An Additively Manufactured Sample Holder to Measure the Controlled Release of Vancomycin from Collagen Laminates

The controlled release of antibiotics prevents the spread of pathogens and thereby improves healing processes in regenerative medicine. However, high concentrations may interfere with healing processes. It is therefore advantageous to use biodegradable materials for a controlled release. In particular, multilayer materials enable differential release at different surfaces. For this purpose, collagen sheets of different properties can be bonded by photochemical crosslinking. Here, we present the development and application of an easily accessible, additively manufactured sample holder to study the controlled release of vancomycin from modularly assembled collagen laminates in two directions. As proof-of-concept, we show that laminates of collagen sheets covalently linked by rose bengal and green light crosslinking (RGX) can be tightly inserted into the device without leakage from the upper to lower cavity. We used this sample holder to detect the release of vancomycin from symmetrically and asymmetrically loaded two-layer and three-layer collagen laminates into the upper and lower cavity of the sample holder. We show that these collagen laminates are characterized by a collagen type-dependent vancomycin release, enabling the control of antibiotic release profiles as well as the direction of antibiotic release

Modifikation von Proteinen mittels Photosensibilisatoren für die strukturierte Proteinimmobilisierung und Quervernetzung von Biomaterialien

Photosensibilisatoren ermöglichen die Modifikation von Proteinen durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht. So können Proteine quervernetzt oder gezielt in einem belichteten Bereich immobilisiert werden. Beides ist von Bedeutung für die biomedizinische Forschung, etwa im Bereich der Wirkstofffreisetzung aus quervernetzten Proteinmatrices, zur Herstellung diagnostischer Assays oder zur Untersuchung des Zellverhaltens auf strukturierten Oberflächen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Proteine mittels proteinadsorption by photobleaching (PAP) oder durch rose bengal and green light crosslinking (RGX) auf Oberflächen immobilisiert oder quervernetzt. In beiden Methoden kommen Photosensibilisatoren zum Einsatz, die durch sichtbares Licht angeregt werden und im Triplett-Zustand mit der Umgebung reagieren können. Während bei PAP der Photosensibilisator, meist Fluorescein, am Protein konjugiert vorliegt, wird bei RGX der Photosensibilisator Bengalrosa zum Protein hinzugegeben. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Photoimmobilisierung mittels PAP untersucht, bei der die Belichtung oftmals mit einem Laser oder Mikrospiegelarray (digital mirror device, DMD) realisiert wird. Im Rahmen dieser Arbeit sollte der Einsatz einer Power-LED als lichtstarke kostengünstige Variante für die PAP-Methode untersucht werden und der Belichtung mittels Konfokalmikroskop und DMD gegenübergestellt werden. Hierbei wurde untersucht, ob der Photosensibilisator nicht nur am Protein konjugiert, sondern ebenfalls frei in Lösung oder an der Oberfläche adsorbiert eingesetzt werden kann. Zudem wurden Photosensibilisatoren unterschiedlicher Triplett-Quantenausbeute verwendet und die Effizienz der Proteinimmobilisierung verglichen. Für die Immobilisierungen wurden Biotin und das Modellchemokin IL-8 genutzt. Chemokine sind kleine Signalproteine, die die Migration von Zellen bei Entzündungsreaktionen und in der Homöostase des Immunsystems induzieren und lenken. Durch die Präsentation von Chemokinen auf Oberflächen in Form von gebundenen Gradienten, lässt sich die Migration von Zellen (Haptotaxis) untersuchen. Die Immobilisierung von IL-8 mit der PAP-Methode wurde außerdem mit der konventionellen Photoimmobilisierung über Benzophenon, das mit UV-Licht angeregt wird, verglichen. Bei den Immobilisierungsversuchen von IL-8 mittels Benzophenon auf Polystyrol- bzw. auf mit PMMA beschichteten Polystyrol-Oberflächen konnten keine ausreichend hohen Verhältnisse in der Fluoreszenzintensität zwischen dem belichteten und unbelichteten Bereich (Signal-zu-Hintergrund (S/HG)-Verhältnis) erzeugt werden. Im Gegensatz dazu verlief die Immobilisierung von Biotin-5-Fluorescein auf mit BSA beschichteten Glasobjektträgern mittels Power-LED erfolgreich. Anhand dieses Modellsystems wurden sowohl Konzentration als auch Belichtungszeit optimiert und anschließend auf die Immobilisierung von mit Fluorescein konjugiertem IL-8, IL-8-S72C-Fluorescein, übertragen. Hierbei waren allerdings belichtete Bereiche kaum von nicht belichteten Bereichen zu unterscheiden. Es wurde vermutet, dass IL 8 eine unspezifische Wechselwirkung mit der BSA-beschichteten Oberfläche einging. Die Immobilisierung von IL-8-S72C-Fluorescein bzw. IL-8 mit freiem Fluorescein mittels DMD war auf NH2- und Methacrylsäure-3-(dimethyl-chlorsilyl)-propylester (MACS)-funktionali-sierten Glasobjektträgern erfolgreich. Das größte in dieser Arbeit erhaltene S/HG-Verhältnis wurde dabei auf MACS-funktionalisierten Oberflächen erhalten, mit denen IL-8-S72C-Fluorescein nachweislich nicht unspezifisch wechselwirkte. Mittels konfokalem Laser-Scanning-Mikroskop (confocal laser scanning microscope, CLSM) konnte eine Immobilisierung von IL 8 S72C-Fluorescein auf BSA-Glasobjektträgern im roten Kanal nicht nachgewiesen werden. Im grünen Kanal wurden invertierte Muster erhalten. Vermutlich wurde das Protein durch zu lange bzw. zu intensive Belichtung oxidativ geschädigt. Im Gegensatz dazu, konnte IL-8 wt mit freiem Fluorescein nachgewiesen werden. Es wird angenommen, dass der oxidative Schaden geringer war, da Fluorescein nicht direkt an IL-8 gebunden vorlag. Da Fluorescein eine geringe Triplett-Quantenausbeute besitzt, wurde die Immobilisierung von Biotin und IL-8 mit den Photosensibilisatoren Eosin Y, Erythrosin B und Bengalrosa untersucht, die eine höhere Triplett-Quantenausbeute besitzen, und damit effektiver mit der Umgebung reagieren sollten. Die besten Ergebnisse wurden dabei unter Nutzung von mit Bengalrosa und Rattenschwanzkollagen bzw. Gelatine beschichteten Glasobjektträgern erzielt. Unter Verwendung eines Konfokalmikroskops konnten die Ergebnisse der Immobilisierung von IL 8 wt auf mit Rattenschwanzkollagen und Bengalrosa beschichteten Glasobjektträgern weiter verbessert werden. In nachfolgenden Arbeiten wurde die Immobilisierung von IL-8 mittels Bengalrosa auf Kollagen in Mikrofluidikkanälen untersucht. Zusammenfassend zeigten die Ergebnisse, dass die Art bzw. Intensität der Strahlungsquelle bei der Immobilisierung von Biomolekülen eine entscheidende Rolle spielt. Die Belichtungen mittels DMD und CLSM führten zu größeren S/HG-Verhältnissen als die Belichtungen über Power-LED mit Lochmasken. Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigte sich mit der Quervernetzung von Proteinen mittels RGX, was für unterschiedliche klinische Anwendungen beispielweise in der Augenheilkunde oder Orthopädie genutzt wird. RGX kann die mechanische Stabilität von Kollagenhydrogelen erhöhen, die dann beispielsweise zur kontrollierten lokalen Wirkstofffreisetzung genutzt werden können. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden daher zunächst drei verschiedene Kollagensheets (Collagen Solutions, Viscofan, Atelocollagen) unterschiedlicher Dicken und Dichten charakterisiert und die Wirkung von RGX auf Eigenschaften wie Mikrostruktur, Quellgrad, mechanische Stabilität und Freisetzung des Antibiotikums Vancomycin untersucht. Zur Beurteilung der mechanischen Stabilität wurde die Dicke unter Krafteinfluss mit Hilfe eines Höhenmessgeräts gemessen. Darüber hinaus wurde untersucht, ob mittels RGX einzelne Schichten aus Kollagen stabil miteinander verbunden werden können. Damit sollte die Grundlage für Kollagenbiomaterialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften, wie z.B. einer kontrollierten Freisetzung von Antibiotikum zur Vorbeugung von Entzündungen, geschaffen werden. Während es sich bei Collagen Solutions um eine dünne, flexible Kollagenfolie handelt, deren Mikrostruktur keine erkennbare Faserstruktur zeigte, besteht Viscofan aus einer sehr kompakten Struktur mit langen Fasern, die mittels mikroskopischer Analyse sichtbar waren. Atelocollagen wiederum ist ein schwammartiges unvernetztes und nach Quellung labiles Material, dessen große Poren unter dem Durchlicht- und Rasterelektronenmikroskop erkennbar waren. Die Behandlung mittels RGX hatte im Fall von Collagen Solutions lediglich einen Einfluss auf die Dicke, die bei 37 °C bei modifizierten Proben geringer war als bei unmodifzierten Proben. Im Fall von Viscofan wurden durch RGX mit 0,1 % RB und 10 min Belichtungszeit ein geringerer Quellgrad und eine geringere Dicke erhalten. Die größte Veränderung der Eigenschaften durch RGX wurde für das offene, schwammartige Atelocollagen gemessen. Bei Konzentrationen von Bengalrosa von 0,01 % bzw. 0,1 % wurde der Quellgrad im Vergleich zu unmodifizierten Proben bei 37 °C um ca. 20 % bzw. ca. 40 % reduziert. Die unter Krafteinwirkung gemessene Dicke war bei 37 °C für 0,01 % RB und 0,1 % RB im Durchschnitt 7-mal größer als die der unmodifizierten Proben. Bei Raumtemperatur betrugen die Dicken des modifizierten Atelocollagens das 27-fache der unmodifizierten Variante. Diese Ergebnisse deuteten auf eine deutliche Steigerung der mechanischen Festigkeit hin. Die Mikrostruktur-analyse ergab, dass die schwammartige Struktur nach Behandlung mittels RGX durch eine faserige Struktur ersetzt wurde. Der anfängliche Burst-Effekt während der Vancomycin-Freisetzung wurde durch die Vernetzung jedoch nicht beeinflusst. Im Rahmen dieser Arbeit gelang es zudem unterschiedliche Kollagensheets mittels RGX zu Kollagenlaminaten zu verbinden. Die mechanische Charakterisierung zeigte, dass die Dicke der Laminate, bestehend aus Atelocollagen und Collagen Solutions, größer war als die Summe der Dicken der betreffenden unmodifizierten Proben. Die mechanische Stabilität von Atelocollagen konnte entsprechend durch den Verbund mit Collagen Solutions erhöht werden. Die in dieser Arbeit optimierten Parameter zur Laminatherstellung konnten bereits in Folgearbeiten angewendet und für die systematische Untersuchung der Vancomycin-Freisetzung aus Kollagenlaminaten genutzt werden. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass im Handel erhältliche Kollagensheets mittels RGX vernetzt werden können, um ihre Eigenschaften anzupassen. Die größte Wirkung zeigte sich beim unvernetzten, schwammartigen Atelocollagen, das durch RGX stabilisiert wurde, was in einem reduzierten Quellungsgrad und einer erhöhten Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischem Druck resultierte. Es konnte außerdem gezeigt werden, dass RGX zur Herstellung von Kollagenlaminaten verwendet werden kann, um Materialien mit kombinierten Eigenschaften zu schaffen. Dies macht die Modifikation und Kombination leicht verfügbarer Kollagensheets mittels RGX zu einem attraktiven Ansatz für die klinische Anwendung

Modifikation von Proteinen mittels Photosensibilisatoren für die strukturierte Proteinimmobilisierung und Quervernetzung von Biomaterialien

Photosensibilisatoren ermöglichen die Modifikation von Proteinen durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht. So können Proteine quervernetzt oder gezielt in einem belichteten Bereich immobilisiert werden. Beides ist von Bedeutung für die biomedizinische Forschung, etwa im Bereich der Wirkstofffreisetzung aus quervernetzten Proteinmatrices, zur Herstellung diagnostischer Assays oder zur Untersuchung des Zellverhaltens auf strukturierten Oberflächen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Proteine mittels proteinadsorption by photobleaching (PAP) oder durch rose bengal and green light crosslinking (RGX) auf Oberflächen immobilisiert oder quervernetzt. In beiden Methoden kommen Photosensibilisatoren zum Einsatz, die durch sichtbares Licht angeregt werden und im Triplett-Zustand mit der Umgebung reagieren können. Während bei PAP der Photosensibilisator, meist Fluorescein, am Protein konjugiert vorliegt, wird bei RGX der Photosensibilisator Bengalrosa zum Protein hinzugegeben. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Photoimmobilisierung mittels PAP untersucht, bei der die Belichtung oftmals mit einem Laser oder Mikrospiegelarray (digital mirror device, DMD) realisiert wird. Im Rahmen dieser Arbeit sollte der Einsatz einer Power-LED als lichtstarke kostengünstige Variante für die PAP-Methode untersucht werden und der Belichtung mittels Konfokalmikroskop und DMD gegenübergestellt werden. Hierbei wurde untersucht, ob der Photosensibilisator nicht nur am Protein konjugiert, sondern ebenfalls frei in Lösung oder an der Oberfläche adsorbiert eingesetzt werden kann. Zudem wurden Photosensibilisatoren unterschiedlicher Triplett-Quantenausbeute verwendet und die Effizienz der Proteinimmobilisierung verglichen. Für die Immobilisierungen wurden Biotin und das Modellchemokin IL-8 genutzt. Chemokine sind kleine Signalproteine, die die Migration von Zellen bei Entzündungsreaktionen und in der Homöostase des Immunsystems induzieren und lenken. Durch die Präsentation von Chemokinen auf Oberflächen in Form von gebundenen Gradienten, lässt sich die Migration von Zellen (Haptotaxis) untersuchen. Die Immobilisierung von IL-8 mit der PAP-Methode wurde außerdem mit der konventionellen Photoimmobilisierung über Benzophenon, das mit UV-Licht angeregt wird, verglichen. Bei den Immobilisierungsversuchen von IL-8 mittels Benzophenon auf Polystyrol- bzw. auf mit PMMA beschichteten Polystyrol-Oberflächen konnten keine ausreichend hohen Verhältnisse in der Fluoreszenzintensität zwischen dem belichteten und unbelichteten Bereich (Signal-zu-Hintergrund (S/HG)-Verhältnis) erzeugt werden. Im Gegensatz dazu verlief die Immobilisierung von Biotin-5-Fluorescein auf mit BSA beschichteten Glasobjektträgern mittels Power-LED erfolgreich. Anhand dieses Modellsystems wurden sowohl Konzentration als auch Belichtungszeit optimiert und anschließend auf die Immobilisierung von mit Fluorescein konjugiertem IL-8, IL-8-S72C-Fluorescein, übertragen. Hierbei waren allerdings belichtete Bereiche kaum von nicht belichteten Bereichen zu unterscheiden. Es wurde vermutet, dass IL 8 eine unspezifische Wechselwirkung mit der BSA-beschichteten Oberfläche einging. Die Immobilisierung von IL-8-S72C-Fluorescein bzw. IL-8 mit freiem Fluorescein mittels DMD war auf NH2- und Methacrylsäure-3-(dimethyl-chlorsilyl)-propylester (MACS)-funktionali-sierten Glasobjektträgern erfolgreich. Das größte in dieser Arbeit erhaltene S/HG-Verhältnis wurde dabei auf MACS-funktionalisierten Oberflächen erhalten, mit denen IL-8-S72C-Fluorescein nachweislich nicht unspezifisch wechselwirkte. Mittels konfokalem Laser-Scanning-Mikroskop (confocal laser scanning microscope, CLSM) konnte eine Immobilisierung von IL 8 S72C-Fluorescein auf BSA-Glasobjektträgern im roten Kanal nicht nachgewiesen werden. Im grünen Kanal wurden invertierte Muster erhalten. Vermutlich wurde das Protein durch zu lange bzw. zu intensive Belichtung oxidativ geschädigt. Im Gegensatz dazu, konnte IL-8 wt mit freiem Fluorescein nachgewiesen werden. Es wird angenommen, dass der oxidative Schaden geringer war, da Fluorescein nicht direkt an IL-8 gebunden vorlag. Da Fluorescein eine geringe Triplett-Quantenausbeute besitzt, wurde die Immobilisierung von Biotin und IL-8 mit den Photosensibilisatoren Eosin Y, Erythrosin B und Bengalrosa untersucht, die eine höhere Triplett-Quantenausbeute besitzen, und damit effektiver mit der Umgebung reagieren sollten. Die besten Ergebnisse wurden dabei unter Nutzung von mit Bengalrosa und Rattenschwanzkollagen bzw. Gelatine beschichteten Glasobjektträgern erzielt. Unter Verwendung eines Konfokalmikroskops konnten die Ergebnisse der Immobilisierung von IL 8 wt auf mit Rattenschwanzkollagen und Bengalrosa beschichteten Glasobjektträgern weiter verbessert werden. In nachfolgenden Arbeiten wurde die Immobilisierung von IL-8 mittels Bengalrosa auf Kollagen in Mikrofluidikkanälen untersucht. Zusammenfassend zeigten die Ergebnisse, dass die Art bzw. Intensität der Strahlungsquelle bei der Immobilisierung von Biomolekülen eine entscheidende Rolle spielt. Die Belichtungen mittels DMD und CLSM führten zu größeren S/HG-Verhältnissen als die Belichtungen über Power-LED mit Lochmasken. Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigte sich mit der Quervernetzung von Proteinen mittels RGX, was für unterschiedliche klinische Anwendungen beispielweise in der Augenheilkunde oder Orthopädie genutzt wird. RGX kann die mechanische Stabilität von Kollagenhydrogelen erhöhen, die dann beispielsweise zur kontrollierten lokalen Wirkstofffreisetzung genutzt werden können. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden daher zunächst drei verschiedene Kollagensheets (Collagen Solutions, Viscofan, Atelocollagen) unterschiedlicher Dicken und Dichten charakterisiert und die Wirkung von RGX auf Eigenschaften wie Mikrostruktur, Quellgrad, mechanische Stabilität und Freisetzung des Antibiotikums Vancomycin untersucht. Zur Beurteilung der mechanischen Stabilität wurde die Dicke unter Krafteinfluss mit Hilfe eines Höhenmessgeräts gemessen. Darüber hinaus wurde untersucht, ob mittels RGX einzelne Schichten aus Kollagen stabil miteinander verbunden werden können. Damit sollte die Grundlage für Kollagenbiomaterialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften, wie z.B. einer kontrollierten Freisetzung von Antibiotikum zur Vorbeugung von Entzündungen, geschaffen werden. Während es sich bei Collagen Solutions um eine dünne, flexible Kollagenfolie handelt, deren Mikrostruktur keine erkennbare Faserstruktur zeigte, besteht Viscofan aus einer sehr kompakten Struktur mit langen Fasern, die mittels mikroskopischer Analyse sichtbar waren. Atelocollagen wiederum ist ein schwammartiges unvernetztes und nach Quellung labiles Material, dessen große Poren unter dem Durchlicht- und Rasterelektronenmikroskop erkennbar waren. Die Behandlung mittels RGX hatte im Fall von Collagen Solutions lediglich einen Einfluss auf die Dicke, die bei 37 °C bei modifizierten Proben geringer war als bei unmodifzierten Proben. Im Fall von Viscofan wurden durch RGX mit 0,1 % RB und 10 min Belichtungszeit ein geringerer Quellgrad und eine geringere Dicke erhalten. Die größte Veränderung der Eigenschaften durch RGX wurde für das offene, schwammartige Atelocollagen gemessen. Bei Konzentrationen von Bengalrosa von 0,01 % bzw. 0,1 % wurde der Quellgrad im Vergleich zu unmodifizierten Proben bei 37 °C um ca. 20 % bzw. ca. 40 % reduziert. Die unter Krafteinwirkung gemessene Dicke war bei 37 °C für 0,01 % RB und 0,1 % RB im Durchschnitt 7-mal größer als die der unmodifizierten Proben. Bei Raumtemperatur betrugen die Dicken des modifizierten Atelocollagens das 27-fache der unmodifizierten Variante. Diese Ergebnisse deuteten auf eine deutliche Steigerung der mechanischen Festigkeit hin. Die Mikrostruktur-analyse ergab, dass die schwammartige Struktur nach Behandlung mittels RGX durch eine faserige Struktur ersetzt wurde. Der anfängliche Burst-Effekt während der Vancomycin-Freisetzung wurde durch die Vernetzung jedoch nicht beeinflusst. Im Rahmen dieser Arbeit gelang es zudem unterschiedliche Kollagensheets mittels RGX zu Kollagenlaminaten zu verbinden. Die mechanische Charakterisierung zeigte, dass die Dicke der Laminate, bestehend aus Atelocollagen und Collagen Solutions, größer war als die Summe der Dicken der betreffenden unmodifizierten Proben. Die mechanische Stabilität von Atelocollagen konnte entsprechend durch den Verbund mit Collagen Solutions erhöht werden. Die in dieser Arbeit optimierten Parameter zur Laminatherstellung konnten bereits in Folgearbeiten angewendet und für die systematische Untersuchung der Vancomycin-Freisetzung aus Kollagenlaminaten genutzt werden. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass im Handel erhältliche Kollagensheets mittels RGX vernetzt werden können, um ihre Eigenschaften anzupassen. Die größte Wirkung zeigte sich beim unvernetzten, schwammartigen Atelocollagen, das durch RGX stabilisiert wurde, was in einem reduzierten Quellungsgrad und einer erhöhten Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischem Druck resultierte. Es konnte außerdem gezeigt werden, dass RGX zur Herstellung von Kollagenlaminaten verwendet werden kann, um Materialien mit kombinierten Eigenschaften zu schaffen. Dies macht die Modifikation und Kombination leicht verfügbarer Kollagensheets mittels RGX zu einem attraktiven Ansatz für die klinische Anwendung

Neurokognitives Enhancement und Hirndoping bei Medizinstudenten in Deutschland : eine quantitative und qualitative Erhebung zum Umgang mit Leistungsdruck

Der Begriff Hirndoping beschreibt die Einnahme von Medikamenten mit dem Ziel der geistigen Leistungssteigerung. Diese Medikamente sind verschreibungspflichtig und bei den Konsumenten medizinisch nicht indiziert, werden also zweckentfremdet. Mittlerweile ist aus dem Thema Hirndoping ein Thema geworden, welches öffentlich diskutiert wird. Zeitung, Presse und sogar die Film- und Fernsehindustrie beschäftigen sich mit diesem Thema. So nimmt unter anderem die gestresste Mutter Lynette aus der US-Serie «Desperate Housewives» die Ritalin-Tablette ihres Sohnes ein, um so den anstrengenden Alltag besser meistern zu können. In dem US-Film «Ohne Limit - Die Droge für Reichtum und Macht» dreht sich alles um eine Droge, welche die Leistungsfähigkeit ins unermessliche steigern kann. In der aktuellen Presse findet man immer öfter Schlagzeilen wie beispielsweise Folgendes: „Studenten unter Druck: Hirndoping kein Massenphänomen“. Doch auch die Lebensmittel- und Pharmaindustrie ist beim Thema Leistungssteigerung in der Ideenfindung sehr kreativ. Manche Substanzen „verleihen einem Flügel“ (Red Bull®), andere sind lecker in Schokolade eingepackt (Pocket Coffee®) und wieder andere sollen die Menschen geistig aktiver machen (Gingium®). Der Großteil der bisherigen Studien zum Thema Hirndoping stammt aus den Vereinigten Staaten von Amerika. Erst seit kurzer Zeit wird auch die Prävalenz von Hirndoping in Deutschland untersucht. Wie viele Schülerinnen und Schüler sowie Studentinnen und Studenten Substanzen zur geistigen Leistungssteigerung einnehmen, wurde teils schon für bestimmte Regionen und bestimmte Fachrichtungen stichprobenartig ermittelt. Bisher liegen allerdings noch keine umfangreichen Daten zur Prävalenz von Hirndoping bei Medizinstudenten vor. Daher untersuchte diese Studie die Einnahme von Leistungssteigernden Substanzen bei Medizinstudenten in Frankfurt am Main

Was geht? Was bleibt? Kunstpädagogische Debatten: Retrospektiven und Gegenwartsanalysen

Hoffmann K, Eckes M, Marr S, eds. Was geht? Was bleibt? Kunstpädagogische Debatten: Retrospektiven und Gegenwartsanalysen. Oberhausen: Athena; 2018

Kanon, Meister und Guerilla Girls. Über Zentren und Peripherien des Kunstunterrichts, immer noch.

Hoffmann K. Kanon, Meister und Guerilla Girls. Über Zentren und Peripherien des Kunstunterrichts, immer noch. In: Eckes M, Hoffmann K, Marr S, eds. Was geht? Was bleibt? - Kunstpädagogische Debatten: Retrospektiven und Gegenwartsanalysen. Oberhausen: Athena; 2018: 101-122

zweifeln können

Hoffmann K. zweifeln können. In: Eckes M, Hoffmann K, Marr S, eds. Was geht? Was bleibt? - Kunstpädagogische Debatten: Retrospektiven und Gegenwartsanalysen. Oberhausen: Athena; 2018: 17-20

Rose Bengal Crosslinking to Stabilize Collagen Sheets and Generate Modulated Collagen Laminates

For medical application, easily accessible biomaterials with tailored properties are desirable. Collagen type I represents a biomaterial of choice for regenerative medicine and tissue engineering. Here, we present a simple method to modify the properties of collagen and to generate collagen laminates. We selected three commercially available collagen sheets with different thicknesses and densities and examined the effect of rose bengal and green light collagen crosslinking (RGX) on properties such as microstructure, swelling degree, mechanical stability, cell compatibility and drug release. The highest impact of RGX was measured for Atelocollagen, for which the swelling degree was reduced from 630% (w/w) to 520% (w/w) and thickness measured under force application increased from 0.014 mm to 0.455 mm, indicating a significant increase in mechanical stability. Microstructural analysis revealed that the sponge-like structure was replaced by a fibrous structure. While the initial burst effect during vancomycin release was not influenced by crosslinking, RGX increased cell proliferation on sheets of Atelocollagen and on Collagen Solutions. We furthermore demonstrate that RGX can be used to covalently attach different sheets to create materials with combined properties, making the modification and combination of readily available sheets with RGX an attractive approach for clinical application

Toxic Effect of Vancomycin on Viability and Functionality of Different Cells Involved in Tissue Regeneration

To prevent infections local delivery of antibiotics is a useful tool. Especially in bone fractures, vancomycin impregnated bone cements are often used allowing high concentrations of antibiotics at the infection side without high serum concentrations. However, besides potential pathogens, cells involved in tissue regeneration may also be affected by the drug. We investigated the effect of vancomycin on the viability and functionality on osteoblasts, endothelial cells, fibroblasts and skeletal muscle cells. Our results show that the viability of all cells analyzed was reduced by vancomycin and that the observed effects were time and concentration dependent. The most pronounced toxic effect was detected on day three when even the lowest concentration of 0.01 mg/ml led to a significant decrease in proliferation compared to control. Functionality assays of osteoblasts and skeletal muscle cells revealed a sensitive reaction of the cells to the drug, indicating that vancomycin is toxic to these cells during the process of differentiation. These data suggest that the vancomycin administration is critical for cell survival and function. Therefore, the concentration of administered antibiotics needs to be carefully evaluated to find a balance between defense against pathogens and functionality of host cells and tissues