Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Micro-aggregates have several unique properties that make them suitable for tissue engineering: they are associated with increased cell viability, they enhance multilineage differentiation and they secrete trophic factors with an anti-inflammatory effect. In addition, micro-aggregates have the ability to fuse into one larger structure when brought into close contact. Hence, they are of great interest in bottom-up tissue engineering, in which large heterotypic tissues that mimic the native organisational tissue structure are gradually built up by using small units as building blocks. An important step for the application of micro-aggregates in tissue engineering is a complete understanding of their formation. During this formation, a change in cell morphology, determined by cell contractility and cortical tension, is required. These factors are both determined by the structure and functionality of the cytoskeleton. Therefore, the importance of different components of the cytoskeleton during the aggregation of hPDCs was studied by adding different inhibitors to the medium. In this thesis, Y-27632, a ROCK-inhibitor, and (S)-nitroblebbistatin, an inhibitor of MYH ATPase, were evaluated for their effect on aggregate formation. Two different aggregate sizes were tested since cell number might influence cell aggregation by affecting contact opportunities between cells and cell survival. The dynamics of the aggregation behaviour were captured using time-lapse microscopy. Area and circularity of the aggregates were extracted from the images and analysed using a data-based modelling approach. It is demonstrated that ROCK-inhibitor reduces compaction and slows down the formation of micro-aggregates compared to control conditions. Moreover, the effect of Y-27632 is found to be depended on aggregate size. Experiments with (S)-nitroblebbistatin were not coherent. Consequently, no conclusions concerning the contribution of myosin II to cellular aggregation could be made. In addition to time-lapse microscopy, aggregates treated with ROCK-inhibitor were imaged in confocal microscopy in order to quantify cell viability and visualise the actin network as well as the nucleus. Although this analysis did not reveal any statistically significant results, some clear trends are observed. First of all, it is stated that cells at the boundary have a higher volume compared to central cells. Secondly, it is seen that boundary cells have a tendency to become more spherical as the concentration of Y-27632 is increased. It is believed that a more complete insight in aggregate formation is the first step towards a better process control and thus would enhance the performance of the final engineered tissue.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Dit onderzoek behandelt het ontwikkelen van een tolerantiemachine binnen een productielijn voor Fused Deposition Modeling (FDM) filament uit gerecycleerd afvalmateriaal. Het doel van de machine is het verbeteren van de diameter-tolerantie van een grotendeels zelfontworpen FDM filament-productielijn tot de gangbare marktstandaard van ± 50µm. Het totale budget voor dit onderdeel moet beperkt blijven tot 1500 euro. Het uiteindelijke project nam iets minder dan één academiejaar in beslag. De eerste helft bestond voornamelijk uit onderzoek naar beschikbare literatuur, bestaande uit materiaalonderzoek en het verzamelen van informatie over commerciële en particuliere extrusie-machines. Met deze informatie werden verschillende concepten en onderdelen geselecteerd en omgezet tot een digitaal ontwerp, inclusief uit een groot aantal zelfontworpen FDM onderdelen. Na productie en assemblage in de werkplaats kon de ontwikkeling van het elektronische gedeelte beginnen. Voor het meten van de diameter werd beroep gedaan op een optische sensor. Als controller is gekozen voor Arduino. Na het inlezen van de meetwaarde corrigeert de controller de eventuele fout door het bijregelen van het motorsignaal. Deze drijft twee rollen aan die het filament uit de extruder begeleiden. Door de snelheid van deze motor te variëren, past het systeem de diameter van het filament aan. Het communiceren van real-time data naar de gebruiker zorgt ervoor dat de machine relatief eenvoudig kan worden ingesteld. Het gebruik van de optische sensor produceert echter voor een grote hoeveelheid ruis op het meetsignaal. Ook is de reactietijd van de machine vrij groot, door de trage snelheid van het filament. Deze twee effecten hebben een grote impact op de resultaten van het systeem. Om nog betere resultaten te bekomen, moeten deze effecten worden gereduceerd.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Osteochondrale letsels in gewrichten tasten zowel kraakbeen als het onderliggende bot aan. Ze kunnen het gevolg zijn van een breuk of verstuiking, maar hun voorkomen kan ook samenhangen met ziekten zoals osteoartritis. Momenteel worden twee typen behandelingen toegepast: enerzijds stimulatie van herstelmechanismen van het lichaam door het maken van kleine breuken, anderzijds transplantatie van osteochondraal weefsel. Hierbij treden echter vaak problemen op en herstelt het weefsel zich niet in de originele staat. Osteochondraal weefsel heeft een complexe structuur met verschillende lagen kraakbeen, elk met een eigen morfologie en functie. Huidige behandelingen leiden vaak tot de vorming van ongewenst fibreus kraakbeen en veel van deze technieken verwaarlozen het belang van het subchondrale bot. Tissue engineering is een veelbelovende strategie voor het behandelen van deze complexe letsels en beoogt de ontwikkeling van een construct waarin biomaterialen, cellen en groeifactoren gecombineerd worden met als doel het begeleiden van het lichaam in het genezingsproces. In deze studie wordt het potentieel van chitosan en zijde als biomateriaal voor deze toepassing nagegaan. Chitosan is een afgeleide van chitine, een veelvoorkomend polymeer dat te vinden is in het skelet van kreeftachtigen en insecten. De structuur van chitosan vertoont sterke gelijkenissen met glucosaminoglycanen (GAGs), een van de componenten van de extracellulaire matrix (ECM) van kraakbeen. Zijde geproduceerd door de zijdevlinder (Bombyx mori) bevat een fibrine-eiwit met uitzonderlijke mechanische sterkte en biologische afbreekbaarheid. De natuurlijke afkomst en gelijkenissen van deze materialen met de ECM maakt hen interessante kandidaten voor tissue engineering. Eerst werden draagstructuren geproduceerd, vertrekkende van het skelet van de pijlinktvis en zijdecocons. Vervolgens werden de porositeit, de zwellingscapaciteit en de biologische afbreekbaarheid van de draagstructuren en hun compatibiliteit met twee verschillende celtypen onderzocht. Het eerste celtype betreft humane periostale precursorcellen (hPDCs). Het periosteum is een bron van precursorcellen die een belangrijke rol spelen bij groei en herstel van bot. Aangezien de vorming van bot in de meeste gevallen via een kraakbeenstadium gaat, zijn deze cellen een veelbelovende bron voor de regeneratie van zowel kraakbeen als bot. Naast de vorming van weefsel, is ook degradatie van het weefsel doorheen de tijd van groot belang. In het natuurlijk weefsel zorgen osteoclasten voor de afbraak van bot. In een tissue engineering context, treedt er naast de afbraak van het weefsel ook afbraak van de draagstructuur op. Daarom werd ook de interactie tussen osteoclasten en chitosan en zijde onderzocht. In een eerste fase werd osteoclastogenese nagegaan in een cokweek tussen hPDCs en mononucleaire cellen uit perifeer bloed (PBMCs). De bekomen osteoclastachtigen werden getypeerd aan de hand van hun morfologie, genexpressie en TRAcP-kleuring. Tot slot werden de viabiliteit en de hechting van hPDCs en osteoclasten op de draagstructuren doorheen de tijd nagegaan met behulp van DNA-kwantificatie en kleuringen. De resultaten van deze studie geven meer inzicht in de eigenschappen van chitosan en zijde en hun interactie met twee relevante celtypen. Op deze manier wordt bijgedragen tot het onderzoeken van het potentieel van deze materialen voor het behandelen van osteochondrale defecten via tissue engineering strategieën.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Omwille van alle onderzoeken en nieuwsberichten omtrent het klimaat, vervuiling en de opwarming van de aarde is er steeds meer aandacht voor milieuvriendelijke producten. Ook de auto-industrie doet hierin mee door nieuwe producten te ontwikkelen, zoals bijvoorbeeld elektrische - en hybride wagens. Deze paper onderzoekt de preferenties en betalingsbereidheid voor hybride wagens bij Belgische werknemers met een bedrijfswagen. Er wordt gebruik gemaakt van een discreet keuze-experiment, waarbij elke respondent in negen keuzesets het alternatief van zijn voorkeur aanduidt. Per keuzeset zijn er drie alternatieven: een lijst met conventionele wagens, een lijst met hybride wagens en een mobiliteitsbudget. De resultaten werden geanalyseerd met behulp van een multinomial logit model. Uiteindelijk werden er vijf latente klassen gevonden die de productattributen verschillend waarderen. In het algemeen hechten de respondenten bij hun keuze tussen de drie alternatieven het meeste belang aan de hoogte van het mobiliteitsbudget en de vaste maandelijkse bijdrage. De respondenten zijn bereid om voor bepaalde attributen extra te betalen, maar deze betalingsbereidheid verschilt tussen de klassen. Werknemers zijn onder andere bereid om meer te betalen indien ze uit meer mogelijke modellen van wagens kunnen kiezen. De betalingsbereidheid hiervan bedraagt tussen de €8 en €114. De respondenten hebben ook een positieve betalingsbereidheid voor een duurdere bedrijfswagen en om gratis te kunnen parkeren. Er is een negatieve betalingsbereidheid voor het gebruik van busstroken en voor een toename van de brandstofbijdrage. Ten slotte levert een stijging van het mobiliteitsbudget met €100 hetzelfde nut op als een daling van de maandelijkse bijdrage tussen €26 en €64.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Het humane skelet voorziet mechanische steun, bescherming, bloedcelproductie en mineraalopslag voor het lichaam. Wanneer een botbreuk optreedt, wordt de functionaliteit van dit cruciale orgaan verhinderd. Het regeneratieve systeem van het lichaam kan meestal deze breuken helen, alhoewel complicaties zoals infecties, ernstige weefselschade of grootte van een botbreuk het natuurlijk herstellingproces kunnen tegenwerken. Dit resulteert dan in een niet-helende botfractuur. Transplantatie is de huidige standaardoplossing voor kritische botbreuken, maar deze techniek is onvoldoende betrouwbaar. Als reactie op de nadelen van huidige klinische toepassingen, doelt onderzoek in het veld van tissue engineering op het voorzien van nieuwe oplossingen voor weefselregeneratie. Om het natuurlijk helingsproces te stimuleren en voldoende bot te genereren, moet het lichaam voorzien worden met een adequate hoeveelheid botprecursorcellen ter hoogte van de fractuursite. Een celgebaseerd tissue engineering construct is daarom een veelbelovende aanpak voor botregeneratie. De opstelling van dit celgebaseerde construct is gebaseerd op een biomimetische benadering, namelijk door het nabootsen van het natuurlijke differentiatieproces van de gebruikte botprecursorcellen. De verschillende toegepaste groeifactoren, samen met een gecontroleerde micro-omgeving, zijn verondersteld om differentiatie te induceren gelijkaardig aan de natuurlijke fractuuromgeving. De experimentele setup bestaat uit twee analysetijdstippen, namelijk 6 en 18 dagen, om zo vroege en late differentiatie na te gaan. De analyse is samengesteld uit een kwantitatief en kwalitatief gedeelte. Kwantitatief wordt de genexpressie van specifieke osteo-chondrogene markers nagegaan op basis van quantitative (real-time) Polymerase Chain Reaction. Humane chondrocyten en osteoblasten zijn gebruikt als controle, om differentiatie te evalueren. Kwalitatieve analyse van weefseldifferentiatie is uitgevoerd op basis van histologie. Specifieke kleuringen zijn gebruikt om de secretie van specifieke eiwitten van de extracellulaire matrix te identificeren. Steunend op de kwantitatieve en kwalitatieve analyse, wordt zowel de specifieke stimulerende factor, als de gecontroleerde micro-omgeving en tijdsduur geëvalueerd, zowel individueel als in combinatie. Deze resultaten vormen de basis voor verdere in vitro en in vivo studies over biomimetische stimuli. Als hierop volgend doel wordt de mogelijkheid voor medische implementatie van dit celgebaseerd construct nagegaan.