15 Fakultätsübergreifend / Sonstige Einrichtung
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Item Open Access Quasicrystal structures from the crystallographic viewpoint(1988) Gähler, Franz; Fröhlich, J. (Prof. Dr.)Quasikristalle sind neuartige Phasen, die in schnell abgekühlten Metall-Legierungen vorkommen. Ihre wichtigste Eigenschaft ist, dass Ihre Fourier-Transformierte aus scharfen Bragg-Peaks besteht, deren Positionen und Intensitäten eine Punktsymmetrie haben, die mit einer dreidimensionalen periodischen Struktur nicht verträglich ist. Die Positionen der Bragg-Peaks eines Quasikristalls können jedoch alle als ganzzahlige Linearkombinationen von endlich vielen fundamentalen Wellenvektoren geschrieben werden; dies legt nahe, diese Strukturen als Schnitt durch eine höherdimensionale, periodische Struktur aufzufassen.Item Open Access Methode zur technischen Auslegung von Vakuumgreifsystemen mit einer Mindesthaltedauer auf Basis fluidischer Untersuchungen(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2020) Straub, David; Verl, Alexander (Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult.)Der Trend der Robotisierung zeigt sich unter anderem darin, dass neben den Industrierobotern, die hinter Schutzzäunen zum Einsatz kommen, immer mehr Roboter für kollaborative Anwendungen herangezogen werden. Da ein großer Teil aller Industrieroboter für Handhabungsaufgaben verwendet wird, entstehen durch den schutzzaunlosen Betrieb der Roboter neue Herausforderungen für die Auslegung von für diese Handhabungsaufgaben verwendeten Greifsysteme. Sicherheitseinrichtungen formschlüssiger mechanischer Greifsysteme sind bekannt, wirken sich jedoch aufgrund der mit dem umschließenden Griff einhergehenden vergrößerten äußeren Abmaße nachteilig auf den Handhabungsvorgang aus. Vakuumgreifsysteme sind hier infolge des einseitigen Griffs im Vorteil, verfügen dadurch jedoch über keine Sicherheitseinrichtungen, die einen Verlust des Werkstücks bei Auftreten eines Energieausfalls, zumindest temporär, verhindern. Um diesen Zielkonflikt zu lösen, wird in dieser Arbeit eine Methode für die technische Auslegung von Vakuumgreifsystemen mit einer Mindesthaltedauer auf Basis fluidischer Untersuchungen entwickelt. Die dafür relevanten fluidischen Vorgänge, insbesondere die Leckage, werden ausführlich untersucht. Die entwickelte Methode nutzt die Kenntnisse der Leckage eines Referenzsystems und erlaubt es, Aussagen darüber zu treffen, wie sich Anpassungen des Referenzsystems an die jeweilige Handhabungsaufgabe auf die Haltedauer des Werkstücks auswirken. Durch die Methode ist es daher möglich, aufbauend auf dem bekannten Vorgehen zur Auslegung von Vakuumgreifsystemen zur Aufbringung einer erforderlichen Mindestgreifkraft, eine zusätzliche Auslegung zur Erreichung einer Mindesthaltedauer im Auftreten eines Energieausfalls durchzuführen.Item Open Access Hochauflösende Beschleunigungssensoren mit Tunnelstrecke(2000) Strobelt, Tilo; Sandmaier, Hermann (Prof. Dr.-Ing.)Ziel der Arbeit ist es, alle zur Konstruktion von hochauflösenden Beschleunigungssensoren mit Tunnelstrecke erforderlichen theoretischen Grundlagen zur Verfügung zu stellen und deren Anwendbarkeit an Hand des Entwurfes und der Realisierung eines Sensors nachzuweisen. Wesentliche Themen des theoretischen Teiles der Arbeit sind hierbei: die Beschreibung der Funktion einer Tunnelstrecke sowie die Herleitung der Rauschanteile, welche die Auflösung von Beschleunigungssensoren beschränken. Es wird deutlich, dass die hohe Auflösung des Tunneleffektes den Einsatz einer aktiven Regelung und hochempfindlicher Stellelemente erforderlich macht. Vergleicht man alle in Beschleunigungssensoren auftretenden Rauschquellen, so stellt man fest, daß die Nachweisgrenze hochauflösender Beschleunigungssensoren vom thermische Rauschen des Feder-Masse-Systems bestimmt wird. Auf den hergeleiteten konstruktiven Grundlagen aufbauend, wird anschließend die Entwicklung eines Sensors mit einer Nachweisgrenze von 1E-6 g (g= Erdbeschleunigung) beschrieben. Hierbei wird die mikrotechnischen Konstruktion dargestellt und ausführlich auf die Entwicklung der erforderlichen Sensorelektronik eingegangen. Um die elektronische Regelung geeignet auslegen und optimieren zu können, wurde das dynamische Verhalten des Gesamtsystems analytisch beschrieben. Die geeignete Wahl der Parameter wurde mit Hilfe eines numerischen Modells des Gesamtsystems nochmals überprüft. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ferner ein Messplatz entwickelt, auf dem die Beschleunigungssensoren nach ihrer Fertigstellung charakterisiert worden sind. Erstmalig wurde es so möglich, derartige Sensoren direkt an ihrer Auflösungsgrenze zu vermessen. Die dem Rauschen äquivalente Beschleunigung wird mit ca. 2.5E-6 g gemessen, stimmt also mit den theoretischen Vorhersagen gut überein.Item Open Access Methode zur modellierungsbasierten, präventiven Qualitätssicherung im Material Extrusion Verfahren(2020) Bähr, Friedrich; Westkämper, Engelbert (Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. mult.)Additive Fertigungstechnologien etablieren sich zunehmend für industrielle Anwendungen. Unbeherrschte Prozesse sowie mangelhafte Bauteilqualität bremsen jedoch die Verbreitung in der Serienanwendung. Die Fertigung von Qualität und Maßnahmen zu deren Absicherung im Sinne der Reproduzierbarkeit gestalten sich als besonders wichtig und herausfordernd. Mit Blick auf Losgröße eins reichen dem Prozess nachgelagerte Kontrollmaßnahmen nicht mehr aus. Die Forderung nach beherrschten und fähigen Prozessen bedarf einem hohen Maß an Prozessverständnis. In der Forschungsarbeit wird eine Methode zur präventiven Qualitätsabsicherung für das Fused Deposition Modeling (FDM), auch Material Extrusion (MEX), Verfahren vorgestellt. Sie basiert auf der Modellierung des Prozesses entlang einer systematischen Vorgehensweise in sieben Schritten. Ziel ist die Prognose von Abweichungen und resultierenden Fehlern und deren prophylaktische Abschaltung. Zunächst werden die auf den Prozess wirkenden Einflussfaktoren, deren Interferenzen und Zusammenhänge mit Bauteileigenschaften untersucht. Es folgt eine detaillierte Betrachtung der Wirkmechanismen und physikalischen Phänomene im Fused Deposition Modeling. Die Methode wird an einem eigens entwickelten, verfahrensspezifischen Prüfkörper und einer zweistufigen Finite-Elemente-Simulation evaluiert und validiert. Für die numerische Analyse wird zunächst der thermische Gradient des Prüfkörpers während der Abkühlung ermittelt. Darauf aufbauend folgt eine mechanisch-statische Analyse zur Bestimmung von prozess- und materialbedingter Schwindung, Eigenspannungen und resultierender Verformung. Die Simulation wird durch den Vergleich von Messwerten mit einem physischen Bauteil validiert. Es wird ein Werkzeug zur Vorhersage von Bauteileigenschaften vorgestellt, das sowohl praktisch applikabel ist, als auch Anwendung für weitere Schichtbauverfahren finden kann.Item Open Access Prozessplanungsmodell für eine Effizienzsteigerung von Inbetriebnahmeprozessen im Maschinenbau(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2021) Sebastian, Pöschl; Bauernhansl, Thomas (Prof. Dr.-Ing.)Der Maschinenbau ist maßgeblich am Erfolg der produzierenden Industrie beteiligt, daher ist ein effizienter Produktentstehungsprozess besonders wichtig Dabei weisen vor allem Inbetriebnahmeprozesse, die den größten Anteil an Fehlerentdeckungen im Gesamtprozess haben, ein großes Optimierungspotenzial auf. Der steigende Druck auf Unternehmen im Maschinenbau unterstreicht die Notwendigkeit, die Inbetriebnahme einer genaueren Betrachtung zu unterziehen. Untersucht werden insbesondere Prüf- und Einstellprozesse, um die Justage zu verändern und nicht planbare Fehler zu finden. Während im Maschinenbau die Wahrscheinlichkeiten von Fehlern statistisch belegbar sind, muss in Neuentwicklungsprozessen und im Sondermaschinenbau auf Experten-erfahrungen zurückgegriffen werden. Der Forschungsansatz dieser Arbeit verdeutlicht das Potenzial der Prozessplanung unter der Berücksichtigung von Fehlerrisiken während der Inbetriebnahme. Damit wird in der Prozessplanung erstmals eine Risikoanalyse in die Berechnung der Durchlaufzeit integriert. Mithilfe eines Bayeschen Netzes kann die Struktur eines Prozessplans modelliert und mit Fehlerwahrscheinlichkeiten hinterlegt werden. Wegen der unsicheren Datenlage, insbesondere im Maschinenbau, sollte eine Robustheits-analyse in die Auswertung integriert und damit die Wahrscheinlichkeit der Auswahl des effizientesten Prozesses erhöht werden. Weiterhin werden für die Verbesserung der Datenqualität Akquisekonzepte für den Maschinenbau in den Planungsprozess eingeführt. Auf diese Weise ist es erstmals möglich, nicht nur die Durchlaufzeit eines Projektes zu betrachten, sondern gleichzeitig die wahrscheinlichste Durchlaufzeit und das resultierende Fehlerrisiko für den Kunden zu errechnen. In Fallbeispielen wird eine Prozessoptimierung beschrieben und die Durchlaufzeit um bis zu 40% reduziert. Der Ansatz dieses Prozessplanungsmodells für eine Effizienzsteigerung in Inbetriebnahmeprozessen im Maschinenbau leistet damit einen ent-scheidenden Beitrag, eine Forschungslücke in der Inbetriebnahme zu schließen. Zudem unterstützt er den Planungsprozess, indem er Risiken transparent darstellt.Item Open Access Scheduling & routing time-triggered traffic in time-sensitive networks(2018) Nayak, Naresh Ganesh; Rothermel, Kurt (Prof. Dr. rer. nat. Dr. h. c.)The application of recent advances in computing, cognitive and networking technologies in manufacturing has triggered the so-called fourth industrial revolution, also referred to as Industry 4.0. Smart and flexible manufacturing systems are being conceived as a part of the Industry 4.0 initiative to meet the challenging requirements of the modern day manufacturers, e.g., production batch sizes of one. The information and communication technologies (ICT) infrastructure in such smart factories is expected to host heterogeneous applications ranging from the time-sensitive cyber-physical systems regulating physical processes in the manufacturing shopfloor to the soft real-time analytics applications predicting anomalies in the assembly line. Given the diverse demands of the applications, a single converged network providing different levels of communication guarantees to the applications based on their requirements is desired. Ethernet, on account of its ubiquity and its steadily growing performance along with shrinking costs, has emerged as a popular choice as a converged network. However, Ethernet networks, primarily designed for best-effort communication services, cannot provide strict guarantees like bounded end-to-end latency and jitter for real-time traffic without additional enhancements. Two major standardization bodies, viz., the IEEE Time-sensitive Networking (TSN) Task Group (TG) and the IETF Deterministic Networking (DetNets) Working Group are striving towards equipping Ethernet networks with mechanisms that would enable it to support different classes of real-time traffic. In this thesis, we focus on handling the time-triggered traffic (primarily periodic in nature) stemming from the hard real-time cyber-physical systems embedded in the manufacturing shopfloor over Ethernet networks. The basic approach for this is to schedule the transmissions of the time-triggered data streams appropriately through the network and ensure that the allocated schedules are adhered with. This approach leverages the possibility to precisely synchronize the clocks of the network participants, i.e., end systems and switches, using time synchronization protocols like the IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTP). Based on the capabilities of the network participants, the responsibility of enforcing these schedules can be distributed. An important point to note is that the network utilization with respect to the time-triggered data streams depends on the computed schedules. Furthermore, the routing of the time-triggered data streams also influences the computed transmission schedules, and thus, affects the network utilization. The question however remains as to how to compute transmission schedules for time-triggered data streams along with their routes so that an optimal network utilization can be achieved. We explore, in this thesis, the scheduling and routing problems with respect to the time-triggered data streams in Ethernet networks. The recently published IEEE 802.1Qbv standard from the TSN-TG provides programmable gating mechanisms for the switches enabling them to schedule transmissions. Meanwhile, the extensions specified in the IEEE 802.1Qca standard or the primitives provided by OpenFlow, the popular southbound software-defined networking (SDN) protocol, can be used for gaining an explicit control over the routing of the data streams. Using these mechanisms, the responsibility of enforcing transmission schedules can be taken over by the end systems as well as the switches in the network. Alternatively, the scheduling can be enforced only by the end systems or only by the switches. Furthermore, routing alone can also be used to isolate time-triggered data streams, and thus, bound the latency and jitter experienced by the data streams in absence of synchronized clocks in the network. For each of the aforementioned cases, we formulate the scheduling and routing problem using Integer Linear Programming (ILP) for static as well as dynamic scenarios. The static scenario deals with the computation of schedules and routes for time-triggered data streams with a priori knowledge of their specifications. Here, we focus on computing schedules and routes that are optimal with respect to the network utilization. Given that the scheduling problems in the static setting have a high time-complexity, we also present efficient heuristics to approximate the optimal solution. With the dynamic scheduling problem, we address the modifications to the computed transmission schedules for adding further or removing already scheduled time-triggered data streams. Here, the focus lies on reducing the runtime of the scheduling and routing algorithms, and thus, have lower set-up times for adding new data streams into the network.Item Open Access Mehrskalige Simulation von synthetischem Filtermaterial im rotativen Verarbeitungsprozess(2023) Höss, Kai; Schmauder, Siegfried (Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c.)Die vorliegende Arbeit erforscht simulativ das elastisch-plastische Verformungsverhalten von Polymerfaser-basierten Filtermedien im rotativen Verarbeitungsprozess. Die Berücksichtigung des anisotropen Materialverhaltens des Fasernetzwerks unter Zug, Druck und Schub ist hierbei essenziell. Eine 3D-Materialprüfungsreihe charakterisiert das Materialverhalten des porösen und faserigen Materials und dient dazu, erstmals das elastisch-plastische Verformungsverhalten von Filtermedien in allen drei Raumrichtungen und unter den Hauptlastfällen Zug, Druck und Schub umfassend zu untersuchen. Nach der Materialcharakterisierung wird ein robustes Mikrostruktursimulationsmodell entwickelt, das die Vorhersage des elastisch-plastischen Verhaltens von polymerbasierten Filtermedien ermöglicht. Besonderes Augenmerk liegt auf der Mikrostrukturanalyse und der Auswahl repräsentativer Volumenelemente. Das Modell wird anhand von Materialprüfungsergebnissen validiert. Die Mikrostruktursimulation liefert Erkenntnisse über die effektiven mechanischen Eigenschaften, die in einer Prozesssimulation des rotativen Verarbeitungsprozesses auf der Kontinuumsebene genutzt werden.Item Open Access Die Rolle des p53-Status für die Sensitivität von Tumoren gegenüber unterschiedlichen p53 Aktivatoren(2014) Weilbacher, Andrea; Peter Scheurich (Prof. Dr.)Die tumorsuppressiven Eigenschaften von p53 gelten als zentral bei der Aufrechterhaltung der genomischen Stabilität. Auf Grund dessen spielt p53 eine Schlüsselrolle bei der Reaktion auf genomischen Stress welcher unter anderem durch klassische Chemotherapeutika, wie beispielsweise Cisplatin, induziert wird. In der vorliegenden Studie wurde die Rolle des p53-Status für die Sensitivität gegenüber p53-aktivierenden Substanzen untersucht. Hierfür wurde eine Auswahl von Zelllinien aus verschiedenen Entitäten und mit unterschiedlichen p53-Genotypen sowie Tumor-assoziierte Fibroblasten aus der humanen Lunge und PBMNCs von gesunden Donoren verwendet. Als p53-Aktivatoren wurden neben dem klassischen DNA-modifizierenden Molekül Cisplatin die direkten Aktivatoren von p53, Nutlin-3 und RITA eingesetzt. Die Behandlung mit Nutlin-3 führte selektiv in wtp53-exprimierenden Zellen zu einem G1-Arrest. Dieser trat auch in primären, nichtmalignen Zellen auf. Nutlin-3 agiert somit selektiv in wtp53-exprimierenden Zellen, nicht aber tumorselektiv. Die wtp53-selektive Wirkungsweise konnte weder nach Cisplatin- noch nach RITA-Behandlung nachgewiesen werden. Beide Substanzen induzierten Zelltod auch in mtp53-Systemen oder im Falle von RITA auch in der p53-null-Zelllinie OVCAR5. Der durch Cisplatin und RITA induzierte Zelltod in der wtp53-exprimierenden Zelllinie NTERA-2D1 konnte auf die Aktivierung von wtp53 zurückgeführt werden. Hingegen war der in den mtp53-exprimierenden Zelllinien OVCAR3 und OVCAR4 induzierte Zelltod im Falle einer Behandlung mit Cisplatin oder RITA unabhängig von mtp53. Zudem führte die siRNA-vermittelte Depletion von p63 und p73 zu keiner Verminderung des Zelltods. Cisplatin und RITA können somit unabhängig von der p53-Superfamilie Zelltod in p53-defekten Systemen induzieren. Dieser war für beide Substanzen auf die Aktivierung der mitochondrialen Effektoren BAX und BAK zurückzuführen. Die Induktion von Zelltod nach Cisplatin-Behandlung konnte weiterhin auf die Aktivierung der pro-apoptotischen Bcl-2-Proteine NOXA und PUMA zurückgeführt werden. Die Analyse der konstitutiven Expression der Bcl-2-Proteine in der gesamten Zelllinienauswahl zeigte eine signifikante Korrelation des Verhältnisses aus pro- und anti-apoptotischen Bcl-2-Proteinen gegenüber der Cisplatin-Sensitivität. NOXA und Bcl-w wurden in diesem Ansatz als prädiktive Marker der Cisplatin-Sensitivität innerhalb der Zellauswahl identifiziert. Die Kombinationsbehandlung von Cisplatin mit dem BH3-mimetic ABT-737 führte zu einer Sensitivierung von Cisplatin-insensitiven Zellen. Im Falle der Behandlung mit RITA konnte keine Korrelation zwischen dem Verhältnis aus pro- und anti-apoptotischen Bcl-2-Proteinen und dem durch RITA induzierten Zelltod festgestellt werden. Jedoch erwies sich die Herunterregulation von anti-apoptotischen Bcl-2-Proteinen nach RITA-Behandlung als wichtig für die Induktion von Apoptose. Infolgedessen führte die Kombinationsbehandlung von RITA mit ABT-737 zu einer Verstärkung des RITA-induzierten Zelltods in RITA-sensitiven Zellen. RITA-insensitive Zellen blieben dabei unbeeinflusst. Weiterhin konnte der durch RITA vermittelte Zelltod in p53-defekten Systemen auf die Aktivierung des JNK- und p38-Signaltransduktionsweges zurückgeführt werden. Insbesondere JNK1 erwies sich als entscheidend für die Induktion von Apoptose nach RITA-Behandlung. Im Vergleich der drei Substanzen zeigte sich überraschenderweise eine größere Ähnlichkeit von RITA zu Cisplatin als zu Nutlin-3. Cisplatin, als klassischer über DNA-Schädigung wirkender p53-Aktivator, führte zur Induktion von Zelltod in Zelllinien welche nahezu alle auch sensitiv gegenüber der Behandlung mit RITA waren. Potentiell könnte somit auch RITA über DNA-Schädigungen Zelltod induzieren. Intrazellulär führen jedoch beide Substanzen zu unterschiedlichen Effekten. Während Cisplatin zu einer Hochregulation von pro-apoptotischen BH3-only-Proteinen führt, induziert die Behandlung mit RITA eine Reduktion anti-apoptotischer Bcl-2-Proteine. Im Falle von Cisplatin konnte die Proteinkonzentration von NOXA und Bcl-w als Marker für die Sensitivität innerhalb der Zellauswahl identifiziert werden. RITA hingegen induzierte Zelltod nur in einer bestimmten Gruppe von Zellen, weshalb der Transport von RITA ein potentieller Marker für die RITA-Sensitivität darstellen könnte. Zusammenfassend konnte in der verwendeten Zellauswahl sowohl nach Nutlin-3-, als auch nach Cisplatin- oder RITA-Behandlung ein Einfluss von wtp53 für die Sensitivität nachgewiesen werden. Allerdings konnten durch Cisplatin und RITA auch Effekte unabhängig von p53 vermittelt werden. Interessanterweise führte die Behandlung mit RITA zu einer von der p53-Superfamilie und von der Aktivierung des JNK-Signaltransduktionsweges unabhängigen Regulation von p53-Zielgenen. Dementsprechend können im p53-defekten System p53-Zielgene sowie typische p53-Funktionen durch die Aktivierung p53-unabhängiger Signalwege vermittelt werden.Item Open Access Beitrag zur Entwicklung eines energieeffizienten Elektrolyseverfahrens für Neodym in geschmolzenen Chloriden(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2021) Öhl, Johannes; Bauernhansl, Thomas (Univ.-Prof. Dr.-Ing.)Neodym ist ein Hauptbestandteil von Neodym-Eisen-Bor-Magneten, den derzeit leistungsfähigsten Magneten. Diese sind essenziell für Hochtechnologieanwendungen wie Elektrofahrzeuge, Windkraftanlagen und IT-Bauteilen. Da Neodym wie alle anderen Seltenerdmetalle größtenteils in China produziert wird, müssen in Europa neue Quellen für Neodym erschlossen werden, um die Importabhängigkeit zu mindern. Der nachhaltigste Weg ist das Recycling von End-of-Life Magneten. Mehrere Verfahren wurden bereits getestet, besonders bei der Umwandlung von Neodymsalzen in metallisches Neodym besteht jedoch noch großer Forschungsbedarf. Aus diesem Grund beschäftigt sich diese Arbeit mit der Entwicklung eines nachhaltigen Elektrolyseprozesses zur Neodymgewinnung. Um den Energieverbrauch in der Elektrolyse möglichst gering zu halten, wurde eine Schmelze aus Kaliumchlorid, Lithiumchlorid und Neodymchlorid bei ca. 500 °C als Elektrolyt verwendet, statt über 1000 °C in der industriellen Anwendung. In den Experimenten stellte sich heraus, dass die Abscheidung von Neodym auf einer inerten Wolframkathode nicht ohne weiteres möglich ist. Es entsteht stattdessen feinkristallines Neodym-Metall innerhalb des Elektrolyten, das nicht extrahiert werden kann. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurde daher der Mechanismus der Abscheidung aufgeklärt und gezeigt, dass die Elektrolyseergebnisse maßgeblich durch Neodym-Intermediate beeinflusst wird. Mit diesen Erkenntnissen ist eine gezielte Weiterentwicklung der Elektrolyse möglich, um Neodym bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen zu gewinnen.Item Open Access Entwicklung eines autologen Fettgewebeersatzes mit angiogenen Eigenschaften auf Basis einer adipogenen Alginatmatrix in Kombination mit humanen mesenchymalen Stammzellen(2013) Handel, Marina; Pfizenmaier, Klaus (Prof. Dr.)Die Rekonstruktion von subkutanem Fettgewebe stellt die Plastische Chirurgie noch immer vor eine große Herausforderung, denn für großflächige Gewebeschäden steht meist nicht ausreichend patienteneigenes Gewebe zur Verfügung. In der Regenerativen Medizin arbeitet man daher an künstlichem Fettgewebeersatz. Aufgrund der schlechten Vaskularisierung weisen diese Ansätze jedoch eine unzureichende Nährstoffversorgung auf, woraus eine Transplantatvolumenreduktion von bis zu 60 % resultiert. In dieser Arbeit wurde daher der Ansatz des "Adipose Tissue Engineering" (ATE) verfolgt, einer neuen Variante zur Rekonstruktion von subkutanem Fettgewebe. Geeignete Trägerstrukturen (z.B. textile Implantate) wurden mit patienteneigenen Vorläuferzellen besiedelt und zu Fettzellen differenziert, um autologes Fettgewebe in situ - de novo zu generieren. Dieser Fettgewebeersatz auf Basis humaner Stammzellen aus Fettgewebe (hASC) zeigte dabei ausgeprägte angiogene Eigenschaften. Das adipogene Differenzierungspotenzial sowie die Sekretion pro-angiogener Zytokine der hASC wurde ermittelt. Ein spezifischer VEGF-Knockdown bestätigte VEGF als potentes pro-angiogenes Zytokin, weshalb die VEGF-Sekretion stellvertretend für weitere pro-angiogene Zytokine humaner ASC ermittelt wurde. Standardisierte in vitro Angiogenese-Modelle belegten ein erhöhtes angiogenes Potenzial hASC besiedelter Implantate. Diese in vitro Ergebnisse wurden mit dem in vivo CAM Angiogenese Assay bestätigt. Die Kombination von Implantatmaterialien mit hASC zeigte auch hierbei stets ein verbessertes angiogenes Potenzial. Mit fortschreitender adipogener Differenzierung nahm die VEGF-Sekretion humaner ASC hingegen rapide ab. Um das pro-angiogene Potenzial der Vorläuferzellen post transplantationem nutzen zu können, ist daher zu empfehlen, native hASC zu verwenden. Hierzu wurden erste adipogene Alginatstrukturen entwickelt, welche über integrierte Differenzierungsfaktoren eine adipogene Differenzierung immobilisierter hASC induzierten. Die Ergebnisse dieses Ansatz des ATE zeigten auf, dass eine Differenzierung der Vorläuferzellen durch das Scaffoldmaterial post transplantationem induziert werden kann, was aus therapeutischer Sicht sowohl die erforderliche VEGF-Sekretion humaner ASC und somit das angiogene Potenzial zum Zeitpunkt der Implantation sicherstellen, als auch die Zeitspanne vor einer Geweberekonstruktion deutlich verkürzen würde.