@phdthesis{Trescher2012,
  author    = {Trescher, Karoline},
  title     = {Cokulturtestsystem f{\"u}r die Untersuchung des Einflusses physikochemischer Eigenschaften von Copolymeren auf das Verhalten von Keratinozyten und Fibroblasten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-62915},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2012},
  abstract  = {Chemische und physikalische Eigenschaften von Polymeren k{\"o}nnen verschiedene Zelltypen unterschiedlich, z. B. hinsichtlich Adh{\"a}renz oder Funktionalit{\"a}t, beeinflussen. Die Elastizit{\"a}t eines Polymers beeinflusst vor allem, welche Zugkr{\"a}fte eine Zelle gegen{\"u}ber ihrem Substrat entwickeln kann. Das Zellverhalten wird dann {\"u}ber intrazellul{\"a}re R{\"u}ckkopplungsmechanismen reguliert. Die Oberfl{\"a}chenladung und/oder Hydrophilie eines Polymers beeinflusst zun{\"a}chst die Adsorption von Ionen, Proteinen und anderen Molek{\"u}len. Vor allem {\"u}ber die Zusammensetzung, Dichte und Konformation der adsorbierten Komponenten werden anschließend die Wechselwirkungen mit den Zellen vermittelt. Des Weiteren k{\"o}nnen verschiedene Zelltypen unterschiedliche membranassoziierte Proteine, Zucker und Lipide aufweisen, so dass Polymereigenschaften zellspezifische Effekte bewirken k{\"o}nnen. F{\"u}r biotechnologische Anwendungen und f{\"u}r den Einsatz in der regenerativen Medizin gewinnen Polymere, die spezifische Zellreaktionen regulieren k{\"o}nnen, immer weiter an Bedeutung. Die Isolierung und Kultur von prim{\"a}ren Keratinozyten ist noch immer anspruchsvoll und die ad{\"a}quate Heilung von Hautwunden stellt eine fortw{\"a}hrende medizinische Herausforderung dar. Ein Polymer, das eine bevorzugte Adh{\"a}renz von Keratinozyten bei gleichzeitig verminderter Anheftung dermaler Fibroblasten erm{\"o}glicht, w{\"u}rde erhebliche Vorteile f{\"u}r den Einsatz in der Keratinozyten-Zellkultur und als Wundauflage bieten. Um den potentiell spezifischen Einfluss bestimmter Polymereigenschaften auf prim{\"a}re humane Keratinozyten und dermale Fibroblasten zu untersuchen, wurde in der vorliegenden Arbeit ein Zellkultursystem f{\"u}r die Mono- und Cokultur beider Zelltypen entwickelt. Das Testsystem wurde als Screening konzipiert, um den Einfluss unterschiedlicher Polymereigenschaften in mehreren Abstufungen auf die Zellen zu untersuchen. Folgende Parameter wurden untersucht: 1. Vitalit{\"a}t und Dichte adh{\"a}renter und nicht-adh{\"a}rierter Zellen, 2. Sch{\"a}digung der Zellmembran, 3. selektive Adh{\"a}renz von Keratinozyten in Cokultur durch die spezifische immunzytochemische F{\"a}rbung von Keratin14 und Vimentin. F{\"u}r die Polymere mit variabler Elastizit{\"a}t wurden zus{\"a}tzlich die Ablagerung extrazellul{\"a}rer Matrixkomponenten und die Sekretion l{\"o}slicher Faktoren durch die Zellen untersucht. Als Modellpolymere f{\"u}r die Variation der Elastizit{\"a}t wurden vernetzte Poly(n-butylacrylate) (cPnBA) verwendet, da deren Elastizit{\"a}t durch den Anteil des Vernetzers eingestellt werden kann. Auf dem weniger elastischen cPnBA zeigte sich in der Cokultur ein doppelt so hohes Verh{\"a}ltnis von Keratinozyten zu Fibroblasten wie auf dem elastischeren cPnBA, so dass ein leichter zellselektiver Effekt angenommen werden kann. Acrylnitril-basierte Copolymere wurden als Modellpolymere f{\"u}r die Variation der Oberfl{\"a}chenladung und Hydrophilie verwendet, da die Eigenschaften durch Art und molaren Anteil des Comonomers eingestellt werden k{\"o}nnen. Durch Variation des molaren Anteils der Comonomere mit positiver bzw. negativer Ladung, Methacryls{\"a}ure-2-aminoethylester-hydrochhlorid (AEMA) und N-3-Aminopropyl-methacrylamid-hydro-chlorid (APMA) bzw. Natriumsalz der 2-Methyl-2-propen-1-sulfons{\"a}ure (NaMAS), wurde der Anteil der positiven bzw. negativen Ladung im Copolymer variiert. Durch die Erh{\"o}hung des molaren Anteils des hydrophilen Comonomers N-Vinylpyrrolidon (NVP) wurde die Hydrophilie des Copolymers gesteigert. Die Erh{\"o}hung des molaren Anteils an positiv geladenem Comonomer AEMA im Copolymer f{\"u}hrte tendenziell zu einer h{\"o}heren Keratinozytendichte, wobei die Fibroblastendichte unver{\"a}ndert blieb. Durch die Erh{\"o}hung des molaren Anteils des positiv geladenen Comonomers APMA ergaben sich keine deutlichen Unterschiede in Dichte, Vitalit{\"a}t oder Selektivit{\"a}t der Zellen. Durch die stufenweise Erh{\"o}hung des molaren Anteils des negativ geladenen Comonomers NaMAS konnte, wie im Falle von AEMA, eine Tendenz zur verbesserten Keratinozytenadh{\"a}renz beobachtet werden. Die Steigerung der Hydrophilie der Copolymere f{\"u}hrte sowohl f{\"u}r Keratinozyten als auch f{\"u}r Fibroblasten zu einer reduzierten Adh{\"a}renz und Vitalit{\"a}t. In der vorliegenden Doktorarbeit wurde ein Testverfahren etabliert, das die Untersuchung von prim{\"a}ren humanen Keratinozyten und prim{\"a}ren humanen Fibroblasten in Monokultur und Cokultur auf verschiedenen Polymeren erm{\"o}glicht. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass sich durch die gezielte Modifizierung verschiedener Polymereigenschaften die Adh{\"a}renz und Vitalit{\"a}t beider Zelltypen beeinflussen l{\"a}sst. Die Reduktion der Elastizit{\"a}t sowie die Erh{\"o}hung des molaren Anteils geladener Comonomere f{\"u}hrten zu einer Zunahme der Keratinozytenadh{\"a}renz. Da die Fibroblasten unbeeinflusst blieben, zeigte sich f{\"u}r einige der untersuchten Polymere eine leichte Zellselektivit{\"a}t. Diese k{\"o}nnte durch die weitere Erh{\"o}hung der Steifigkeit oder des Anteils geladener Comonomere m{\"o}glicherweise weiter gesteigert werden.},
  language  = {de}
}
@masterthesis{Engelhardt2021,
  type      = {Bachelor Thesis},
  author    = {Engelhardt, Max Angel Ronan},
  title     = {Zwischen Simulation und Beweis - eine mathematische Analyse des Bienaym{\´e}-Galton-Watson-Prozesses und sein Einsatz innerhalb des Mathematikunterrichts},
  doi       = {10.25932/publishup-52447},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-524474},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {117},
  year      = {2021},
  abstract  = {Die Bienaym{\´e}-Galton-Watson Prozesse k{\"o}nnen f{\"u}r die Untersuchung von speziellen und sich entwickelnden Populationen verwendet werden. Die Populationen umfassen Individuen, welche sich identisch, zuf{\"a}llig, selbstst{\"a}ndig und unabh{\"a}ngig voneinander fortpflanzen und die jeweils nur eine Generation existieren. Die n-te Generation ergibt sich als zuf{\"a}llige Summe der Individuen der (n-1)-ten Generation. Die Relevanz dieser Prozesse begr{\"u}ndet sich innerhalb der Historie und der inner- und außermathematischen Bedeutung. Die Geschichte der Bienaym{\´e}-Galton-Watson-Prozesse wird anhand der Entwicklung des Konzeptes bis heute dargestellt. Dabei werden die Wissenschaftler:innen verschiedener Disziplinen angef{\"u}hrt, die Erkenntnisse zu dem Themengebiet beigetragen und das Konzept in ihren Fachbereichen angef{\"u}hrt haben. Somit ergibt sich die außermathematische Signifikanz. Des Weiteren erh{\"a}lt man die innermathematische Bedeutsamkeit mittels des Konzeptes der Verzweigungsprozesse, welches auf die Bienaym{\´e}-Galton-Watson Prozesse zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Die Verzweigungsprozesse stellen eines der aussagekr{\"a}ftigsten Modelle f{\"u}r die Beschreibung des Populationswachstums dar. Dar{\"u}ber hinaus besteht die derzeitige Wichtigkeit durch die Anwendungsm{\"o}glichkeit der Verzweigungsprozesse und der Bienaym{\´e}-Galton-Watson Prozesse innerhalb der Epidemiologie. Es werden die Ebola- und die Corona-Pandemie als Anwendungsfelder angef{\"u}hrt. Die Prozesse dienen als Entscheidungsst{\"u}tze f{\"u}r die Politik und erm{\"o}glichen Aussagen {\"u}ber die Auswirkungen von Maßnahmen bez{\"u}glich der Pandemien. Neben den Prozessen werden ebenfalls der bedingte Erwartungswert bez{\"u}glich diskreter Zufallsvariablen, die wahrscheinlichkeitserzeugende Funktion und die zuf{\"a}llige Summe eingef{\"u}hrt. Die Konzepte vereinfachen die Beschreibung der Prozesse und bilden somit die Grundlage der Betrachtungen. Außerdem werden die ben{\"o}tigten und weiterf{\"u}hrenden Eigenschaften der grundlegenden Themengebiete und der Prozesse aufgef{\"u}hrt und bewiesen. Das Kapitel erreicht seinen H{\"o}hepunkt bei dem Beweis des Kritikalit{\"a}tstheorems, wodurch eine Aussage {\"u}ber das Aussterben des Prozesses in verschiedenen F{\"a}llen und somit {\"u}ber die Aussterbewahrscheinlichkeit get{\"a}tigt werden kann. Die F{\"a}lle werden anhand der zu erwartenden Anzahl an Nachkommen eines Individuums unterschieden. Es zeigt sich, dass ein Prozess bei einer zu erwartenden Anzahl kleiner gleich Eins mit Sicherheit ausstirbt und bei einer Anzahl gr{\"o}ßer als Eins, die Population nicht in jedem Fall aussterben muss. Danach werden einzelne Beispiele, wie der linear fractional case, die Population von Fibroblasten (Bindegewebszellen) von M{\"a}usen und die Entstehungsfragestellung der Prozesse, angef{\"u}hrt. Diese werden mithilfe der erlangten Ergebnisse untersucht und einige ausgew{\"a}hlte zuf{\"a}llige Dynamiken werden im nachfolgenden Kapitel simuliert. Die Simulationen erfolgen durch ein in Python erstelltes Programm und werden mithilfe der Inversionsmethode realisiert. Die Simulationen stellen beispielhaft die Entwicklungen in den verschiedenen Kritikalit{\"a}tsf{\"a}llen der Prozesse dar. Zudem werden die H{\"a}ufigkeiten der einzelnen Populationsgr{\"o}ßen in Form von Histogrammen angebracht. Dabei l{\"a}sst sich der Unterschied zwischen den einzelnen F{\"a}llen best{\"a}tigen und es wird die Anwendungsm{\"o}glichkeit der Bienaym{\´e}-Galton-Watson Prozesse bei komplexeren Problemen deutlich. Histogramme bekr{\"a}ftigen, dass die einzelnen Populationsgr{\"o}ßen nur endlich oft vorkommen. Diese Aussage wurde von Galton aufgeworfen und in der Extinktions-Explosions-Dichotomie verwendet. Die dargestellten Erkenntnisse {\"u}ber das Themengebiet und die Betrachtung des Konzeptes werden mit einer didaktischen Analyse abgeschlossen. Die Untersuchung beinhaltet die Ber{\"u}cksichtigung der Fundamentalen Ideen, der Fundamentalen Ideen der Stochastik und der Leitidee „Daten und Zufall". Dabei ergibt sich, dass in Abh{\"a}ngigkeit der gew{\"a}hlten Perspektive die Anwendung der Bienaym{\´e}-Galton-Watson Prozesse innerhalb der Schule plausibel ist und von Vorteil f{\"u}r die Sch{\"u}ler:innen sein kann. F{\"u}r die Behandlung wird exemplarisch der Rahmenlehrplan f{\"u}r Berlin und Brandenburg analysiert und mit dem Kernlehrplan Nordrhein-Westfalens verglichen. Die Konzeption des Lehrplans aus Berlin und Brandenburg l{\"a}sst nicht den Schluss zu, dass die Bienaym{\´e}-Galton-Watson Prozesse angewendet werden sollten. Es l{\"a}sst sich feststellen, dass die zugrunde liegende Leitidee nicht vollumf{\"a}nglich mit manchen Fundamentalen Ideen der Stochastik vereinbar ist. Somit w{\"u}rde eine Modifikation hinsichtlich einer st{\"a}rkeren Orientierung des Lehrplans an den Fundamentalen Ideen die Anwendung der Prozesse erm{\"o}glichen. Die Aussage wird durch die Betrachtung und {\"U}bertragung eines nordrhein-westf{\"a}lischen Unterrichtsentwurfes f{\"u}r stochastische Prozesse auf die Bienaym{\´e}-Galton-Watson Prozesse unterst{\"u}tzt. Dar{\"u}ber hinaus werden eine Concept Map und ein Vernetzungspentagraph nach von der Bank konzipiert um diesen Aspekt hervorzuheben.},
  language  = {de}
}