TY - BOOK

T1 - Entwicklung neuartiger Konzepte zur Unterscheidung bakterieller und steriler Entzündungen

AU - Brunswig, Fabian

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Die Entwicklung eines Diagnosekonzepts zur nicht-invasiven Diagnose einer bakteriellen Infektion war das erste Ziel dieser Arbeit. Für eine erfolgreiche Umsetzung wurde sich das Kolonieverhalten von Bakterien zu Nutze gemacht. Um sich vor ungünstigen Lebensbedingungen zu schützen, neigen Bakterien dazu eine Kolonie in einer schützenden Schicht auszubilden. Diese schützende Schicht wird Biofilm genannt und besteht aus extrazellulären Zellbestandteilen in Form eines Hydrogels. Ein ubiquitärer Bestandteil eines Biofilms ist extrazelluläre DNA (eDNA). Durch die Synthese eines geeigneten Moleküls, welches die Eigenschaft aufweist selektiv an eDNA zu binden, sollte ein Biofilm und damit der Herd einer bakteriellen Infektion gezielt diagnostiziert werden. Die Detektion des erfolgte mittels eines radioaktiven Markers im Molekül. Im Zentrum des Kapiltes steht die Synthese einer geeigneten Sonde und die Validierung der Hypothese in in vitro Experimenten, basierend auf den fluoreszenten und radioaktiven Moleküleigenschaften. Neben der Diagnose bakterieller Infektionen befasst sich die Arbeit auch mit der Entwicklung eines Therapiekonzepts zur Behandlung bakterieller Infektion. In einem materialbasierten Ansatz wurden poröse Organosilika Nanopartikel mit zwei Molekülen verschiedener Funktionalität konjugiert. Auf die Oberfläche der Partikel wurde ein Derivat des Moleküls konjugiert, dessen eDNA-bindende Eigenschaft im ersten Kapitel erarbeitet wurde. Die Funktionalisierung der Partikeloberfläche garantierte eine räumliche Nähe des Partikels zum Biofilm. Die Poren der Partikel wurden mit einem Photosensibilisator funktionalisiert, der bei Bestrahlung reaktive Sauerstoffintermediate freisetzt. Es konnte gezeigt werden, dass die räumliche Nähe der Partikel zu einem Biofilm in Kombination mit der Freisetzung reaktiver Sauerstoffintermediaten die Zahl lebender Bakterien in einem Biofilm signifikant reduziert. Neben der Evaluierung der therapeutischen Funktion des Materials, sind die Untersuchung elektronischer Wechselwirkungen der beiden konjugierten Moleküle untereinander, sowie die Charakterisierung der Materialeigenschaften Kern des Kapitels.

AB - Die Entwicklung eines Diagnosekonzepts zur nicht-invasiven Diagnose einer bakteriellen Infektion war das erste Ziel dieser Arbeit. Für eine erfolgreiche Umsetzung wurde sich das Kolonieverhalten von Bakterien zu Nutze gemacht. Um sich vor ungünstigen Lebensbedingungen zu schützen, neigen Bakterien dazu eine Kolonie in einer schützenden Schicht auszubilden. Diese schützende Schicht wird Biofilm genannt und besteht aus extrazellulären Zellbestandteilen in Form eines Hydrogels. Ein ubiquitärer Bestandteil eines Biofilms ist extrazelluläre DNA (eDNA). Durch die Synthese eines geeigneten Moleküls, welches die Eigenschaft aufweist selektiv an eDNA zu binden, sollte ein Biofilm und damit der Herd einer bakteriellen Infektion gezielt diagnostiziert werden. Die Detektion des erfolgte mittels eines radioaktiven Markers im Molekül. Im Zentrum des Kapiltes steht die Synthese einer geeigneten Sonde und die Validierung der Hypothese in in vitro Experimenten, basierend auf den fluoreszenten und radioaktiven Moleküleigenschaften. Neben der Diagnose bakterieller Infektionen befasst sich die Arbeit auch mit der Entwicklung eines Therapiekonzepts zur Behandlung bakterieller Infektion. In einem materialbasierten Ansatz wurden poröse Organosilika Nanopartikel mit zwei Molekülen verschiedener Funktionalität konjugiert. Auf die Oberfläche der Partikel wurde ein Derivat des Moleküls konjugiert, dessen eDNA-bindende Eigenschaft im ersten Kapitel erarbeitet wurde. Die Funktionalisierung der Partikeloberfläche garantierte eine räumliche Nähe des Partikels zum Biofilm. Die Poren der Partikel wurden mit einem Photosensibilisator funktionalisiert, der bei Bestrahlung reaktive Sauerstoffintermediate freisetzt. Es konnte gezeigt werden, dass die räumliche Nähe der Partikel zu einem Biofilm in Kombination mit der Freisetzung reaktiver Sauerstoffintermediaten die Zahl lebender Bakterien in einem Biofilm signifikant reduziert. Neben der Evaluierung der therapeutischen Funktion des Materials, sind die Untersuchung elektronischer Wechselwirkungen der beiden konjugierten Moleküle untereinander, sowie die Charakterisierung der Materialeigenschaften Kern des Kapitels.

U2 - 10.15488/15104

DO - 10.15488/15104

M3 - Dissertation

CY - Hannover

ER -