MÜLLER Matrix-Polarimetrie zur kontaktlosen und zerstörungsfreien Ausrichtungsanalyse in elektrogesponnenen Faservliesen

Research output: Thesis › Doctoral thesis

Authors

  • Alexander Du Puits

Research Organisations

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Details

Original languageGerman
QualificationDoctor of Engineering
Awarding Institution
Supervised by
  • Birgit Glasmacher, Supervisor
Date of Award13 Dec 2022
Place of PublicationGarbsen
Print ISBNs9783959007870
Electronic ISBNs978-3-95900-800-6
Publication statusPublished - 2023

Abstract

Due to poor outcomes of natural healing and surgical interventions for chronic tendon ruptures, the demand for alternative forms of therapy has increased. In the context of Tissue Engineering (TE), fibres with different alignment are used to mimic the tendon-bone-junction. The majority of the documented methods for analysis of alignment are limited to the surface and cause irreversible alterations of the sample. This work explores the potential of MUELLER Matrix (MM)-Polarimetry for contactless and non-destructive alignment analysis of electrospun fibre mats. The main topics are the quantification of the relation between relative collector velocity and fibre alignment and changes in alignment under load, within the physiologically relevant range. First, alignment-sensitive MM-entries and -characteristics will be identified and the aforementioned relation investigated. Secondly, the developed measurement system is integrated in a creep test setup and the behaviour of electrospun fibres under load will be examined. The described application and the reported results bear significant relevance for musculoskeletal TE.

Cite this

MÜLLER Matrix-Polarimetrie zur kontaktlosen und zerstörungsfreien Ausrichtungsanalyse in elektrogesponnenen Faservliesen. / Du Puits, Alexander.
Garbsen, 2023. 119 p.

Research output: Thesis › Doctoral thesis

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@phdthesis{2d4003e1fb7d48a58c8de49c5bba8977,
title = "M{\"U}LLER Matrix-Polarimetrie zur kontaktlosen und zerst{\"o}rungsfreien Ausrichtungsanalyse in elektrogesponnenen Faservliesen",
abstract = "Da die nat{\"u}rliche Regeneration chronischer Sehnenrupturen und die etablierten chirurgischen Interventionen unzureichende Ergebnisse liefern, ist der Bedarf an alternativen Therapieformen gestiegen. Im Rahmen des Tissue Engineerings (TE) wird bei der Nachbildung des Sehnen- Knochen-{\"U}bergangs eine Kombination von Fasern mit unterschiedlichen Ausrichtungen ben{\"o}tigt. Der Gro{\ss}teil der etablierten Verfahren zur Ausrichtungsanalyse ist auf die Oberfl{\"a}che der Proben beschr{\"a}nkt, bedingt eine irreversible Ver{\"a}nderung und ist zeitaufw{\"a}ndig. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher das Potenzial der M{\"U}LLER Matrix (MM)-Polarimetrie zur kontaktlosen und zerst{\"o}rungsfreien Analyse der Faserausrichtung in elektrogesponnenen Vliesen weiterf{\"u}hrend untersucht. Die daraus abgeleiteten Fragestellungen besch{\"a}ftigen sich mit der Quantifizierung des Zusammenhangs zwischen der Oberfl{\"a}chengeschwindigkeit des Kollektors und der Ausrichtung der Fasern sowie der Ausrichtungs{\"a}nderung unter Last im physiologisch relevanten Dehnungsbereich. Hierzu werden ausrichtungssensitive MM-Eintr{\"a}ge und -Kennwerte identifiziert sowie der beschriebene Zusammenhang weiterf{\"u}hrend untersucht. Anschlie{\ss}end wird das entwickelte MM-Messsystem in einen Zeitstandversuch integriert und das Verhalten elektrogesponnener Fasern unter Last betrachtet. Die beschriebene Anwendung sowie die erzielten Ergebnisse sind von hoher Relevanz f{\"u}r das muskuloskelettale TE.",
author = "{Du Puits}, Alexander",
note = "Dissertation",
year = "2023",
doi = "10.15488/13252",
language = "Deutsch",
isbn = "9783959007870",
series = "Berichte aus dem IMP",
school = "Gottfried Wilhelm Leibniz Universit{\"a}t Hannover",

}

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TY - BOOK

T1 - MÜLLER Matrix-Polarimetrie zur kontaktlosen und zerstörungsfreien Ausrichtungsanalyse in elektrogesponnenen Faservliesen

AU - Du Puits, Alexander

N1 - Dissertation

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Da die natürliche Regeneration chronischer Sehnenrupturen und die etablierten chirurgischen Interventionen unzureichende Ergebnisse liefern, ist der Bedarf an alternativen Therapieformen gestiegen. Im Rahmen des Tissue Engineerings (TE) wird bei der Nachbildung des Sehnen- Knochen-Übergangs eine Kombination von Fasern mit unterschiedlichen Ausrichtungen benötigt. Der Großteil der etablierten Verfahren zur Ausrichtungsanalyse ist auf die Oberfläche der Proben beschränkt, bedingt eine irreversible Veränderung und ist zeitaufwändig. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher das Potenzial der MÜLLER Matrix (MM)-Polarimetrie zur kontaktlosen und zerstörungsfreien Analyse der Faserausrichtung in elektrogesponnenen Vliesen weiterführend untersucht. Die daraus abgeleiteten Fragestellungen beschäftigen sich mit der Quantifizierung des Zusammenhangs zwischen der Oberflächengeschwindigkeit des Kollektors und der Ausrichtung der Fasern sowie der Ausrichtungsänderung unter Last im physiologisch relevanten Dehnungsbereich. Hierzu werden ausrichtungssensitive MM-Einträge und -Kennwerte identifiziert sowie der beschriebene Zusammenhang weiterführend untersucht. Anschließend wird das entwickelte MM-Messsystem in einen Zeitstandversuch integriert und das Verhalten elektrogesponnener Fasern unter Last betrachtet. Die beschriebene Anwendung sowie die erzielten Ergebnisse sind von hoher Relevanz für das muskuloskelettale TE.

AB - Da die natürliche Regeneration chronischer Sehnenrupturen und die etablierten chirurgischen Interventionen unzureichende Ergebnisse liefern, ist der Bedarf an alternativen Therapieformen gestiegen. Im Rahmen des Tissue Engineerings (TE) wird bei der Nachbildung des Sehnen- Knochen-Übergangs eine Kombination von Fasern mit unterschiedlichen Ausrichtungen benötigt. Der Großteil der etablierten Verfahren zur Ausrichtungsanalyse ist auf die Oberfläche der Proben beschränkt, bedingt eine irreversible Veränderung und ist zeitaufwändig. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher das Potenzial der MÜLLER Matrix (MM)-Polarimetrie zur kontaktlosen und zerstörungsfreien Analyse der Faserausrichtung in elektrogesponnenen Vliesen weiterführend untersucht. Die daraus abgeleiteten Fragestellungen beschäftigen sich mit der Quantifizierung des Zusammenhangs zwischen der Oberflächengeschwindigkeit des Kollektors und der Ausrichtung der Fasern sowie der Ausrichtungsänderung unter Last im physiologisch relevanten Dehnungsbereich. Hierzu werden ausrichtungssensitive MM-Einträge und -Kennwerte identifiziert sowie der beschriebene Zusammenhang weiterführend untersucht. Anschließend wird das entwickelte MM-Messsystem in einen Zeitstandversuch integriert und das Verhalten elektrogesponnener Fasern unter Last betrachtet. Die beschriebene Anwendung sowie die erzielten Ergebnisse sind von hoher Relevanz für das muskuloskelettale TE.

U2 - 10.15488/13252

DO - 10.15488/13252

M3 - Dissertation

SN - 9783959007870

T3 - Berichte aus dem IMP

CY - Garbsen

ER -