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BSc in Mikro- und MedizintechnikBIBEBUVAElectrospinning für biotechnische AnwendungenRobotik / Betreuer: Yves MussardExperte: Marc ThurnerProjektpartner: regenHU, Villaz-St-Pierre/Die Arbeit befasst sich mit Electrospinning, einer Methode um künstliche und natürliche Polymere mit elektrischerEnergie zu mikroporösem Gewebe zu verarbeiten. Um die gestellten Ziele zu erreichen musstenProblemstellungen aus verschiedenen technischen Bereichen gelöst werden, darunter Elektrotechnik,Physik, Konstruktion, Chemie sowie Werkstoffkunde. Dies machte dieses Projekt äusserst anspruchsvollaber auch spannend.HerkunftDie Ursprünge des Electrospinningsgehen bis ins 16. Jahrhundert zurück.Damals fiel einem Wissenschaftlererstmals auf, dass sichWasser unter dem Einfluss von elektrischerSpannung verformen lässt.Anfangs des 20. Jahrhunderts, wurdedas erste Mal Electrospinningbetrieben. Dies ist ein Prozess, beiwelchem Material mithilfe von Spannungin ein poröses, faseriges Mikrogewebegesponnen wird.EinsatzbereichMit Electrospinning können aus verschiedenstenMaterialien Gewebemit Fasern gesponnen werden, welcheeinen Durchmesser im Nanometerbereichbesitzen. Die Gewebebesitzen eine hohe Porosität, waseine ganze Bandbreite von Applikationenerlaubt. ElectrogesponnenesGewebe kommt in zukunftsträchtigen,medizintechnischen Bereichenzum Einsatz. Das Gewebe kann verschiedensteAnforderungen erfüllen.Dies, weil bereits bei der Materialwahlein breites Spektrum vonWerkstoffen zur Verfügung steht.Damit können sowohl Mechanik,Struktur sowie Biokompatibilität gesteuertwerden. Weiter können diePorengrösse, die Faserdicke undauch die Orientierung der Fasernmanipuliert werden. Mit einer geschicktenWahl der Parameter kanneine Imitation der natürlichen extrazellulärenMatrix, das Skelet der Zellen,gesponnen werden. In dieserkünstlichen Umgebung wird dasZellwachstum stärker angeregt alsmit bisherigen Methoden zur Zellkultivierung.Diese Eigenschaft bietetinteressante Aspekte in der Gewebezucht.Es können Gewebe, Knochenund Organe gezüchtet undanschliessend implantiert werden.Ebenso können Gewebe benutztwerden, um die Wundheilung zu beschleunigen.Dies ist eine kleineAuswahl der möglichen Applikationen,die in Planung sind oder bereitsexistieren.AufgabenstellungIn dieser Arbeit wird nach einer Lösunggesucht, wie ein electrospinningProzess auf kurze Distanz, mitbiotechnischen Polymeren, in einemMetallgehäuse realisiert werdenkann. Zusätzlich soll das electrogesponneneGewebe präzis und spezifischauf verschiedene Trägerstrukturenaufgebracht werdenkönnen. Um diese Ziele zu erreichenwurden Versuche gemacht, um daselektrische Feld, welches den electrospinningProzess steuert, zu verstehenund nach einem spezifischenBedarf aufzubauen. Zusätzlich wurdeermittelt mit welchen Parameternsich biotechnische Polymere electrospinnenlassen und es wurdenSimulationen und Prototypen gemacht,um das Verhalten des electrospinningProzesses in der endgültigenUmgebung möglichstrealitätsnah zu beobachten.Jeremias WolfensbergerElectrospinning SchemaElectrogesponnenes Gewebeti.bfh.ch275