Untersuchungen zur Kryokonservierung und Einschlussimmobilisierung therapeutisch relevanter Zellsysteme

Abstract

Wissenschaftliches Ziel dieser Arbeit war es, Untersuchungen zur Einschlussimmobilisierung und Kryokonservierbarkeit von immobilisierten Zellen und multizellulären Systemen medizinisch relevanter Zellen durchzuführen, neue Erkenntnisse über die grundlegenden Probleme zu gewinnen und durch Umsetzung in optimierte Methoden und Protokolle zu verbessern. Es wurden teilweise etablierte Verfahren der Verkapselungstechnologie mit Alginaten, Kryobiotechnologie und Methoden aus der allgemeinen Zellkultur angewandt aber auch neue Methoden zur Verkapselung oder Beschichtung adhärenter Zellen, Strukturierung von Alginat mittels Photoablation und Untersuchung der Kapselentstehung und der Eisbildung im Kryomikroskop mittels Hochgeschwindigkeitsvideo entwickelt. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit stellen neue Informationen über die Kinetik der Kapselentstehung und über die Kryokonservierung multizellulärer Systeme dar, die aus der Entwicklung neuer Methoden und Techniken resultieren. Die Beschichtung von Zellen bietet zudem eine neue Möglichkeit, diese im adhärenten Zustand mit hohem Erfolg zu kryokonservieren und eröffnet neue Wege im tissue engineering.

The scientific aim of this thesis was to investigate embedding immobilization and cryopreservation of immobilized cells and multicellular systems of medically interesting cells, to find new informations about the basic problems and to improve it by finding and evaluating new techniques and protocols. The methods used in this thesis are partly established techniques of encapsulation with alginates, cryopreservation of animal and human cells, and general methods of cell culture and, additionally, new methods are developed for encapsulation or covering of adherent cells, structuring of alginate surfaces and volumes via particle beam or photo ablation. Furthermore, new investigation techniques of encapsulation and freezing kinetics based on high speed video analysis were established. So, the most important results of this thesis are new informations about kinetics of alginate capsule formation and cryopreservation of multicellular systems which resulted from the development of new methods and techniques. The covering of cells with alginate gives additionally a possibility to cryopreserve them in adherent state with high success and opens new pathways of tissue engineering.