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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-45245
URL: http://scidok.sulb.uni-saarland.de/volltexte/2011/4524/


Entwicklung und Validierung eines miniaturisierten in vitro Systems zur Erfassung nanopartikulärer und viraler Effekte auf zellulärer Ebene

Development and evaluation of a miniaturized in vitro system for investigating nanoparticulate and viral effects on the cellular level

Kohl, Yvonne

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SWD-Schlagwörter: Nanopartikel , Cytotoxizität , Viren , In-vitro-Kultur , Miniaturisierung , Chip , Europäische Union / REACH-Verordnung
Freie Schlagwörter (Deutsch): Nanopartikel , Inflammation , Mikrokavität , miniaturisiertes In-vitro-System , Zytotoxizität
Freie Schlagwörter (Englisch): nanoparticle , inflammation , micro cavity , miniaturized in vitro system , cytotoxicity
Institut: Fachrichtung 8.2 - Pharmazie
Fakultät: Fakultät 8 - Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät III
DDC-Sachgruppe: Naturwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik (IBMT)
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Fuhr, Günter R. (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 06.12.2011
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 13.12.2011
Kurzfassung auf Deutsch: Ein Schwerpunkt der EU-Chemikalienverordnung REACH ist die Förderung alternativer Testmethoden zur Risikobewertung chemischer Stoffe. Daher war das Ziel der vorliegenden Arbeit die Entwicklung und Validierung eines miniaturisierten in vitro Systems zur Untersuchung nanopartikulärer und viraler Effekte auf zellulärer Ebene als neue Screeningmethode zur Bewertung des toxischen Potenzials nanoskaliger Materialien.
Dazu wurde ein Arraysystem mit miniaturisierten Zellkulturgefäßen entwickelt, in denen eine kleine, aber statistisch signifikante Zellzahl kultiviert und zelluläre Reaktionen erfolgreich in vitro charakterisiert werden konnten.
Es konnte gezeigt werden, dass sich die Miniaturisierung nicht negativ auf das Zellverhalten auswirkt. Somit wurde das neue in vitro System erfolgreich als System zur nanotoxikologischen nichtinvasiven Echtzeitanalyse individueller adhärenter Zellen einer definierten Population evaluiert. Nachdem die Sensitivität des entwickelten mikrokavitätenchip (MKC)-basierten in vitro Systems gegenüber den bisher angewendeten Methoden bewiesen werden konnte, wurde zur weiteren Systemevaluierung der Effekt der Miniaturisierung auf summarische Prozesse wie z. B. die Stammzelldifferenzierung untersucht.
Die Anwendung des MKC-basierten Systems zur Untersuchung nanopartikulärer und viraler Effekte auf die Differenzierung und die Inflammation individueller Zellen konnte erfolgreich gezeigt werden. Das neue System eignet sich daher zur Risikobewertung im Rahmen von REACH.
Kurzfassung auf Englisch: One main focus of the European Regulation of chemical substances REACH is the support of alternative test methods for the risk assessment of chemical substances. Hence, the goal of this dissertation was the development and evaluation of a miniaturized in vitro system for investigating nanoparticulate and viral effects on the cellular level as new screening method for assessing the toxic potential of nanoscaled materials.
Therefore, an array system with miniaturized cell culture chambers has been established, in which a small but statistically significant cell number could be cultured and cellular reactions could be successfully characterized in vitro.
No negative effect of miniaturi¬zation on the cell behavior could be indicated. Therefore the new in vitro system was successfully evaluated as system for noninvasive nanotoxicological real time analysis of individual adherent cells in a defined population.
After verifying the sensitivity of the established micro cavity chip (MCC)-based system compared to previously applied methods the effect of miniaturization on summary processes like the stem cell differentiation had been investigated for further validation of the system. The application of the MCC-based system for investigating nanoparticulate and viral effects on the differentiation and the inflammation of individual cells could be shown successfully. Thus the new system is suitable for risk assessment in the framework of REACH.
Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Dissertationen und Habilitationen der Fakultät 8

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