Mikrofluidisches in-vitro Modell der Blut-Hirn-Schranke mit aktiver Zellassemblierung mittels Dielektrophorese

Neue aussichtsreiche Pharmazeutika scheitern regelmäßig in späten Entwicklungsphasen und stehen somit nicht als wertvolle Wirkstoffe zur Verfügung. Ein Grund hierfür ist die komplexe Pharmakinetik und der Mangel an geeigneten in-vitro Modellen. Diese Dissertation befasst sich daher mit der Entwicklung neuartiger in-vitro Membranmodelle am Beispiel der Blut-Hirn-Schranke (BHS). Dabei werden die Umgebungsbedinungen der Endothelzellen auf einem Mikrofluidikchip nachgebildet und die Steuerung der Zellpositionen mittels Dielektrophorese realisiert. Die Auslegung und Optimierung des Chip-Designs, die Entwicklung einer in-situ Membran sowie die Ermittlung der Randbedingungen sind wesentliche Bestandteil dieser Arbeit. Weithin werden neben den FEM-Simulationen zur Designentwicklung u.a. auch wichtige Einflussgebende Parameter zur Erstellung eines solchen Mikroorgans vorstellt. Darüber hinaus wird das so aufgebaute Modell mittels Rhodamins, Fluorescein und FITC-Dextran charakterisiert und die Grenzen des Modells erörtert. Als neuartig kann die in-situ Herstellung einer vertikalen Polyamidmembran in einem Polymerchip bezeichnet werden, die im Rahmen dieser Arbeit entwickelt wurde. Sie lässt sich in geschlossenen Polymerchips herstellen und könnte als Basis auch für andere Anwendungen dienen.