@phdthesis{Bischofs2004,
  author    = {Bischofs, Ilka Bettina},
  title     = {Elastic interactions of cellular force patterns},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001767},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Gewebezellen sammeln st{\"a}ndig Informationen {\"u}ber die mechanischen Eigenschaften ihrer Umgebung, indem sie aktiv an dieser ziehen. Diese Kr{\"a}fte werden an Zell-Matrix-Kontakten {\"u}bertragen, die als Mechanosensoren fungieren. J{\"u}ngste Experimente mit Zellen auf elastischen Substraten zeigen, dass Zellen sehr empfindlich auf Ver{\"a}nderungen der effektiven Steifigkeit ihrer Umgebung reagieren, die zu einer Reorganisation des Zytoskeletts f{\"u}hren k{\"o}nnen. In dieser Arbeit wird ein theoretisches Model entwickelt, um die Selbstorganisation von Zellen in weichen Materialien vorherzusagen. Obwohl das Zellverhalten durch komplexe regulatorische Vorg{\"a}nge in der Zelle gesteuert wird, scheint die typische Antwort von Zellen auf mechanische Reize eine einfache Pr{\"a}ferenz f{\"u}r große effektive Steifigkeit der Umgebung zu sein, m{\"o}glicherweise weil in einer steiferen Umgebung Kr{\"a}fte an den Kontakten effektiver aufgebaut werden k{\"o}nnen. Der Begriff Steifigkeit umfasst dabei sowohl Effekte, die durch gr{\"o}ßere H{\"a}rte als auch durch elastische Verzerrungsfelder in der Umgebung verursacht werden. Diese Beobachtung kann man als ein Extremalprinzip in der Elastizit{\"a}tstheorie formulieren. Indem man das zellul{\"a}re Kraftmuster spezifiziert, mit dem Zellen mit ihrer Umgebung wechselwirken, und die Umgebung selbst als linear elastisches Material modelliert, kann damit die optimale Orientierung und Position von Zellen vorhergesagt werden. Es werden mehrere praktisch relevante Beispiele f{\"u}r Zellorganisation theoretisch betrachtet: Zellen in externen Spannungsfeldern und Zellen in der N{\"a}he von Grenzfl{\"a}chen f{\"u}r verschiedene Geometrien und Randbedingungen des elastischen Mediums. Daf{\"u}r werden die entsprechenden elastischen Randwertprobleme in Vollraum, Halbraum und Kugel exakt gel{\"o}st. Die Vorhersagen des Models stimmen hervorragend mit experimentellen Befunden f{\"u}r Fibroblastzellen {\"u}berein, sowohl auf elastischen Substraten als auch in physiologischen Hydrogelen. Mechanisch aktive Zellen wie Fibroblasten k{\"o}nnen auch elastisch miteinander wechselwirken. Es werden daher optimale Strukturen als Funktion von Materialeigenschaften und Zelldichte bzw. der Geometrie der Zellpositionen berechnet. Schließlich wird mit Hilfe von Monte Carlo Simulationen der Einfluss stochastischer St{\"o}rungen auf die Strukturbildung untersucht. Das vorliegende Model tr{\"a}gt nicht nur zu einem besseren Verst{\"a}ndnis von vielen physiologischen Situationen bei, sondern k{\"o}nnte in Zukunft auch f{\"u}r biomedizinische Anwendungen benutzt werden, um zum Beispiel Protokolle f{\"u}r k{\"u}nstliche Gewebe im Bezug auf Substratgeometrie, Randbedingungen, Materialeigenschaften oder Zelldichte zu optimieren.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Leiendecker2016,
  author    = {Leiendecker, Mai-Thi},
  title     = {Physikalische Hydrogele auf Polyurethan-Basis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-103917},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {109},
  year      = {2016},
  abstract  = {Physical hydrogels have gained recent attention as cell substrates, since viscoelasticity or stress relaxation is a powerful parameter in mechanotransduction, which has long been neglected. We designed multi-functional polyurethanes to form physical hydrogels via a unique tunable gelation mechanism. The anionic polyurethanes spontaneously form aggregates in water that are kept in a soluble state through electrostatic repulsion. Fast subsequent gelation can be triggered by charge shielding which allows the aggregation and network building to proceed. This can be induced by adding either acids or salts, resulting in acidic (pH 4-5) or pH-neutral hydrogels, respectively. Whereas conventional polyurethane-based hydrogels are commonly prepared from toxic isocyanate precursors, the physical hydrogelation mechanism described here does not involve chemically reactive species which is ideal for in situ applications in sensitive environments. Both stiffness and stress relaxation can be tuned independently over a broad range and the gels exhibit excellent stress recovery behavior.},
  language  = {de}
}
@article{BlockiLoewenbergJiangetal.2017,
  author    = {Blocki, Anna and L{\"o}wenberg, Candy and Jiang, Yi and Kratz, Karl and Neffe, Axel T. and Jung, Friedrich and Lendlein, Andreas},
  title     = {Response of encapsulated cells to a gelatin matrix with varied bulk and microenvironmental elastic properties},
  series = {Polymers for advanced technologies},
  volume    = {28},
  journal   = {Polymers for advanced technologies},
  publisher = {Wiley},
  address   = {Hoboken},
  issn      = {1042-7147},
  doi       = {10.1002/pat.3947},
  pages     = {1245 -- 1251},
  year      = {2017},
  abstract  = {Gelatin-based hydrogels offer various biochemical cues that support encapsulated cells and are therefore suitable as cell delivery vehicles in regenerative medicine. However, besides the biochemical signals, biomechanical cues are crucial to ensure an optimal support of encapsulated cells. Hence, we aimed to correlate the cellular response of encapsulated cells to macroscopic and microscopic elastic properties of glycidylmethacrylate (GMA)-functionalized gelatin-based hydrogels. To ensure that different observations in cellular behavior could be attributed to differences in elastic properties, an identical concentration as well as degree of functionalization of biopolymers was utilized to form covalently crosslinked hydrogels. Elastic properties were merely altered by varying the average gelatin-chain length. Hydrogels exhibited an increased degree of swelling and a decreased bulk elastic modulus G with prolonged autoclaving of the starting solution. This was accompanied by an increase of hydrogel mesh size and thus by a reduction of crosslinking density. Tougher hydrogels retained the largest amount of cells; however, they also interfered with cell viability. Softer gels contained a lower cell density, but supported cell elongation and viability. Observed differences could be partially attributed to differences in bulk properties, as high crosslinking densities interfere with diffusion and cell spreading and thus can impede cell viability. Interestingly, a microscopic elastic modulus in the range of native soft tissue supported cell viability and elongation best while ensuring a good cell entrapment. In conclusion, gelatin-based hydrogels providing a soft tissue-like microenvironment represent adequate cell delivery vehicles for tissue engineering approaches. Copyright (c) 2016 John Wiley \& Sons, Ltd.},
  language  = {en}
}