Hydrogele stehen als Material für den 3D-Biodruck zunehmend im Fokus aktueller Forschung, da sie aufgrund ihrer wasserhaltigen Struktur optimale Voraussetzungen für Anwendungen der Zellkultur aufweisen. Durch die Verarbeitung solcher Biotinten mittels additiver Fertigungstechniken der Biofabrikation erhofft man sich beschädigtes oder krankes Gewebe zu heilen oder zu ersetzen. Allerdings wird der Fortschritt in diesem Bereich durch einen Mangel an geeigneten Materialien gebremst, weshalb die Entwicklung neuer Biotinten von zentraler Bedeutung ist. Das Polymer GelAGE ist ein am Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Medizin und Zahnheilkunde der Universität Würzburg synthetisiertes Hydrogelsystem. Zu diesem über eine Thiol-En Reaktion vernetzenden Material stehen systematische Untersuchungen der für die in vitro Zellkultur relevanten Eigenschaften noch aus. Das Ziel dieser Arbeit war daher die biologische Evaluation von GelAGE und der Vergleich mit der Biotinte Alginat-Gelatine.
Zu diesem Zweck wurden L929-Zellen für 7 Tage in verschiedenen Hydrogelzusammensetzungen in vitro kultiviert. Um die zytokompatiblen Eigenschaften in den verschiedenen Versuchsgruppen zu untersuchen, wurden die Proben mittels der in vitro Testverfahren Live/Dead Färbung, DNA-Assay, CCK-8-Assay und Phalloidin-Färbung analysiert.
Im Rahmen dieser Arbeit konnte ein Herstellungsprotokoll für das Material GelAGE etabliert werden, welches eine Grundlage für die Durchführung weiterer biologischer Experimente bietet. Das Resultat der biologischen Untersuchungen war, dass das Polymer GelAGE als zytokompatibel bewertet werden kann, es jedoch nicht die Qualität des Alginat-Gelatine Hydrogelsystems aufweist. Allerdings konnten die Eigenschaften der GelAGE Proben teilweise durch eine Modifikation mit Humanem Plättchenlysat verbessert werden. Des Weiteren konnten deutliche Unterschiede in der Zell-Material- Interaktion zwischen den verschiedenen GelAGE Varianten nachgewiesen werden. / Hydrogels are in the focus of current research as a material for 3D-bioprinting, as they provide optimal conditions for cell culture applications. By processing such bioinks through additive manufacturing techniques, researchers aim to heal or replace damaged or diseased tissue. However, progress in this field is hampered by a lack of suitable materials, which is why the development of new bioinks is crucial. The polymer GelAGE is a hydrogel system synthesised at the Department for Functional Materials in Medicine and Dentistry at the University of Würzburg, which cross-links via a thiol-ene reaction. Systematic investigations of the properties that are relevant for the in vitro cell culture of this material are still pending. Therefore, the aim of this thesis was the biological evaluation of GelAGE and the comparison with the bioink alginate-gelatine.
For this purpose, L929 cells were cultured in vitro for 7 days in different hydrogel compositions. In order to investigate the cytocompatibility the samples were analysed using the in vitro assays Live/Dead staining, DNA-assay, CCK-8-assay and Phalloidin staining.
Within the scope of this project, it was possible to establish a protocol for the material GelAGE, which provides a basis for conducting further biological experiments. The result of the biological investigations was that the polymer GelAGE can be evaluated as cytocompatible, although it does not have the quality of the alginate-gelatine hydrogel system. However, the properties of the GelAGE samples could be partially improved by modification with human platelet lysate. Furthermore, clear differences in the cell-material interaction between the different GelAGE variants could be demonstrated.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:24872 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Haschke, Sebastian |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/doku/lic_ohne_pod.php, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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