Mikrosystembasierte Zellkultivierung und Zellmanipulation zur Applikation mechanischer Reize auf Zellen Die übergeordnete Fragestellung der vorliegenden Arbeit ist biomedizinischer Art und seit mehr als 150 Jahren anhängig: Wie verhalten sich Zellen unter definierter Belastung In vivo ist die Beobachtung zellulärer Prozesse bisher nicht ohne invasive Methoden möglich. Das verlangt nach einer Lösung in vitro welche die natürlichen Bedingungen adäquat nachahmt und gleichzeitig optimale Bedingungen für die Beobachtung und Beeinflussung der Prozesse bietet. Dass sich dafür Mikrozellkultivierungssysteme (MZKS) eignen wird in dieser Arbeit nachgewiesen. Anhand der Analyse des Standes der Technik zur herkömmlichen und zur mikrosystembasierten Zellkultivierung sowie zur Zellmanipulation erfolgt die Ableitung von Anforderungen welche die Zellkultur und die Nutzer an ein MZKS stellen. Ein Mikrosystem bildet mit der Kultivierungskammer den Schlauchanschlüssen dem integrierten Scaffold dem optischen und mechanischen Zugang und anderen Bestandteilen die physische Basis des Gesamtsystems. Es wird durch periphere Module zur Versorgung der Zellen und zur Einstellung der Umgebungsbedingungen zur Beobachtung der Prozesse und Zustände und zur Manipulation der Zellen und technischen Komponenten ergänzt. Dieser Aufbau wird anhand exemplarischer Umsetzungen erläutert. Die Sicherstellung der Biokompatibilität erlaubt die stabile Kultivierung von Zellen außerhalb eines Inkubators. Diese Infrastruktur bildet die Ausgangsbasis für Konzepte zur definierten Applikation von Reizen auf Zellen. Die existierenden makroskopischen und mikroskopischen Methoden werden dargestellt und ihre Adaptierbarkeit an das vorgestellte mikrosystembasierte Zellkultivierungssystem in Form von Realisierungsvorschlägen wird belegt. Abschließend wird der Gesamtaufbau anhand durchgeführter technischer und biologischer Tests diskutiert. Nach zellspezifischer Integration der vorgeschlagenen Belastungsvarianten kann nunmehr den Lebenswissenschaften das bisher fehlende Instrument zur Beantwortung der übergeordneten Fragestellung zur Verfügung gestellt werden.