Zylindrische Polymakromonomere als Template für die Herstellung von Nanostrukturen

Mit dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Polymakromonomere als vielseitige Template zur Herstellung von nanostrukturierten Materialien eingesetzt werden können. Als Polymakromonomere bezeichnet man spezielle Polymerarchitekturen, bei denen jede Wiederholungseinheit der Hauptkette eine Seitenkette trägt. Die sterischen Wechselwirkungen zwischen den Seitenketten bewirken, dass Polymakromonomere nicht geknäult sondern wurmförmig gestreckt vorliegen. Auf Oberflächen scheiden sich die Polymakromonomere als zylindrische Strukturen ab, weshalb sie sich als Template für die Präparation von eindimensionalen Nanostrukturen eignen. So konnten, durch Reduktion von Metallsalzen an kationischen oder anionischen Polymakromonomeren, metallische Nanodrähte hergestellt werden. Hierzu wurde ein neuartiges Verfahren entwickelt, bei dem das Metallsalz elektrochemisch reduziert wird. Die Templatwirkung der Polymakromonomere zeigte sich dabei besonders eindrucksvoll. Denn obwohl mit überschüssigem Metallsalz gearbeitet wurde, fand die Nukleation und das Wachstum nur innerhalb der Polymerstruktur statt. Mit Hilfe der hochauflösenden TEM konnte belegt werden, dass durchgängige und kristalline Strukturen vorliegen.Für das Arbeiten in Lösung wurden amphipolare Kern-Schale Polymakromonomere hergestellt. Diese Systeme konnten für die Synthese von Polypyrrol in Lösung eingesetzt werden. Dabei gelang es eine Methode zu entwickelt, bei der das leitfähige Polymer nur im Kernbereich des Templats gebildet wird.

Investigations of cooperative interactions in template induced crystallization processes and kinetic studies of nucleation and growth by small-angle neutron scattering

Zusammenfassung Um zu einem besseren Verständnis des Prozesses der Biomineralisation zu gelangen, muss das Zusammenwirken der verschiedenen Typen biologischer Makromoleküle, die am Keimbildungs- und Wachstumsprozess der Minerale beteiligt sind, berücksichtigt werden. In dieser Arbeit wird ein neues Modellsystem eingeführt, das aus einem SAM (self-assembled monolayer) mit verschiedenen Funktionalitäten und unterschiedlichen, gelösten Makromolekülen besteht. Es konnte gezeigt werden, dass die Kristallisation von Vaterit (CaCO3) sowie Strontianit (SrCO3) Nanodrähten der Präsenz von Polyacrylat in Kooperation mit einer COOH-funktionalisierten SAM-Oberfläche zugeschrieben werden kann. Die Kombination bestehend aus einer polaren SAM-Oberfläche und Polyacrylat fungiert als Grenzfläche für die Struktur dirigierende Kristallisation von Nanodraht-Kristallen. Weiter konnte gezeigt werden, dass die Phasenselektion von CaCO3 durch die kooperative Wechselwirkung zwischen einer SAM-Oberfläche und einem daran adsorbierten hb-Polyglycerol kontrolliert wird. Auch die Funktionalität einer SAM-Oberfläche in Gegenwart von Carboxymethyl-cellulose übt einen entscheidenden Einfluss auf die Phasenselektion des entstehenden Produktes aus. In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen an CaCO3 zur homogenen Keimbildung, zur Nukleation in Gegenwart eines Proteins sowie auf Kolloiden, die als Template fungieren, mittels Kleinwinkel-Neutronenstreuung durchgeführt. Die homogene Kristallisation in wässriger Lösung stellte sich als ein mehrstufiger Prozess heraus. In Gegenwart des Eiweißproteins Ovalbumin konnten drei Phasen identifiziert werden, darunter eine anfänglich vorhandene amorphe sowie zwei kristalline Phasen.

IDACardOCR: App Android per la gestione di template di documenti di identità e l'acquisizione di dati anagrafici

Lo scopo di IDCardOCR è quello di permettere all'utente di acquisire i dati di una persona in formato strutturato eseguendo una semplice foto del suo documento di identità. I dati salvati saranno così a disposizione dell’utente in formato digitale. Permette, a differenze di altre applicazioni, la creazione di una maschera personalizzata dove è l’utente a decidere i dati da digitalizzare. Il riconoscimento ottico dei caratteri è implementato dal tool Tesseract-OCR Obiettivo della tesi è quello di approfondire lo studio dei sistemi di OCR e del loro funzionamento in ambiente Android, applicare tecniche di ritaglio e elaborazione delle immagini, approfondimento delle piattaforma di sviluppo. La tesi è cosi strutturata. Il primo capitolo contiene l’introduzione al problema, una panoramica sulle applicazioni esistenti e i motivi che ci hanno spinto ha scegliere la piattaforma di sviluppo Andriod. Il capitolo due tratta delle progettazione dell’applicazione attraverso diagrammi UML e introduce l’architettura del sistema. Il capitolo tre è incentrato sulla parte di sviluppo, infine nel quarto capitolo, si conclude la tesi con i risultati dei test effettuati e i possibili sviluppi futuri.

Quantitative 1-Step DNA Methylation Analysis with Native Genomic DNA as Template

DNA methylation analysis currently requires complex multistep procedures based on bisulfite conversion of unmethylated cytosines or on methylation-sensitive endonucleases. To facilitate DNA methylation analysis, we have developed a quantitative 1-step assay for DNA methylation analysis.

Anatomically-Driven Soft-Tissue Simulation Strategy for Cranio-Maxillofacial Surgery Using Facial Muscle Template Model

We propose a computationally efficient and biomechanically relevant soft-tissue simulation method for cranio-maxillofacial (CMF) surgery. A template-based facial muscle reconstruction was introduced to minimize the efforts on preparing a patient-specific model. A transversely isotropic mass-tensor model (MTM) was adopted to realize the effect of directional property of facial muscles in reasonable computation time. Additionally, sliding contact around teeth and mucosa was considered for more realistic simulation. Retrospective validation study with postoperative scan of a real patient showed that there were considerable improvements in simulation accuracy by incorporating template-based facial muscle anatomy and sliding contact.

qPCR-based mitochondrial DNA quantification: Influence of template DNA fragmentation on accuracy

Real-time PCR (qPCR) is the method of choice for quantification of mitochondrial DNA (mtDNA) by relative comparison of a nuclear to a mitochondrial locus. Quantitative abnormal mtDNA content is indicative of mitochondrial disorders and mostly confines in a tissue-specific manner. Thus handling of degradation-prone bioptic material is inevitable. We established a serial qPCR assay based on increasing amplicon size to measure degradation status of any DNA sample. Using this approach we can exclude erroneous mtDNA quantification due to degraded samples (e.g. long post-exicision time, autolytic processus, freeze-thaw cycles) and ensure abnormal DNA content measurements (e.g. depletion) in non-degraded patient material. By preparation of degraded DNA under controlled conditions using sonification and DNaseI digestion we show that erroneous quantification is due to the different preservation qualities of the nuclear and the mitochondrial genome. This disparate degradation of the two genomes results in over- or underestimation of mtDNA copy number in degraded samples. Moreover, as analysis of defined archival tissue would allow to precise the molecular pathomechanism of mitochondrial disorders presenting with abnormal mtDNA content, we compared fresh frozen (FF) with formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) skeletal muscle tissue of the same sample. By extrapolation of measured decay constants for nuclear DNA (λnDNA) and mtDNA (λmtDNA) we present an approach to possibly correct measurements in degraded samples in the future. To our knowledge this is the first time different degradation impact of the two genomes is demonstrated and which evaluates systematically the impact of DNA degradation on quantification of mtDNA copy number.

Intraoperative template-molded bone flap reconstruction for patient-specific cranioplasty

Cranioplasty is a common neurosurgical procedure. Free-hand molding of polymethyl methacrylate (PMMA) cement into complex three-dimensional shapes is often time-consuming and may result in disappointing cosmetic outcomes. Computer-assisted patient-specific implants address these disadvantages but are associated with long production times and high costs. In this study, we evaluated the clinical, radiological, and cosmetic outcomes of a time-saving and inexpensive intraoperative method to mold custom-made implants for immediate single-stage or delayed cranioplasty. Data were collected from patients in whom cranioplasty became necessary after removal of bone flaps affected by intracranial infection, tumor invasion, or trauma. A PMMA replica was cast between a negative form of the patient's own bone flap and the original bone flap with exactly the same shape, thickness, and dimensions. Clinical and radiological follow-up was performed 2 months post-surgery. Patient satisfaction (Odom criteria) and cosmesis (visual analogue scale for cosmesis) were evaluated 1 to 3 years after cranioplasty. Twenty-seven patients underwent intraoperative template-molded patient-specific cranioplasty with PMMA. The indications for cranioplasty included bone flap infection (56%, n = 15), calvarian tumor resection (37%, n = 10), and defect after trauma (7%, n = 2). The mean duration of the molding procedure was 19 ± 7 min. Excellent radiological implant alignment was achieved in 94% of the cases. All (n = 23) but one patient rated the cosmetic outcome (mean 1.4 years after cranioplasty) as excellent (70%, n = 16) or good (26%, n = 6). Intraoperative cast-molded reconstructive cranioplasty is a feasible, accurate, fast, and cost-efficient technique that results in excellent cosmetic outcomes, even with large and complex skull defects.