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Struktur-Funktions-Korrelationen in PEG-DA- und Hyaluronsaeure-Hydrogelen

Hagel, Valentin

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PDF, German (Struktur-Funktions-Korrelationen in PEG-DA- und Hyaluronsaeure-Hydrogelen)
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Abstract

Die Erforschung von Struktur-Funktions-Korrelationen in biologischen Geweben ist seit vielen Jahren ein grosses Forschungsgebiet und dient nicht nur der grundlagenorientierten Wissenschaft, sondern auch der Entwicklung von Konzepten zur Herstellung neuartiger Biomaterialien. In dieser Arbeit wurden neuartige bio-inspirierte Vernetzer, die durch das Quervernetzermolekuel im Elastin, das sogenannte Desmosin, inspiriert sind, mit langkettigen thiolierten Hyaluronsaeuremolekuelen zu dreidimensionalen Hydrogelen vernetzt und charakterisiert. Durch Variation des Vernetzungsgrads und auch der Ladungsdichte des Polymernetzwerks wurden mithilfe von mechanischen Analysen Struktur-Funktions-Korrelationen herausgearbeitet. Dabei wurde herausgefunden, dass eine positive Ladung auf dem Vernetzermolekuel, wie sie auch das Desmosin-Molekuel besitzt, die mechanischen Eigenschaften und Schwellraten der Gele signifikant und charakteristisch beeinflusst. Zur Strukturanalyse der Gele wurden theoretische Netzwerkmodelle herangezogen. Das Spannungs-Deformations-Verhalten bei starker Deformation wurde charakterisiert und bewertet. Durch die Analyse der Transportprozesse groeßendefinierter Testmolekuele in den Gelen wurden weitere Strukturuntersuchungen durchgefuehrt, das Diffusionsverhalten charakterisiert und dieses mit Diffusionsmodellen analysiert. In einem vollsynthetischen Modellsystem aus PEG-DA-Hydrogelen wurden weitere Diffusions- und Permeabilitaetsstudien durchgefuehrt und mithilfe von Modellanalysen bewertet. Dabei hat sich gezeigt, dass Wechselwirkungen zwischen den diffundierenden Molekuelen (FITC-Dextranen) und dem PEG-DA-Polymernetzwerk eine grosse Rolle spielen. Diese konnten durch ein empirisches Diffusionsmodell mit einem Wechselwirkungsterm bei unterschiedliche Schwellraten und auch bei unterschiedlichen Temperaturen praezise beschrieben werden.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Spatz, Prof. Dr. Joachim P.
Date of thesis defense: 23 July 2013
Date Deposited: 07 Aug 2013 06:47
Date: 2013
Faculties / Institutes: Fakultät für Chemie und Geowissenschaften > Institute of Physical Chemistry
The Faculty of Physics and Astronomy > Dekanat der Fakultät für Physik und Astronomie
Subjects: 530 Physics
660 Chemical engineering
Controlled Keywords: hydrogels, mechanical properties, diffusion analysis
Uncontrolled Keywords: structure-function relationships
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