Arzneistoffträger auf Basis von Kollagen bieten aufgrund der Interaktionen mit Zellen und des positiven Einflusses auf die Geweberegeneration Vorteile gegenüber synthetischen Polymersystemen. Das Verständnis um Möglichkeiten zur Steuerung der Wirkstofffreigabe ist noch begrenzt. Zwei Prozesse, welche durch Modifikation des Trägermaterials wie z.B. Vernetzung gesteuert werden können, spielen eine entscheidende Rolle: Die Quellung des hydrophilen Polymers und dessen enzymatischer Abbau. Im Forschungsvorhaben sollen diese auf mikrostruktureller Ebene charakterisiert, mathematisch beschrieben und zur numerischen Simulation in zwei Raumdimensionen erforderliche Parameter bestimmt werden. Bei der Modellierung werden auf mikroskopischer Ebene Erhaltungsgesetze formuliert. Durch einen Mittelungsprozess unter Einbeziehung heuristischer Ansätze wird ein Übergang auf die Makroskala vollzogen. Der Degradationsprozess wird anschließend mit dem bereits in eigenen Vorarbeiten untersuchten Quellungsvorhang gekoppelt. Parallel werden die experimentellen Untersuchungen zur Wirkstofffreigabe durchgeführt. Die abschließende mehrdimensionale Simulation soll eine gezielte Einstellung der Matrixeigenschaften und -form zur Optimierung einer lokalen Arzneistofftherapie ermöglichen.
This collection contains 10500 computationally generated, randomised 2D microstructures, their geometrical and electrical properties, and the Matlab software package used to calculate these properties. The two-phase microstructures (mineral matrix, pore space) represent three different pore space types (microfracture networks, intergranular pore space, oomoldic pore space) and are organised into 35 ensembles - with common modelling parameters - of 100 individual microstructure realisations each. For all realisations, several geometrical properties (percolation, total porosity, connected porosity, isolated porosity, surface area, fractal dimension) and physical properties (formation factor from electrical resistivity, electrical tortuosity) are given. The collection also includes a Matlab-based finite element simulation package derived from the FEMALY library, which can be used to compute the properties of any given 2D raster microstructure.