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Recent Submissions

Doctoral thesis

Open Access

Die Wirkung von kupferdotiertem 45S5-bioaktivem Glas auf mesenchymale Stammzellen mit Fokus auf die VEGF-Expression

(2024-04-29) Hiller, Daniel Marcel; Arkudas, Andreas; Hiller, Daniel

Hintergrund und Ziele: Mittels Tissue-Engineering werden Konstrukte hergestellt, die dem menschlichen Gewebe nachempfunden sind. 45S5-BG ist ein solches keramisches Knochenersatzmaterial mit hoher Porosität (ca. 90%). Die Kultivierung von mesenchymalen Stammzellen (MSC) auf 45S5-BG führt zur Differenzierung der Zellen in Osteoblasten. Thema der vorliegenden Studie ist der Einfluss einer Kupferdotierung der 45S5-BG-Scaffolds (engl. Gerüst) auf die Viabilität und die vascular endothelial growth factor (VEGF)-Expression in MSC. Methoden: MSC wurden entweder indirekt (über das Nährmedium) oder durch direkte Aussaat auf die Scaffolds mit dem Kupfer (0,1wt% und 1wt%) in Kontakt gebracht. Die Morphologie, Proliferation und Viabilität der Zellen wurde mittels Lichtmikroskopie, Scanning Electron Microscopy (SEM), Fluorescein-Diacetat (FDA)/Propidium-Iodid (PI) Staining, Alamar-Blue (AB) und PicoGreen (PG) analysiert. Die VEGF-Expression sowie die Expression knochenspezifischer Gene wurde mit der Real-Time Polymerasekettenreaktion quantifiziert. Ergebnisse und Beobachtungen: Es wurden keine Beeinträchtigungen der MSC in Bezug auf Proliferation und Morphologie durch die Kupferdotierung der Scaffolds festgestellt. Sowohl bei einem indirekten als auch bei einem direkten Zell-Scaffold-Kontakt proliferierten die MSC unabhängig von einer Kupferdotierung. Es konnte in zweidimensionaler Zellkultur eine gesteigerte VEGF Sekretion der 1 wt % kupferdotierten 45S5-BG-Scaffolds beobachtet werden. Praktische Schlussfolgerung: Kupfer kann aufgrund seiner (in den verwendeten Konzentrationen) niedrigen Toxizität und seines, die VEGF-Expression von MSC fördernden, Effektes eine Alternative zum Einsatz von angioinduktiven Wachstumsfaktoren im Rahmen des Knochen Tissue Engineerings darstellen.

Doctoral thesis

Open Access

Genauigkeit von Messwerten und Trend des mit dem FloTrac® EV1000® Systems gemessen Herzzeitminutenvolumens im Vergleich mit durch den Pulmonalarterienkatheter bestimmten Werten vor und nach Bioklappenersatz bei Patienten mit hochgradiger Aortenklappenstenose

(2024-04-25) Klarwein, Raphael; Fechner, Jörg

Hintergrund und Ziel der Studie Patienten mit schwerer Aortenklappenstenose (AKS) sind durch Allgemeinanästhesien, operative Eingriffe oder andere Interventionen besonders gefährdet. Eine kontinuierliche Überwachung des Herzzeitvolumens kann zu einer Verbesserung der hämodynamischen Stabilität, damit der perioperativen Therapie und des Outcomes dieser Patienten führen. Die vierte Generation des FloTrac®/EV1000® Systems (Edwards Lifesciences, Irvine, CA) ist ein vielversprechendes und im Vergleich mit dem bisherigen Goldstandard, dem Pulmonalarterienkatheter (PAK), ein weniger invasives Verfahren zur Messung des Herzzeitvolumens (HZV) nach dem Prinzip der Arteriendruckkonturanalyse. Das Ziel dieser Studie war es, den Grad der Übereinstimmung und die Trendgenauigkeit der durch das FloTrac®/EV1000® System (FT) der vierten Generation und parallel mittels PAK durch Thermodilutionsmethode gemessenen HZV – Werte bei Patienten mit schwerer AKS vor und nach chirurgischem Aortenklappenersatz zu bestimmen. Material und Methoden Nach Zustimmung der Ethikkommission und schriftlichem Einverständnis wurden 20 Patienten (50-82 Jahre) mit schwerer AKS in die Studie eingeschlossen. Alle unterzogen sich einem elektiven operativen Eingriff unter Einsatz einer Herzlungenmaschine zum Ersatz der Aortenklappe. Nach Einleitung der Allgemeinanästhesie und Einführen des PAK wurden die durch FT und PAK gemessenen Werte des HZV alle 30 Sekunden bis zum Ende des Eingriffs aufgezeichnet. Die Dauer der Aufzeichnung betrug 62 ± 36 Minuten (Mittelwert ± Standardabweichung) vor und 48 ± 17 Minuten nach Einsatz der Herz-Lungen-Maschine (HLM). Die Daten wurden in zwei Gruppen (vor und nach HLM) eingeteilt und jeweils mithilfe der Bland-Altman-Analyse und der Trendanalyse (4-Quadranten-Diagramm und Polar-Koordinaten-Diagramm) untersucht. Ergebnisse und Diskussion Durch die Bland-Altman-Analyse ergaben sich folgende Ergebnisse für die Bestimmung der Genauigkeit vor und nach Einsatz der HLM: Prozentualer Fehler (PF) 70,2 % und 59,8 %, systematischer Fehler (SF) 0,69 l/min und 0,09 l/min und Übereinstimmungsgrenzen von 3,83 l/min und 3,40 l/min. Als Limit eines im klinischen Alltag tolerierbaren PF wurde ein Wert von kleiner/gleich 30 % angenommen. Die Trendgenauigkeit wurde mithilfe des 4-Quadranten-Diagramm und des Polar-Koordinaten-Diagramm vor und nach HLM untersucht. Die Konkordanzraten betrugen 50,9 % und 57,1 %, Winkelkonkordanzraten betrugen 48,7 % und 61,9 %, und der durchschnittliche SF (dSF) betrug 7,41 ° und -10,41 °. Eine akzeptable Trendgenauigkeit wurde bei Konkordanzraten oder Winkelkonkordanzraten über 90 % angenommen. Schlussfolgerung Die Studie zeigt eine im Vergleich mit den im PAK bestimmten Werten klinisch nicht akzeptable Genauigkeit und Trendgenauigkeit des FloTrac®/EV1000® System bei Patienten mit schwerer AKS. Obwohl sich dieser Fehler nach dem chirurgischen Aortenklappenersatz und der HLM reduzierte, sollten bei Einsatz des FloTrac®/EV1000® System diese Messabweichungen berücksichtigen werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden im Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia® in der Onlineausgabe vom 11. Oktober 2018 (Vol. 33, Issue 5, page 1230–1236) unter dem Titel Accuracy and Trending Ability of the Fourth- Generation FloTrac®/EV1000® System in Patients with Severe Aortic Valve Stenosis Before and After Surgical Valve Replacement veröffentlicht.

Doctoral thesis

Open Access

Somatoforme Schmerzstörung: Zusammenhänge zwischen dem Bindungsstil, belastenden Kindheitserfahrungen, der Anzahl traumatischer Lebensereignisse und der sozialen Zurückweisungsempfindlichkeit. Ergebnisse einer Case-control study

(2024) Nacak, Yeliz; Erim, Yesim

Hintergrund und Ziele: Die somatoforme Schmerzstörung ist eine häufig auftretende psychische Erkrankung in Deutschland. Sie ist gekennzeichnet durch einen subjektiv empfundenen, mindestens sechs Monate andauernden, intensiven Schmerz in einem Körperteil, der nicht ausreichend durch eine somatische Störung oder ein physiologisches Geschehen erklärt werden kann. Die Ursache dieser komplexen Störung scheint aus einem Zusammenspiel von mehreren Faktoren zu entstehen. Bisherige Untersuchungen zur Ätiologie und Aufrechterhaltung der somatoformen Schmerzstörung ziehen ein biopsychosoziales Modell zur Erklärung herbei, welches eine wechselseitige Interaktion der genetisch-biologischen, intra- und innerpsychologischen sowie sozialen Faktoren beschreibt. Jedoch ist die Ätiologie dieser Erkrankung bisher noch nicht abschließend verstanden und untersucht worden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, angeknüpft an frühere Ergebnisse, weitere Erkenntnisse über die komplexen Zusammenhänge zu gewinnen. In der vorliegenden Arbeit lag der Fokus auf belastenden Kindheitserlebnissen, traumatischen Lebensereignissen, dem Bindungsstil (Teilstudie I) und der Zurückweisungsempfindlichkeit in interpersonellen Interaktionen (Teilstudie II). Ziel dieser Arbeit war es, die Zusammenhänge dieser Faktoren an einer diagnostisch gut abgeklärten und repräsentativen Stichprobe zu untersuchen und mit einer alters- und geschlechtsgleichen, gesunden Kontrollgruppe zu vergleichen. Es wurde untersucht, ob Patient*innen mit einer somatoformen Schmerzstörung häufiger einen unsicheren Bindungsstil aufweisen und häufiger über kritische, traumatische Ereignisse berichten als gesunde Kontrollpersonen. Ferner war das Ziel die Untersuchung der korrelativen Zusammenhänge zwischen einer unsicheren Bindung, der Anzahl traumatischer Lebensereignisse und traumatischer Kindheitserlebnisse und einer somatoformen Schmerzstörung (Teilstudie I). Da die Zurückweisungsempfindlichkeit häufig mit psychischen Störungen in Verbindung gebracht wird, aber bei Patient*innen mit einer somatoformen Schmerzstörung bisher nicht erforscht wurde, war es auch ein Ziel, die Ausprägung der Zurückweisungsempfindlichkeit bei dieser Patient*innengruppe zu untersuchen. Außerdem wurde auch der Zusammenhang zwischen den verschiedenen psychischen Faktoren und der Zurückweisungsempfindlichkeit sowie der potenziell moderierende Einfluss der somatoformen Schmerzstörung analysiert (Teilstudie II). Methode: Zur Beantwortung der Fragestellungen wurde ein Case-Control-Design konzipiert. Im Zeitraum von August 2014 bis Mai 2015 wurden 100 Patient*innen mit der (Verdachts-) Diagnose einer somatoformen Schmerzstörung zur Teilnahme an der Studie eingeladen. 65 Patient*innen stimmten der Studienteilnahme zu. Zur Sicherstellung der Diagnose der somatoformen Schmerzstörung sowie komorbider affektiver Störungen wurde mit allen teilnehmenden Patient*innen ein strukturiertes, klinisches Interview zur Diagnostik von psychischen Störungen (SKID-I) nach DSM-4 (Diagnostisches und statistisches Manual psychischer Störungen) durchgeführt. Eine alters- sowie geschlechtsangepasste, gesunde Kontrollgruppe mit 65 Teilnehmer* innen wurde ebenfalls rekrutiert und dem klinischen Interview (SKID-I) unterzogen, um das Vorhandensein von psychischen Störungen auszuschließen. Folgende validierte Selbstbeurteilungsfragebögen wurden eingesetzt: Gesundheitsfragebogen zur Erfassung depressiver und somatischer Symptome (Patient Health Questionnaire, PHQ-9, PHQ-15), Bindungsfragebogen (Relationship Questionnaire, RQ), Erfassung traumatischer Lebensereignisse (Essener Trauma-Inventar, ETI), Fragebogen zu Kindheitstraumata (Childhood Trauma Questionnaire, CTQ-34), Fragebogen zur sozialen Zurückweisungsempfindlichkeit (Rejection Sensitivity Questionnaire, RSQ). Ergebnisse: In der Teilstudie I wurde der unsichere Bindungsstil bei Patient*innen mit einer somatoformen Schmerzstörung signifikant häufiger (60%) als bei gesunden Probanden*innen (14%; p< 0.001) beobachtet. Patient*innengruppe erreichte zudem signifikant höhere Werte im Fragebogen zu Kindheitstraumata (CTQ) als gesunden Kontrollpersonen, darunter waren die Skalen emotionale und körperliche Vernachlässigung klinisch auffällig. Ein starker Zusammenhang zwischen der somatoformen Schmerzstörung und dem unsicheren Bindungsstil (odds ratio, OR= 11.20, 95% CI: 1.32-94.86), depressiven Symptomen (OR= 3.35, 95% CI: 1.84-6.11) und der Anzahl traumatischer Ereignisse (OR= 2.04, 95% CI: 1.06-3.92) war zu verzeichnen (86,2% Varianzaufklärung) (Teilstudie I). Auch wiesen Patient*innen mit einer somatoformen Schmerzstörung eine höhere Zurückweisungsempfindlichkeit im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe (M= 10.30, SD= 5.64; M= 6.13, SD= 2.50; p< 0.001; d= 0.95) auf. Depressive Symptome (p< 0.001), belastende Kindheitserlebnisse (p< 0.001) sowie unsicherer Bindungsstil (p< 0.001) waren mit der Zurückweisungsempfindlichkeit signifikant assoziiert, auf die die somatoforme Schmerzstörung keinen moderierenden Effekt hatte (Teilstudie II). Schlussfolgerungen: Der hohe prädiktive Wert des unsicheren Bindungsstils und der kumulative Einfluss traumatischer Ereignisse unterstreichen die Bedeutung als mögliche Risikofaktoren für die Entstehung und Aufrechthaltung einer somatoformen Schmerzstörung. Darüber hinaus bestätigte sich in der Teilstudie II die hohe Zurückweisungsempfindlichkeit der Patient*innen mit einer somatoformen Schmerzstörung und ebenfalls die Bedeutung als ein Risikofaktor für die Entstehung oder Aufrechterhaltung des Störungsbildes. Ferner konnte gezeigt werden, dass ein unsicherer Bindungsstil, depressive Symptome und belastende Kindheitserfahrungen stark mit der Zurückweisungsempfindlichkeit assoziiert waren. Längsschnittstudien sind erforderlich, um herauszufinden, wie die Zurückweisungsempfindlichkeit mit der somatoformen Schmerzstörung über die gesamte Lebensspanne zusammenhängt und wie der Bindungsstil und die traumatischen Lebensereignisse die Genese einer somatoformen Schmerzstörung bedingen.

Conference object

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On the Hypercube Structure of the Genetic Code

(World Scientific, 1995-09-01) Jiménez-Montaño, Miguel A.; de la Mora-Basáñez, Carlos R.; Pöschel, Thorsten; Lim, Hwa A.; Cantor, Charles A.

A representation of the genetic code as a six–dimensional Boolean hypercube is proposed. It is assumed here that this structure is the result of the hierarchical order of the interaction energies of the bases in codon–anticodon recognition. The proposed structure demonstrates that in the genetic code there is a balance between conservatism and innovation. Comparing aligned positions in homologous protein sequences two different behaviors are found: a)There are sites in which the different amino acids present may be explained by one or two “attractor nodes” (coding for the dominating amino acid(s)) and their one–bit neighbors in the codon hypercube, and b) There are sites in which the amino acids present correspond to codons located in closed paths in the hypercube. The structure of the code facilitates evolution: the variation found at the variable positions of proteins do not corresponds to random jumps at the codon level, but to well defined regions of the hypercube.

Article

Open Access

Primärprozesse der Photosynthese - kinetische Modellierung

(Humboldt-Universität zu Berlin, 1989-05-01) Voigt, Jochen; Maciy, Katina; Pöschel, Thorsten; Schimansky-Geier, Lutz