating equipment which commonly requires also complicated technical setup and controls. As development trends, biopolymers are attention-grabbing to replace the synthetic polymers. Alternative simple coating technique is also desired. So far, polylactic acid (PLA) has been reported as a more promising biopolymer than several synthetic polymers for coating. On the other hand, highly purified industrial softwood kraft lignin (SKL) produced after LignoBoost process is now available in a large quantity, which should also be a promising biopolymer for the coating application. Aiming at increase of the efficiency of PLA-coated urea and development of alternative coating technique to generally make the preparation of control-released fertilizer more effective, economic and environmentally sustainable, in this study, SKL has been used in a PLA-SKL blending form as complex coating material and simple dip-coating technique has been investigated and applied. In order to lower the wettability of PLA-SKL coat layer, four different anhydrides, namely acetic anhydride, palmitic anhydride, lauric anhydride and trifluoroacetic anhydride, were used to esterify SKL to form AcSKL, PaSKL, LauSKL and TFASKL respectively before its utilization. NMR and FTIR analyses showed that the esterification reactions have been completed for AcSKL and PaSKL. LauSKL was partly esterified due to the low charge of lauric anhydride regent, while TFASKL was not esterified expectantly due to the steric hindrance between the three F atoms and polymeric SKL. In order to obtain organically bound nitrogen structure to also create slow-release type of N-fertilizer, Mannich reaction on SKL using diethylamine was also conducted to prepare ManSKL. The reaction was completed as shown by NMR and FTIR spectroscopy. To bring further functionality of metal chelation to open the possibility to also bring essential trace element into the final fertilizer, ethylenediaminetriacetic acid (ED3A) was synthesized and further used via Mannich reaction to modify SKL to form ED3ASKL. ED3A is not commercially available and it was synthesized successfully with an environmentally friendly method from commercial EDTA and the structure was verified by NMR spectroscopy. However, the Mannich reaction using ED3A was not very successful as shown by product’s NMR and FTIR spectra. In a comparison experiment using vanillyl alcohol as a lignin model structure, ED3A was successfully coupled onto the vanillyl alcohol structure as shown by NMR and FTIR spectra. Apparently there was a severe steric hindrance from SKL for the Mannich reaction using the larger molecule of ED3A than diethylamine for Mannich reaction. For utilization of dip-coating technique, dichloromethane(DCM) and tetrahydrofuran (THF) were chosen to dissolve PLA and SKL or the modified SKL respectively. Cast films of PLA/modified lignin complex were prepared using Teflon Petri-dishes. The optimal concentration of PLA in DCM and the effect of DCM/THF ratios on the prepared cast film which expectantly represents the quality of the complex coat in the coated urea were compared with SEM images and contact angle determination. It has been found that a 30 wt% of PLA in DCM was the best and this solution mixed with modified lignin solution (6 % in THF) in a ratio of DCM/THF =3/2 (v/v) had the best film performances and water barrier properties. Generally, the cast films from PLA/modified lignin complexes showed better properties compared with the neat PLA cast film. No pores and cracks were found on the surface. Comparatively, the LauSKL film showed the most homogeneous surface. But the AcSKL film had the best water barrier properties. The PLA/modified lignin complex coated urea was then prepared by dip-coating process. The coat thickness and weight increase showed statistically positive correlations against the repeating times of the dip-coating process. The coating layer also showed one single layer structure. The speed of urea releasing for coated urea was tested and the results showed that it was much slower than the un-coated or PLA-coated urea. The single-layered PLA/AcSKL and PLA/ManSKL were both observed with sound properties in delaying the release of urea cores in water. Conclusively, the PLA/modified SKL coated urea fertilizers prepared by dip-coating technique demonstrated in this study have highly efficiency with better effects of water barrier, organically N slow release, and nitrification inhibiting (due to free phenolic functional groups) properties. Both SKL and the dip-coating technique are promising in the fertilizer applications. / Att ytbelägga urea för att skapa kontrollerad frisläppning av kväverika gödningsmedel har ansetts vara en effektiv metod för att öka användandet av näringsämnena från urea och dessutom minska den möjliga miljöpåverkan urea har. Kommersiellt har oorganiskt svavel och syntetiska polymerer använts för att ytbelägga olika material och detta är kopplat till olika typer av dyra ytbeläggningsutrustningar som ofta kräver komplicerade tekniska lösningar och kontroller. För att förbättra dagens lösningar är en intressant trend användandet av biopolymerer och en annan viktig aspekt är att utveckla nya enklare ytbeläggningstekniker än vad som finns på marknaden idag. Polylaktid (PLA) har till exempel rapporterats som en mer lovande förnybar polymer än flera av de syntetiska polymererna för ytbeläggnig. En annan intressant förnybar polymer är lignin, som idag tillverkas med hög renhet industriellt som barrveds kraft lignin (SKL) ur LignoBoost processen. Med målet att öka effektiviteten hos urea belagd med PLA och att utveckla en alternativ ytbeläggningsmetod för att göra den generellt mer effektiv, ekonomisk och miljövänlig har SKL använts i en PLA-SKL blandning för att ytbelägga med urea och en enkel doppbeläggningsmetod utvecklats och applicerats. För att minska vätbarheten av PLA-SKL ytbeläggningen har fyra anhydrider, ättiksyraanhydrid, palmitisk anhydrid, lauric anhydrid, och trifluoroacetisk anydrid, använts för att esterifiera SKL och bilda AcSKL, PaSKL, LauSKL och TFASKL. NMR och FTIR användes för att verifiera esterifieringsreaktionerna. Fullständig reaktion kunde konstateras för AcSKL och PaSKL, LauSKL hade bara delvis esterifierat pga den låga mängd lauric anydrid som användes medan TFASKL inte ledde till den tilltänkta esterifieringen pga steriska hinder mellan de tre flor-atomerna och SKL polymeren. För att tillverka en organiskt bunden kvävestruktur, som dessutom har en långsam frisättning av N-rika gödningsmedel genomfördes en Mannich-reaktion på SKL med dietylamin som katalysator för att framställa ManSKL. Reaktion gick till full omsättning, enligt NMR- och FTIR-spektroskopi. För att få ytterligare funktionalitet såsom metallkelation, vilken öppnar möjligheten att tillföra väsentliga spårämnen till gödningsmedlet, syntetiserades och användes etylendiamintriättiksyra (ED3A) för att modifiera SKL för att bilda ED3ASKL. ED3A finns inte kommersiellt tillgängligt utan syntetiserades framgångsrikt med en miljövänlig metod från kommersiell EDTA, varefter strukturen verifierades genom NMR-spektroskopi. Mannich-reaktionen på SKL med ED3A var emellertid inte särskilt framgångsrik, vilket NMR- och FTIR-spektra av produkten visade, Som modellexperiment användes vaniljalkohol som en ligninmodellstruktur till vilken ED3A framgångsrikt kopplades. Orsaken till denna stora skillnad i reaktivitet tros vara steriska hinder från SKL. För att utveckla en doppbeläggningsteknik valdes diklormetan (DCM) och tetrahydrofuran (THF) som lösningsmedel för att lösa upp PLA, SKL och den modifierade SKL. Gjutna filmer av PLA/modifierat lignin tillverkades i Teflon Petri-skålar. Den optimala koncentrationen av PLA i DCM och effekten av DCM/THF-förhållandet på filmens morfologi förväntas representerar kvaliteten för den framtida ytbeläggningen på urea, därför jämfördes filmernas SEM-bilder och kontaktvinkel. Det kunde konstateras att en 30 vikt% PLA i DCM var optimal och att denna lösning blandad med modifierad ligninlösning (6% i THF) i ett förhållande av DCM/THF = 3/2 (v/v) hade den bästa filmprestanda och vattenbarriäregenskaper. Generellt visade filmer av PLA/modifierade lignin bättre egenskaper jämfört med den rena PLA-filmen då inga porer och sprickor hittades på ytan. LauSKL-filmen uppvisade den mest homogena ytan medan AcSKL-filmen hade de bästa vattenbarriäregenskaperna. Urea ytbelagdes med PLA och PLA/modifierade lignin genom en doppbeläggningsprocessen. Beläggningstjockleken och viktökningen visade statistiskt positiva korrelationer gentemot antalet upprepningar av doppbeläggningsprocessen. Beläggningsskiktet visade också en enda skiktstruktur. Hastigheten det tog för urea att frigöra sig från den ytbelagda urean undersöktes och resultaten visade att den var mycket långsammare än den obehandlade urean eller den PLA-belagda urean. Enkelskiktad PLA/AcSKL och PLA/ManSKL uppvisade båda goda fördröjningsegenskaper för frisättningen av urea i vatten. Sammanfattningsvis kan man säga att PLA/modifierade SKL-belagda ureagödningsmedel framställda genom en utvecklad doppbeläggningsteknik, uppvisar hög effektivitet med bättre egenskap som vattenbarriär, långsam frisättning av organiskt kväve och nitrifikationshämmande egenskaper (beroende på fria fenoliska funktionella grupper). Både SKL och doppbeläggningstekniken är lovande i för gödningsmedelstillämpningarna.

The work focuses on new processes for the preparation of lactic acid derivatives. The main objective was to verify the feasibility of preparing high molecular weight polylactide using ethyl lactate as a precursor of lactide synthesis. Part of the work is devoted to the new ethyl lactate synthesis method. The experimental part of the thesis is divided into partial key steps on the way from the lactic acid to the high molecular polylactide. The preparation of anhydrous ethyl ester of lactic acid (EtLA) was solved in an innovative way using alcoholysis of the oligomeric lactic acid. A kinetic model for isothermal alcoholysis and equimolar reactants ratio was derived from this method. The ethyl lactate was oligomerized by transesterification into the low and high molecular weight oligomer with the help of newly found catalysts suitable for the reaction medium. Stannous lactate was used as catalyst for oligomerization of the low molecular weight polymer suitable for the preparation of lactide (Mn 1000 g.mol-1). Experimental polymerization of ethyl lactate into high molecular weight product in tens of kDa has been investigated with newly synthesized tetraethyllactoyl titanate, Ti(EtLA)4. The laboratory method was derived for the depolymerization of the oligomer into lactide. Optimal conditions found for lactidation are as follow: temperature 225 ° C, pressure 2 kPa, catalysis 0,05 mol% of stannous lactate (with respect to oligomer lactate units). The prepared lactide was refined to polymer grade purity by distillation and subsequent recrystallization from ethyl acetate and toluene. The method for the preparation of high molecular weight PLA through ROP polymerization of lactide has been optimized. By optimization, suitable catalyst concentration was found in combination with the polymerization temperature and the polymerization length. An equimolar mixture of Tin 2-ethylhexanoate and 1-decanol was used as the catalytic system. The optimal ROP conditions for achieving the maximum molecular weight and suppressed polymer coloration (yellowing) are: catalyst concentration 0,01 mol%, temperature 160 °C, and polymerization length 4 hours. PLA with molecular weight Mw= 447 ± 7,8 kg.mol-1 was prepared at these conditions and good repeatability of the result was achieved. The effect of naturally occurring lactide contaminants and their influence on the course and ROP result was experimentally verified on the optimized polymerization system. The purpose was to explore the effect of lactide contamination with water and ethanol as natural lactide contaminants. The results clearly confirm the orderly lower sensitivity of the polymerization system for the presence of ethanol as compared to water contamination. In the case of the presence of water, the course and the result of the polymerization in terms of both the conversion and achieved molecular weights are negatively affected, even when the water content is in the order of 0,001%. Conversely, the presence of ethanol has a positive effect on lactide conversion and polymer polydispersity. Lactides with an alcohol content of about one-tenth of a percent are suitable to reach molecular weights of PLA similar to commercially available products. This difference shoves a significant advantage in the proposed technology of preparing PLA from ethyl lactate, especially for easier purification of crude lactide into polymer grade purity.

Syftet med detta examensarbete var att utveckla ett hållbart ersättningsmaterial till akrylnitrilbutadienstyren plast (ABS), genom att applicera principerna för grön kemi och teknik. ABS är en icke-nedbrytbar plast som till exempel används i slagtåliga produkter för hyttinteriörer. Att utveckla ett nytt material baserat på en kravspecifikation med en specifik produkt i åtanke är av stor betydelse då en initial teoretiska utvärdering kan ge resultat som driver ytterligare innovation och säkerställer en god överensstämmelse med förväntningarna på produkten. Baserat på den genomförda litteraturutvärderingen och kravspecifikationen för produkten valdes polylaktid (PLA) som matrismaterial och blandades med nanofibrer av lignocellulosa (LCNF) och naturgummi (NR), där maleinsyraanhydrid (MA) användes som kompatibilisator. Denna modifieringsstrategi syftade till att förbättra PLAs styrka och minska dess sprödhet. Flera olika parametrar undersöktes, vilka inkluderar olika torkningsmetoder för LCNF:en och olika metoder för MA tillsats före bearbetningen av blandningen. Termisk analys av blandningarna visade att tillsatsen av LCHF och NR inte påverkar nedbrytningstemperaturen för PLA-matrisen i någon större utsträckning, men att kristalliniteten påverkades av dem och de olika behandlingsmetoderna. Styvheten hos de PLA-baserade materialen var likvärdig ABS, medan elasticitet var generellt likvärdig PLA och där tillsatsen av naturgummi förbättrade materialens deformationskapacitet. SEM bilder indikerade att de tre komponenterna var kompatibiliserade, då fibrösa strukturer och sammanflätade nätverk av LCNF och NR i PLA-matrisen kunde observeras. SEM bilderna visade också att NR agglomererade då stora agglomerat och porösa strukturer uppstod, vilket understryker vikten av att optimera framtida blandningsstrategier. En livscykelbedömning (LCA), enligt en vagga-till-graven metod, förväntas visa lägre koldioxidutsläpp för det föreslagna alternativet jämfört med ABS tack vare tillämpningen av principerna för grön kemi vid produktutformningen. Detta bekräftar den ursprungliga hypotesen om en ökad miljövänligheten hos PLA-baserade ersättningsmaterial jämfört med ABS. / This thesis aims to develop sustainable replacement for Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) in high-impact applications within construction equipment’s Cab interior. Adhering to the principles of Green Chemistry and Engineering, the study focused on developing and accessing an environmentally friendly substitute for ABS, a commonly used non-biodegradable plastic. Investigating novel materials with a tailored requirements list is vital in materials science and engineering. Theoretical approaches can yield results which drive further innovation, ensuring comprehensive alignment with application expectations through a holistic approach to address critical factors. Following this guideline, the chosen alternative was Polylactide (PLA), fortified with a blend of lignocellulose nanofibers (LCNFs) and natural rubber (NR) at a 10 wt.% concentration, with the addition of Maleic Anhydride (MA) as a compatibilizer. This modification strategy aimed to enhance PLA's strength and reduce its brittleness. The investigation encompassed various parameters, including different LCNF drying methods and variations in additive treatment before melt-mixing with PLA. The outcomes from thermal analysis indicated that the inclusion of reinforcements does not significantly affect the degradation temperature of the PLA matrix. Crystallinity, on the other hand, was found to be influenced by the presence of lignocellulose reinforcements and natural rubber, with intriguing nuances emerging from the interplay of these components and different treatment methods. PLA-based alternatives performed similarly to low grade ABS and had similar stiffness levels. In terms of elasticity, most materials behaved similarly to neat PLA, but the addition of natural rubber enhanced their deformation capacity. Successful compatibilization between lignocellulose reinforcements, natural rubber, and PLA was assumed from the observed fibrous structures and interwoven networks within the PLA matrix. Additionally, the presence of aggregates and porous structures highlighted the challenges posed by rubber agglomeration. Finally, the observation of larger agglomerates beyond typical interphase sizes raised concerns about brittle behavior, emphasizing the need for optimizing blend toughening strategies. The input for a Life Cycle Assessment (LCA), following a cradle-to-gate approach, is anticipated to show lower carbon emissions for the proposed alternative in comparison to ABS due to the principles of Green Engineering applied in the product design, denoting the environmental viability of the PLA-based substitute.

Wachstumsfaktoren sind wichtige Steuerelemente des Knochenzellmetabolismus. Im Verlauf der Frakturheilung kommt es zur Ausschüttung von zahlreichen Wachstumsfaktoren, Zytokinen und Botenstoffen im und um den Bereich des Frakturspalts, die systemisch oder lokal, endokrin, parakrin oder autokrin wirksam werden können. Für verschiedene Wachstumsfaktoren konnten in zahlreichen Studien osteoinduktive und die Frakturheilung positiv beeinflussende Wirkungen nachgewiesen werden. In vitro und in vivo Studien belegen, dass einige dieser Faktoren wie Insulin-like growth factor-I (IGF-I), Transforming growth factor-beta1 (TGF-beta1) und Bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) einen stimulierenden Effekt auf osteo- und chondrogene Zellen aufweisen und somit die Knochenheilung stimulieren. Der genaue Wirkmechanismus dieses positiven Effektes der Wachstumsfaktoren und ihre Interaktion im Verlauf der Frakturheilung ist nicht bekannt. Die lokale Applikation der Faktoren für einen therapeutischen Einsatz bei der Frakturheilung stellte bisher jedoch ein Problem dar. Mit der entwickelten biodegradierbaren Poly(D,L-Laktid)-Beschichtung von Implantaten können eingearbeitete Wachstumsfaktoren kontrolliert und lokal direkt an der Fraktur freigesetzt werden. Das beschichtete Implantat dient dabei der Stabilisation der Fraktur und gleichzeitig als Wirkstoffträger. Die Beschichtung weist eine hohe mechanische Stabilität auf. Die eingearbeiteten Wachstumsfaktoren behalten ihre biologische Aktivität in der Beschichtung und werden kontrolliert lokal freigesetzt. Um den Effekt lokal applizierter Wachstumsfaktoren auf die Frakturheilung zu untersuchen, wurde ein standardisiertes geschlossenes Frakturmodell entwickelt, das der klinischen Situation möglichst nahe ist und reproduzierbar durchgeführt werden kann. Untersucht wurde der Effekt der Wachstumsfaktoren IGF-I, TGF-beta1 und BMP-2 und des Trägermaterials PDLLA sowie lokale und systemische unerwünschte Wirkungen. Die Ergebnisse zeigten einen signifikant grösseren stimulierenden Effekt von IGF-I auf die Frakturheilung im Vergleich zur TGF-beta1 Applikation. Die kombinierte Gabe beider Faktoren ergab einen signifikant grösseren Effekt auf die torsionale Stabilität und die Kallusreifung im Vergleich zur Einzelapplikation. Beide Faktoren scheinen einen synergistischen Effekt auf die Frakturheilung zu haben. Die lokale Applikation von BMP-2 beschleunigte ebenso, wie die lokale Freisetzung von IGF-I und TGF-beta1 die Frakturheilung signifikant. Deutliche Unterschiede zwischen IGF-I / TGF-beta1 und BMP-2 konnten nicht festgestellt werden.Allerdings zeigte sich bei der Verwendung von BMP-2 auch ausserhalb der Frakturzone eine grössere Mineralisation der Kortikalis, die bei IGF-I / TGF-beta1 nicht zu beobachten ist. Auch im Grosstiermodell bestätigte sich die Wirksamkeit dieser bioaktiven Oberflächen-beschichtung auf die Osteotomieheilung. Die PDLLA-Beschichtung alleine, ohne eingearbeitete Wachstumsfaktoren, zeigte bereits einen positiven Effekt auf die Frakturheilung. Die Untersuchungen belegen, dass die lokale Freisetzung von Wachstumsfaktoren aus einer biodegradierbaren PDLLA-Beschichtung von Implantaten die Frakturheilung signifikant beschleunigt, wobei keine unerwünschten lokalen oder systemischen Wirkungen beobachtet werden konnten. Bei dem Vergleich lokaler (durch Wachstumsfaktoren) mit systemischer Stimulationsmöglichkeit (durch Wachstumshormon) der Frakturheilung lässt sich zusammenfassend feststellen, dass die kombinierte Anwendung beider Stimulationsmöglichkeiten zu keiner weiteren Steigerung der Heilungsvorgänge führte. Weitere Untersuchungen wurden hinsichtlich der genauen Rolle und Interaktion der Wachstumsfaktoren durchgeführt. Vor allem die Frühphase scheint hierbei eine entscheidende Rolle bei der Frakturheilung einzunehmen. Es zeigte sich hierbei eine deutliche Stimulation der Osteoblastendifferenzierung mit einer Erhöhung der Kollagen-1 Produktion in vitro sowie eine Steigerung der Proliferationsrate und Angiogenese mit einem schnelleren Ablauf der Phasen der Frakturheilung in vivo durch lokal appliziertes IGF-I und TGF-beta1. Weitere Anwendungen der entwickelten Beschichtungstechnologie stellen die lokale Applikation von Wachstumsfaktoren von beschichteten PDLLA-Cages bei der intervertebralen Spondylodese sowie die lokale Applikation von Antibiotika aus einer PDLLA-Beschichtung von Implantaten zur Prophylaxe der Implantat-assoziierten Osteomyelitis dar.Basierend auf diesen Ergebnissen steht der Einsatz PDLLA-Gentamicin beschichteter intramedullärer Tibianägel kurz vor der klinischen Anwendung.Eine Zulassung durch die entsprechenden Behörden ist erfolgt.Die klinische Anwendung Wachstumsfaktoren-beschichteter Implantate ist bereits in der Vorbereitung. / Growth factors are important regulators of bone metabolism. During fracture healing many growth factors or cytokines were locally released at the facture site. In several studies, different growth factors demonstrated osteoinductive and fracture stimulating properties. In vitro and in vivo studies showed a stimulating effect of Insulin-like growth factor-I (IGF-I), Transforming growth factor-beta1 (TGF-beta1) and Bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) on osteo- and chondrogenetic cells. The exact effectiveness and the interaction of these growth factors during fracture healing is not known so far. Further, the local application of these factors for therapeutically use in fracture treatment is still a problem. The developed biodegradable poly(D,L-lactide)-coating of implants allows the local and controlled release of incorporated growth factors directly at the fracture site. The coated implant serves on the one hand for fracture stabilization and on the other hand as a drug delivery system. The coating has a high mechanical stability. The incorporated growths factors remain biologically active in the coating and were released in a sustained and controlled manner. To investigate the effect of locally released growth factors IGF-I, TGF-beta1 and BMP-2 and the carrier PDLLA on fracture healing, standardised closed fracture models were developed with a close relationship to clinical situation. Further, possible local and systemic side effects were analysed. The results demonstrated a significantly higher stimulating effect of IGF-I on fracture healing compared to TGF-beta1. The combined application of both growth factors showed a synergistic effect on the mechanical stability and callus remodeling compared to single treatment. The local release of BMP-2 also enhanced fracture healing significantly - comparable to combination of IGF-I and TGF-beta1. However, a higher rate of mineralisation was measurable outside the fracture region using BMP-2 in a rat fracture model. Using a large animal model on pigs with a 1 mm osteotomy gap, the effectiveness of locally released growths factors could be confirmed. Further, the PDLLA-coating without any incorporated growth factors demonstrated a significantly effect on healing processes in both models. These investigations showed, that the local release of growth factors from PDLLA coated implants significantly stimulate fracture healing without any local or systemic side effects. Comparing systemic with local stimulation techniques, we found an improvement of fracture healing by systemic administration of growth hormone and local application of IGF-I and TGF-beta1. However, the combined use of both simulation techniques did not lead to a further increase of healing processes. Investigations on the effectiveness and the interaction of growth factors during fracture healing demonstrated an dramatic effect in the early phases of healing processes. The growth factors stimulate the differentiation of osteoblasts with a higher production of collagen I in vitro and increase osteogenesis and vascularisation of the fracture callus in vivo. Further applications of the coating technology are the use of PDLLA and growth factor coated cages for the stimulation of intervertebral fusion and the use of PDLLA and Gentamicin coated implants in order to prevent implant associated infections. The clinical use of antibiotic and growth factor coated implants are in preparation.