Elektrische Levitationsdetektion für die Verwendung im Tissue Engineering

Abstract

Zusammenfassung Die Züchtung und Gestaltung biologischen Gewebes im Labor (Tissue Engineering) verspricht breite medizinische Anwendung. Die notwendige Strukturierung der künstlichen Gewebe kann mittels stehender Ultraschallwellen durch Levitation erfolgen. In diesem Beitrag wird eine Methode zur elektrischen Detektion der Levitation und Experimente zu ihrer Verifizierung vorgestellt. Die Ultraschallwellen werden mit piezoelektrischen Wandlern erzeugt. Die Kontrolle der Levitation beruht auf der Auswertung der Sendespannung. Optische Aufnahmen levitierter Kunststoffpartikel erlaubten die frequenzabhängige Ermittlung der Levitationsebenenabstände und eine Korrelation zu den Sendespannungen. Es zeigte sich, dass die Levitationsbedingung über einen relativ breiten Frequenzbereich erfüllt ist. Durch Berücksichtigung der frequenzabhängigen Sendeleistung kann mittels einer normierten Kurve ein gleichmäßiger Schalldruck über den gesamten für die Levitation relevanten Frequenzbereich eingestellt werden. Die gewonnenen Ergebnisse fließen in die Entwicklung eines Gerätes ein, mit dem parallel mehrere Proben für das Tissue Engineering per Levitation gezielt strukturiert werden können. Die Proben werden dabei nutzerfreundlich in Silikon- oder Teflon-Kammern prozessiert, indem ein Ultraschallsender und eine Reflektorplatte verwendet werden. Damit können Versuchsreihen zum Tissue-Engineering effizienter als bisher durchgeführt werden.