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Tätigkeitsbericht ... / Staatliche Betriebsgesellschaft für Umwelt und Landwirtschaft, Freistaat Sachsen
No full textGeschäftsbericht ... / Staatliche Betriebsgesellschaft für Umwelt und Landwirtschaft, Freistaat Sachsen
No full text»Dieß mein adoptirtes Kindlein, bey welchem mir mehr noch denn Pathen-Rechte zustehen«: Die autobiografischen Äußerungen Ignaz v. Seyfrieds zur Autorschaft der Wiener-Tonschule von Joseph Preindl
No full textDie Wiener-Tonschule wird 1827 durch Ignaz v. Seyfried (1776–1841) als nachgelassenes Werk von Joseph Preindl (1756–1823) »geordnet und herausgegeben«. In seiner handschriftlichen Druckvorlage gibt Seyfried an, er habe das Material Preindls in größerem Umfange »gesammelt, bearbeitet, erläutert, vermehrt, und ergänzt«, was – neben Fragen der Einordnung mancher Lehrinhalte zwischen alter Generalbasslehre und neuer Harmonielehre – Anlass zu Diskussionen um die Autorschaft des Werkes gegeben hat, zumal das erhaltene Originalmaterial von Preindl ausschließlich Kontrapunktübungen umfasst. Neue Informationen zu dieser Frage finden sich in Seyfrieds Manuskript seiner eigenen Autobiografie, die Einblick in die Umstände und in die Motivation der Entstehung all seiner musiktheoretischen Editionen gibt: J. G. Albrechtsberger’s sämmtliche Schriften (1826), Wiener-Tonschule […] von Joseph Preindl (1827) und Ludwig van Beethoven’s Studien (1832). Ein punktueller Vergleich dieser Unterrichtswerke am Beispiel der Imitation in verschiedenen Intervallabständen rundet die Betrachtung ab.The Wiener-Tonschule (“Viennese music method”) was “organised and published” in 1827 by Ignaz von Seyfried (1776-1841) as the posthumous work of Joseph Preindl (1756-1823). In his handwritten copy for the printer, Seyfried states that he had “collected, arranged, annotated, increased and supplemented” Preindl’s material on a large scale. Besides issues raised by how some of the pedagogical content is situated between the old manner of teaching thorough bass and the new manner of teaching harmony, this has given rise to discussions about the actual authorship of the work, especially since the extant original material by Preindl himself is exclusively comprised of counterpoint exercises. New information on this matter can be found in the manuscript of Seyfried’s autobiography, which provides insights into the circumstances and motivation behind all his music-theoretical works: J. G. Albrechtsberger’s sämmtliche Schriften (1826), Wiener-Tonschule [...] von Joseph Preindl (1827) and Ludwig van Beethoven’s Studien (1832). A brief comparison of these pedagogical works, using the example of imitation at different intervals, rounds off our consideration of the topic.En 1827, Ignaz von Seyfried (1776 – 1841) « ordonne et édite » la Wiener-Tonschule comme oeuvre posthume de Joseph Preindl (1756 – 1823). Dans le manuscrit de cette édition, Seyfried indique qu’il a « collecté, traité, expliqué, augmenté et complété » le matériel de Preindl dans une plus large mesure, ce qui – outre les questions de classification de certains contenus d’enseignement entre l’ancienne théorie de la basse continue et la nouvelle théorie de l’harmonie – a donné lieu à des discussions sur la paternité de l’ouvrage, d’autant plus que le matériel original conservé de Preindl comprend exclusivement des exercices de contrepoint. On trouve de nouvelles informations sur cette question dans le manuscrit de la propre autobiographie de Seyfried, qui donne un aperçu des circonstances et de la motivation de la création de toutes ses éditions de théorie musicale : J. G. Albrechtsberger’s sämmtliche Schriften (1826), Wiener-Tonschule [...] von Joseph Preindl (1827) et Ludwig van Beethoven’s Studien (1832). Une comparaison sommaire de ces ouvrages pédagogiques en prenant l’exemple de l’imitation à différents intervalles complète l’étude
Zur geschichtsphilosophischen Grundlegung praktischer Philosophie oder Habermas und das Problem des nachmetaphysischen Zeitalters
No full textDie Ermittlung geschichtsphilosophischer Grundlagen praktischer Philosophie, als
selbst-reflektorische Tat und als Erstellung eines sinn-kritischen Narratives der interdisziplinären Forschung, ist sowohl das Ziel als auch das Problem der vorliegenden Studie. Die Studie versteht sich nicht nur als geschichtsphilosophisches Narrativ über geschichtsphilosophische Vorstellungen, vielmehr ist sie ein Beitrag zur Forschung der praktischen Philosophie im weitesten Sinne; Die Problematisierung der geschichtsphilosophischen Grundlegung der praktischen Philosophie selbst.
Das Werk von Jürgen Habermas stellt den Versuch der sinnkritischen sowie praktischen Hinterfragung unserer geteilten Hintergrundannahmen vor dem Ablauf der philosophisch wissenschaftlichen Entwicklung dar. Aber auch bei Habermas findet sich die problematische Weitergabe des Bildes einer technisch-rationalen und herrschaftlichen Dominanz des Positivismus im vermeintlich nachmetaphysischen Zeitalter. Sein Bild der Geschichte der Philosophie ist, obwohl es geschichtsphilosophisch reflektiert wurde, unkritisch auf die eigenen
Hintergrundannahmen. Mit der Kritischen Theorie, ihrer Stellung im wissenschaftlichen Diskurs, ihrer selbst-reflektorischen Entwicklung und ihrer institutionellen Einbindung lässt sich ein Schema der Vorstellung der Entwicklung der Philosophie extrahieren, welches eine sinn-kritische Hinterfragung ermöglicht. Diesem Ausschneiden von Figurationen oder Verflechtungen, die seit
der eigenwilligen kantischen Neuinterpretation in der Mitte des 19. Jahrhunderts systematisch tradiert werden, gebührt die Aufmerksamkeit. Die Beschäftigung mit einem derartigen Problem, das nicht nur auf eine systematische Verbindung von Menschenbild, Weltbild und weltanschaulichem Positionsbezugs setzt, sondern auch auf die eigene kritische epochale Stellung bezogen ist, kann deswegen nur durch eine Kombination von praktischer-philosophischer Deutung und sinnkritischer-historischer Betrachtung erreicht werden.:Einleitung Seite 8
I. Habermas Theorie und Praxis Seite 22
II. Vorgängigkeit, Akosmismus und der Umgang mit dem Positiven - Das Problem positiver Philosophie Seite 138
III. Neukantische Wende Seite 1245
Literaturverzeichnis Seite 145
Long-term studies of the summer wind in the mesosphere and lower thermosphere at middle and high latitudes over Europe
No full textContinuous wind measurements using partial-reflection radars and specular meteor radars have been
carried out for nearly 2 decades (2004–2022) at middle and high latitudes over Germany (∼ 54° N) and northern
Norway (∼ 69° N), respectively. They provide crucial data for understanding the long-term behavior of winds
in the mesosphere and lower thermosphere. Our investigation focuses on the summer season, characterized by
the low energy contribution from tides and relatively stable stratospheric conditions. This work presents the
long-term behavior, variability, and trends of the maximum velocity of the summer eastward, westward, and
southward winds. In addition, the geomagnetic influence on the summer zonal and meridional wind is explored
at middle and high latitudes. The results show a mesospheric westward summer maximum located around 75 km
with velocities of 35–54 m s−1, while the lower-thermospheric eastward wind maximum is observed at ∼ 97 km
with wind speeds of 25–40 m s−1. A weaker southward wind peak is found around 86 km, ranging from 9 to
16 m s−1. The findings indicate significant trends at middle latitudes in the westward summer maxima with
increasing winds over the past decades, while the southward winds show a decreasing trend. On the other hand,
only the eastward wind in July has a decreasing trend at high latitudes. Evidence of oscillations around 2–3,
4, and 6 years modulate the maximum velocity of the summer winds. In particular, a periodicity between 10.2
and 11.3 years found in the westward component is more significant at middle latitudes than at high latitudes,
possibly due to solar radiation. Furthermore, stronger geomagnetic activity at high latitudes causes an increase in
eastward wind velocity, whereas the opposite effect is observed in zonal jets at middle latitudes. The meridional
component appears to be disturbed during high geomagnetic activity, with a notable decrease in the northward
wind strength below approximately 80 km at both latitudes
Eine Untersuchung zum »Bach-Choral«
No full textThe subject of the present study are the mostly four-part chorales from original works of Johann Sebastian Bach, along with partially corresponding movements found in the collections of Carl Philipp Emanuel Bach, Johann Ludwig Dietel, Christian Friedrich Penzel, Georg Christian Schemelli and others. Using software developed particularly for this purpose, a total of 896 scores were digitized and analyzed according to different criteria. Using the computer allowed the extensive material to be explored in a much shorter time. Of course this method also has some disadvantages. Computers are generally unable to “understand” musical structure in an advanced manner, let alone their extra-musical implications. Therefore, a consistent “division of labour” between the machine and the user was incorporated from the beginning: The task of the computer consisted mainly of searching for predefined structures in the musical notation, while all perceptual, cognitional or hermeneutical activities fell into the domain of the user. (However, musical notation itself contains – in contrast to the acoustical substrate – “interpretative” components to a certain extent.) During the data acquisition, a number of misprints in the complete edition (Neue Bach-Ausgabe) were detected and – after an inspection of the available sources – eliminated. A list of these misprints is contained in the appendix of the contribution. The results of the style analyses (some of them are already introduced in this article) will be presented in a series of forthcoming publications
Assessment of new-onset heart failure prediction in a diabetic population using left ventricular global strain: a prospective cohort study based on UK Biobank
No full textBackground: Impaired glucose utilization influences myocardial contractile function. However, the prognostic importance of left ventricular global radial strain (LV-GRS), left ventricular global circumferential strain (LV-GCS), and left ventricular global longitudinal strain (LV-GLS) in predicting new-onset heart failure (HF) in a population with diabetes is unclear.
Methods: The study design is prospective cohort from the UK Biobank. Totally 37,899 participants had a complete data of cardiac magnetic resonance (CMR), of which 940 patients with diabetes were included, and all the participants completed follow-up. LV-GRS, LV-GCS, and LV-GLS were measured by completely automated CMR with tissue tagging. Cox proportional hazards regression analysis and C-index was performed to evaluate the association between the strain parameters and the new-onset HF in patients suffering from diabetes.
Results: The average age of the 940 participants was 57.67 ± 6.97 years, with males comprising 66.4% of the overall population. With an average follow-up period of 166.82 ± 15.26 months, 35 (3.72%) patients reached the endpoint (emergence of new-onset HF). Significant associations were found for the three strain parameters and the new-onset HF (LV-GRS—hazard ratio [HR]: 0.946, 95% CI: 0.916-0.976; LV-GCS—HR: 1.162, 95% CI: 1.086-1.244; LV-GCS—HR: 1.181, 95% CI: 1.082-1.289). LV-GRS, LV-GCS, and LV-GLS were closely related to the related indicators to HF, and showed a high relationship to new-onset HF in individuals with diabetes at 5 and 10 years: LV-GRS: 0.75 (95% CI, 0.41-0.94) and 0.76 (95% CI, 0.44-0.98), respectively; LV-GCS: 0.80 (95% CI, 0.50-0.96) and 0.75 (95% CI, 0.41-0.98), respectively; LV-GLS: 0.72 (95% CI, 0.40-0.93) and 0.76 (95% CI, 0.48-0.97), respectively. In addition, age, sex, body mass index (BMI), and presence of hypertension or coronary artery disease (CAD) made no impacts on the association between the global strain parameters and the incidence of HF.
Conclusion: LV-GRS, LV-GCS, and LV-GLS is significantly related to new-onset HF in patients with diabetes at 5 and 10 years
Cloud condensation nuclei concentrations derived from the CAMS reanalysis
No full textDetermining number concentrations of cloud condensation nuclei (CCN) is one of the first steps
in the chain in analysis of cloud droplet formation, the direct microphysical link between aerosols and cloud
droplets, and a process key for aerosol–cloud interactions (ACI). However, due to sparse coverage of in situ
measurements and difficulties associated with retrievals from satellites, a global exploration of their magnitude,
source as well as temporal and spatial distribution cannot be easily obtained. Thus, a better representation of
CCN numbers is one of the goals for quantifying ACI processes and achieving uncertainty-reduced estimates of
their associated radiative forcing.
Here, we introduce a new CCN dataset which is derived based on aerosol mass mixing ratios from the latest
Copernicus Atmosphere Monitoring Service reanalysis (CAMSRA) in a diagnostic model that uses CAMSRA
aerosol properties and a simplified kappa-Köhler framework suitable for global models. The emitted aerosols in
CAMSRA are not only based on input from emission inventories using aerosol observations, they also have a
strong tie to satellite-retrieved aerosol optical depth (AOD) as this is assimilated as a constraining factor in the
reanalysis. Furthermore, the reanalysis interpolates for cases of poor or missing retrievals and thus allows for a
full spatiotemporal quantification of CCN numbers.
The derived CCN dataset captures the general trend and spatial and temporal distribution of total CCN number
concentrations and CCN from different aerosol species. A brief evaluation with ground-based in situ measure-
ments demonstrates the improvement of the modelled CCN over the sole use of AOD as a proxy for CCN as the
overall correlation coefficient improved from 0.37 to 0.71. However, we find the modelled CCN from CAMSRA
to be generally high biased and find a particular erroneous overestimation at one heavily polluted site which
emphasises the need for further validation.
The CCN dataset (https://doi.org/10.26050/WDCC/QUAERERE_CCNCAMS_v1, Block, 2023), which is
now freely available to users, features 3-D CCN number concentrations of global coverage for various supersat-
urations and aerosol species covering the years 2003–2021 with daily frequency. This dataset is one of its kind
as it offers lots of opportunities to be used for evaluation in models and in ACI studie
Mineralized Collagen-Based Drug Delivery Concepts for the Treatment of Bone Defects
No full textThis work aimed to establish a novel protocol for biomimetic mineralization of equine collagen and to develop an advanced scaffold system capable of sustained BMP-2 release. By optimizing scaffold composition, mechanical properties, and sterilization method, as well as incorporating bacteriophage therapy, this study seeks to address key limitations of current bone graft materials.
Based on the biomimetic mineralization approach established by (Bradt et al., 1999; Gelinsky et al., 2008), scaffolds made of bovine and equine collagen type I from tendon were fabricated. The scaffolds with interconnecting porosity were prepared with varying mineral content by blending mineralized and mineral-free collagen suspensions in different ratios. Further modification of the scaffolds included the incorporation of the glycosaminoglycan heparin, mesoporous bioactive glass (MBG), the nanoclay laponite, and the biopolymer alginate in order to modify und sustain the release of growth factors (VEGF, BMP-2) and bacteriophages. Additionally, the integration of a central depot within the scaffolds was investigated to explore its influence on growth factor release. The impact of supercritical CO2 sterilization on growth factor activity was analyzed in comparison to clinically approved γ-sterilization.
The process of biomimetic collagen mineralization of bovine collagen type I was successfully transferred to equine collagen type I. The resulting scaffolds exhibited an interconnecting pore structure with pore sizes and porosity similar to scaffolds made of bovine collagen and suitable for cell ingrowth. The mineral content of scaffolds made of equine and bovine collagen was comparable, closely mimicking the composition of natural bone.
Crosslinking is an essential step in scaffold preparation and was previously performed at our institute with N-(3-dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide-hydrochloride (EDC). Experiments were conducted to assess the necessity of crosslinking in general due to potential toxic effects. Non-crosslinked scaffolds were found to disintegrate in dry state and shrink in wet state, rendering them unsuitable for in vitro or in vivo studies. Additionally, enzymatic crosslinking using bacterial transglutaminase (bTG) was evaluated as an alternative approach. However, bTG crosslinked scaffolds showed lower shape fidelity and lower mechanical properties compared to EDC crosslinked scaffolds and the crosslinking period had to be increased from 2 to 24 h when using bTG. As EDC crosslinking did not induce cytotoxic effects in human pre-osteoblasts, as verified by MTT assay, it was used for equine and bovine scaffold crosslinking for further experiments.
The mineral content of equine and bovine collagen scaffolds could be modified by blending mineralized (MColl) and mineral-free collagen (MFColl). A lower proportion of MColl resulted in reduced mineral content, as confirmed by loss-on-ignition experiments. SEM imaging revealed that a lower mineral content resulted in smoother surfaces. A trend of increased BMP-2 release was observed in scaffolds with lower mineral content, while VEGF release was only slightly affected.
The homogeneous incorporation of heparin into mineralized collagen scaffolds (MColl-Hep) influenced the release kinetics of BMP-2 and VEGF. MColl-Hep scaffolds delayed growth factor release, leading to a lower overall release compared to pure MColl scaffolds. The integration of a freeze-dried MColl-Hep depot of varying sizes, embedded within an MColl matrix, was examined for its potential to induce dual VEGF release. Regardless of depot size, all tested configurations resulted in an intermediate VEGF release profile between MColl and MColl-Hep scaffolds. However, the depot size had minimal impact on release kinetics, and the total release remained comparable across all variations. The expected dual release effect (steep and linear from the matrix followed by flat and linear from the depot) was not observed.
The impact of two sterilization methods on scaffold properties and growth factor activity was critically analyzed. Clinically approved γ-irradiation, widely used for sterilization of medical devices was compared to supercritical CO2 sterilization, an alternative approach known to be gentler on bioactive molecules, potentially preserving the activity of integrated growth factors in mineralized collagen scaffolds (Bernhardt et al., 2015; White et al., 2006). Additives for scCO2 sterilization were first evaluated for their sterilization efficiency and cytotoxicity. The use of 0.3% v/v H2O2 while omitting acetic anhydride, could prevent the formation of potentially cytotoxic peracetic acid. The H2O2-based sterilization process demonstrated effective antimicrobial properties. Protein and growth factor activity after sterilization with scCO2 and γ-sterilization resulted in inconsistent results. While lysozyme activity remained unaffected by scCO2 sterilization, VEGF activity, assessed via HDMEC proliferation, was compromised. Similar results were obtained for bFGF laden scaffolds and activity measurement via hOB proliferation.
To address the risk of bacterial infections during or after implantation, bacteriophage-loaded mineralized collagen scaffolds were developed. The release kinetics of bacteriophages (T4 phages, commercial Pyo mix) from MColl scaffolds were compared to scaffolds homogeneously incorporating MBG or laponite as well as scaffolds containing laponite or alginate depots. The integration of MBG, alginate, or laponite into mineralized collagen scaffolds did not significantly alter the release kinetics or antibacterial activity of the phages. However, their beneficial properties towards antibiotics immobilization and bone regeneration could still justify their use in bacteriophage applications for bone defects.
This study provided a comprehensive analysis of scaffolds composed of equine and bovine mineralized collagen, and multiple drug delivery strategies were developed and evaluated. As a next step, the scaffold preparation protocol for equine collagen could be further optimized to reduce batch variability. Following this, the feasibility of scaling up production at the Resorba facility should be assessed.
Beyond single-factor delivery from mineralized collagen scaffolds, future experiments could explore dual delivery approaches, such as combining VEGF and BMP-2 or antibiotics and phages. This would allow for addressing multiple clinically relevant aspects simultaneously.
Additionally, the scCO2 sterilization process could be refined to improve growth factor activity post-sterilization. Potential optimization strategies include increasing humidity within the sterilization container or incorporating osmolytes (such as trehalose) into the growth factor solution.Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines neuartigen Protokolls zur biomimetischen Mineralisierung von equinem Kollagen sowie die Entwicklung eines fortschrittlichen Scaffoldsystems mit einer kontrollierten und nachhaltigen Freisetzung von BMP-2. Durch die Optimierung der Scaffoldzusammensetzung, der mechanischen Eigenschaften und der Sterilisationsmethoden sowie die Einbindung der Bakteriophagentherapie soll diese Studie zentrale Einschränkungen aktueller Knochentransplantatmaterialien adressieren.
Basierend auf dem biomimetischen Mineralisierungsansatz von (Bradt et al., 1999; Gelinsky et al., 2008) wurden Scaffolds aus Kollagen Typ I, gewonnen aus Sehnen von Rind und Pferd, hergestellt. Scaffolds mit interkonnektierender Porosität wurden mit unterschiedlichem Mineralgehalt hergestellt, indem mineralisierte und mineralfreie Kollagensuspensionen in verschiedenen Verhältnissen gemischt wurden. Weitere Modifikationen umfassten die Integration des Glykosaminoglykans Heparin, mesoporösen bioaktiven Glases (MBG), des synthetischen Smektits Laponit und des Biopolymers Alginat, um die Freisetzung von Wachstumsfaktoren (VEGF, BMP-2) und Bakteriophagen zu beeinflussen und zu verlängern. Darüber hinaus wurde die Integration eines zentralen Depots innerhalb der Scaffolds untersucht, um dessen Einfluss auf die Freisetzung von Wachstumsfaktoren zu analysieren. Die Auswirkungen der Sterilisation mittels superkritischem CO2 auf die Aktivität der Wachstumsfaktoren wurden im Vergleich zur klinisch zugelassenen γ-Sterilisation untersucht.
Der Prozess der biomimetischen Kollagenmineralisierung konnte erfolgreich von bovinem Kollagen Typ 1 auf equines Kollagen Typ I übertragen werden. Die resultierenden Scaffolds wiesen eine interkonnektierende Porenstruktur auf mit Porengrößen und Porosität, die mit Scaffolds aus bovinem Kollagen Typ I übereinstimmend waren. Auch der Mineralgehalt der Scaffolds aus equinem und bovinem Kollagen war vergleichbar und entsprach dem Verhältnis von Mineral zu Kollagen in menschlichem Knochen.
Die Quervernetzung ist ein essenzieller Schritt bei der Herstellung von Scaffolds und wurde an unserem Institut bisher mit N-(3-Dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimid-hydrochlorid (EDC) durchgeführt. Die Notwendigkeit einer generellen Vernetzung der Scaffolds wurde aufgrund potenzieller toxischer Effekte untersucht. Nicht vernetzte Scaffolds zerfielen im trockenen Zustand und schrumpften im feuchten Zustand, wodurch sie sich weder für in vitro- noch für in vivo-Studien eigneten. Zudem wurde eine enzymatische Quervernetzung mittels bakterieller Transglutaminase (bTG) als alternative Methode untersucht. Jedoch zeigten bTG-vernetzte Scaffolds eine geringere Formstabilität und schlechtere mechanische Eigenschaften im Vergleich zu EDC-vernetzten Scaffolds. Der Prozess der Vernetzung mittels bTG dauerte außerdem deutlich länger als mit EDC (24 Stunden statt 2 Stunden).
EDC-Quervernetzung führte nachweislich nicht zu zytotoxischen Effekten in humanen Präosteoblasten, wie durch MTT-Assays bestätigt wurde, und wurde daher für die Quervernetzung von equinen und bovinen Scaffolds für die weiteren Experimente verwendet.
Der Mineralgehalt von equinen und bovinen Kollagen-Scaffolds konnte durch die Mischung von mineralisiertem (MColl) und mineralfreiem Kollagen (MFColl) angepasst werden. Ein geringerer Anteil von MColl führte zu einem reduzierten Mineralgehalt, was durch Glühverlustexperimente bestätigt wurde. REM-Aufnahmen zeigten, dass ein geringerer Mineralanteil zu glatteren Scaffold-Oberflächen führte. Es wurde ein Trend zu einer erhöhten BMP-2-Freisetzung aus Scaffolds mit geringerem Mineralgehalt beobachtet, während die Freisetzung von VEGF nur geringfügig beeinflusst wurde.
Die homogene Integration von Heparin in mineralisierte Kollagen-Scaffolds (MColl-Hep) beeinflusste die Freisetzungskinetik von BMP-2 und VEGF. MColl-Hep-Scaffolds verzögerten die Freisetzung der Wachstumsfaktoren, was zu einer insgesamt geringeren Freisetzung im Vergleich zu reinen MColl-Scaffolds führte. Die Integration eines gefriergetrockneten MColl-Hep-Depots in verschiedenen Größen, eingebettet in eine MColl-Matrix, wurde auf die Fähigkeit zur dualen VEGF-Freisetzung untersucht. Unabhängig von der Depotgröße zeigten alle getesteten Konfigurationen eine intermediäre VEGF-Freisetzung zwischen MColl- und MColl-Hep-Scaffolds. Die Depotgröße hatte jedoch nur einen geringen Einfluss auf die Freisetzungskinetik, und die Gesamtfreisetzung war für alle Varianten vergleichbar. Das erwartete duale Freisetzungsmuster (steil und linear aus der Matrix gefolgt von flach und linear aus dem Depot) konnte nicht bestätigt werden.
Die Auswirkungen von zwei Sterilisationsmethoden auf Scaffold-Eigenschaften und Wachstumsfaktoraktivität wurden kritisch untersucht. Die klinisch zugelassene γ-Bestrahlung, die weit verbreitet zur Sterilisation medizinischer Geräte eingesetzt wird, wurde mit der überkritischen CO2-Sterilisation verglichen – einem alternativen Verfahren, das als schonender für bioaktive Moleküle gilt und möglicherweise die Aktivität integrierter Wachstumsfaktoren in mineralisierten Kollagen-Scaffolds besser erhält (Bernhardt et al., 2015; White et al., 2006). Zunächst wurden Additive für die scCO2-Sterilisation hinsichtlich ihrer Sterilisationseffizienz und Zytotoxizität untersucht. Durch den Einsatz von 0,3% v/v H2O2 und den Verzicht auf Essigsäureanhydrid konnte die potenziell zytotoxische Bildung von Peressigsäure verhindert werden. Der H2O2-basierte Sterilisationsprozess zeigte eine effektive antimikrobielle Wirkung. Die Protein- und Wachstumsfaktoraktivität nach Sterilisation mit scCO2 und γ-Bestrahlung führte zu inkonsistenten Ergebnissen. Während die Lysozymaktivität durch scCO2-Sterilisation unbeeinflusst blieb, wurde die VEGF-Aktivität, gemessen anhand der HDMEC-Proliferation, reduziert. Ähnliche Ergebnisse wurden für mit bFGF beladene Scaffolds und die Aktivitätsmessung mittels hOB-Proliferation erhalten.
Um bakterielle Infektionen während oder nach der Implantation zu verhindern, wurden mit Bakteriophagen beladene mineralisierte Kollagen-Scaffolds entwickelt. Die Freisetzungskinetik der Bakteriophagen (T4-Phagen, kommerzieller Pyo-Mix) aus MColl-Scaffolds wurde mit Scaffolds verglichen, die homogen MBG oder Laponit enthielten, sowie mit Scaffolds mit Laponit- oder Alginat-Depot. Die Integration von MBG, Alginat oder Laponit in mineralisierte Kollagen-Scaffolds veränderte die Freisetzungs- oder antibakterielle Aktivität der Phagen nicht signifikant. Ihre vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich der Antibiotika-Immobilisierung und Knochenregeneration könnten jedoch dennoch ihren Einsatz in Bakteriophagen-Anwendungen für Knochendefekte rechtfertigen.
Diese Studie lieferte eine umfassende Analyse von Scaffolds aus equinem und bovinem mineralisiertem Kollagen und entwickelte sowie evaluierte verschiedene Strategien zur Wirkstofffreisetzung. Als nächster Schritt könnte das Herstellungsprotokoll für equine Kollagen-Scaffolds weiter optimiert werden, um die Chargenvariabilität zu reduzieren. Anschließend sollte die Skalierbarkeit der Produktion in der Resorba-Anlage bewertet werden.
Über die Einzelwirkstofffreisetzung hinaus könnten zukünftige Experimente duale Freisetzungsansätze untersuchen, wie z. B. die kombinierte Freisetzung von VEGF und BMP-2 oder von Antibiotika und Phagen. Dadurch könnten mehrere klinisch relevante Aspekte gleichzeitig adressiert werden. Zudem könnte der scCO2-Sterilisationsprozess weiter optimiert werden, um die Wachstumsfaktoraktivität nach der Sterilisation zu verbessern. Mögliche Optimierungsstrategien umfassen eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in der Sterilisationskammer oder die Zugabe von Osmolyten (wie Trehalose) zur Wachstumsfaktorlösung