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Die Fluoreszenz-Calcium-Imaging-Methode wird auch heute noch als gängige Methode verwendet, vor allem wegen der geringeren Kosten für das Wirkstoffscreening in der pharmazeutischen Forschung, wobei Ionenkanäle sowie einige der G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) die Mehrzahl der Wirkstoffziele ansprechen. Die zellfreie Synthese eukaryotischer Proteine hat nicht die Nachteile, die bei der Überexpression dieser ionenpermeablen Proteine in Zellen auftreten können, wie z. B. Zelltoxizität, geringere Proteinexpression und die Beseitigung der exprimierten Proteine aufgrund veränderter Domänen sowie die zeitaufwändige Pflege von Zelllinien. Die Synthese von Ionenkanälen in zellfreien Proteinsyntheseplattformen für das künftige Wirkstoffscreening ist noch in der Grundlagenforschung. Obwohl die Fluoreszenz-Calcium-Imaging-Methode in zellbasierten Assays weit verbreitet ist, wurde diese Methode bisher noch nicht in zellfreien Proteinexpressionssystemen verwendet. Insgesamt ist die neue Anwendung der Calcium-Imaging-Methode in eukaryontischen zellfreien Systemen eine Voraussetzung für die schnelle pharmakologische Analyse von Wirkstoffen. Das erste Ziel dieser wissenschaftlichen Arbeit bestand darin, die grundlegenden Prinzipien der Calcium-Imaging-Methode zur Untersuchung von Ionenkanälen in zellbasierten Systemen zu untersuchen. Hierfür wurden zwei Tumorzelllinien des Auges verwendet, und zwar benigne Pterygiumzellen und maligne Aderhautmelanom 92.1 Zellen. In diesen Studien wurde die Interaktion zwischen den nativ überexprimierten transient-receptor-potential-Ionenkanälen (TRPs) wie TRP Vanilliod 1 (TRPV1) (Capsaicinrezeptor) und TRP Melastatin 8 (TRPM8) (Mentholrezeptor) in diesen Tumorzellen nach Zugabe von verschiedenen Medikamenten und Hormonen untersucht. Das zweite Ziel dieser Arbeit war es, den Calcium-Mechanismus von GPCRs in den Zellen zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde Mas, ein GPCR und Angiotensin (1-7) -Hormonrezeptor, aus dem renin-angiotensin-aldosteron-system (RAAS) in der Human Embryonic Kidney-293 (HEK293) Zelllinie überexprimiert. In dieser Studie wurden insbesondere die Aktivierung klassischer GPCR-Signalwege wie Phospholipase C und Proteinkinase C durch Angiotensin-(1-7) über Mas und die Beteiligung von TRP-Kanälen nachgewiesen. Die zellbasierte-Calcium-Imaging-Methode für chemische Calcium-Indikatoren ließ sich aufgrund der Anwesenheit einer großen Menge cytosolischer Carboxylesterasen gut anwenden. Carboxylesterase ist das wichtigste Enzym in der Calcium Imaging Methode, das die Verarbeitung chemischen Calcium-Farbstoffe behandelt. Dieses Enzym fehlt jedoch in Mikrosomen, die als Basismembran für die Integration synthetisierter Ionenkanäle in eukaryontischen zellfreien Systemen verwendet werden. Das dritte Ziel dieser Forschungsarbeit war die Umsetzung der zellbasierten Calcium-Imaging Methode und der Calcium-Signalwege in zellfreie Systeme. Hier wurde die zellfrei synthetisierte Carboxylesterase in Mikrosomen von Spodoptera frugiperda (Sf21) als praktikables Calcium-Imaging-Werkzeug etabliert, um sowohl native ionenpermeable Proteine als auch zellfrei-synthetisierte Ionenkanäle zu untersuchen. Die Enzymaktivität der zellfrei-synthetisierten Carboxylesterase in Mikrosomen wurde durch Esterase-Assays und den Calcium-Fluoreszenzfarbstoff Fluo-5N Acetoxymethylester (Fluo-5N AM) Belastungstests nachgewiesen. Das Calcium-Imaging der nativ vorhandenen Ca2+-ATPase des sarkoplasmatischen/endoplasmatischen Retikulums (SERCA) und der Ryanodin-Rezeptoren (RyR) in den Mikrosomen sowie der zell-frei exprimierten TRP-Ionenkanäle wurden mit dem Fura-5N-AM- Fluoreszenzfarbstoff in mit Carboxylesterase vorsynthetisierten Mikrosomen nachgewiesen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Prinzip der zellbasierten Calcium-Imaging -Methode vielversprechend an das eukaryotische zellfreie Sf21-System angepasst werden konnte, um Ionenkanäle zu analysieren. Nach entsprechender Forschung könnte die etablierte Methode in Zukunft auch auf andere Membranproteine ausgeweitet werden. Dies umfasst die Untersuchung anderer zell-frei exprimierte GPCRs oder anderer Ionenkanäle wie Kalium-, Natrium- und Chlorid-Ionenkanäle.
Die Studie untersucht, wie Lehrpersonen auf Primarstufe ihre Anleitungsstrategien bei der Durchführung von musikalischen Gestaltungsprozessen in ihren Schulklassen entwickeln. Die Entwicklungsprozesse wurden vom Forscher begleitet und mit Reflexionsimpulsen unterstützt. Lehrende und Forscher analysieren und diskutieren regelmässig das Unterrichtsgeschehen, um neue Wege der Anleitung anzubahnen. Im Fokus stehen die Lehrpersonen, ihr Wirken und ihre im Prozess sich vollziehende Professionalisierung.
Die Studie gliedert sich in vier Teile. Der erste Teil legt die musikfachlichen und professionstheoretischen Fundierungen dar. Diese Fundierungen bilden die Grundlage vorliegender fachgegenstandsspezifischer Professionalisierung. Der zweite Teil stellt das Forschungsformat von Design-based Research sowie dessen konkrete Adaption vor. Der dritte Teil expliziert das empirische Vorgehen im Feld. Der vierte Teil berichtet die Ergebnisse in Form von Designprinzipien und Designprodukten.
Die leitende Forschungsfrage lautet:
Wie verläuft der Kompetenzerwerb von Klassenlehrpersonen auf der Primarstufe beim Anleiten musikalischer Gestaltungsprozesse und wie lässt sich dieser Kompetenzerwerb mittels Reflexionstools unterstützen?
Das Forschungsziel ist demnach ein doppeltes: Erstens Erkenntnisgewinnung zur Struktur des Kompetenzerwerbs im begleiteten Selbstlernprozess der Lehrer:innen. Zweitens die Generierung von Reflexionstools, die Klassenlehrpersonen bei der Initiierung und Moderation musikalischer Gestaltungsprozesse in der Praxis unterstützen.
Die Untersuchung nimmt eine offene Herausforderung aus der Bildungspraxis als Ausgangspunkt für fachspezifische Professionalisierung an. Das Forschungsformat von Design-based Research erwies sich als sinnvolle Strategie, da die Lehrkräfte ihre Professionalisierung als theoriegestützten Selbstlernprozess in ihrem angestammten Praxisfeld angehen konnten.
Die Auswertung der Befragungen, die im Rahmen der Designprozesse erfolgten, zeigt, dass die Untersuchungsteilnehmenden ihr sozial-kommunikatives Verhalten sowie ihre fachdidaktischen Zugänge und Vorgehensweisen veränderten und in Richtung einer didaktisch-improvisierenden Handlungsweise zu erweitern vermochten.
Am Ende der Untersuchung entstanden drei Reflexionstools in unterschiedlichen Formaten und auf unterschiedlichen Abstraktionsniveaus: Das Reflexionstool try-outs beinhaltet konkrete Reflexionsimpulse (Handlungsanregungen und Reflexionsfragen) für das unterrichtliche Lehrer:innen-Handeln. Das dynamische Kompetenzmodell Kompetenzflyer bietet eine Reflexionsfolie für die Ansteuerung eigenständiger Kompetenzerwerbsschritte. Das online-Tool improspider ist ein Selbstreflexionsinstrument zur Einschätzung personaler Orientierungen und bildet, auf Basis empirisch erarbeiteter Merkmale einer didaktisch-improvisierenden Handlungsweise beim Anleiten musikalischer Gestaltungsprozesse, Improvisationskompetenz individuell ab.
Anschaulichkeiten herstellen
(2023)
Die Handschrift D der Driu liet von der maget entstand um 1220 und ist die älteste vollständige erhaltene Fassung des Textes. Priester Wernher gilt als Verfasser der geistlichen Dichtung und erstellt sie im Jahr 1172 auf der Grundlage apokrypher und biblischer Quellen. Die Handschrift D wird in der mediävistischen Germanistik gerne zu jenen Werken gezählt, die den Auftakt einer zunehmenden Verschriftlichung in der Volkssprache markieren. Gemäß ihrem Erscheinungsbild erweist sich die Handschrift und der Zeitpunkt ihrer Entstehung aber vor allem als ein Wendepunkt, an dem der Einfluss der lateinischen Schriftkultur auf die Produktion volkssprachlicher Literatur besonders deutlich wird. Während insgesamt der Anteil der geistlichen Dichtung kontinuierlich abnimmt, erfolgt von literaturwissenschaftlicher Seite zurecht auch die Einordnung der Handschrift in die weltlich-laikale Hofliteratur. In diesem Kontext steht die Handschrift D aber nicht am Beginn einer Blütezeit, sondern weist vor allem in das blühende Spannungsfeld zwischen der lateinisch geprägten Buchproduktion und der geistlichen Dichtung auf der einen und dem Anspruch einer laikalen Rezeptionsgemeinschaft auf der anderen Seite. In diesem Feld bewegt sich meine medienanthropologische Untersuchung. Die Schwerpunkte liegen hierbei auf der Rekonstruktion der Handschriftenherstellung sowie auf der Analyse der Darstellungsprinzipien im Bildprogramm.
BCH Codes mit kombinierter Korrektur und Erkennung In dieser Arbeit wird auf Grundlage des BCH Codes untersucht, wie eine Fehlerkorrektur mit einer Erkennung höherer Fehleranzahlen kombiniert werden kann. Mit dem Verfahren der 1-Bit Korrektur mit zusätzlicher Erkennung höherer Fehler wurde ein Ansatz entwickelt, welcher die Erkennung zusätzlicher Fehler durch das parallele Lösen einfacher Gleichungen der Form s_x = s_1^x durchführt. Die Anzahl dieser Gleichungen ist linear zu der Anzahl der zu überprüfenden höheren Fehler.
In dieser Arbeit wurde zusätzlich für bis zu 4-Bit Korrekturen mit zusätzlicher Erkennung höherer Fehler ein weiterer allgemeiner Ansatz vorgestellt. Dabei werden parallel für alle korrigierbaren Fehleranzahlen spekulative Fehlerkorrekturen durchgeführt. Aus den bestimmten Fehlerstellen werden spekulative Syndromkomponenten erzeugt, durch welche die Fehlerstellen bestätigt und höhere erkennbare Fehleranzahlen ausgeschlossen werden können. Die vorgestellten Ansätze unterscheiden sich von dem in entwickelten Ansatz, bei welchem die Anzahl der Fehlerstellen durch die Berechnung von Determinanten in absteigender Reihenfolge berechnet wird, bis die erste Determinante 0 bildet. Bei dem bekannten Verfahren ist durch die Berechnung der Determinanten eine faktorielle Anzahl an Berechnungen in Relation zu der Anzahl zu überprüfender Fehler durchzuführen. Im Vergleich zu dem bekannten sequentiellen Verfahrens nach Berlekamp Massey besitzen die Berechnungen im vorgestellten Ansatz simple Gleichungen und können parallel durchgeführt werden.Bei dem bekannten Verfahren zur parallelen Korrektur von 4-Bit Fehlern ist eine Gleichung vierten Grades im GF(2^m) zu lösen. Dies erfolgt, indem eine Hilfsgleichung dritten Grades und vier Gleichungen zweiten Grades parallel gelöst werden. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass sich eine Gleichung zweiten Grades einsparen lässt, wodurch sich eine Vereinfachung der Hardware bei einer parallelen Realisierung der 4-Bit Korrektur ergibt. Die erzielten Ergebnisse wurden durch umfangreiche Simulationen in Software und Hardwareimplementierungen überprüft.
Dielektrophorese ist die Manipulation polarisierbarer Partikel durch inhomogene elektrische Wechselfelder. In dieser Arbeit wurden drei verschiedene Enzyme durch Dielektrophorese immobilisiert und anschließend hinsichtlich ihrer katalytischen Aktivität untersucht: Meerrettichperoxidase, Cholinoxidase aus Alcaligenes sp. und Glucoseoxidase aus Aspergillus niger. Die Immobilisierung erfolgte durch Dielektrophorese auf nano-Elektrodenarrays aus Wolfram-Zylindern mit 500 nm Durchmesser oder aus Titannitrid-Ringen mit 20 nm Breite. Die Immobilisierung der Enzyme konnte fluoreszenzmikroskopisch entweder anhand der intrinsischen Fluoreszenz oder aufgrund einer Fluoreszenzmarkierung vor oder nach der Immobilisierung für alle getesteten Enzyme nachgewiesen werden. Die Messung der Enzymaktivität erfolgte quantitativ durch den direkten oder indirekten Nachweis des gebildeten Produktes oder, im Falle der Cholinoxidase, durch Beobachtung der intrinsischen Fluoreszenz des Cofaktors FAD, die vom Oxidationszustand dieses Enzyms abhängt. Für die Meerrettichperoxidase konnte so eine hohe erhaltene Enzymaktivität nach der Immobilisierung nachgewiesen werden. Die Aktivität der permanent immobilisierten Fraktion der Meerrettichperoxidase entsprach bis zu 47 % der höchstmöglichen Aktivität einer Monolage dieses Enzyms auf den Elektroden des Chips. Diese Aktivität kann als aktive, aber zufällig gegenüber der Oberfläche ausgerichtete Enzymschicht interpretiert werden. Für die permanent immobilisierte Glucoseoxidase wurde nur eine Aktivität entsprechend <1,3 % der Aktivität einer solchen Enzymschicht detektiert, während für die immobilisierte Cholinoxidase gar keine Aktivität nachgewiesen werden konnte. Die Aktivität der durch DEP immobilisierten Enzyme konnte somit quantitativ bestimmt werden. Der Anteil an erhaltener Aktivität hängt dabei stark vom verwendeten Enzym ab.
Rechtschreibkompetenz ist eine wesentliche Voraussetzung, um eigenständig Texte verfassen zu können und somit am gesellschaftlichen Leben teilhaben zu können. Die vorliegende Arbeit nimmt daher die Rechtschreibkompetenz von Kindern der Grundschule genauer in den Blick. Mit Hilfe von drei empirischen Untersuchungen wird die Entwicklung der Rechtschreibkompetenz vor allem dahingehend betrachtet, inwiefern sich diese entlang von theoretischen Kompetenzmodellen entwickelt und welche Merkmale diese Entwicklung unterstützen können. Als Datengrundlage dient hierfür das Pilotprojekt inklusive Grundschule, in dem die Rechtschreibkompetenz von 697 Schülerinnen und Schülern zu insgesamt drei Messzeitpunkten (vom Beginn der zweiten Jahrgangsstufe bis zum Ende der dritten Jahrgangsstufe) untersucht wurde.
Mithilfe von latenten Transitionsanalysen konnte gezeigt werden, dass sich hinsichtlich des Ablaufs der Rechtschreibkompetenzniveaus nur sehr wenige Einzelfälle von den theoretischen Modellen unterscheiden. Anschließend zeigte sich durch multinomiale logistische Regressionen, dass Wechsel zwischen Kompetenzniveaus vor allem mit dem Arbeitsverhalten zusammenhingen, wohingegen hinsichtlich der Merkmale der Unterrichtsqualität nicht die erwarteten Zusammenhänge gezeigt werden konnten. Mögliche Ursachen und Implikationen werden in der Arbeit diskutiert.
Die finanzgeschichtlichen Untersuchungen sind überwiegend auf Geld konzentriert, Naturalien wurden vernachlässigt oder ausgeblendet. Die vorliegende Arbeit bezieht die Naturalien konsequent mit ein. Nur so ist eine Analyse der Domänenwirtschaft in ihrer Bedeutung für die Staatsfinanzen möglich. Der Erkenntnisfortschritt liegt in der konsequenten Berücksichtigung der Naturalien durch Umrechnung in Geldwerte. Nicht zu leisten ist der Anteil der domänenwirtschaftlichen Erträge am Gesamthaushalt des hessischen Territorialstaates, auch ist die Vermarktung der Überschüsse der Ämter quellenbedingt nicht zu ermitteln. Die Ämterfinanzen zeigen einen Rahmen für domänenwirtschaftliche Staatsfinanzierung auf, dass bei Verzicht auf militärische Aktionen der frühmoderne Territorialstaat domänenwirtschaftlich zu finanzieren war.
Die vorliegende Untersuchung kann aufzeigen, dass der domänenwirtschaftliche Rahmen für die Finanzierung eines Territorialstaates ausreichte, wenn er auf militärische Aktivitäten und Abenteuer verzichtete. In dieser Studie werden erstmalig umfassende statistische Erhebungen der unteren staatlichen Ebene, das Landbuch und das Ämterbuch ausgewertet, die bisher nur von Kersten Krüger ediert waren. Die vorliegende Arbeit ist in die Staatsfinanzierung auf der Stufe der Domänenwirtschaft einzuordnen. Landgraf Wilhelm IV. von Hessen-Kassel war einer der letzten, der es geschafft hatte, seinen Staat domänenwirtschaftlich mit den Einnahmen aus den Naturalien zu finanzieren. Als Domänenstaat wird ein Staat bezeichnet, der auf den ordentlichen Einkünften aus Liegenschaften und Landbesitz beruht. Es wird in dieser Arbeit der domänenwirtschaftliche Rahmen für die Staatsfinanzen berechnet. Das bedeutet, dass die Zentralfinanzen nicht berücksichtigt sind.
Es konnte gezeigt werden, dass, obwohl Landgraf Wilhelm IV. über ein kleineres Territorium als sein Vater, Landgraf Philipp der Großmütige, verfügte, die Gesamtüberschüsse höher waren. Das war seiner klugen Politik zu verdanken und seinen Bemühungen, ständig die Ämterfinanzen zu verbessern. Wilhelm IV. konsolidierte seinen Staat und konnte über domänenwirtschaftliche Einnahmen aus den Ämtern seinen Staat finanzieren. Das gelang ihm, da er erstens seinen Staat ordentlich verwaltete und zweitens keine Kriege führte. Landgraf Wilhelm IV. verabscheute den Krieg. Er sagte über den Krieg: „es ist kain abscheulicher ding auf erden als ein krieg“.
Mit dem Alter kann eine Zunahme leichtgradiger Entzündungsprozesse beobachtet werden, von denen angenommen wird, dass sie den typischen, altersbedingten Verlust an Muskelmasse, -kraft und -funktion „befeuern“. Diese als Inflammaging bezeichneten Prozesse können auf ein komplexes Zusammenspiel aus einem dysfunktionalen (viszeralen) Fettgewebe, einer Dysbiose und damit einhergehender mikrobiellen Translokation und geringeren Abwehrfähigkeit sowie einer insgesamt zunehmenden Immunseneszenz zurückgeführt werden. In Summa begünstigt ein pro-inflammatorisches Milieu metabolische Störungen und chronische, altersassoziierte Erkrankungen, die das Entzündungsgeschehen aufrechterhalten oder vorantreiben. Neben einem essenziellen Bewegungsmangel trägt auch eine westlich geprägte, industrialisierte Ernährungsweise zum Entzündungsgeschehen und zur Entwicklung chronischer Erkrankungen bei. Daher liegt die Vermutung nahe, dem Entzündungsgeschehen mit ausreichend Bewegung und einer anti-inflammatorischen Ernährung entgegenzuwirken. In dieser Hinsicht werden insbesondere Omega-3-Fettsäuren (Omega-3) mit anti-inflammatorischen Eigenschaften verbunden. Obwohl ein Zusammenhang zwischen dem ernährungsbedingten Inflammationspotenzial bzw. der Zufuhr von Omega-3 und dem Inflammationsprofil bereits untersucht wurde, fehlen bislang Untersuchungen insbesondere bei älteren Erwachsenen, die den Link zwischen dem Inflammationspotenzial der Ernährung und Sarkopenie-relevanten Muskelparametern herstellen.
Aufgrund des Proteinmehrbedarfs zum Erhalt der funktionellen Muskulatur im Alter wurde bereits eine Vielzahl an Sport- und Ernährungsinterventionen durchgeführt, die eine Verbesserung des Muskelstatus mit Hilfe von strukturiertem Krafttraining und einer proteinreichen Ernährung zeigen. Es gibt zudem Hinweise, dass Omega-3 auch die Proteinsynthese verstärken könnten. Unklar ist jedoch, inwiefern eine anti-inflammatorische Ernährung mit Fokus auf Omega-3 sowohl die Entzündungsprozesse als auch den Muskelproteinmetabolismus und die neuromuskuläre Funktionalität im Alter günstig unterstützen kann. Dies vor allem im Hinblick auf die Muskelleistung, die eng mit der Sturzneigung und der Autonomie im Alltag verknüpft ist, aber in Interventionsstudien mit älteren Erwachsenen bisher wenig Berücksichtigung erhielt. Darüber hinaus werden häufig progressive Trainingselemente genutzt, die nach Studienabschluss oftmals wenig Anschluss im Lebensalltag der Betroffenen finden und somit wenig nachhaltig sind. Ziel dieser Arbeit war demnach die Evaluierung einer proteinreichen und zusätzlich mit Omega-3 supplementierten Ernährung in Kombination mit einem wöchentlichen Vibrationstraining und altersgemäßen Bewegungsprogramm auf Inflammation und neuromuskuläre Funktion bei älteren, selbständig lebenden Erwachsenen.
Hierzu wurden zunächst mögliche Zusammenhänge zwischen dem ernährungsbedingten Inflammationspotenzial, ermittelt anhand des Dietary Inflammatory Index, und dem Muskelstatus sowie dem Inflammationsprofil im Alter eruiert. Dazu dienten die Ausgangswerte von älteren, selbständig lebenden Erwachsenen einer postprandialen Interventionsstudie (POST-Studie), die im Querschnitt analysiert wurden. Die Ergebnisse bestätigten, dass eine pro-inflammatorische Ernährung sich einerseits in einem stärkeren Entzündungsgeschehen widerspiegelt und andererseits mit Sarkopenie-relevanten Parametern, wie einer geringeren Muskelmasse und Gehgeschwindigkeit, ungünstig assoziiert ist. Darüber hinaus zeigten sich diese Zusammenhänge auch in Bezug auf die Handgreifkraft bei den inaktiven, älteren Erwachsenen der Studie.
Anschließend wurde in einer explorativ ausgerichteten Pilot-Interventionsstudie (AIDA-Studie) in einem dreiarmigen Design untersucht, inwieweit sich eine Supplementierung mit Omega-3 unter Voraussetzung einer optimierten Proteinzufuhr und altersgemäßen Sportintervention mit Vibrationstraining auf die neuromuskuläre Funktion und Inflammation bei selbständig lebenden, älteren Erwachsenen auswirkt. Nach acht Wochen Intervention zeigte sich, dass eine mit Omega-3 supplementierte, proteinreiche Ernährung die Muskelleistung insbesondere bei den älteren Männern steigerte. Während sich die Kontrollgruppe nach acht Wochen Sportintervention nicht verbesserte, bestätigte sich zusätzlich eine Verbesserung der Beinkraft und der Testzeit beim Stuhl-Aufsteh-Test der älteren Erwachsenen mit einer proteinreichen Ernährung in Kombination mit der Sportintervention.
Darüber hinaus wurde deutlich, dass die zusätzliche Omega-3-Supplementierung insbesondere bei den Männern eine Reduktion der pro-inflammatorischen Zytokine im Serum zur Folge hatte. Allerdings spiegelten sich diese Beobachtungen nicht auf Genexpressionsebene in mononukleären Immunzellen oder in der LPS-induzierten Sekretion der Zytokine und Chemokine in Vollblutzellkulturen wider. Dies erfordert weitere Untersuchungen.
Reflexion und Reflexivität
(2023)
Reflexion gilt in der Lehrkräftebildung als eine Schlüsselkategorie der professionellen Entwicklung. Entsprechend wird auf vielfältige Weise die Qualität reflexionsbezogener Kompetenzen untersucht. Eine Herausforderung hierbei kann in der Annahme bestehen, von der Analyse schriftlicher Reflexionen unmittelbar auf die Reflexivität einer Person zu schließen, da Reflexion stets kontextspezifisch als Abbild reflexionsbezogener Argumentationsprozesse angesehen werden sollte und reflexionsbezogenen Dispositionen unterliegt. Auch kann die Qualität einer Reflexion auf mehreren Dimensionen bewertet werden, ohne quantifizierbare, absolute Aussagen treffen zu können.
Daher wurden im Rahmen einer Physik-Videovignette N = 134 schriftliche Fremdreflexionen verfasst und kontextspezifische reflexionsbezogene Dispositionen erhoben. Expert*innen erstellten theoriegeleitet Qualitätsbewertungen zur Breite, Tiefe, Kohärenz und Spezifität eines jeden Reflexionstextes. Unter Verwendung computerbasierter Klassifikations- und Analyseverfahren wurden weitere Textmerkmale erhoben. Mittels explorativer Faktorenanalyse konnten die Faktoren Qualität, Quantität und Deskriptivität gefunden werden. Da alle konventionell eingeschätzten Qualitätsbewertungen durch einen Faktor repräsentiert wurden, konnte ein maximales Qualitätskorrelat kalkuliert werden, zu welchem jede schriftliche Fremdreflexion im Rahmen der vorliegenden Vignette eine computerbasiert bestimmbare Distanz aufweist. Diese Distanz zum maximalen Qualitätskorrelat konnte validiert werden und kann die Qualität der schriftlichen Reflexionen unabhängig von menschlichen Ressourcen quantifiziert repräsentieren. Abschließend konnte identifiziert werden, dass ausgewählte Dispositionen in unterschiedlichem Maße mit der Reflexionsqualität zusammenhängen. So konnten beispielsweise bezogen auf das Physik-Fachwissen minimale Zusammenhänge identifiziert werden, wohingegen Werthaltung sowie wahrgenommene Unterrichtsqualität eng mit der Qualität einer schriftlichen Reflexion in Verbindung stehen können.
Es wird geschlussfolgert, dass reflexionsbezogene Dispositionen moderierenden Einfluss auf Reflexionen nehmen können. Es wird empfohlen bei der Erhebung von Reflexion mit dem Ziel der Kompetenzmessung ausgewählte Dispositionen mit zu erheben. Weiter verdeutlicht diese Arbeit die Möglichkeit, aussagekräftige Quantifizierungen auch in der Analyse komplexer Konstrukte vorzunehmen. Durch computerbasierte Qualitätsabschätzungen können objektive und individuelle Analysen und differenzierteres automatisiertes Feedback ermöglicht werden.
In dieser Dissertation konnten erfolgreich mechanisch stabile Hydrogele über eine freie radikalische Polymerisation (FRP) in Wasser synthetisiert werden. Dabei diente vor allem das Sulfobetain SPE als Monomer. Dieses wurde mit dem über eine nukleophile Substitution erster bzw. zweiter Ordnung hergestellten Vernetzer TMBEMPA/Br umgesetzt.
Die entstandenen Netzwerke wurden im Gleichgewichtsquellzustand im Wesentlichen mittels Niederfeld-Kernresonanzspektroskopie, Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS), Rasterelektronenmikroskopie mit Tieftemperaturtechnik (Kryo-REM), dynamisch-mechanische Analyse (DMA), Rheologie, thermogravimetrische Analyse (TGA) und dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) analysiert.
Das hierarchisch aufgebaute Netzwerk wurde anschließend für die matrixgesteuerten Mineralisation von Calciumphosphat und –carbonat genutzt. Über das alternierende Eintauchverfahren (engl. „alternate soaking method“) und der Variation von Mineralisationsparametern, wie pH-Wert, Konzentration c und Temperatur T konnten dann verschiedene Modifikationen des Calciumphosphats generiert werden. Das entstandene Hybridmaterial wurde qualitativ mittels Röntgenpulverdiffraktometrie (XRD), abgeschwächte Totalreflexion–fouriertransformierte Infrarot Spektroskopie (ATR-FTIR), Raman-Spektroskopie, Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDXS) und optischer Mikroskopie (OM) als auch quantitative mittels Gravimetrie und TGA analysiert.
Für die potentielle Verwendung in der Medizintechnik, z.B. als Implantatmaterial, ist die grundlegende Einschätzung der Wechselwirkung zwischen Hydrogel bzw. Hybridmaterial und verschiedener Zelltypen unerlässlich. Dazu wurden verschiedene Zelltypen, wie Einzeller, Bakterien und adulte Stammzellen verwendet. Die Wechselwirkung mit Peptidsequenzen von Phagen komplettiert das biologische Unterkapitel.
Hydrogele sind mannigfaltig einsetzbar. Diese Arbeit fasst daher weitere Projektperspektiven, auch außerhalb des biomedizinischem Anwendungsspektrums, auf. So konnten erste Ansätze zur serienmäßige bzw. maßgeschneiderte Produktion über das „Inkjet“ Verfahren erreicht werden. Um dies ermöglichen zu können wurden erfolgreich weitere Synthesestrategien, wie die Photopolymerisation und die redoxinitiierte Polymerisation, ausgenutzt. Auch die Eignung als Filtermaterial oder Superabsorber wurde analysiert.