Kultivierung von humanen mesenchymalen Stammzellen auf Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen

Cultivation of human mesenchymal stem cells on nickel-titanium shape memory alloys

  • Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen (NiTi-FGL) sind aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften viel versprechende Biomaterialien. Kritisch ist der hohe Nickelgehalt des Materials von 50 at%. Ziel dieser Arbeit war es, die Eignung von NiTi-FGL als Träger für humane mesenchymale Stammzellen (hMSCs) zu analysieren. Dazu wurde der Einfluss von Nickel-Ionen auf Eigenschaften der hMSCs untersucht, die im Rahmen von Wundheilungsprozessen von Bedeutung sind (Viabilität, Zytokinfreisetzung, Differenzierung und Chemotaxis). Es wurde ein poröses pulvermetallurgisch hergestelltes Implantatmaterial aus NiTi-FGL entwickelt und mit hMSCs in der Zellkultur getestet. Außerdem wurden drei Biokompatibilitätstests neu etabliert: Ein Belastungstest für zellbesiedelte NiTi-FGL-Zugproben, die Untersuchung der Biokorrosion von NiTi-FGL durch Osteoklasten und ein "\(\textit {in vitro}\)-Bio-Assay" zur Detektion allergisch bedingter Reaktionen auf Nickel-Ionen und NiTi-FGL.
  • Nickel-titanium shape memory alloys (NiTi-SMA) are of biomedical interest because of their outstanding mechanical properties. There are still concerns regarding the high nickel content of NiTi-SMA (50 %at). The purpose of this study was to assess NiTi-SMA as a carrier material for human mesenchymal stem cells (hMSCs). To investigate the influence of nickel ions on cell functions which are crucial for wound healing and tissue regeneration (viability, cytokine release, differentiation and chemotaxis), hMSCs were cultured with different nickel ion concentrations. A porous powder metallurgicaly produced NiTi-SMA implant material was developed and tested with hMSCs in cell culture experiments. Additionally, three biocompatibility tests were established: A dynamic load test for cell seeded NiTi-SMA tensile specimens, osteoclast mediated corrosion of NiTi-SMA was analyzed and an \(\textit {in vitro}\) bio-assay for the detection of allergic reactions to nickel ions and NiTi -SMA was developed.

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Metadaten
Author:Tim HabijanGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-27207
Referee:Manfred KöllerGND, Andreas FaissnerORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2010/01/11
Date of first Publication:2010/01/11
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Biologie und Biotechnologie
Date of final exam:2009/10/26
Creating Corporation:Fakultät für Biologie und Biotechnologie
GND-Keyword:Adulte Stammzelle; Biomaterial; Nickel / Kontaktallergie; Nitinol; Implantatwerkstoff
Institutes/Facilities:Berufsgenossenschaftliches Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgische Klinik und Poliklinik, Chirurgische Forschung
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Biowissenschaften, Biologie, Biochemie
faculties:Fakultät für Biologie und Biotechnologie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht