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Einführung in die Medizin- und Kunststofftechnik (Subject) / Vorlesung 5 (Lesson)
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- Erklären Sie die Biokompatibilität! Biokompatibilität ist der Oberbegriff. Zytokompatibilität bedeutet Zellenverträglichkeit; Hämokompatibilität bedeutet Blutverträglichkeit, dieses ist die höchste Stufe der Kompatibilität.
- Glykokalix Die Glykokalyx, auch Kapsel oder Schleimhülle genannt, ist eine Schicht an der Außenfläche der Zellmembran bei eukaryotischen Zellen, aber auch an der Außenseite der Zellwand bei prokaryotischen Zellen. Wasserschicht lagert sich zuerst an die Zelle an. "Interaktionsbereich"
- Welche Art der Oberfläche mögen Zellen? Zellen mögen hydrophile Oberflächen.
- was passiert mit Proteinen an hydrophoben Flächen? Das Protein verliert seine Konformation (Räumliche Anordnung) , denaturiert, wenn es in Kontakt mit hydrophoben Flächen kommt, es würde als fremdes Protein erkannt werden. Hydrophil: Kontaktwinkel < 90 ° Hydrophob: Kontaktwinkel > 90 º
- Was versteht man unter Biomimetik? Man nimmt z.b. eine Biomimetik vor, indem man Proteine im Vorhinein kovalent an die Implantatsobrfläche bindet. Bindung von Peptiden oder Proteinen (z.B. Fibronektin) der ECM (extracellularmatrix) an der Oberfläche. Peptide sind kleine Aminosäurenelemente, welche noch keine Proteine darstellen. Ziel ist es, Implantate zu erschaffen, auf die der Körper mit Anwachsen reagiert.
- Wie können Implantatoberflächen hinsichtlich Biokompatibilität verbessert werden? -Passivierung-Hydrophilisierung-Titanisierung-Biomimetik
- Definieren Sie die Korrosion von Metallen! Definition: Metallzerstörung in Folge einer elektrochemischen Reaktion des Metalls mit der Umwelt.
- Wie beugt man gegen Korrosion vor? Vorbeugung Legierungen (Cr, Ni, Co, Mn...) Dünne und haftende Passivierungsschicht (Oxidschicht) verhindert Ionendurchtritt Osteosyntheseplatten, Gelenkersatz Nachteil: Allergische Reaktionen (v.a. bei Ni2-12% !) Kunststoffe sind auch Kohlenwasserstoffe --> nicht allergen
- Nennen Sie Maßnahmen zur Hydrophilisierung! Plasmaaktivierung, Erhöhung der Oberflächenenergie, Titanisierung --> Bessere Zytokompatibilität
- Beschreiben Sie die Zytokompatibilität! Gute Adhäsion von Zellen im direkten Kontakt mit der Materialoberfläche Bioaktive Wirkung: Gewebe bildet eine Bindung mit dem Implantat aus →Reduzierung der Fremdkörperreaktion/Einkapselung →Gute Befestigung des Implantates im umliegenden Gewebe→z.B. Dentalimpantatim Knochen
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- Was wissen Sie über die Diffusion? Die Diffusion fungiert als Ernährungsmittel, die Diffusion kann 200 μm überbrücken.
- Was wissen Sie zu Erythrozyten? Erythrozythen können nicht kultiviert werden, das sie keinen Zellkern haben. Endothelzellen (Gefäßinnenwand) --> Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsgehaltes des Blutes, Verhinderung der Trombose.
- Was wissen Sie zu Nährmedien? Nährmedien enthalten alles, was das Blut benötigt: Anorganische Salze; Organische Verbindungen wie: Glucose, Aminosäuren, Penicillin; Vitamine
- Was sind die wesentlichen Elemente in einem Zellkulturlabor? Sterile Werkbank (Laminar Flow), Brutschrank, Stickstoffbehälter, Inverses Mikroskop
- Welche Methoden der Zytotoxsizitätsprüfung kennen Sie? direkt: Besidelungstest indirekt: Agar-Diffusionstest Extrakte: Extraktionstest
- Welche wesentlichen analystischen Verfahren zur Zykotoxizitätsprüfung kennen Sie? Mikroskopische Analytik: Verfärbungen ... Biochemische Analytik: Proliferationstests Molekularbiologische Analytik
- Wie wird die Beschädigung Zellen nach Zytotoxizitätstests beschrieben? von 0 bis 4: keine lysierten Zellen bis nahezu vollständige Zerstörung der Zellschichten.
- Wie sieht die Morphologie ungeschädigter Zellen aus? •sternförmig, Ausläufer•spindelförmig, Ausläufer•rund, sich teilend
- Gehen Sie auf die Live/Dead Färbung ein! Dies wird mit Hilfe von Propidiumiodid/Ethidiumbromid und Calcein AM durchgeführt. Propidium... kann nur eindringen, wenn die Membran beschädigt ist, Calcein AM wird nur zu Calcein umgewandelt, wenn E (endoplasmatisches Retikullum?) aktiv ist.
- Welche Unterschiedlichen Klassen der Mikroorganismen kennen Sie? •Bakterien*•Pilze*•Viren*•Protozoen („Urtierchen“)•Algen *: für die Medizintechnik relevant
- Was ist ein sogenannter Biofilm? Mikrobielle Lebensgemeinschaften (Bakterien, Pilze, Algen, ...) Grenzflächen mit einer wässrigen Phase
- Erläutern Sie die drei Phasen des Biofilms! Attachment, Growth, Detachment
- Welche Komponenten spielen beim Biofilm-Pathomechanismus eine Rolle? Antibiotische Zellen, Antikörper, Planktonische Zellen, Biofilmzellen, Phagozyten
- Wo tritt in der Medizin ein Biofilm auf? Zahn, Hornhaut, bei Schürfwunden, im Rachen, am ZVK (zentraler Venenkatheter), Sepsis (ganzer Körper betroffen);
- Welche Behandlungsstrategien zum Bekämpfen eines Biofilms kennen Sie? Antimikrobiell: Antibiotika, Antibiofilm-Wirkstoffe: Lactoferrin, EDTA, Bakteriophagen... Debridement: Wundausschneidungen reduziert in großem Maß die physikalische Präsenz von Mikroorganismen und geschwächtem Gewebe Regenerationsfähigkeit des Biofilms macht Wundausschneidung alleine unzureichend