Bio-based materials are a viable alternative to synthetic materials for tissue engineering. Although many bio-based materials have been used, Ovalbumin (OA) has not yet been researched to create 3D structures that promote cellular responses. Micro-porous scaffolds are a promising construct for bone tissue regeneration; therefore OA crosslinked with three different concentrations (10%, 15% and 20%) of glutaraldehyde (GA) was used in this research. After fabrication, a porous morphology was observed using SEM. Average pore sizes were found to be comparable to scaffolds previously shown to promote cellular response. A TNBS assay determined percent crosslinking in the scaffolds, however there was no significant difference in percent crosslinking despite differing GA concentrations used. Possible explanations include an excess of GA was used. Using DSC, a glass transition temperature (Tg) was found for control indicating the scaffolds are amorphous. Average dry and wet compressive strengths were also found. As expected, differing GA concentrations had no significant effect on Tg and average compressive strengths due to an excess used. Scaffolds were mechanically tested at 37°C with no significant difference found; therefore these scaffolds can be used in the body. It was shown through cell studies that MC3T3-E1 pre-osteoblast cells significantly increased in number on the 10% and 15% scaffolds, therefore cell proliferation occurred. Because of a positive cellular response, 10% GA scaffolds were used for differentiation studies that showed an increase in osteocalcin at 21 days and alkaline phosphatase levels for scaffolds cultured for 14 days. Overall OA scaffolds have shown to be a promising 3D construct for bone tissue regeneration. / Master of Science

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is a valuable technique analyzing electrochemical behavior of biological systems such as electrical characterization of cells and biomolecules, drug screening, and biomaterials in biomedical field. In EIS, an alternating current (AC) power signal is applied to the biological system, and the impedance of the system is measured over a range of frequencies. In vitro culture models of endothelial or epithelial barrier tissue can be achieved by culturing barrier tissue on scaffolds made with synthetic or biological materials that provide separate compartments (apical and basal sides), allowing for further studies on drug transport. EIS is a great candidate for non-invasive and real-time monitoring of the electrical properties that correlate with barrier integrity during the tissue modeling. Although commercially available transendothelial/transepithelial electrical resistance (TEER) measurement devices are widely used, their use is particularly common in static transwell culture. EIS is considered more suitable than TEER measurement devices in bioreactor cultures that involve dynamic fluid flow to obtain accurate and reliable measurements. Furthermore, while TEER measurement devices can only assess resistance at a single frequency, EIS measurements can capture both resistance and capacitance properties of cells, providing additional information about the cellular barrier's characteristics across various frequencies. Incorporating EIS into a bioreactor system requires the careful optimization of electrode integration within the bioreactor setup and measurement parameters to ensure accurate EIS measurements. Since bioreactors vary in size and design depending on the purpose of the study, most studies have reported using an electrode system specifically designed for a particular bioreactor. The aim of this work was to produce multi-applicable electrodes and established methods for automated non-invasive and real-time monitoring using the EIS technique in bioreactor cultures. Key to the electrode material, titanium nitride (TiN) coating was fabricated on different substrates (materials and shape) using physical vapor deposition (PVD) and housed in a polydimethylsiloxane (PDMS) structure to allow the electrodes to function as independent units. Various electrode designs were evaluated for double-layer capacitance and morphology using EIS and scanning electron microscopy (SEM), respectively. The TiN-coated tube electrode was identified as the optimal choice. Furthermore, EIS measurements were performed to examine the impact of influential parameters related to culture conditions on the TiN-coated electrode system. In order to demonstrate the versatility of the electrodes, these electrodes were then integrated into in different types of perfusion bioreactors for monitoring barrier cells. Blood-brain barrier (BBB) cells were cultured in the newly developed dynamic flow bioreactor, while human umblical vascular endothelial cells (HUVECs) and Caco-2 cells were cultured in the miniature hollow fiber bioreactor (HFBR). As a result, the TiN-coated tube electrode system enabled investigation of BBB barrier integrity in long-term bioreactor culture. While EIS measurement could not detect HUVECs electrical properties in miniature HFBR culture, there was the possibility of measuring the barrier integrity of Caco-2 cells, indicating potential usefulness for evaluating their barrier function. Following the bioreactor cultures, the application of the TiN-coated tube electrode was expanded to hemofiltration, based on the hypothesis that the EIS system may be used to monitor clotting or clogging phenomena in hemofiltration. The findings suggest that the EIS monitoring system can track changes in ion concentration of blood before and after hemofiltration in real-time, which may serve as an indicator of clogging of filter membranes. Overall, our research demonstrates the potential of TiN-coated tube electrodes for sensitive and versatile non-invasive monitoring in bioreactor cultures and medical devices. / Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist eine nützliche Methode, um das elektrochemische Verhalten von biologischen Systemen zu analysieren, wie z.B. die elektrische Charakterisierung von Zellen und Biomolekülen, Drug Screening und Biomaterialien im biomedizinischen Bereich. Für die EIS wird ein Wechselstrom an das biologische System angeschlossen und die Impedanz des Systems über einen Frequenzbereich gemessen. In vitro-Modelle von Gewebekulturen epithelialer Barrieren können mithilfe künstlicher oder biologischer Materialien, die über unterschiedliche Kompartimente (apikale und basolaterale Seite) verfügen, hergestellt werden und ermöglichen weitere Untersuchungen zum Transport von Arzneistoffen. Die EIS bietet dabei eine hervorragende Methode für das nicht-invasive Echtzeit-Monitoring der elektrischen Eigenschaften, die mit der Barriere-Integrität während der Gewebeentwicklung korreliert. Obwohl kommerziell erhältliche Geräte zur Messung des transendothelialen/transepithelialen elektrischen Widerstands (TEER) umfangreich verwendet werden, ist ihre Verwendung besonders bei statischen Transwell-Kulturen verbreitet. Durch die EIS kann im Gegensatz zur TEER-Messung für Bioreaktor-Kulturen, die einen dynamischen Medienfluss aufweisen, genauere und verlässliche Messungen erhalten werden. Zudem können EIS-Messungen anders als die TEER-Messung, die nur den Widerstand einer einzelnen Frequenz misst, gleichzeitig den elektrischen Widerstand und die Kapazität von Zellen erfassen und damit zusätzliche Informationen über die zellulären Barriereeigenschaften über verschiedene Frequenzen hinweg liefern. Der EIS-Einbau in ein Bioreaktor-System bedarf einer sorgfältigen Optimierung der Elektrodenintegration in das Bioreaktor-Setup und der Messparameter, um akkurate EIS-Messungen durchführen zu können. Da Bioreaktoren abhängig vom Untersuchungszweck in ihrer Größe und ihrem Design variieren, verwenden die meisten Studien speziell entwickelte Elektrodensysteme für einzelne Bioreaktoren. Das Ziel dieser Arbeit war die Herstellung von vielseitig anwendbaren Elektroden und etablierten Methoden für das automatisierte nicht-invasive Echtzeit-Monitoring von Bioreaktor-Kulturen mithilfe der EIS. Entscheidend für das Elektrodenmaterial war die Titannitrid (TiN)-Beschichtung, die auf verschiedenen Substraten (Materialien und Formen) durch Physical Vapor Deposition (PVD) hergestellt und in einer Polydimethylsiloxan (PDMS)-Struktur untergebracht wurde, damit die Elektroden unabhängig voneinander arbeiten können. Verschiedene Elektrodendesigns wurden auf Doppelschicht-Kapazität mithilfe der EIS bzw. auf die Morphologie mit Rasterelektronenmikroskopie untersucht. Die TiN-beschichteten Elektroden in Röhrenform erwiesen sich als optimal. Weiterhin wurden EIS-Messungen durchgeführt, um die Auswirkung von beeinflussenden Parametern auf die Kulturbedingungen durch das TiN-beschichtete Elektrodensystem zu untersuchen. Um die Vielseitigkeit der Elektroden aufzuzeigen, wurden diese anschließend zum Monitoring von Barriere-bildenden Zellen in unterschiedliche Perfusionsbioreaktoren integriert. Zellen der Blut-Hirn-Schranke (BHS) wurden im neu entwickelten dynamischen Flussreaktor kultiviert, wohingegen humane umbilikale vaskuläre Endothelzellen (HUVEC) und Caco-2-Zellen in Hohlfaserbioreaktoren (HFBR) in Miniaturform kultiviert wurden. Das TiN-beschichtete Röhrenelektrodensystem ermöglichte die Untersuchung der BHS-Barrieren-Integrität in einer Langzeit-Bioreaktorkultur. Während die EIS-Messung in der Miniaturform-HFBR-Kultur keine elektrischen Eigenschaften der HUVECs detektieren konnte, war es möglich, eine Barriere-Integrität der Caco-2-Zellen zu messen, die den potentiellen Nutzen für die Evaluierung deren Barrierefunktion aufzeigt. Nach den Bioreaktorkulturen wurde die Anwendung der TiN-beschichteten Röhrenelektrode auf die Hämofiltration erweitert, auf Grundlage der Hypothese, dass das EIS-System ein Gerinnen oder Verstopfen während der Hämofiltration überwachen könnte. Die Ergebnisse zeigen, dass das EIS-Monitoring-System Veränderungen in der Ionenkonzentration des Blutes vor und nach Hämofiltration in Echtzeit verfolgen kann, welches eventuell als Messgröße für ein Verstopfen der Filtermembranen genutzt werden kann. Insgesamt weisen TiN-beschichtete Röhrenelektroden unseren Forschungen zufolge ein großes Potential für ein empfindliches und vielfältiges nicht-invasives Monitoring von Bioreaktorkulturen und Medizingeräte auf.

Die regenerative Medizin gewinnt heutzutage immer mehr an Bedeutung. Der klinische Ersatz der Harnblase nach Tumoren oder bei Fehlbildungen stellt bis heute einen komplexen Eingriff mit zahlreichen Langzeitkomplikationen dar. Trotz etlicher Behandlungsmöglichkeiten können die aktuellen therapeutischen Maßnahmen nicht als langfristige Heilung angesehen werden. Meine Arbeit ist Teil einer präklinischen Großtierstudie zur Entwicklung eines neuartigen Blasenersatzes auf der Basis eines vaskularisierten Tissue-Engineering-Konstruktes. Mit der Herstellung eines vaskularisierten Augmentats (UroVaSc) wird ein Arzneimittel für neuartige Therapien (ATMP) für die Anwendung am Menschen entwickelt. Unter Zuhilfenahme fortschrittlicher Verfahren aus dem Bereich des Tissue Engineerings wird ein Gewebe hergestellt, welches im Empfänger die beiden kritischen Punkte der Vernarbung und insbesondere bei jungen Empfängern die Problematik eines nicht mitwachsenden Gewebes reduzieren oder verhindern soll. Als Ausgangsmaterialien dienen ein Abschnitt porcinen Jejunums und eine porcine Hautbiopsie. In der klinischen Anwendung wird die Hautbiopsie dem Empfänger des Augmentats entnommen. Aus den beiden Ausgangsmaterialien werden als Zwischenprodukte dezellularisiertes Jejunum (BioVaSc) und aus der Hautbiopsie eine primäre, mikrovaskuläre Endothelzellkultur (mvEC) hergestellt. Die mvEC besiedeln die Gefäße der Trägerstruktur BioVaSc in einem Bioreaktorsystem und führen zum vaskularisierten Endprodukt, der UroVaSc. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung eines dreidimensionalen, vaskularisierten Blasenaugmentats. Im Verlauf dieser Arbeit waren die Methoden der Isolation und Kultivierung der Zellen, die Rebesiedlung und Kultur des autologen Augmentats, als auch die Qualitätskontrolle unter den Richtlinien der Guten Herstellungspraxis zu etablieren. Für die Isolierung der mvEC wurde ein Protokoll erarbeitet, mit dem sich die Zellen, trotz intraindividueller Unterschiede der Spendertiere, in ausreichender Zellzahl und Reinheit darstellen ließen. Des Weiteren wurde die endotheliale Rebesiedlung der Trägerstruktur erfolgreich durchgeführt und dies mit Hilfe zellbiologischer und immunhistologischer Methoden belegt. In der Risikobeurteilung des Herstellungsprozesses wurde die Überwachung des Inkubators als wichtigen Schritt zur Erhöhung der Produktqualität identifiziert, der in weiterführenden Arbeiten adressiert werden sollte. Auf Grundlage meiner Forschungsergebnisse und weiterer Forschungsarbeiten erfolgt derzeit die funktionale Testung des Endproduktes im Großtierversuch. Mit der erfolgreichen Herstellung eines vaskularisierten Blasenaugmentats wird betroffenen Patienten eine neuartige Therapieoption eröffnet, welche die Aussicht auf eine Heilung schwerer Erkrankungen an der Blase ermöglicht. / Regenerative medicine is becoming increasingly important nowadays. The clinical replacement of the urinary bladder after tumors or in cases of malformations has so far been a serious procedure with many long-term problems. Although there are diverse treatment options, the current therapeutic measures cannot be considered a permanent cure. My work is part of a preclinical animal study to develop a novel bladder replacement based on a vascularized tissue-engineered construct. The manufacturing of a vascularized bladder replacement (UroVaSc) will develop a advanced therapy medical product (ATMP) for human use. Using innovative tissue engineering techniques, a tissue is produced that is intended to reduce or prevent the two critical points of scarring in the recipient and, especially in young recipients, the problem of tissue that does not grow with the recipient. The raw material is a section of porcine jejunum and a porcine skin biopsy. In clinical use, the skin biopsy is taken from the recipient. Out of the two starting materials, the intermediates vascularized porcine jejunum (BioVaSc) and a primary, microvascular endothelial cell culture (mvEC) isolated from the porcine skin biopsy are prepared. The mvEC colonize the vessels of the BioVaSc in a bioreactor system, leading to the final product, UroVaSc. The aim of the study was to create a three-dimensional vascularized bladder augmentation. In the course of this work, the methods of isolation and cultivation of the cells, the re-colonization and culture of the autologous augmentation product, as well as the quality control under the guidelines of Good Manufacturing Practice had to be established. For the isolation of the mvEC, a protocol was developed that, despite intra-individual differences of the donor animals, allows the reproduction of cells in sufficient cell count and purity. Furthermore, the endothelial recolonization of the carrier structure was successfully executed and this was proven with the help of cell biological and immunohistological methods. In the area of quality control, the monitoring of the incubator was identified as an important step to increase product quality, which should be addressed in further work. Based on my research results and further research work, the functional testing of the final product in animal experiments is currently being performed. The successfully produced vascularized bladder replacement introduces a novel therapeutic option for affected patients, offering the prospect of a cure for severe diseases of the bladder.

No / This title provides a comprehensive and authoritative review on recent advancements in the application and use of composite scaffolds in tissue engineering. Chapters focus on specific tissue/organ (mostly on the structure and anatomy), the materials used for treatment, natural composite scaffolds, synthetic composite scaffolds, fabrication techniques, innovative materials and approaches for scaffolds preparation, host response to the scaffolds, challenges and future perspectives, and more. Bringing all the information together in one major reference, the authors systematically review and summarise recent research findings, thus providing an in-depth understanding of scaffold use in different body systems.

No / This title provides a comprehensive and authoritative review on recent advancements in the application and use of composite scaffolds in tissue engineering. Chapters focus on specific tissue/organ (mostly on the structure and anatomy), the materials used for treatment, natural composite scaffolds, synthetic composite scaffolds, fabrication techniques, innovative materials and approaches for scaffolds preparation, host response to the scaffolds, challenges and future perspectives, and more. Bringing all the information together in one major reference, the authors systematically review and summarise recent research findings, thus providing an in-depth understanding of scaffold use in different body systems.

Trotz intensiver Forschung im Rahmen der Bänder- und Sehnenerkrankungen gelten bestimmte Fragestellungen hinsichtlich Erkrankungs- sowie Heilungsmechanismen als unbeantwortet. Verschiedenste Konzepte des Tissue Engineerings sollen helfen entsprechende Fragen zu beantworten und moderne Therapiekonzepte zu etablieren. Für grundlegende Untersuchungen zur Biologie der Tenogenese sowie zum Wirkmechanismus applizierter mesenchymaler Stromazellen (MSC), gewinnt die Anwendung von dezellularisiertem Sehnengewebe immer mehr an Bedeutung. Zudem erscheint der Einsatz dezellularisierter Sehnen- und Bandkonstrukte zur Wiederherstellung der betreffenden erkrankten Organe sehr vielversprechend. In der vorliegenden Arbeit sollte der Grundstein zur Entwicklung eines in vitro-Modells auf Grundlage equiner Beugesehnen gelegt werden. Primäres Ziel war es, ein optimales Dezellularisierungsprotokoll für intakte equine Beugesehnen (oberflächliche und tiefe Beugesehne) zu etablieren. Um die Zytokompatibilität der dezellularisierten Sehnen zu überprüfen, erfolgte nach Präparation von Sehnenstreifen die Besiedlung mit equinen MSC mit Kontrolle des Besiedlungserfolges. Materialien und Methoden: Oberflächliche und tiefe Beugesehnen (OBS und TBS) des Pferdes (n = 6) wurden nach vier verschiedenen Protokollen dezellularisiert. In zwei Protokollen (Protokolle A und B) erfolgte zunächst die Anwendung von Gefrier-Auftau- Zyklen mit anschließender Lagerung in hypertoner Lösung. Protokoll A sah danach eine Inkubation in 1 % Triton X 100 und Protokoll B eine Inkubation in 1 % Sodium-Dodecyl-Sulfat (SDS) enthaltender Lösung vor. Die beiden anderen Protokolle (Protokolle C und D) sahen ein Verbringen in hypertone Lösung ohne vorherige Gefrierzyklen vor. Anschließend erfolgte bei Protokoll C die Inkubation in Triton X 100 und bei Protokoll D die Inkubation in SDS enthaltender Lösung. Die Effektivität der angewandten Dezellularisierungsprotokolle wurde durch histologischer Färbung, Zellzählung nach Kollagenaseverdau, DNA-Quantifizierung und transmissionselektronenmikroskopischer Untersuchung ermittelt. Nach Evaluierung der Effektivität der Protokolle wurden oberflächliche Beugesehnen nach den Protokollen A und B dezellularisiert (n=3). Nach Präparation von Sehnenstreifen in definierter Größe erfolgte die Besiedelung mit Eisenoxid-markierten equinen MSC. Der Besiedlungserfolg wurde mit verschiedenen histologischen und Fluoreszenzfärbungen (Fluoreszenzmikroskopie) und MRT-Untersuchung kontrolliert. Die Prüfung auf statistische Unterschiede zwischen den Protokollen erfolgte mit dem Friedman-Test und im Falle eines statistisch signifikanten Unterschieds mit dem Wilcoxon-Rang-Test. Das Signifikanzniveau wurde mit p < 0,05 festgelegt. Die Auswertung des Besiedlungserfolges erfolgte deskriptiv. Ergebnisse: Für alle angewandten Protokolle konnte ein signifikanter Dezellularisie-rungseffekt in beiden Sehnenstrukturen (OBS und TBS) gezeigt werden. Die Anzahl der vitalen Zellen nach Kollagenaseverdau sowie die histologisch ermittelte Zellzahl der dezellularisierten Sehnen belief sich in Abhängigkeit des jeweiligen Dezellularisie-rungsprotokolls und der Sehne (OBS und TBS) auf 1 bis 21 % (Median) des nativen Gewebes. Der ermittelte DNA-Gehalt nach Anwendung der mit Gefrier-Auftau-Zyklen kombinierten Protokollen A und B entsprach < 24 % (Median) des nativen Gewebes. Die Anwendung der Protokolle C und D führte zu einem DNA-Gehalt von < 47 % (Median). Die Auswertung der transmissionselektronenmikroskopischen Untersuchung zeigte ebenfalls eine effektive Dezellularisierung des Sehnengewebes bei Erhalt der Struktur der extra-zellulären Matrix. Nach Anwendung der Protokolle A und B konnte wiederum tendenziell eine bessere Effektivität der Dezellularisierung festgestellt werden. Eine gelungene Besiedlung der Sehnenstreifen mit equinen MSC konnte anhand der mikroskopischen Untersuchung und MRT-Untersuchung gezeigt werden. Das beobachtete Zellwachstum bei beibehaltender Vitalität der Zellen sprechen für eine gute Zytokompatibilität. Die nach Protokoll A dezellularisierten und besiedelten Sehnenstreifen ließen ein besseres Zellwachstum über eine Kulturdauer von 14 Tagen erkennen. In der vorliegenden Arbeit konnte eine effektive Dezellularisierung von intakten equinen Beugesehnen gezeigt werden. Anhand der Ergebnisse der Besiedlung erwies sich die Dezellularisierung nach Protokoll A (Gefrier-Auftau-Zyklen und Triton X 100) als vielversprechende Grundlage zur Entwicklung eins in vitro Modells auf Grundlage dezellularisierter equiner Beugesehnen.

Lower respiratory diseases are currently the third leading cause of death worldwide. For many end-stage patients with these diseases, there is no cure and a shortage of donor organs available for transplant. A promising solution is to design regenerative scaffolds or complete bioengineered lungs, using decellularized lung tissues as a template for regeneration. Recent advances in the field have made significant strides towards developing a transplantable lung. However, the current technology has not produced a functional lung for in vivo transplant due to immature gas exchange barriers. The mechanisms driving alveolar barrier maturation and role that extracellular matrix (ECM) plays within the strengthening of each type of junction are not fully understood. This research has characterized and tailored a decellularized ECM (dECM) coating for the in vitro study of dECM component depletion and potential effects on cell barrier function, attachment, and survival. Adjustments to dECM digestion duration drastically changed the resulting structural and biochemical properties for each cellular microenvironment. Shorter digestion time resulted in a dense branching of the ECM architecture and biomimetic mechanical properties needed for epithelial culture. Also, through systematic supplementation of essential basement membrane (BM) proteins to dECM, we have found that supplementation with laminin enhanced barrier strength by ZO-1 junction stabilization. This indicates that dECM can promote barrier formation but may have lost vital proteins that need to be replenished. Laminin-mediated barrier function was determined to be caused by the upregulation of the Epac/Rap1 pathway. This pathway has previously been implicated in lung endothelial barriers but not alveolar epithelial junction strengthening. Finally, to establish the translatability of these findings to whole lung recellularization, the dECM coating was used to pre-treat the airways of decellularized lungs for recellularization. Culture of MLE12 mouse epithelial cells into dECM-coated lungs increased cell survival and distribution. In combination with dECM coatings, rotational cell seeding improved cell dispersal and viability. Altogether, these techniques, devised to promote healthy alveolar barriers, are vital to enhancing current lung recellularization strategies and the treatment of many edema-associated pulmonary diseases.

Severe traumatic injuries and surgical procedures like tumor resection often create peripheral nerve gaps, accounting for over 250,000 injuries in the US annually. The clinical "gold standard" for bridging peripheral nerve gaps is autografts, with which 40-50% of patients regain useful function. However, issues including their limited availability and collateral damage at the donor site limit the effectiveness and use of autografts. Therefore, it is critical to develop alternative bioengineered approaches that match or exceed autograft performance. With the use of guidance channels, the endogenous regeneration process spontaneously occurs when successful bridging of short gaps (< 10mm) occurs, but fails to occur in the bridging of longer gaps (≥15mm). Several bioengineered strategies are currently being explored to bridge these critical size nerve gaps. Other labs and ours have shown how filler materials that provide topographical cues within the nerve guides are able to enhance nerve growth and bridge critical length gaps in rats. However, the mechanism by which intra-luminal fillers enhance nerve regeneration has not been explored. The main goal of this dissertation was to explore the interplay between intra-luminal scaffolds and orchestrated events of provisional fibrin matrix formation, glial cell infiltration, ECM deposition and remodeling, and axonal infiltration - a sequence we term the 'regenerative' sequence. We hypothesized that the mechanism by which thin films with topographical cues enhance regeneration is by serving as physical 'organizing templates' for Schwann cell infiltration, Schwann cell orientation, extra-cellular matrix deposition/organization and axon infiltration. We demonstrate that aligned topographical cues mediate their effects to the neuronal cells through optimizing fibronectin adsorption in vitro. We also demonstrate that aligned electrospun thin films are able to enhance bridging of a critical length nerve gap in vivo by stabilizing the provisional matrix, creating a pro-inflammatory environment and influencing the maturation of the regenerating cable leading to faster functional recovery compared to smooth films and random fibers. This research will advance our understanding of the mechanisms of peripheral nerve regeneration, and help develops technologies that are likely to improve clinical outcomes after peripheral nerve injury.

Cartilage tissue engineering is an emerging treatment option for osteoarthritis and trauma related joint injuries. A continuing challenge for cartilage tissue engineering is increasing construct extracellular matrix production and material properties. Shear stress and oxygen tension play an important role in tissue engineering of cartilage. In this select stimulatory conditions using combinations of shear stress and oxygen tension have been used to enhance the construct extracellular matrix deposition and material properties. Additionally, a perfusion concentric cylinder bioreactor has been developed to incorporate multiple fluid flow regimes through the construct. This thesis attempts to elucidate the effect of shear stress and biochemical conditions on cartilage development in vitro to provide functional tissue engineered constructs.

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