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Therapeutic Sealing of Proximal Tooth Surfaces: Two-Year Clinical and Radiographic Evaluation
(2009)
The diagnosis, prevention and treatment of proximal carious lesions comprise a constant problem in clinical dentistry. The purpose of this investigation was to test the safety and clinical effect of a new treatment for proximal caries. In 50 patients with two proximal initial lesions (D1-3 without cavitation, bitewing X-ray), orthodontic rubber rings were applied to gain access to the interproximal space. One of the lesions was sealed with a thin polyurethane-dimethacrylate foil using a bonding agent (Heliobond®, Vivadent, Schaan/Liechtenstein); the other lesion received oral home-care with dental floss and fluoridated toothpaste and was left as control. In clinical follow-ups after 6 and 12 months and X-ray evaluation after two years, clinical retention of proximal tape and the underlying sealant, marginal adaptation, discoloration, tooth vitality, proximal plaque and gingivitis were checked. In addition, caries was assessed clinically and radiographically. The sealants showed good retention, marginal adaptation and colour. After two years, vitality of all teeth was still positive and no relevant differences in plaque accumulation or gingival status were found between sealed and control teeth. Two sealed surface had to be filled due to caries progression (D3 with cavitation). 9 sealed lesions showed caries regression. In contrast, only 4 control lesions regressed and also two showed progression. The loss of tape had no significant influence on the lesion progression indicating the effect of the underlying bond. All other sealants and control lesions were stable indicating an arrest of the lesion. In conclusion, sealing initial proximal lesions showed no clinical problems and mostly arrest of initial carious lesions on bitewing X-rays.
The experimental determination of the electron energy distribution of a low pressure glow discharge in neon from emission spectroscopic data has been demonstrated. The method extends an approach by Fischer and Dose [5]. The spectral data were obtained with a simple overview spectrometer and analyzed using a strict probabilistic, Bayesian data analysis. It is this Integrated Data Analysis (IDA) approach, which allows the significant extraction of non-thermal properties of the electron energy distribution function (EEDF). The results bear potential as a non-invasive alternative to probe measurements. This allows the investigation of spatially inhomogeneous plasmas (gradient length smaller than typical probe sheath dimensions) and plasmas with reactive constituents. The diagnostic of reactive plasmas is an important practical application, needed e.g. for the monitoring and control of process plasmas. Moreover, the experimental validation of probe theories for magnetized plasmas as a long-standing topic in plasma diagnostics could be addressed by the spectroscopic method.
Effect of surgical intervention on the activation status of circulating monocytes and T-cells
(2009)
Major surgery causes alterations in immune function which results in immune suppression in post surgical patients. Deactivation of monocytes in these patients is characterised by the reduced ability of these cells to produce pro-inflammatory cytokines on stimulation with LPS in vitro and by markedly reduced HLA-DR expression. Immune suppression in patients with systemic inflammation has also been associated with a high level of apoptosis in both the circulating T and B cell populations. In addition post surgical T cells have a reduced capacity to proliferate ex vivo in response to co-ligation of the T cell receptor and CD-28. Considering these impairments of immune system, this study aimed to define the extent of immune modulation in both innate and adaptive system in a cohort of surgical patients. Measurment of the level of HLA-DR expression of monocytes in these patients showed a considerable change in monocyte phenotype in the immediate post operative period. In line with previous work, all patients showed a considerable reduction in monocytic surface HLA-DR expression which persisted for many hours and those who had post surgical septic complications showed the most severe reduction. Importantly, patients with minor surgical intervention also exhibited decreased HLA-DR expression. Gene expression analysis of monocyte in these patients showed the up-regulated transcripts of genes involved in extravasation and realignment of the cytoskeleton. Analysis of periperal T cell demonstrated a significant reduction in their number in the circulation and a sharp raise in the number of apoptotic T –cells in the immediate post surgical period. Microarray analysis of T cells from patients who developed sepsis and patients with an uneventful recovery within the post-operative period (3 days) showed a substantial reduction in the transcriptional activity of many genes in both groups. However, this down regulation of T cell transcriptional activity appears to be a rather broad and non specific effect since it is not restricted to particular functional pathways. Real time PCR analysis of both the CD4+ and CD8+ populations using selected down-regulated genes showed that the change in transcriptional profile is equally evident both in CD4+ and CD8+ T-cells. The cause of this transient immune depression following surgery remains to be established and it may represent an important enabling factor which contributes to the development of post surgical infections and inflammatory complications.
Ziel der Arbeit war die deskriptive Darstellung der Karies- und Dentalfluoroseprävalenz bei zwei verschiedenen Altersgruppen von Greifswalder Schulkindern im Jahr 2006. Anschließend wurden diese Daten mit Ergebnissen gleichaltriger Schulkinder aus einer Basisuntersuchung(1999/2000)verglichen. Insgesamt konnten 1731 Probanden untersucht werden. Die DMFT/DMFS-Werte bei den 7-10-Jährigen lagen bei 0,14/0,14, 0,21/0,25, 0,35/0,48 und 0,58/0,90. Die DMFT/DMFS-Werte bei den 14-18-Jährigen lagen bei 1,77/2,91, 2,40/3,75, 2,57/4,08, 2,83/4,51 und 2,19/3,45. In beiden Probandengruppen war ein deutlicher Kariesrückgang zu verzeichnen. In Bezug auf die Kariespolarisierung ergaben sich in beiden Gruppen rückläufige SiC-Werte. Bei den Grundschulkindern wurde eine Dentalfluoroseprävalenz von 21,2 % mit vorrangig sehr milden und milden Fluorosen diagnostiziert. Bei den Jugendlichen evaluierte man eine Prävalenz von 10,75 % an Dentalfluorosen mit ebendfalls primär sehr milden und milden Fluorosen.
Ziel: Ziel der vorliegenden In-vitro-Studie war es, den Substanzabtrag von neu entwickelten Ultraschallspitzen* zu quantifizieren. Methode: Es wurden 14 Ultraschallspitzentypen (fünf 3-D-Spitzen- und neun 2-D-Spitzentypen, darunter zehn Prototypen) eines piezoelektrischen dentalen Ultraschallsystems* in verschiedenen Winkeleinstellungen untersucht und in Bezug auf Abtragstiefe und -volumen miteinander verglichen. Die Untersuchungen wurden in 5 zeitlich getrennten Abschnitten (2005-2008) durchgeführt. Das Abtragsverhalten der Spitzentypen wurde durch die Variation bei der Haltung der Handstücke (0°, 45°, 90°) und die Adaptation der Spitzen zur behandelnden Oberfläche (15°, 30°) analysiert. Die Probekörper (35 Aluminiumblöcke und 18 Zähne) wurden mit 0,5 N, bei 100% Leistungseinstellung und maximaler Wasserkühlung bearbeitet. Anschließend wurden diese nach dem Replikationsverfahren mit Gips dupliziert in einem 3D-Laser-Scaner eingelesen, gemessen und die Daten statistisch ausgewertet. Ergebnisse: Den geringsten Abtrag verzeichneten der Spitzentyp 5 (Tiefe: 41,2 µm ±10,3 µm) (Siroperio 1*) bei den 2D-Spitzen und der Spitzentyp 4 (T: 70,5 µm ±12,2 µm) (Siroperio 2*) bei den 3D-Spitzen in der Untersuchung von 2005. Die runden dicken Spitzentypen 10 (T: =144,4 µm ±12,2 µm) und 11 (T: =141 µm ±17,2 µm) trugen in der Handstückeinstellung 0° am meisten Substanz ab; bei der Handstückeinstellung 45° verzeichnete der Spitzentyp 7 (T: =232,7 µm ±13,9 µm) den größten Substanzverlust. Die Winkeleinstellung 90°/15° ergab keinen Spitzentyp, der signifikant am meisten Substanz abtrug. Der Spitzentyp 12 (3L*) verzeichnete bei allen Untersuchungen (2006 bis 2008) in den Handstückwinkeleinstellungen 0° und 45° mehr Substanzabtrag als der Spitzentyp 5. Der Spitzentyp 13 (4L*) stellte sich als teilweise inkonstant und wenig verlässlich heraus. Der Spitzentyp 14 (Siroperio 4 PS*) liegt im Vergleich zu den Referenzspitzentypen 5 und 12 bei einer mittleren Abtragstiefe von unter 100 µm für beide in 2008 untersuchten Winkel. Auf Wurzeloberflächen trugen die untersuchten Spitzentypen 5, 12 und 13 bei fast allen Einstellungen mehr Substanz ab als auf Aluminium. Es kann von einer Vergleichbarkeit von Aluminium mit Zähnen ausgegangen werden. Winkeleinstellung: Der Anstellwinkel 15° hatte einen geringeren Abtrag als der Winkel 30° zur Folge, sodass für ein schonendes Arbeiten eine möglichst parallele Adaptation der Spitze zur bearbeitenden Oberfläche notwendig ist. Die Handstückeinstellung 45° verursachte einen größeren Abtrag als die Einstellungen 0° und 90°, so dass diese mit Vorsicht zu benutzen ist. Schlussfolgerungen: 3D-Spitzen: Je spitzer der Hauptkrümmungswinkel in Handstückeinstellung 0° ist, umso größer ist der Substanzabtrag. Bei der Handstückeinstellung 45° hat die Form des Spitzenarbeitsendes mehr Auswirkung auf den Abtrag: Grazilität spricht für eine geringere Abtragsleistung als Breite, wie sie bei konventionellen Spitzen anzutreffen ist. 2D-Spitzen: Ein stumpferer Hauptkrümmungswinkel hat in den Handstückeinstellungen 0° und 90° weniger Abtrag zur Folge. Ausnahme ist der Spitzentyp 5. Die Spitzentypen 5 und 4 können aufgrund der geringen Abtragsleistung ohne größere Bedenken in der Erhaltungstherapie im subgingivalen eingesetzt werden. Diese filigranen und elastischen Spitzen sollten mit besonderer Sorgfalt benutzt und häufiger gewechselt werden. Beim Spitzentyp 4 sollte klinisch die Anwendung auf den approximalen Bereich der Seitenzähne, d.h. mesial bzw. distal, beschränkt werden, um Schädigungen an der Zahnoberfläche weitestgehend zu vermeiden. Die Spitzentypen 12 und besonders 13 sollten vorwiegend in supragingivalen und gut einsehbaren Bereichen benutzt werden, da die Gefahr der Zahnhartsubstanzschädigung durch Überinstrumentierung gegeben ist. Die Untersuchung 2006 kann, betrachtet man nur die Spitzentypen 5 und 12, durch die Untersuchung 2007 als reproduzierbar eingeordnet werden. Zur Überprüfung der klinischen Relevanz der Untersuchungsdaten sollten noch weitere Untersuchungen folgen. * (Firma Sirona Dental Systems, Bensheim, Deutschland)
Medulloblastoma is one of the most common malignant childhood brain tumors. Although advances in multimodal treatment have significantly improved the survival rate, the outcome of children is still very poor. Therefore, there is an urgent need to develop novel approaches that can increase survival and reduce long term side effects of patients. Histone deacetylase inhibitors (HDIs) have emerged as a promising new class of antineoplastic agents in cancer therapy. Among them, suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA, vorinostat, Zolinza®) is a highly potential HDI which has been approved for treatment of cutaneous T-cell lymphoma and is currently used for treatment of various tumor cell types both in vivo and in vitro. However, only little information has been reported on the effects of SAHA on primary central nervous system (CNS) tumors including medulloblastoma. The DAOY cell line represents the most widely used model cell line for investigation of medulloblastoma. In a recent study, it was reported that SAHA induces apoptosis and cell cycle arrest of DAOY cells (Sonnemann et al., 2006). However, the molecular mechanisms underlying this antitumor activity are still not clear. Therefore, in this study, effects of SAHA on DAOY cells were analysed at the protein level by using both gel-based and gel-free proteomic approaches. A 2D proteome reference map of DAOY cells in pH range of 4-7 was created from control and 10 µM SAHA treated cells via a combined analysis using 2D electrophoresis and MALDI-TOF/TOF-MS. This reference map covers 1196 identified protein spots of more than 770 distinct proteins. This is the first report of a 2D proteome map of SAHA treated DAOY cells. Moreover, the number of covered proteins was increased with the aid of a 1D-RP-LC-ESI-MS/MS analysis. Both methods together gave rise to a total of over 1200 distinct protein species, which is the largest catalogue of proteins identified in DAOY cells so far. In SAHA treated cells, a series of proteins were found to be subjected to protein degradation after treatment with the drug, including mainly cytoskeleton proteins (e.g. beta-tubulin, beta/gamma-actin, vimentin, filamin interacting protein 1), heat shock protein HS90B and a component of the FACT chromosomal remodelling complex (SSRP1). Most of those proteins are known substrates for caspases. Interestingly, several of these protein degradations are reported as typical apoptotic events in brain cells such as fragmentations of lamin A/C, alpha-spectrin, myosin-9 and SSRP1. The 2D reference map was then used as an annotated database for further investigation of changes in protein expression and protein modification profiles of DAOY cells following SAHA treatment. By using the 2D-DIGE technique, SAHA was found to induce significant changes in protein levels of DAOY cells, especially at the concentration of 10 µM while considerably fewer changes in the protein pattern were observed after treatment with the lower dose of 2 µM. Quantitative analysis of total protein extracts using the 2D-DIGE technique (employing pH range of 4-7) and spectral counting (employing a 1D-RP-LC separation) resulted in the identification of 213 differentially expressed proteins after treatment with 10 µM SAHA. Most of the targeted proteins belong to the groups of cytoskeleton proteins (e.g. lamin B1, calreticulin, dynexin), heat shock proteins (e.g. HSP71, HSP7C, CH60, GRP78) and brain signal transductors (e.g. 14-3-3E, 14-3-3T, CRK, MARCS). Other proteins that changed in levels after SAHA treatment include proteins involved in chromatin remodelling (e.g. RUBV1, RUBV2), transcription regulation (e.g. YBOX, CBX5), redox regulation (e.g. TXND4, TXND5, BIEA), metabolism (e.g. G6PI, K6PP, LDHB) and RNA processing (HNRP K). In addition, cathepsin D, one of autophagic executors, was increased by SAHA treatment while different subunits of the 26S proteasome complex were decreased in levels after addition of SAHA. Interestingly, we found alterations of mitochondrial proteins indicating the perturbation of mitochondrial function. VDACs are pore forming proteins located on the outer mitochondrial membrane which is known to play an important role in the release of apoptogenic proteins such as cytochrome-c from mitochondria to cytoplasm and induction of apoptosis. In this study, VDAC1 and VDAC3 were found to be overexpressed after incubation with SAHA, which might lead to an extensive release of apoptogenic proteins. This result is consistent with the study of Sonnemann and co-workers showing that SAHA induced the mitochondrial apoptotic pathway of DAOY cells (Sonnemann et al., 2006). Furthermore, these results are also in agreement with the previously known antitumor activities of SAHA reported for other cancer cell lines, e.g. the up-regulation of heat shock proteins, prostaglandin synthase 3, ubiquinol cytochrome c reductase or the down-regulation of MARCS proteins. …………………
Mundgesundheit und prothetischer Versorgungsgrad von Senioren in häuslicher Pflege in Greifswald
(2009)
Zielstellung der Studie ist es, die Mundgesundheit und den prothetischen Versorgungsgrad von 80 Greifswalder Senioren (Frauenanteil: 85 %) zu untersuchen, die durch häusliche Pflegedienste betreut werden. Das Durchschnittsalter liegt bei 80,6 Jahren (71- 94 Jahre). Mit 77,5 % haben überwiegend Senioren der Pflegestufe 1 an der Studie teilgenommen (Pflegestufe 2: 13,8%; Pflegestufe 3: 8,8%). Die Senioren weisen im Durchschnitt 5,1 Allgemeinerkrankungen auf (Männer: 4,3; Frauen: 5,3) und nehmen 6,4 Medikamente ein (Männer: 7 Präparate; Frauen: 6 Präparate). 63,8% der Senioren besuchen noch regelmäßig ihren Zahnarzt. Für 45% der Senioren liegt der letzte Zahnarztbesuch mehr als 12 Monate zurück. Die Prävalenz für Zahnlosigkeit liegt in der Untersuchungskohorte bei 47,5%. Im Durchschnitt verfügen die Senioren über 9,8 eigene Zähne. 88,8% der Probanden sind mit einem herausnehmbaren Zahnersatz im Oberkiefer versorgt. Nur bei 10% kann eine Variante eines festsitzenden Zahnersatz beobachtet werden. Im Unterkiefer zeigt sich mit 83,8% eine Dominanz des herausnehmbaren Zahnersatzes, während 22,5% mit Kronen- oder Brückenkonstruktionen versorgt sind. 6,3% besitzen keinen Zahnersatz. In 61,3% der Fälle ist der Zahnersatz älter als 5 Jahre. 30% der untersuchten Probanden besitzen mindestens eine kariöse Läsion. Der DMFT- Wert liegt bei 25,25. Im Durchschnitt betrifft dies 1,4 Zahnflächen bzw. 0,8 Zähne pro Senior. Die Studienergebnisse unterstreichen den schlechten Mundgesundheitszustand von Senioren in häuslicher Pflege. Sie bedarf einer grundlegenden Verbesserung. Diese ist aber nur durch eine konstruktive Zusammenarbeit zwischen einem qualifiziertem Pflegepersonal, engagierten Zahnärzten sowie mithilfe von gesundheitspolitischen Finanzierungskonzepten realisierbar.
Alcohol-related somatic disorders are highly prevalent among general hospital inpatients. Alcohol problem drinking can be differentiated into alcohol use disorders (alcohol dependence and alcohol abuse) and three subtypes of drinking above recommended levels (at-risk drinking only [AR], heavy episodic drinking only [HE], at-risk and heavy episodic drinking [ARHE]). The aims of this study were threefold. First, proportions of alcohol problem drinking among general hospital inpatients in a region of north-eastern Germany were estimated (study 1). Second, among individuals with alcohol problem drinking the association between beverage preference and alcohol-related diseases was tested (study 2). Third, subtype differences regarding demographics, alcohol-related variables, motivation to change drinking behaviors, and the risk to develop short-term alcohol dependence among the three subtypes of drinking above recommended levels were analyzed (study 3). The data presented in this dissertation are based on the randomized controlled trial “Early Intervention at General Hospitals”, which is part of the Research Collaboration Early Substance Use Intervention (EARLINT). Study 1 includes a sample of consecutively admitted general hospital inpatients between 18 and 64 years old (n = 14,332). The study adopted a two-stage-sampling approach: (a) screening and (b) ascertainment of alcohol problem drinking. Those who were identified with alcohol problem drinking were asked for written consent for further study participation. This included further baseline assessment, the consent to use routine treatment diagnoses and participation in a follow-up interview 12 months after hospitalization. For study 2, routine treatment diagnoses were provided by hospital physicians for a total of 1,011 men with problem drinking. These diagnoses were classified into three categories according to their alcohol-attributable fractions (AAF): diseases totally attributable to alcohol by definition (AAF=1), diseases partially attributable to alcohol (AAF<1) and diseases with no empirical relationship to alcohol or with a possibly protective effect associated with alcohol (AAF=0). Study 3 was restricted to study participants with drinking above recommended levels (n=425). Study 1: Among all general hospital inpatients, 8.9% were identified with current problem drinking in the following descending order: 5.3% exhibited alcohol use disorders and 3.6% drinking above recommended levels. Higher proportions of problem drinking were found at rural sites compared to urban sites (13.7 vs. 7.5%, p<.001). Study 2: Because of the low proportion of women with alcohol problem drinking the following analyses were restricted to males. Multinomial regression analyses revealed different risks for alcohol-related diseases in relation to beverage preference while controlling for alcohol-associated and demographic confounders. Compared to all other groups, spirits only drinkers had the highest risk for having a disease with AAF>0; e.g., beer only drinkers had lower odds of having a disease with AAF<1 (odds ratio, OR=0.50, 95% confidence interval, CI: 0.27-0.92). Study 3: Men with alcohol use disorder were excluded from the following analysis. At baseline, multinomial logistic regression revealed differences between individuals with AR, HE and ARHE while controlling for age. ARHE was associated with higher odds of having a more severe alcohol problem (OR=2.06, CI: 1.23-3.45), using formal help (OR=2.21, CI: 1.02-4.79), and having a disease with AAF=1 (OR=3.43, CI: 1.58-7.43), compared with AR. In addition, individuals with ARHE had higher odds of taking action to change drinking behaviors (i.e., beginning to implement change) than individuals with HE (OR=2.29, CI: 1.21-4.34) or AR (OR=2.11, CI: 1.15-3.86). At follow-up, individuals with ARHE had higher odds of having alcohol dependence according to the DSM-IV (OR=4.73, CI: 1.01–22.20) compared to individuals with AR. In addition to alcohol use disorders, drinking above recommended levels is a common problem among general hospital inpatients. Thus, the implementation of systematic alcohol screening and brief interventions should be considered. These data suggest an association between beverage preference and alcohol-related diseases. Among hospitalized problem drinkers, spirits only drinkers had the greatest risk of having diseases with AAF>0. Of the three subtypes of drinking above recommended levels, ARHE seems to be particularly problematic because there appears to be an indication of a subclinical diagnosis. To provide adequate intervention, clinical practice should distinguish between the three groups of drinking above recommended levels. Brief alcohol intervention should be tailored to the individual’s motivation to change and to the type of alcohol problem drinking. The effectiveness of such a procedure remains to be evaluated in further studies.
Kurzfassung: Im Rahmen dieser Arbeit sollten 10 verschiedene organische Schadstoffe und Lösungsmittel, darunter BTEX-Verbindungen (Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylol), (chlorierte) Phenole und aliphatische Alkanole hinsichtlich ihrer Wirkung auf das Wachstum von Modellorganismen, die unter unterschiedlichen anoxischen Bedingungen wuchsen, geprüft werden. Dabei wurden mit Thauera aromatica, Geobacter sulfurreducens und Desulfococcus multivorans – Arten untersucht, die unterschiedlichen anaeroben Stoffwechselgruppierungen angehören. Trotz geringerer Wachstumsraten der untersuchten anaeroben Mikroorganismen, wurde die Toxizität der Chemikalien mittels eines Wachstumshemmtest abgeschätzt, der bereits für aerobe Bakterien etabliert wurde. Die Toxizitäten der Verbindung wurden dabei als 50% Effektive Konzentrationen (EC50) ausgedrückt, also der Chemikalienkonzentration, die benötigt wird um die Wachstumsrate der Mikroorganismen um 50% zu vermindern. Eine direkte Beziehung zwischen der Toxizität und der Hydrophobizität (log P-Wert) der organischen Verbindungen wurde für alle drei anaeroben Bakterien erfasst. Dabei zeigte sich, dass die drei anaeroben Stämme generell etwas empfindlicher auf die Substanzen reagierten als bisher getestete aerobe Mikroorganismen. Zudem wurden Reaktionen untersucht, die den Bakterien das Überleben in Anwesenheit organischer Lösungsmittel gestattet. Da Membranen die Berührungspunkte zwischen den Mikroorganismen und dem umgebenden Medium darstellen, sind die meisten Anpassungsreaktionen mit der Aufrechterhaltung der Membranfluidität und –stabilität verbunden. Die Änderung der Membranzusammensetzung insbesondere die der Phospholipidfettsäuren (PLFA) spielt dabei eine immense Rolle. T. aromatica und G. sulfurreducens, deren Fettsäuremuster von der Palmitinsäure (C16:0) und der Palmitoleinsäure (C16:1cis) dominiert wurden, reagierten während des Wachstums in Anwesenheit von organischen Lösungsmitteln, mit einem Anstieg des Sättigungsgrades der zellulären Fettsäuren. Das Fettsäurespektrum von D. multivorans wurde durch Palmitinsäure (C16:0) und anteiso-verzweigte Fettsäuren charakterisiert. Insbesondere auf die Anwesenheit von BTEX-Verbindungen reagierten die Zellen des Sulfatreduzierers mit einem Anstieg des Verhältnisses zwischen unverzweigten gesättigten Fettsäuren (C14:0, C16:0, C18:0) und den anteiso-verzweigten Fettsäuren (C15:0anteiso, C17:0anteiso, C17:1anteiso). Die beobachteten Modifikationen auf Ebene der zellulären Fettsäurezusammensetzung sind jedoch nur mittels de novo Synthese der Fettsäuren möglich – einem Prozess, der eng mit Zellwachstum verbunden ist. Die Wachstumsraten der untersuchten, anaeroben Bakterien sind jedoch deutlich geringer als die bisher getesteter aerober Bakterien, somit wird für die Ausprägung der Anpassungsreaktionen mehr Zeit benötigt, was die höhere Empfindlichkeit anaerober Bakterien gegenüber Lösungsmitteln erklären könnte.
Eine gesunde intakte Haut ist nicht nur Voraussetzung zur Gewährleistung der Arbeitsfähigkeit, sondern auch für die effektive Händedesinfektion. Um der Entstehung einer Irritationsdermatitis entgegen zu wirken, werden im klinischen Bereich Hautschutzprodukte eingesetzt. Das Ziel dieser Studie war es, den Einfluss einer Hautschutzcreme auf die Wirksamkeit der hygienischen Händedesinfektion mit einem Präparat auf Basis von Propan-2-ol 70 %, dem Referenzstandard zur Prüfung der hygienischen Händedesinfektion, zu untersuchen. In allen Versuchsanordnungen dieser Studie, die typische Situationen im Stationsalltag der Klinik darstellen, war kein negativer Einfluss der Anwendung der Hautschutzcreme auf die Wirksamkeit der nachfolgenden Händedesinfektion feststellbar.
Bis zum jetzigen Zeitpunkt wurden in der Plazenta über 30 membranständige Transportproteine identifiziert, die zum einen in der maternal zugewandten (apikalen) oder zum anderen in der fetal zugewandten (basalen) Membran der Synzytiotrophoblasten lokalisiert sein können. Trotz vieler Hinweise auf die Existenz plazentarer Transportproteine verfügen wir bis heute über kein umfassendes Wissen über ihre Funktion und Expression. Die vorliegende Arbeit wurde initiiert, um die Kenntnisse über plazentare Transportproteine zu vervollständigen und ein möglichst komplexes Wissen über ihre Expression und Funktion in der Plazenta zu gewinnen. Dazu wurden die Transportproteine ABCB1 (P-glycoprotein) und ABCC2 (multidrug resistance protein 2, MRP2) als Vertreter der Effluxtransporter einerseits und OCT3 (organic cation transporter 3) als Vertreter der Aufnahmetransporter anderseits zur weiteren Charakterisierung ausgewählt. Zuerst wurden die Untersuchungen zur plazentaren Expression der Transportproteine ABCB1, ABCC2 und OCT3 durchgeführt und der Einfluss von intrauteriner Entwicklung, schwangerschaftsassoziierten Erkrankungen und Genotyp auf die Expression geprüft. Anschließend wurde die Funktion von ABCB1, ABCC2 und OCT3 mittels Modellsubstraten und selektiver Hemmer untersucht. Die Expression wurde auf mRNA-Ebene mittels real-time RT-PCR (TaqMan®) und auf Protein-Ebene mittels quantitativer Western Blot-Analyse bestimmt. Die funktionellen Untersuchungen wurden an OCT3 überexprimierenden MDCKII-Zellen, plazentaren Membranvesikel, mittels der dualen ex vivo Perfusion der Rattenplazenta und des dualen in vitro Perfusionsmodells der menschlichen Plazenta durchgeführt. Die plazentare ABCC2-Expression in der Spätschwangerschaft war deutlich höher als die Expression von ABCB1. In Untersuchungen zur intrauterinen Entwicklung wurde ein signifikanter gestationsaltersabhängiger Anstieg der OCT3-Expression auf mRNA- und Protein-Ebene beobachtet. Die schwangerschaftsassoziierten Erkrankungen Präeklampsie und Gestationshypertonie verminderten signifikant die OCT3-Expression auf mRNA- und Protein-Ebene. In Untersuchungen zur Veränderungen der Expression in Abhängigkeit vom Genotyp waren die Polymorphismen C3435T und G2677T im ABCB1-Gen und C3972T und C24T im ABCC2-Gen mit einer veränderte Expression der Transporter verbunden. In den funktionellen Untersuchungen wurde zuerst der Einfluss von pharmakologisch relevanten Substanzen auf die Aufnahme des OCT3-Modellsubstrats 1-Methyl-4-phenyl-pyridinium (MPP) in die MDCKII-OCT3-Zellen getest. Einen signifikanten Hemmeffekt auf die MPP-Aufnahme zeigten Imipramin, Fluoxetin, Ecstasy, Nikotin, 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP) und der bekannte OCT3-Inhibitor Disprocynium 24 (D24). Um die Funktion von OCT3 näher zu charakterisieren, wurde die MPP-Aufnahme in die apikalen und basalen Membranvesikel der menschlichen Plazenta untersucht. In den apikalen Vesikel zeigten Fluoxetin, Amphetamin und MPTP eine signifikante Hemmung des MPP-Transports. In den basalen Vesikel haben D24, Imipramin und Ecstasy die MPP-Aufnahme gehemmt. Im nächsten Schritt wurde die Funktion von Abcb1 und Abcc2 mit Hilfe der dualen ex vivo Perfusion der Rattenplazenta an Abcc2-defizienten- und Wildtyp-Ratten untersucht. Die Abwesenheit eines funktionsfähigen Abcc2-Transporters führte bei Abcc2-defizienten-Ratten zu einer erhöhten materno-fetalen Permeabilität des Modellsubstrats Talinolol, die durch Zugabe des Abcb1-Hemmers PSC833 weiter anstieg. Bei den Wildtyp-Ratten verursachte die Zugabe von PSC833 und dem Abcc2-Hemmer Probenecid einen Anstieg der materno-fetalen Permeabilität von Talinolol. Dies spricht für Beteiligung beider Transportproteine an der Plazentabarriere. Im dualen in vitro Perfusionsmodell der menschlichen Plazenta wurde ein unidirektionaler feto-maternaler Transfer des ABCB1- und ABCC2-Modellsubstrats Talinolol bewiesen. Dieser Transfer war durch den ABCC2-Inhibitor Probenecid und den unselektiven Inhibitor Verapamil modulierbar. Der ABCB1-Inhibitor PSC833 hatte dagegen keinen Einfluss auf die diaplazentare Permeabilität von Talinolol. Dies und die hohe ABCC2-Expression in der Terminplazenta spricht für eine größere Bedeutung von ABCC2 in der Spätschwangerschaft. Weitere Untersuchungen mittels des dualen in vitro Perfusionsmodells der menschlichen Plazenta wurden zur Beschreibung der Funktion von OCT3 durchgeführt. In der vorliegenden Arbeit wurde eine höhere materno-fetale Permeabilität des OCT3-Modellsubstrats MPP festgestellt. Der selektive OCT3-Hemmer D24 verminderte die materno-fetale Permeabilität des Modellsubstrats MPP signifikant. Daraus folgern wir, dass OCT3 in den diaplazentaren Transfer von organischen Kationen in fetale Richtung involviert sein muss. Psychopharmaka wie Fluoxetin, Imipramin oder illegale Drogen wie Ecstasy können die Funktion von OCT3 beeinflussen und damit den diaplazentaren Transfer von kationischen Substanzen verändern.
Marine Organismen haben sich im Laufe der Evolution hervorragend an die besonderen Bedingungen unter Wasser angepasst. Diese Tatsache führte aufgrund von Adaptationsprozessen unter anderem zur Bildung neuer biologisch aktiver Naturstoffe, die sich in ihrer Struktur und Wirkung häufig von bekannten terrestrischen Naturstoffen unterscheiden. Während Makroorganismen marinen Ursprungs schon länger intensiv untersucht werden, nahm das Interesse an marinen Mikroorganismen erst in den letzten zehn Jahren stark zu. Pilze im marinen Habitat wurden sehr spät beschrieben. Die ersten Funde wurden 1869 bekannt, doch erst in den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde langsam klar, dass auch im marinen Lebensraum eine reichhaltige Pilzflora zu finden ist. Hierbei stellen besonders Mikroorganismen des marinen Habitats wichtige potentielle Quellen auf der Suche nach neuen pharmakologisch aktiven Wirkstoffen dar, da ihre biotechnologische Fermentation in nahezu unbegrenzter Menge möglich ist, ohne dass eine Ausbeutung begrenzter natürlicher Ressourcen erfolgen muss. Im Vordergrund dieser Arbeit stand daher die Isolierung bioaktiver Naturstoffe aus marinen Pilzen. Die Pilze wurden unter verschiedenen Bedingungen kultiviert, mit geeigneten Lösungsmitteln extrahiert und die Extrakte chemisch analytisch sowie auf ihre antimikrobielle Aktivität hin untersucht. Biologisch aktive sowie analytisch aussichtsreich erscheinende Extrakte wurden zur Isolierung der in ihnen enthaltenen Sekundärstoffe ausgewählt. Die Naturstoffisolierung sowie die nachfolgende Strukturaufklärung erfolgten mithilfe verschiedener chromatographischer sowie spektroskopischer Methoden (HPLC, LC-MS, NMR, DC, verschiedene säulenchromatographische Techniken). Isolierte Reinsubstanzen wurden auf ihre biologische Aktivität gescreent. Aus dem Ethylacetat-Extrakt des taxonomisch bis jetzt nicht einordenbaren marinen Pilzes 222 konnten insgesamt elf verschiedene Verbindungen strukturell aufgeklärt werden. Dabei stellten sich 6-Deoxybostrycoidin (1), 5-Deoxyanhydrofusarubin (2) und Altechromone A (3) als bereits bekannte Verbindungen heraus. Die acht Verbindungen Balticol A-F (4, 5, 6, 7, 8, 9), Balticofuran (10) und Balticolid (11) stellten sich als neue Naturstoffe heraus. In Biotests zeigte 6- Deoxybostrycoidin antibakterielle Aktivität gegen humanpathogene Keime (Staphylococcus aureus und Bacillus subtilis) und fischpathogene Keime (Vibrio anguillarum, und Pseudomonas anguilliseptica). Die antimikrobielle Aktivität dieser Ver¬bin¬dun¬g gegen fischpathogene Erreger wurde in der Literatur bisher nicht beschrieben. Die neuen Verbindungen Balticol A-F (4-8) und Balticolid (11) zeigten starke antivirale Aktivität gegen Herpes Simplex-Virus Typ 1 und Influenza Virus Typ A. Am stärksten war die Wirkung von Balticol E (8) mit einem IC50-Wert von 0,01 µg/ml gegen HSV 1. Balticol D (7) zeigte auch antiinflammatorische Eigenschaften. Die neue Verbindung Balticofuran A (10) zeigte gute Radikalfängereigenschaften. Aus dem Pilz Lophiostoma sp. konnten drei Verbindungen isoliert und strukturell aufgeklärt werden. Dabei stellten sich Oxasetin (12) , Erogosterolperepoxid (13) und Cerebrosid C (14) als bereits bekannte Verbindungen heraus, die aber zum ersten Mal aus Lophpiostoma sp. isoliert wurden. Das antibakteriell aktive Oxasetin war vorher nur aus dem Pilz Vaginatispora aquatica beschrieben worden. Oxsetin erwies sich im Test als antiviral aktiv gegen Herpes Simplex-Virus Typ 1 und Influenza Virus Typ A . Die antimikrobielle Aktivität dieser Ver¬bin-dun¬g gegen fischpathogene Erreger und die antivirale Aktivität wurden in der Literatur bisher nicht beschrieben.
Die Implantation von Arzneistoff-freisetzenden (drug-eluting) Stents in durch Ballonangioplastie revaskularisierte Koronararterien stellt heutzutage eine der wichtigsten Methoden zur Prävention von Restenosen der betroffenen Gefäßabschnitte dar. Die Erzielung wirksamer Konzentrationen der hochpotenten Wirkstoffe in der Gefäßwand unter Vermeidung von unerwünschten systemischen Arzneimittelwirkungen soll durch die kontrollierte Arzneistofffreisetzung im stenosierten Gefäßabschnitt gewährleistet werden. Aufgrund der Unzugänglichkeit des Wirkortes für direkte Konzentrationsbestimmungen liegen bis dato jedoch nur wenige Daten bezüglich der Wirkstofffreisetzung und -verteilung aus Humanstudien vor. Da die zur Verfügung stehenden offizinellen und nicht offizinellen Methoden zur Untersuchung des In vitro-Verhaltens von Arzneiformen lediglich ein Akzeptorkompartiment aufweisen, sind sie ebenfalls nur bedingt zur Vorhersage der Freisetzung aus einem Stent am Implantationsort geeignet. Verteilungprozesse können mit diesen Methoden nicht beschrieben werden. Aus diesem Grund war es das Ziel der vorliegenden Arbeit, einen an die In vivo-Bedingungen am Implantationsort adaptierten In vitro-Freisetzungstest für Arzneistoff-freisetzende Stents basierend auf den Methoden des Europäischen oder US-Amerikanischen Arzneibuchs zu entwickeln. Der Freisetzungstest sollte dazu geeignet sein, sowohl die Wirkstofffreisetzung und -verteilung zwischen verschiedenen Kompartimenten als auch räumliche Verteilungsmuster innerhalb eines Gefäßwand-simulierenden Kompartiments zu untersuchen. Als Basis für die Modellentwicklung wurde aufgrund der am Implantationsort in vivo vorliegenden Bedingungen die Durchflusszellen-Apparatur ausgewählt, die die einzige offizinelle Methode darstellt, bei der ein gerichteter Fluss erzeugt wird. Zur Simulation der Gefäßwand sollte ein zusätzliches Akzeptorkompartiment in die Durchflusszelle eingebracht werden. Da das Kompartiment einerseits formstabil sein sollte und andererseits die Aufnahme und den Transport des Arzneistoffs durch Diffusion ermöglichen sollte, wurden verschiedene Hydrogele hinsichtlich ihrer Eignung zur Integration in die Durchflusszelle untersucht. Calciumalginat wurde als geeignetes Hydrogel für das zusätzliche Akzeptorkompartiment identifiziert und durch Veränderungen an der Durchflusszellen-Apparatur erfolgreich in den Freisetzungstest integriert. Es wurde eine zentrale Aussparung im Hydrogel geschaffen, die im Modell das Gefäßlumen simuliert und in die ein Stent mittels Ballonkatheter implantiert werden kann. Nach der Implantation des Stents kann die Öffnung im Hydrogel mit dem Freisetzungsmedium mit einer Flussrate von 35 ml/min, die dem Blutfluss in Koronarien entspricht, perfundiert werden. Durch Einsatz geeigneter Medienvolumina kann die Einhaltung von Sinkbedingungen, die als das größte Problem der häufig eingesetzten nicht offizinellen Testsysteme gilt, sichergestellt werden. Nach erfolgter Entwicklung wurde die Eignung des Modells durch die Testung verschiedener Stentmodelle geprüft werden. Neben der Bestimmung der Freisetzung der Modellsubstanzen ins Durchflussmedium während der Perfusion und der am Versuchsendpunkt in der Stentbeschichtung verbliebenen Modellsubstanz-Anteile wurden verschiedene Methoden zur Untersuchung des Hydrogels nach Beendigung der Perfusion entwickelt. Zur direkten Quantifizierung der ins Hydrogel diffundierten Modellsubstanz wurde eine geeignete Methode zur Verflüssigung des Gels identifiziert. Zur Untersuchung der räumlichen Verteilung innerhalb des Hydrogels wurden zwei Methoden zur Präparation des Hydrogels entwickelt, die die Untersuchung im Fluoreszenzmikroskop ermöglichten. Einerseits wurde anhand von Mikrotomschnitten die Diffusionstiefe im Querschnitt untersucht. Unter Verwendung von Alginatfilmen war andererseits die Untersuchung der Innenseite des simulierten Gefäßlumens parallel zur Flussrichtung möglich. Unter Verwendung einer Finite-Elemente-Methode konnten zudem ausgewählte Freisetzungsversuche mathematisch modelliert werden. Für die Berechnungen wurden im Rahmen dieser Arbeit experimentell bestimmte Diffusionskoeffizienten zu Grunde gelegt. Die Ergebnisse der Freisetzung mit dem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Testsystem wiesen im Vergleich zur Testung mit offizinellen Methoden eine Verlangsamung der Entleerung der Stentbeschichtung bei allen Modellsubstanzen durch die an die In vivo-Situation adaptierten Einbettungs- und Flussbedingungen auf. Diese Beeinflussung der Freisetzungsgeschwindigkeit durch die Freisetzungsbedingungen unterstreicht die Notwendigkeit, für die In vitro-Evaluation von Arzneistoff-freisetzenden Stents spezialisierte, an die In vivo-Bedingungen adaptierte Testsysteme einzusetzen. Mit dem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Freisetzungsmodell steht erstmals ein solches Testsystem zur Verfügung.
Ziel dieser Arbeit ist die Analyse des kinematischen Gleichgewichts am proximalen Interphalangealgelenk mit Hilfe einer modellhaften Darstellung. Anhand der neuen Erkenntnisse über die morphologischen Inkongruenzen im proximalen Interphalangealgelenk ergibt sich eine neue Vorstellung des kinematischen Ablaufes der Gelenkbewegung: Bei der Beugung dreht sich das Gelenk nicht nur um eine fixe Bewegungsachse, sondern um zwei Achsen. Diese entsprechen im ebenen Bild den beiden Mittelpunkten der Gelenkflächenkrümmungen und werden als dimere Kette bezeichnet. Mit diesen biomechanischen Grundlagen wurde eine Rekonstruktion des proximalen Interphalangealgelenkes in der Sagittalebene angefertigt, an dem die Gelenkmechanik unter Einwirkung der aktiven Muskelkräfte des M. flexor digitorum, M. extensor digitorum sowie der intrinsischen Muskeln untersucht werden konnte. Die dargestellten Muskelkräfte in unserem Funktionsmodell bedingen verschiedene Gleichgewichtslagen des Gelenkes, so dass bei ihrer Variation unterschiedliche Auslenkungen der Drehungen um die beiden Mittelpunkte erfolgen. Eine besondere Stellung nimmt hierbei die intrinsische Muskulatur ein, die in der beugenden Bewegung dem M. flexor digitorum entgegenwirkt Dieser spezielle Einfluss des M. lumbricalis auf die Gelenkmechanik hat relevante Auswirkungen auf die Lubrikation und Ernährung des Gelenkknorpels. Des Weiteren hat dieser Effekt entscheidende Bedeutung für die Erstellung von Fingergelenksprothesen, die gegenwärtig immer mehr Anwendung finden. Durch ein verbessertes Verständnis der Kinematik der Fingerbewegungen ist es möglich, eine den morphologischen Gegebenheiten getreue Prothese zu erstellen und so einen normalen „physiologischen Bewegungsablauf“ zu rekonstruieren.
Im Rahmen dieser Studie wurde der okklusale/inzisale Verschleiß von menschlichen Zähnen, der aufgrund von Abrasion, Attrition und Erosion entsteht, anhand von Schlifffacetten, die auf Gipsmodellen vermessen wurden, untersucht. Dieser Untersuchung standen 268 Probanden zur Verfügung, die im Rahmen des assoziierten Projektbereiches der regionalen Basisstudie Vorpommern (SHIP - Study of Health in Pomerania) "Munderkrankungen und kraniomandibuläre Dysfunktionen" untersucht worden sind. Von allen Probanden wurden Oberkiefer- und Unterkieferabformungen genommen und Modelle erstellt. Diese Modelle wurden mit einem 3D-Laserscanner digitalisiert und anhand der Pixelzahl und der Neigung der Schlifffacetten die Fläche errechnet. An den 22900 Messstellen wurden 8881 Facetten gefunden und vermessen: Davon lagen 3422 an den Incisiven, 1749 an den Prämolaren und 2120 an den Molaren. Im Schmelz wurden 7291, im Amalgam 852, im Kunststoff 185, in den Gusslegierungen 250 und in den Keramiken 303 Facetten vermessen. In der Gruppe der Kunststoffrestaurationen sind die wenigsten Facetten gefunden worden, im Gegensatz zu den anderen Materialien sind dort jedoch deutlich mehr Messstellen von Verschleiß betroffen. Des Weiteren sind in den Kunststoffoberflächen auch die größten Facetten vermessen worden. Alle anderen untersuchten Materialien zeigen geringeren Verschleiß. Die Gruppe der Keramikrestaurationen scheint sich in Bezug auf Verschleiß dem Schmelz ähnlich zu verhalten. Amalgam zeigt gegenüber dem Schmelz und den anderen untersuchten Materialien gute Verschleißfestigkeit. Die Gruppe der Gusslegierungen sind die abrasionsfestesten dentalen Restaurationsmaterialien. Die Größe der Schlifffacetten nimmt im untersuchten Probandengut bei älteren Probanden zu, der okklusale/inzisale Verschleiß nimmt also mit steigendem Alter kontinuierlich zu. Männer zeigen deutlich größere Facetten als Frauen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung bestätigen Zusammenhänge zwischen der Entstehung okkusalen Verschleißes und verwendeten dentalen Restaurationsmaterialien.
Anwendung des Karlsburger Diabetes-Management-System (KADIS®) unter Studien- und Routinebedingungen
(2009)
Mit der Forschungstätigkeit der letzten Jahre sollte die Frage beantwortet werden, ob KADIS® zur unterstützenden Beratung von Ärzten bei Optimierung der Stoffwechseleinstellung in der Routine der Diabetikerversorgung geeignet ist. Dazu erfolgte eine stufenweise Testung von KADIS® in offenen mono- und polyzentrischen Studien, in einer Fall-Kontroll-Studie sowie in einer Anwendungsbeobachtung im Rahmen des Diabetiva®-Programms der TAUNUS BKK. Die Ergebnisse der Studien zeigten, dass die Anwendung von KADIS®-Empfehlungen zu einer signifikanten Verbesserung der Stoffwechseleinstellung führt. Diese Aussage fand in allen Studien durch Senkung des HbA1c-Wertes Bestätigung. In der monozentrischen Studie konnte eine HbA1c-Reduktion um 1,2 % und in der multizentrischen Studie um 0,62 % innerhalb von 3 Monaten erreicht werden. Im Diabetiva®-Programm führte der Einsatz von KADIS® ebenfalls zu einer Absenkung des HbA1c-Wertes. In allen Studien und in der Routine-Anwendung bestand eine Abhängigkeit des KADIS®-Effekts vom Ausgangs-HbA1c. Je höher der Ausgangs-HbA1c desto größer der KADIS® Effekt. So erreichte in der Fall-Kontroll-Studie die Subgruppe mit einem HbA1c-Ausgangswert >7,5 % unter kombinierter Anwendung von CGMS™ und KADIS® eine HbA1c-Reduktion von 0,8 %, während in dieser Subgruppe unter alleiniger CGMS™-Anwendung nur eine Absenkung von 0,2 % gelang. Das Diabetes-Management mit KADIS® war vergleichbar erfolgreich bei deutschen und arabischen Menschen mit Diabetes. Der positive KADIS®-Effekt war sowohl für Patienten mit Typ 1 als auch mit Typ 2 Diabetes nachweisbar. So führte die kombinierte Anwendung von CGMS™ und KADIS® im Vergleich zu CGMS™ alleine zu einer HbA1c-Senkung um 0,62%. Bei Typ 1 Diabetikern gelang eine größere Absenkung des HbA1c-Wertes als bei Typ 2 Diabetikern. Mit Hilfe einer multiplen Regressionsanalyse konnte gezeigt werden, dass Patienten, die von Allgemeinpraktikern betreut werden, am meisten vom Einsatz von KADIS® Empfehlungen im Sinne einer evidenzbasierten Entscheidungsunterstützung profitierten. Generell war der Einsatz von KADIS® als evidenzbasiertes Entscheidungsunterstützungssystem dem CGMS™-Monitoring allein überlegen. Offenbar liefert das CGMS™- Profil allein nur beschränkte Informationen zur Optimierung der Stoffwechselführung, während mittels KADIS® detaillierte Empfehlungen zur Verbesserung der Blutzuckerkontrolle abgeleitet werden können, die zudem spezifisch für die jeweilige individuelle metabolische Situation des Patienten bestmöglich zugeschnitten sind. Die Studien machen ein beträchtliches Potential von KADIS® zur Vermeidung von diabetischen Spätkomplikationen deutlich. Jede Absenkung des HbA1c-Wertes um 1 % führt laut UKPDS zu einer Verminderung diabetesbedingter Todesfälle um 21 %. Gelingt es, den HbA1c-Wert dauerhaft auf Werte unter 7,5 % abzusenken, reduziert sich deutlich das Risiko für Erblindung, Amputation, Nierenversagen und Nervenschäden. Selbst wenn eine Verbesserung der Blutzucker-Einstellung erfolgt, nachdem eine diabetesbedingte Komplikation diagnostiziert wurde, kann durch Verbesserung der Stoffwechseleinstellung die Manifestation einer weiteren verzögert oder verhindert werden. Abschließend kann festgestellt werden, dass KADIS® zur unterstützenden Beratung von Ärzten bei der Optimierung der Stoffwechseleinstellung in der Routine der Diabetikerversorgung geeignet ist. Darüber hinaus ist es gelungen, die Forschungsergebnisse in der Praxis unter ambulanten Bedingungen zu bestätigen. Der erfolgreiche Start des Diabetiva®-Programms zeigt, dass das Konzept eines telemedizinisch-gestützen Diabetikerbetreuungsnetzwerks mit KADIS® als evidenzbasiertem Entscheidungsunterstützungssystem sehr gut geeignet ist, die Stoffwechselführung von Patienten mit Typ 2 Diabetes zu verbessern.
Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit war die rekombinante Expression und Reinigung der extrazellulären Domänen der neuralen Zellerkennungsmoleküle P0 und L1. Die gereinigten Proteine sollten für Strukturanalysen verwendet werden. Da es sich sowohl bei P0 als auch bei L1 um Glykoproteine handelt, wurde die rekombinante Expression in eukaryotischen Systemen durchgeführt. Die extrazelluläre Domäne des Zelladhäsionsmoleküls L1 wurde als Fusionsprotein (L1-TEV-Fc) mit einem durch TEV-Protease spaltbaren Fc-Tag in CHO-Zellen exprimiert, die das L1-TEV-Fc in den Zellkulturüberstand sezernierten. Das L1- TEV-Fc konnte erfolgreich über eine Protein A-Säule aufgereinigt werden. Seine biologische Aktivität wurde in einem Neuritenwachstums-Assay nachgewiesen. Um strukturelle Analysen an der extrazellulären Domäne durchführen zu können, sollte der Fc-Tag mit der TEV-Protease abgespalten werden. Obwohl verschiedene Reaktionsparameter wie Temperatur, Inkubationszeit, Konzentration der TEVProtease und die Konzentration der Detergenzien variiert wurden, war eine Spaltung des L1-TEV-Fc im Rahmen dieser Arbeit nicht möglich. Das Zellerkennungsmolekül P0 ist das häufigste Protein im Myelin des peripheren Nervensystems. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte neben der wildtypischen auch eine mutierte Form der extrazellulären Domäne des P0-Proteins in Pichia pastoris exprimiert werden. Die mutierte Form des P0-Proteins enthielt einen Aminosäureaustausch an Position 106 von Isoleucin zu Leucin (Ile106Leu), welcher beim Menschen zu einer schweren Form der Charcot-Marie-Tooth’schen Krankheit vom Typ 1B führt. Sowohl die wildtypische als auch die Ile106Leu-Form der extrazellulären Domäne des P0-Proteins konnten in Pichia pastoris exprimiert werden, und wurden als Fusionsproteine mit einem Myc- und einem sechsfachen Histidin-Tag in den Überstand sezerniert. Die Aufreinigung erfolgte über Ni-NTA-Agarose-Beads. Durch eine Fermentation im 35 l-Maßstab konnten beide Fusionsproteine für strukturelle Analysen in größerer Menge produziert und aufgereinigt werden. Eine anschließende Analyse mittels Dynamischer Laserlichtstreuung (DLS) zeigte, dass die Voraussetzungen für die Durchführung eines Kristallisationsscreens mit 480 Bedingungen gegeben waren. Durch Deglykosylierung mit N-Glykosidase F und 1D-NMR-Spektroskopie konnte gezeigt werden, dass die extrazelluläre Domäne des wildtypischen P0-Proteins aus Pichia pastoris glykosyliert ist. Eine Hyperglykosylierung konnte ausgeschlossen werden. Neben dem Einfluss der Ile106Leu-Mutation auf die Struktur der extrazellulären Domäne wurde auch ihr Einfluss auf die homophile Interaktion des P0-Proteins untersucht. In einem Aggregations-Assay mit transient transfizierten CHO-Zellen konnte gezeigt werden, dass die Zellen, die das wildtypische P0 voller Länge exprimierten, im Verhältnis zu P0-Ile106Leu-exprimierenden Zellen stärker aggregierten. Die Ile106Leu-Mutation wirkt sich also offenbar negativ auf die homophile Interaktion des P0-Proteins aus.
Die Wurzeln der meisten Pflanzenarten leben in enger Assoziation mit Mykorrhizapilzen. Insbesondere die arbuskuläre Mykorrhiza (AM) ist weltweit bei mehr als 80 % aller Pflanzen- und Kulturarten von Bedeutung. Es ist eine Symbiose, bei der die Wirtspflanze den Pilz mit organischem Material (Kohlenhydraten) versorgt, während im Gegenzug die Hyphen des Pilzes feinste Bodenporen erschließen und dadurch den Einzugsbereich der Wurzeln für Wasser und Nährstoffe (z.B. Phosphat, Mikronährstoffe) vergrößern. Phosphat und andere Nährstoffe werden in den Hyphen angereichert und an die Wirtspflanze abgegeben, was zu deren besserer Nährstoffversorgung beiträgt. In der vorliegenden Arbeit wurde der von der Firma AMykor in vivo in großen Mengen reproduzierte G. intraradices-Stamm molekularbiologisch eingeordnet und mit anderen Isolaten und kommerziellen Produkten verglichen. Zielregion der verwendeten Primer war die ribosomale DNA (rDNA), welche für die RNA der Ribosomen kodiert. Für die Vergleiche wurde der Bereich der hochvariablen ITS-Region (internal transcribed spacer) genutzt. Dieser „in vivo“ G. intraradices-Stamm konnte erfolgreich in eine monoxenische (in vitro) Kultur überführt werden. Die vereinzelten und sterilisierten AMykor–G. intraradices Sporen wurden zusammen mit sterilen, mit Hilfe von Agrobacterium rhizogenes transfizierten, Karottenwurzeln (Daucus carrota L. Belgien) auf Nährmedium kultiviert. Außerdem konnten noch drei weitere Wurzelkulturen etabliert werden, Fragaria x Ananassa (Duch.) (Gatersleben), Helianthus annuus L. (Gatersleben) und Daucus carota (Gatersleben). Im nächsten Schritt konnten eine asymbiotische, eine symbiotische und zwei subtraktive cDNA-Banken aus asymbiotischem und symbiotischem Myzel (Hyphen und Sporen) erstellt werden. Mit Hilfe der subtraktiven cDNA-Banken lassen sich G. intraradices-Gene isolieren, die speziell im asymbiotischen bzw. im symbiotischen Myzel exprimiert werden. Es konnten Expressed Sequence Tags (EST) identifiziert werden, deren putative Genprodukte eine Rolle bei der Transkription und Translation, dem Zellwachstum und der Entwicklung, dem Metabolismus und der Signaltransduktion spielen. Allerdings zeigten diese Homologievergleiche auch, dass ein Drittel der EST keine oder sehr geringe Ähnlichkeit zu bekannten Genen aufweist und ihre Funktion damit unbekannt bleibt. Sowohl asymbiotisches, präsymbiotisches und symbiotisches Hyphenmaterial (ERM) als auch mit G. intraradices infiziertes Wurzelmaterial dienten als Ausgangsmaterial für die Expressionsanalyse der isolierten Gene. Diese Expressionsanalysen zeigten, dass einige dieser putativen Gene nur im symbiotischen Stadium exprimiert werden. Zum Beispiel konnte ein EST mit Homologie zu einer Diacylglycerol-O-acyltransferase von Umbelopsis ramanniana isoliert werden. Mittels RT-PCR konnte eine Expression nur im ERM nicht aber im asymbiotischen, präsymbiotischen und im symbiotischen Stadium (Sporen, Hyphen und IRM) nachgewiesen werden. Dieses Enzym ist wahrscheinlich auch bei G. intraradices am Lipid-Stoffwechsel beteiligt und katalysiert die Bildung von Triacylglycerin aus Diacylglycerin. Auch ein EST, welches Homologie zu einer Fettsäuredioxygenase ppoA von Aspergillus aufweist, konnte mit Hilfe von Datenbankvergleichen gefunden werden. Dieses Gen ist in die Biosynthese des, von der Linolsäure abgeleiteten Oxylipin psiBα involviert und damit in die Entwicklung des anamorphen und telomorphen Stadiums, wobei eine Deletion des ppoA-Genes zu einer Reduktion der asexuellen und sexuellen Sporen führt. Von G. intraradices und allen anderen Glomus Spezies wurde noch kein sexuelles Stadium beschrieben. So könnte die Fettsäuredioxygenase hier an der Sporulation beteiligt sein. Da die Expression nur im ERM nachgewiesen werden konnte, wäre dies durchaus denkbar. Für das putative G. intraradices Fumaratreduktase-Gen (Gint(Fr)) konnte das vollständige ORF isoliert werden. Die Gint(Fr)-cDNA umfasst ein 1533 Bp großes offenes Leseraster, das 511 Aminosäuren kodiert. Gint(Fr) weist Homologie zu dem OSM1 Gen von Saccharomyces cerevisiae auf und katalysiert die Reduktion von Fumarat zu Succinat. Nur eine EST-Sequenz konnte als vollständiges ORF aus der cDNA-Bank isoliert werden. Die full-length Gint(Cbp)-cDNA umfasst ein 297 Bp großes offenes Leseraster, das 99 Aminosäuren kodiert. Ein NCBI-Datenbank-Vergleich zeigte, dass es sich um ein Putativ-Cruciform-DNA-binde-Protein mit Ähnlichkeit zu dem HMP1 Gen von Ustilago maydis handelt. Dieses Protein ist in die strukturelle Aufrechterhaltung der DNA involviert. Einige der hier isolierten Gene wurden als Sonden für eine Filterhybridisierung eingesetzt. Hier war es möglich, mykorrhizierte (mit G. intraradices) von nichtmykorrhizierten Pflanzen zu unterscheiden. Nun kann versucht werden, über Quantifizierung der in einer Probe enthaltenen Mykorrhizapilz-DNA eine Aussage über den Mykorrhizierungsgrad der Wurzel zu treffen und den Test in der Qualitätskontrolle und –sicherung einzusetzen.
ZIEL: Vergleich der direkt gemessenen Gesamtkörperfettmasse (FM%) mit indirekten Methoden zur Bestimmung des Gesamtkörperfettes (body mass index standard deviation score (BMI-SDS)) und des zentralen Körperfettes (Taille-Höhe-Relation (THR); Taillenumfang (TU)) anhand der Vorhersage Adipositas assoziierter Risikofaktoren (RF) in einer Population von Kindern und Jugendlichen mit hoher Prävalenz des Metabolischen Syndroms (MetS2/5). METHODEN: FM% (Dual X-ray Absorptiometrie), BMI-SDS, THR, TU und die RF Cholesterol, Triglyzeride, HDL-Cholesterol, LDL-Cholesterol, systolischer und diastolischer Blutdruck, Blutglukose, Alanin-Amino-Transferase (ALT) sowie Harnsäure wurden bei 117 übergewichtigen und adipösen deutschen Kindern und Jugendlichen bestimmt. ERGEBNISSE: In der Vorhersage eines Clusters aus RF sind FM%, BMI-SDS, THR und TU vergleichbar (Analyse der “area under receiver operating characteristic curves” zur Vorhersage von mindestens 2 von 5 Komponenten des MetS2/5). Durch die Messfunktionen des zentralen Körperfettes (THR, TU) wird mit Ausnahme der ALT ein größerer Anteil der Varianz der einzelnen RF erklärt als durch BMI-SDS oder FM% (einfache lineare Regression). Der TU erklärt für 4 von 9 RF den Hauptteil der Varianz. Er ist somit für die meisten RF ein stärkerer Prädiktor des Gesundheitsrisikos als FM%, BMI-SDS oder THR. Für etwa 1/3 der RF zeigt sich ein Vorteil in der gemeinsamen Verwendung von BMI-SDS und TU zur Abschätzung der Adipositas assoziierten Komorbidität (multiple Regression). Für die untersuchten 11- bis 16 jährige Mädchen und Jungen werden Grenzwerte für die Fettmessfunktionen vorgelegt, die sich an der Komorbidität orientieren. Für den BMI-SDS zeigt die untere und obere Grenze eine gute Übereinstimmung mit den von der International Obesity Task Force definierten Grenzen für Adipositas und extreme Adipositas. ZUSAMMENFASSUNG: Für ein “Screening” nach einem erhöhten Körperfett assoziierten Gesundheitsrisiko hat die direkt gemessene FM% keinen Vorteil gegenüber den anthropometrischen Methoden BMI-SDS, THR oder TU. Obwohl die Messmethoden zur Bestimmung des zentralen Körperfettes - besonders der TU –eine stärkere Vorhersagekraft für die Risikofaktoren als die Messmethoden des Gesamtkörperfettes zeigen, sind die Unterschiede gering und abhängig vom jeweiligen RF. Eine Kombination von BMI-SDS und TU scheint zur Abschätzung des Gesundheitsrisikos besonders geeignet.
Age-related brain injuries including stroke, are a major cause of physical and mental disabilities. Therefore studying the basic mechanism underlying functional recovery after brain stroke in middle aged subjected it is of considerable clinical interest. Data from our lab and elsewhere indicate that, behaviorally, middle aged rats were more severely impaired by stroke than were young rats, and they also showed diminished functional recovery. Infarct volume did not differ significantly in young and middle aged animals, but critical differences were apparent in the cytological response to stroke, most notably an age-related acceleration of the establishment of the glial scar. The early infarct in older rats is associated with a premature accumulation of BrdU-positive microglia and astrocytes, persistence of activated oligodendrocytes, a high incidence of neuronal degeneration, and accelerated apoptosis. In middle aged rats, neuroepithelial-positive cells were rapidly incorporated into the glial scar, but these neuroepithelial-like cells did not make a significant contribution to neurogenesis in the infarcted cortex in young or middle aged animals. Stroke is accompanied by a strong inflammatory reaction in the brain. We hypothesized that a mild systemic inflammatory reaction as caused by periodontal disease prior to stroke onset, may exert a neuroprotective effect in a rat model of focal ischemia. To test this hypothesis, marginal periodontitis was induced in BB/LL Wistar rats for 3 weeks. Two weeks after periodontitis initiation, focal cerebral ischemia was produced by reversible occlusion of the right middle cerebral artery. After a survival time of 7 days after ischemia, rat brains were analyzed. In addition, markers of systemic inflammation were determined in a different group of laboratory animals at 14 days after the onset of periodontitis. We found that rats with a mild systemic inflammation had a significantly reduced infarct volume and a significant reduction in the number of brain macrophages in the infarcted area. Conclusions: The available evidence indicates that the middle aged brain has the capability to mount a cytoproliferative response to injury, but the timing of the cellular and genetic response to cerebral insult is deregulated in middle aged animals, thereby further compromising functional recovery. In addition we found that that mild systemic inflammation elicited prior to stroke onset may have a neuroprotective effect in rats by reducing the infarct volume and tissue destruction by brain macrophages.
Aged rats recover poorly after unilateral stroke, whereas young rats recover readily possibly with the help from the contralateral, healthy hemisphere. We asked whether anomalous, age-related changes in the transcriptional activity in the brains of aged rats could be one underlying factor contributing to reduced functional recovery. We analysed gene expression in the periinfarct and contralateral areas of 3-month- and 18-month-old Sprague Dawley rats. Our experimental end-points were cDNA arrays containing genes related to hypoxia signalling, DNA damage and apoptosis, cellular response to injury, axonal damage and regrowth, cell lineage differentiation, dendritogenesis and neurogenesis. The major transcriptional events observed were: (i) Early up-regulation of DNA damage and down-regulation of anti-apoptosis-related genes in the periinfarct region of aged rats after stroke; (ii) Impaired neurogenesis in the periinfarct area, especially in aged rats; (iii) Impaired neurogenesis in the contralateral (unlesioned) hemisphere of both young and aged rats at all times after stroke and (iv) Marked up-regulation, in aged rats, of genes associated with inflammation and scar formation. These results were confirmed with quantitative real-time PCR. Conclusion I: reduced transcriptional activity in the healthy, contralateral hemisphere of aged rats in conjunction with an early up-regulation of DNA damage-related genes and pro-apoptotic genes and down-regulation of axono- and neurogenesis in the periinfarct area are likely to account for poor neurorehabilitation after stroke in old rats. Efficient neuroprotection after stroke requires long-term, regulated lowering of whole body temperature. After stroke, exposure of aged rats to hydrogen sulfide resulted in sustained, deep hypothermia (30.8 ± 0.7°C) that led to a 50% reduction in infarct size with a concomitant reduction in the number of phagocytic cells. At the transcription level, we found an overall decrease in the transcriptional activity related to inflammation and apoptosis. Behaviorally, hypothermia was associated with better performance on tests that require complex sensorimotor skills, in the absence of obvious neurological deficits or physiological side-effects, in aged rats. Conclusion II: Prolonged hypothermia is a simple and efficacious method to limit damage inflicted by stroke in aged rats.
Rekombinante Expression und Design der Aminoacylase 1 für die Synthese von N-Acyl-Aminosäuren
(2009)
Im Rahmen der Dissertation wurde die Möglichkeit der enzymatischen N Acylierung von Aminosäuren über eine thermodynamisch kontrollierte Reaktion im wässrigen Medium untersucht. Eine Auswahl von Biokatalysatoren wurde auf ihre Eignung hin untersucht und die Aminoacylase 1 aus der Schweineniere (pAcy1) als Wildtyp-Enzym ausgewählt. Es konnte gezeigt werden, dass das primäre Problem bei der pAcy1-katalysierten Synthese der Modellkomponente N-Lauroyl-L-Glutamat (NLLG) in einem sehr ungünstigen thermodynamischen Gleichgewicht liegt. Dieses konnte zwar durch den pH-Wert zugunsten der Synthese verschoben werden, lieferte aber auch unter optimierten Bedingungen nur unzureichende Umsätze. Als primäre Probleme auf Seiten des Biokatalysators wurde ein niedriges Verhältnis zwischen der Synthese und Hydrolyse des Produktes (S/H-Verhältnis) neben einer vergleichsweise schlechten Akzeptanz langkettiger Acyldonoren identifiziert. Um für eine Optimierung des Enzyms die Methoden des rationalen Protein Designs und der gerichteten Evolution zu nutzen, wurde ein rekombinantes Expressionssystem über ein synthetisches Gen der pAcy1 auf dem Vektor pET52(b) realisiert. Durch die Anpassung des Expressionsmediums, der Temperatur sowie der Co-Expression molekularer Chaperone konnten etwa 80 mg aufgereinigtes Enzym pro Liter Fermentationslösung erhalten werden. Das rekombinante Protein wurde biochemisch charakterisiert und die Aktivität gegenüber dem bevorzugten Substrat der pAcy1 N-Acetyl-L-Methionin (NAM) mit 94 U/mg quantifiziert. Die Optimierung des S/H-Verhältnisses der pAcy1 fokussierte sich auf das Potential der katalytischen Base (E146) zur Protonenaufnahme. Als Basis für ein rationales Design wurde ein Strukturmodell erstellt und ein Aspartat an der Position 346 identifiziert, welches den pKa-Wert von E146 maßgeblich beeinflusst. Durch Modellierungen der Elektrostatik im aktiven Zentrum wurde die Substitution von D346 zu Alanin, Asparaginsäure, Glutamat und Glutamin vorgeschlagen und weiterhin die Mutation der katalytischen Base selbst untersucht. Versuche zur Beschreibung des S/H-Verhältnisses von erstellten Varianten der pAcy1 wurden anschließend mit NAM als Modellkomponente durchgeführt. Bei allen Mutanten war ein starker Rückgang der Gesamtaktivität zu verzeichnen, wobei die Restaktivitäten der 146X-Varianten maximal 0,5% und die der 346X-Varianten maximal 9% bei der Hydrolyse betrugen. Durch die parallele Quantifizierung der Synthesereaktion konnte gezeigt werden, dass sich das S/H-Verhältnis durch die Substitution des Asp346 in beide Richtungen verschieben lässt, wobei die gewünschte Erhöhung des Verhältnisses mit einer stark verminderten Gesamtaktivität einhergeht. Die Mutante D346A wies z.B. eine Erhöhung des S/H-Verhältnisses von 0.02 auf 0.18 auf, wobei allerdings die Restaktivität im Vergleich zum Wildtyp-Enzym bei der Synthese 0.2% und die in der Hydrolyse 0.05% betrug. Zur Erklärung dieser Beobachtungen wurde die pH-Abhängigkeit der pAcy1-Varianten für die Hydrolyse des artifiziellen Substrats Furyl-Acyl-M ethionin (FAM) bestimmt. Eine Verschiebung des pH-Optimums ins Saure bzw. ins Basische korrelierte bei D346A bzw. D346E mit der zuvor bestimmten Verschiebung des S/H-Verhältnisses. Weiterhin sollte die Affinität der pAcy1 gegenüber langkettiger Acyldonoren durch gerichtete Evolution erhöht werden. Da aus der Literatur bekannt ist, dass die Reste I177, T345, L370 die Acylbindetasche des Enzyms definieren, wurden diese über iterative Sättigungsmutagenese randomisiert und so etwa 32.000 Varianten der pAcy1 erzeugt. Zur Charakterisierung einer Mutantenbibliothek wurde ein hochdurchsatzfähiges Expressions- und Screeningsystem etabliert, wofür das bereits realisierte Expressionssystem auf den Mikrolitermaßstab übertragen und auf die besonderen Ansprüche hin optimiert wurde. Zur Charakterisierung der Enzyme wurde eine modifizierte Form eines bereits beschriebenen Proteaseassays verwendet, welcher eine kontinuierliche Messung der entstehenden Aminosäure als Produkt der Hydrolysereaktion erlaubte. Eine vorhergehende Selektion aktiver Varianten auf Minimalmedium erlaubt ein effizientes Screening der Mutantenbibliothek. Das Screening- und Selektionssystem wurde bisher mit der Wildtyp-pAcy1 und einer inaktiven Mutante erfolgreich getestet und zeigte Schwankungen von lediglich ±10%. Das noch ausstehende Screening der Mutantenbibliothek wird in laufenden Arbeiten durchgeführt.
Trotz nachlassenden Interesses in der wissenschaftlichen Forschung erfreuen sich komplexe Problemlöseszenarien als sozial valider Ersatz für klassische Intelligenztests in der angewandten Eignungsdiagnostik ungebrochener Beliebtheit. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die umfassende Validierung des für den Praxiseinsatz neu entwickelten komplexen Problemlöseszenarios AGRIMAN. In einem theoretischen Teil wird das Forschungsfeld und seine Geschichte am Beispiel des bekanntesten Problemlöseszenarios TAILORSHOP erläutert sowie auf den Zusammenhang von komplexer Problemlöseleistung mit Intelligenz, Wissen und beruflicher Leistung eingegangen. Im empirischen Teil wird die Entwicklung und Validierung von AGRIMAN beschrieben. N=185 Probanden aus drei Stichproben bearbeiteten im Rahmen von neun Assessment Centern das neu entwickelte Szenario. Die Ergebnisse bestätigen das Arbeitsmodell, dass Verarbeitungskapazität vermittelt über das erworbene systemspezifische Wissen die Problemlöseleistung beeinflusst. Außerdem ergaben sich mittelhohe Zusammenhänge zwischen Problemlöseleistung und über Assessment Center operationalisierter Berufsleistung.
Turbulence is a state of a physical system characterized by a high degree of spatiotemporal disorder. Turbulent processes are driven by instabilities exhibiting complex nonlinear dynamics, which span over several spatial as well as temporal scales. Apart from fluids and gases, turbulence is observed in plasmas. While turbulent mixing of a system is sometimes a desired effect, often turbulence is an undesired state. In hot, magnetically confined plasmas, envisaged for energy generation by thermonuclear fusion, plasma turbulence is clearly a problem, since the magnetic confinement time is drastically deteriorated by turbulent transport. Hence, a control mechanism to influence and to suppress turbulence is of significance for future fusion power devices. An important area of plasma turbulence is drift wave turbulence. Drift waves are characterized by currents parallel to the ambient magnetic field, that are tightly coupled to a coherent mode structure rotating in the perpendicular plane. In the present work, the control of drift waves and drift wave turbulence is experimentally investigated in the linear magnetized helicon experiment VINETA. Two different open-loop control systems - electrostatic and electromagnetic - are used to drive dynamically parallel currents. It is observed that the dynamics of the drift waves can be significantly influenced by both control schemes. If the imposed mode number as well as the rotation direction match those of the drift waves, classical synchronization effects like, e.g., frequency locking, frequency pulling, and Arnold tongues are observed. These confirm the nonlinear interaction between the control signal and the drift wave dynamics. Finally, the broadband drift wave turbulence, and thereby turbulent transport, is considerably reduced if the applied control signal is sufficiently large in amplitude.
In der Frequenz kontinuierlich veränderbare Laser sind interessante Lichtquellen für wissenschaftliche Forschung, Industrie und Technik. In diesem Zusammenhang zeigen insbesondere Diodenlaser mit externem Resonator (ECDL) vorteilhafte Eigenschaften. Weit verbreitet ist der Littrow-Laser, da er aufgrund seines einfachen Designs kostengünstig, kompakt und robust ist und zudem eine geringe Linienbreite aufweist. Das bei ihm eingesetzte Reflexions-Gitter fungiert gleichzeitig als Reflektor und Frequenzfilter. Die Durchstimmung erfolgt mechanisch durch Drehung des Gitters mittels eines Piezo-Aktuators. Diese Vorgehensweise begrenzt sowohl die erreichbare Repetitionsrate als auch Durchstimmbereich und -geschwindigkeit. Um diese Probleme zu umgehen, bietet sich der Einsatz zweier akusto-optischer Modulatoren (AOM) als Deflektor im externen Resonator an. Die Durchstimmung eines solchen AOM-Lasers erfolgt durch Ablenkung des Strahls auf rein nicht-mechanischem Weg. Dazu ist allerdings eine geeignete Ansteuerung der AOMs vonnöten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein theoretisches Modell entworfen, welches grundlegende Eigenschaften eines AOM-Lasers beschreibt. Darauf basierend konnte ein Algorithmus zur Berechnung der für eine kontinuierliche Durchstimmung notwendigen AOM-Ansteuersignale entwickelt werden. Dieses Modell zeigt zudem, dass zur Realisierung einer Durchstimmung mit gleichzeitig akzeptabler Laser-Linienbreite hohe Anforderungen an die Ansteuerelektronik, insbesondere bezüglich Jitterfreiheit (< 5 ps), gestellt werden, was nur durch eine vollständig digitale Erzeugung der Ansteuersignale mittels sogenannter DDS-ICs (Direct-Digital-Synthesis) erfüllt werden kann. Andere untersuchte Schaltungen zeigten schlechtere Eigenschaften. Aufgrund der guten Übereinstimmung zwischen dem aufgestellten Modell und dem praktischen AOM-Laseraufbau können im roten Spektralbereich kontinuierliche (modensprungfreie) Durchstimmbereiche von bis zu 220 GHz erreicht werden. Die maximale Durchstimmgeschwindigkeit liegt 1.5 GHz/µs. Eine Repetitionsrate von 25 kHz ist realisierbar. Die 0.2-ms-Linienbreite liegt bei 450 kHz. Der Laser konnte außerdem in einem Bereich von 6 nm (4 THz) ohne mechanische Nachjustage operieren. Eine genaue Analyse zeigt, dass trotz der schon sehr guten Performance des Lasersystems durch Verfeinerung des Modells und eine weitere Verbesserung der Komponenten die genannten Leistungsparameter um einen Faktor 5 - 10 gesteigert werden könnten.
Das Gram-positive Bakterium Staphylococcus aureus besiedelt die menschliche Haut und die oberen Atemwege, z.B. die Nase. Aus noch unbekannten Gründen können die Bakterien gelegentlich einen pathogenen Charakter entwickeln und Krankheiten wie Furunkulose, Pneumonien oder Sepsis verursachen. Dieses pathogene Potenzial in Verbindung mit dem Auftreten von zahlreichen Antibiotika-Resistenzen in vielen klinisch relevanten S. aureus-Stämmen stellt ein Risiko für die menschliche Gesundheit dar. Deshalb ist es notwendig, potenzielle Effekte der bakteriellen Produkte, die die eukaryotischen Wirtszellen relevanter Organsysteme beeinflussen könnten, zu erforschen. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, spezifische Elemente der frühen Signaltransduktion, der Genregulation und der physiologischen Antworten von humanen immortalisierten Atemwegsepithelzellen (S9) auf Kontakt mit Staphylococcus aureus-Zellkulturüberständen sowie rekombinant hergestellten individuellen Virulenzfaktoren (Hämolysin A (Hla, ein porenformendes Toxin) und Hämolysin B (Hlb, ein Enzym mit Sphingomyelinase-Aktivität)) zu untersuchen. Diese Ansätze dienen dazu, Hinweise auf die Identität sezernierter Stoffwechselprodukte von S. aureus zu erhalten, die in den eukaryotischen Wirtszellen zu direkten Abwehr- oder Vermeidungsreaktionen (angeborene Immunität) oder zu Bakterien-induziertem „Fehlverhalten“ führen, das möglicherweise (Mit-)Ursache der Pathogenität einiger Stämme des Bakteriums ist. Quantitative Western-Blot-Analysen mit löslichen Proteinextrakten von S9-Zellen offenbarten dabei eine Aktivierung der Erk-Typ-MAPK, der p38 MAPK und der Akt1/3, aber keine Aktivierung der c-Jun N-terminalen Kinase (JNK) oder Akt2 infolge der Behandlung mit steril-filtrierten S. aureus-Überständen aus der exponentiellen Wachstumsphase (OD540nm = 1), der stationären Wachstumsphase (OD540nm = 10) bzw. nach der Behandlung mit rekombinant hergestellten S. aureus Hämolysinen (rHla, rHlb). Analysen der Produkte sogenannter „früher Gene“ zeigten eine moderate Erhöhung der Expression von c-Jun und Egr-1, und eine stärkere Erhöhung der Expression von c-Fos nach der Behandlung der S9-Zellen mit den bakteriellen Überständen oder rekombinanten Toxinen (rHla, rHlb). Da Atemwegsepithelzellen bei Kontakt mit potenziell pathogenen Bakterien bzw. sekretorischen Faktoren dieser Bakterien Chemokine zur Rekrutierung von Neutrophilen sekretieren, (speziell IL-8), wurde ein Multiplex-Assay-System eingesetzt, mit dem es möglich war, 11 verschiedene Zytokine im Kulturüberstand der S9-Zellen nach Behandlung der Zellen mit den bakteriellen OD10-Überständen bzw. rekombinanten Hla oder Hlb zu analysieren. Die S9-Zellen reagierten dabei auf die Behandlung mit dem Überstand, Hla oder Hlb mit der Sekretion der pro-inflammatorischen Zytokine IL-8, IFN-γ und IL-6, und diese Zytokin-Expression wurde teilweise vermittelt über die Signalwege der Erk-Typ-MAPK und der p38 MAPK. Weiter konnte gezeigt werden, dass Atemwegsepithelzellen infolge der Behandlung mit bakteriellem Überstand bzw. Hla Zellformveränderungen unterliegen und ihre Integrität verlieren. Dieses könnte parazelluläre Wege im Epithel öffnen, und so den Bakterien ermöglichen, ins Innere des Wirtskörpers vorzudringen.
Die Ergebnisse unserer Studie zeigen, dass die Ohrakupunktur zur Reduktion des postoperativen Schmerzmittelverbrauchs beiträgt. Die Ohrakupunktur (OA) ist für die effektive Behandlung von verschiedenen Schmerzzuständen bekannt, bisher gab es jedoch keine randomisierte kontrollierte Studie über Ohrakupunktur als Behandlung bei akut auftretenden postoperativen Schmerzzuständen. Daher testeten wir ob die OA von bestimmten Punkten der Shamakupunktur (SA) überlegen als ergänzende Schmerztherapie bei Patienten nach Operation einer Totalenhüftendoprothese. In dieser Studie waren die Patienten, der Anästhesist und derjenige, der die Daten auswertete verblindet. Die Patienten wurden per Zufallsprinzip der richtigen oder der SA zugewiesen. Dauerhaft im Ohr verbleibende Akupunkturnadeln verblieben im Ohr bis zum dritten postoperativen Tag. Die Behandlung von postoperativen Schmerzen erfolgte mit Piritramid i.v. (ein Opioid-Rezeptoragonist mit einer analgetischen Wirkung von 0.7 im Vergleich zu Morphium) wobei eine PCA-Pumpe benutzt wurde. Die Zeit bis zur ersten Analgetikanachfrage, die Menge des postoperativ via PCA-Pumpe benötigten Piritramids und die Schmerzintensität auf einer Visuelle-Analog-Skala (VAS) wurden zur Auswertung des postoperativen Analgetikaverbrauchs herangezogen. Der intraoperative Analgetikaverbrauch, das Auftreten von analgetikabedingten Nebenwirkungen, Entzündungsparameter und der Erfolg der Patientenverblindung wurden ebenfalls notiert. Vierundfünfzig Patienten beendeten die Studie. Der Piritramidverbrauch während der ersten 36 Stunden nach dem Eingriff war in der Ohrakupumkturgruppe geringer als in der Kontrollgruppe: 37 ±1 8 vs. 54 ± 21 mg; mean ± SD; P=0.004. Die Schmerzintensität auf der VAS-Skala und das Auftreten von analgetikabedingten Nebenwirkungen waren in beiden Gruppen vergleichbar. Der Unterschied zwischen den Gruppen bezüglich dem Verblindungerfolg war nicht signifikant. Die Erkenntnisse dieser Arbeit zeigen dass Ohrakupunktur zur Reduktion des postoperativen Analgetikabedarfs eingesetzt werden kann.
In this work, the investigation of dusty plasma by means of tunable diode laser spectroscopy was carried out. Special interest was focused on the interactions of dust particles and metastable atoms. At first, Al density and temperature in dc and pulsed magnetron discharges were measured. Measurements with argon as working gas show an expected behavior of the measured atom density and temperature. Decrease of absorption signal was observed in argon/oxygen and argon/methane mixtures. A small admixture of oxygen leads to a complete disappearance of the absorption signal indicating vanishing Al atom density. The effect is believed to be caused by the oxidation of the magnetron target. This decrease reveals typical hysteresis behavior caused by poisoning of the target. Significant difference between critical oxygen flow value in dc and pulsed modes was registered. Then dust formation and plasma behaviors in hydrocarbon containing plasmas were analysed. The dust growing plasmas (Ar/C2H2, Ar/CH4 and Ar/C3H6 rf plasmas) were characterized by laser transmission and scattering methods, ion energy distribution function and mass spectrum evolution by plasma processing monitor, and the spatial distribution in pristine plasma and the temporal behavior of the metastable atom density in processing plasma using TDLAS. Pristine plasma were then characterized in term of metastable density and temperature. The radial distribution of neon metastable atom density in capacitive coupled rf discharge can be approximated to a Gaussian profile with the width smaller than plasma chamber radius. The diffusion flow of metastable atoms deduced from their spatial density distribution gives the loss of metastable atom in the plasma sheath. Argon metastable density was measured in rf plasma and compared with a simple model for metastable density. The model explains well the trend of metastable density with respect to the change of plasma input power. Metastable density of dusty plasma with injected dust particles was measured and compared to that of pristine plasma. The particle heating by metastable atoms was strongly evidenced. The power absorbed by dust particles due to bombardment of metastable atoms onto a dust particle surface in our experiments is about 0.04 Wm-2 for the low dust density case and lower for higher dust density which is in the same order as the contributions of kinetic energy of ions and electrons and the energy released by their recombination on the grain surface. The influence of dust particle density and size on metastable density was studied. Through measuring metastable density, TDLAS can be used as a tool to study the dust growth process in processing plasma.
Der vermutete Zusammenhang zwischen Kieferfehlstellung und Wirbelsäulenfehlstellung wird untersucht und Möglichkeiten der Wirbelsäulenkorrektur durch Bissänderungen dargestellt. 60 Patienten mit deutlicher Schmerzsymptomatik und einer messbaren Kiefergelenkabweichung in habitueller Okklusion und 20 Probanden einer Kontrollgruppe sind Untersuchungsgegenstand. Nach einer klinischen Funktionsanalyse erfolgt eine orthopädische Untersuchung und eine instrumentelle Funktionsanalyse mittels Condylograph der Firma Gamma. Die Vermessung der Wirbelsäule erfolgt mit dem formetric 3D®-Gerät der Firma Diers. Aus den Messdaten des 3D-Geräts werden die Werte der Lotabweichung und der Rotationsabweichung extrahiert. Die Lotabweichung misst den seitlichen Überhang der Wirbelsäulensenkrechten auf die Beckenhorizontale. Die Rotationsabweichung misst die Abweichung der Wirbelkörper in der Rotation gegeneinander. Die statistische Auswertung der Patienten zeigt in der Lotabweichung bei 73% und in der Rotation bei 72% eine deutlich verbesserte Wirbelsäulenstellung mit Bisskorrektur. Die simulierte Okklusionsstörung mittels einseitig eingebrachter Watterollen führt bei den Probanden bei der Lotabweichung zu einer Verschlechterung der Werte bei 70% und bei der Rotation zu einer Verschlechterung bei 85% der Probanden, Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass Veränderungen der Bisslage einen gewissen Einfluss auf die Wirbelsäulenstatik bei Patienten mit CMD sowie gesunden Kontrollprobanden zu haben scheinen. Zur Sicherung dieses Zusammenhangs ist allerdings die Durchführung randomisierter kontrollierter Studien notwendig.
Die vorliegende Arbeit untersuchte persönlichkeitsstrukturelle Änderungen unter spezifischer stationärer Dialektisch-Behavioraler Therapie (DBT). Dabei wurde insbesondere der Frage nachgegangen, welche persönlichkeitsstrukturellen Variablen sich in einem Zeitraum von 24 Monaten ändern können. Zudem wurde nach wichtigen Prädiktoren für diesen Änderungsprozess gesucht. Gemessen wurden Merkmale von Temperament und Charakter nach Cloninger (1993), Impulsivität, Alexithymie und Merkmale der Borderline-Persönlichkeitsstruktur nach Kernberg (1967). In einer „complete-Analyse“ wurden die Ergebnisse einer Stichprobe überwiegend weiblicher PatientInnen mit der Diagnose einer Borderline-Persönlichkeitsstörung nach SKID-II dargestellt, die die DBT-Therapie in drei Modulen a´ 6-8 Wochen Interventionsdauer absolvierten (Three-Step-DBT; N = 14). Weiterhin wurden zum Vergleich die Ergebnisse einer Stichprobe überwiegend weiblicher ProbandInnen mit der Diagnose einer Borderline-Persönlichkeitsstörung nach SKID-II gezeigt, welche Treatment as Usual (TAU; N = 16) erhielten und hinsichtlich der gleichen persönlichkeitsstrukturellen Variablen untersucht wurden. Die Zuordnung zu den verschiedenen Gruppen konnte in einem quasiexperimentellen Design mit den Matching-Variablen Alter, Geschlecht und der Charakterdimension Selbstlenkungsfähigkeit nach Cloninger zu Behandlungsbeginn gestaltet werden. In der insgesamt 17,5 Monate dauernden DBT-Intervention mit 5 Messzeitpunkten und Katamneseerhebung sechs Monate nach Interventionsende zeigten die Skalen Beharrungsvermögen und Selbstlenkungsfähigkeit als Merkmale von Temperament und Charakter, die Skalen motorische und nichtplanende Impulsivität als Merkmale der Impulsivität, die Skala extern orientierter Denkstil als Merkmal von Alexithymie und der Gesamtwert der Alexithymie sowie die Skalen Angst vor Nähe, Entfremdungserleben und Identitätsdiffusion und der Gesamtwert der Borderline-Persönlichkeitsstruktur nach Kernberg (1967) eine signifikante bis hochsignifikante Beeinflussung durch den Messwiederholungsfaktor Interventionsdauer. Alle genannten Skalen wiesen Symptomreduktionen in die erwartete Richtung auf. Höhere Effekte ergaben sich erst im längerfristigen Therapieverlauf. Unter der Bedingung Treatment as Usual (TAU) zeigten in einem Zeitraum von 24 Monaten mit insgesamt drei Messzeitpunkten ausschließlich die Variablen Selbstlenkungsfähigkeit als Charaktermerkmal, nichtplanende Impulsivität als Impulsivitätsmerkmal und Entfremdungserleben und Identitätsdiffusion als Merkmal der Persönlichkeitsstruktur nach Kernberg (1967) eine signifikante bis hochsignifikante Beeinflussung durch den Messwiederholungsfaktor Interventionsdauer in der Varianzanalyse. Dabei ergab sich für die nichtplanende Impulsivität eine signifikante Symptomzunahme über die Zeit unter TAU. Als Prädiktoren für den Therapieerfolg in der spezifischen DBT-Intervention erwiesen sich entgegen der Hypothese das Vorliegen von Suizidversuchen mit stationärer Nachbehandlung in der Vorgeschichte als Prädiktor für die Reduktion von Alexithymie (Gesamt) und erlebte körperliche Gewalt als Prädiktor für die Verbesserung der Selbstlenkungsfähigkeit als Charaktermerkmal. Existenzbedrohende Ereignisse in der Vorgeschichte führten diesbezüglich zu Ressourcenaktivierung unter spezieller DBT-Intervention. Zusammenfassend zeigt die Untersuchung, dass positive Veränderungen persönlichkeitsstruktureller Variablen und damit auch Verbesserungen der Qualität zwischenmenschlicher Beziehungen insbesondere unter spezifischer Three-Step-DBT im längerfristigen Therapieverlauf möglich sind.
Untersuchung der zytotoxischen Aktivität unterschiedlich virulenter NDV-Stämme auf Krebszelllinien
(2009)
In dieser Arbeit wurde der Zusammenhang zwischen NDV-Stamm und onkolytischer Wirkung auf Tumorzellen untersucht. Die Analyse der onkolytischen Eigenschaft ausgewählter NDV zeigte, dass die Wirkung auf die Tumorzellen von der Art des NDV abhängt. Desweiteren erfolgte die Herstellung und Charakterisierung von rekombinanten Viren mit substituierten Oberflächenproteinen.
Hintergrund: In jüngster Zeit werden zunehmend präferenzbasierte Verfahren zur Messung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität („health-related quality of life“, HRQoL) entwickelt, validiert und in gesundheitsökonomische Analysen einbezogen. Gegenwärtig stehen in deutscher Übersetzung sechs präferenzbasierte Instrumente zur Verfügung: der EuroQol-Fragebogen (EQ-5D), der 15D-Fragebogen (15D), der Health Utilities Index 2 und 3 (HUI 2, HUI 3), die Short-Form-6-Dimensions (SF-6D) und die Quality of Well-being Scale - self-administered (QWB-SA). In diesen Verfahren werden die verschiedenen Einzelaspekte der gesundheitsbezogenen Lebensqualität zu einer eindimensionalen Maßzahl, einem Indexwert, zusammengefasst. Dieser Indexwert kann mit Angaben zur Lebenszeit verknüpft werden und im Rahmen gesundheitsökonomischer Kosten-Nutzwert-Analysen („cost-utility analysis“, CUA), in Form von qualitäts-adjustierten Lebensjahren („quality adjusted life years“, QALYs) den Kosten einer medizinischen Technologie gegenübergestellt werden. Der Gebrauch von QALYs ist international weit verbreitet und wird von einer Vielzahl von Bewertungsinstitutionen, u.a. vom National Institute for Health and Clinical Excellence (NICE) in England und Wales, explizit gefordert. Aktuelle Studien zeigen jedoch, dass die Gültigkeit des QALY-Konzeptes hinterfragt werden sollte. Ziel: Das primäre Ziel dieser Arbeit ist die detaillierte Beschreibung, Anwendung und ver-gleichende empirische Untersuchung der psychometrischen Güte der oben genannten präfe-renzbasierten Messinstrumente in drei Reha-Kollektiven der Indikationsgebiete muskulo-skelettale Krankheiten, Herz-Kreislaufkrankheiten und Psychosomatik. Darüber hinaus werden unter Rückgriff auf die Prospect Theory drei direkte Verfahren zur Messung der gesund-heitsbezogenen Lebensqualität, das Standard-Gamble-, das Time-Trade-Off- und das Rating-Scale-Verfahren, am Beispiel Tinnitus empirisch untersucht. Methoden: Die Daten, die dieser Arbeit zugrunde liegen, stammen aus zwei Projekten. Das Projekt „Methodische Aspekte der nutzentheoretischen Lebensqualitätsmessung“ wurde in der zweiten Förderphase des „Norddeutschen Verbunds für Rehabilitationsforschung“ (NVRF) von 2001 bis 2005 durchgeführt (Förderkennzeichen: 01GD0106). Im Rahmen dieses Projektes erfolgte die Erhebung der präferenzbasierten Messinstrumente in den drei Indikations-gruppen zu Beginn und am Ende der Rehabilitation. Das Projekt „Die Bewertung von Gesundheit am Beispiel Tinnitus“ wurde im Rahmen des Graduiertenkollegs „Bedarfsgerechte und kostengünstige Gesundheitsversorgung“, gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), durchgeführt. In zwei gleichgroßen Gruppen (Personen mit einer Tinnitus-Erkrankung und Person aus der Allgemeinbevölkerung), parallelisiert nach Alter und Geschlecht, wurden mit den genannten direkten nutzentheoretischen Erhebungsmethoden Nutzwerte für die Erkrankung Tinnitus ermittelt. Zur Datenexploration wurden Methoden der de-skriptiven Statistik verwendet. Vergleichende Analysen erfolgten anhand der deskriptiven Kennwerte, Anzahl fehlender Werte, Häufigkeitsverteilungen und Korrelationskoeffizienten. Multivariate statistische Verfahren, wie z.B. die Varianzanalyse und Faktorenanalyse wurden durchgeführt. Ergebnisse: Beim Vergleich der deskriptiven Kennwerte zeigten sich Unterschiede zwischen den analysierten Instrumenten. In den drei untersuchten Indikationsgruppen wies der 15D die durchschnittlich höchsten Indexwerte aus und der QWB-SA die niedrigsten. In den drei untersuchten Gruppen erreichte kein Patient den niedrigsten möglichen Indexwert (Bodeneffekt). Deckeneffekte wurden insbesondere für den EQ-5D in allen drei beobachtet. Der 15D und der SF-6D wiesen höhere Kennwerte der Änderungssensitivität als der EQ-5D, HUI 2, HUI 3 und QWB-SA aus. Die Ergebnisse zur Bewertung von Gesundheit am Beispiel des Tinnitus zeigten, dass die Bewertung von Gesundheitszuständen vom eigenen aktuellen Gesundheitszu-stand und von der individuellen Risikoeinstellung abhängig ist. Tinnitus-Patienten wiesen dem Krankheitsbild Tinnitus höhere Nutzwerte zu als Nicht-Betroffene. Darüber hinaus zeigten sich Tinnitus-Betroffene als risikoavers im Vergleich zu Nicht-Betroffenen, die einer risikobehafteten medizinischen Behandlungsmaßnahme eher zustimmten. Ein Zusammenhang zwischen der Risikoeinstellung einer Person und der Nutzwertbewertung konnte statistisch nachgewiesen werden. Diskussion: Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Indexwerte der sechs präferenzbasierten Messinstrumente nur bedingt vergleichbar sind, was bei der Planung einer Studie berück-sichtigt werden muss. Aus den vorliegenden Ergebnissen zur nutzentheoretischen Bewertung des Tinnitus kann geschlossen werden, dass zukünftige Studien die individuelle Risikoeinstellung berücksichtigen sollten, um die ermittelten Nutzwerte entsprechend adjustieren zu können.
Kinetik der Ladungsträger und neutralen Spezies in anisothermen, molekularen Entladungsplasmen
(2009)
In dieser Arbeit wurde die Kinetik geladener und neutraler Spezies in anisothermen, molekularen Niederdruckentladungsplasmen untersucht. Als Arbeitsgas wurde Sauerstoff gewählt, da es noch eine Reihe grundlegender Fragen zu beantworten gibt und da Sauerstoff für viele technische Anwendungen von Interesse ist. Für eine adäquate Beschreibung des Elektronensubsystems wurde die stationäre, räumlich inhomogene kinetische Gleichung der Elektronen gelöst und die Elektronengeschwindigkeitsverteilungsfunktion (EVDF) bestimmt. Auf der Grundlage einer Legendre-Polynomentwicklung wurde eine strikte Multiterm-Beschreibung entwickelt, mit deren Hilfe die EVDF unter Vorgabe realistischer Potentialverläufe zwischen den Elektroden und der Plasmazusammensetzung im Druckbereich von 1 bis ~100 Pa bestimmt wurde. Es konnte der wesentliche Einfluß der dissipativen Stoßterme zur räumlichen Relaxation der EVDF erstmals für Sauerstoff gezeigt werden. In Bereichen kleiner Drücke ist ein Verhalten zu finden, welches typisch für Strahlelektronen ist, d.h. die an der Kathode eingestreute Elektronengruppe wandert praktisch ohne Dämpfung bis zur Anode. Dies spiegelt sich auch in den makroskopischen Größen wider, die im gesamten Entladungsgebiet eine starke räumliche Struktur aufweisen. Bei einer Druckerhöhung ist eine schnelle räumliche Relaxation der EVDF zu beobachten, die bereits beim Verlassen des Kathodenfallgebiets annähernd abgeschlossen ist. Damit in Verbindung stehen räumlich konstante Transportgrößen für die Elektronen oder deren mittlere kinetische Energie. Weiterhin wurde ein System hydrodynamischer Bilanzgleichungen für die betrachteten Spezies in Sauerstoff-Glimmentladungen abgeleitet, welches gekoppelt mit der Poisson-Gleichung gelöst wurde. Somit konnten die Dichten und Ströme der Spezies sowie das elektrische Potential selbstkonsistent bestimmt werden. Für die Analysen wurde ein reaktionskinetisches Modell für Sauerstoff entwickelt, welches alle relevanten Spezies und die zugehörigen Reaktionskanäle enthält. Insbesondere können in den hier betrachteten Plasmen mit Drücken um 100 Pa O2(b 1Σg+), O3 sowie O+ und O2- vernachlässigt werden. Somit war es möglich, sowohl das Startverhalten als auch den stationären Zustand der betrachteten Sauerstoff-Entladungen zu charakterisieren. Dabei konnte festgestellt werden, daß die metastabilen Moleküle O2(a 1Δg) keinen Einfluß auf kurze anormale Glimmentladungen haben, da ihre Dichte im Vergleich zum Bereich der positiven Säule äußerst gering ist. Dagegen wirken sich die negativen Ionen O- merklich auf die Formierung des Raumladungsfelds aus und müssen Berücksichtigung finden. Anhand einer Radiofrequenzentladung konnte zudem der Einfluß der Lokalen-Feld-Näherung (LFA) als auch der Lokalen-Mittleren-Energie-Näherung (LMEA) für die elektronischen Größen auf das Entladungsverhalten gezeigt werden. Hierbei konnte in Übereinstimmung mit der kinetischen Analyse der Elektronen festgestellt werden, daß die LFA zu einer erheblichen Überschätzung der entsprechenden Größen führt und zur nichtlokalen Beschreibung ungeeignet ist. Daher ist die Anwendung der LMEA im Rahmen einer hydrodynamischen Beschreibung zu empfehlen. Weiterhin wurde ein Hybrid-Verfahren entwickelt, welches eine kinetische Beschreibung der Elektronenkomponente sowie eine hydrodynamische Beschreibung der Spezies beinhaltet. Diese Methode wurde angewendet, um den stationären Zustand einer anormalen Sauerstoff-Glimmentladung zu bestimmen. Dabei wurden die Ratenkoeffizienten der Elektronenstoßprozesse auf einem kinetischen Niveau bestimmt und in der hydrodynamischen Beschreibung verwendet, so daß die Qualität der theoretischen Beschreibung wesentlich verbessert wurde. Dieses Verfahren wurde für einen direkten Vergleich mit den bisher durchgeführten rein hydrodynamischen Rechnungen genutzt. Dabei konnte wiederum festgestellt werden, daß die Ratenkoeffizienten in der Lokalen-Feld-Näherung überschätzt werden, was zum einen zu hohe Raten und Teilchendichten zur Folge hat und zum anderen auch die Entladungsparameter für einen erfolgreichen Durchbruch nicht korrekt charakterisiert.
Das Peniskarzinom ist ein sehr seltener Tumor des älteren Mannes, mit geringer Studienlage. Hauptkriterium des Überlebens ist die Metastasierung. Untersuchungen zu Vorhersageparametern der Metastasierung gibt es, sind aber in der klinischen Anwendung sehr unsicher. Anhand von 30 invasiven Plattenepithelkarzinomen und 4 CIS (Carcinoma in situ) sind in der vorliegenden Arbeit die Metastasensuppressorgenprodukte (MSG) KAI1/ CD82, nm23-H1 sowie die Effektorcaspasen 3 und 6, hinsichtlich ihrer häufig beschriebenen Zusammenhänge sowohl mit dem Metastasenrisiko als auch dem Überleben untersucht worden. Zur Anwendung kamen die Immunhistochemie (Streptavidin-Biotin-Methode) zum Proteinnachweis sowie die TUNEL(Terminal deoxynucleotide transferase dUTP Nick End Labeling)-Methode zur Bestätigung des spezifischen Apoptosenachweises mit Caspaseantikörpern. Die Immunreaktion der untersuchten Proteine im Tumor wurde als negativ, mittel bzw. stark bewertet und Beziehungen zu klinikopathologischen Parametern mittels Fisher Exact Test, Chi-Quadrat Test und Kendall Tau Test untersucht. Überlebensanalysen wurden durch die Kaplan Meier Methode graphisch dargestellt und unter Verwendung des Log Rank Testes auf Signifikanz geprüft. Mit der multivariaten Analyse wurde der Einfluss verschiedener unabhängiger Parameter auf die Metastasierung und das Überleben untersucht. Eine verminderte oder fehlende KAI1/ CD82 sowie nm23-H1 Expression im Primärtumor zeigte einen hoch signifikanten Zusammenhang mit Lymphknotenmetastasen (p =<0,001). Darüber hinaus war eine starke Expression beider Proteine mit einem statistisch signifikanten längeren Überleben verbunden (p = 0,007 bzw. 0,0013). Die multivariaten Analysen betätigten einzig das Protein nm23-H1 als unabhängige Variable hinsichtlich Metastasierung und Überleben. Die untersuchten Caspasen wiesen keine Beziehungen zwischen Immunreaktivität, der Metastasierung und dem Überleben auf. Anhand der Ergebnisse der vorliegenden Arbeit ist ein klinischer Einsatz der beiden MSG zur Charakterisierung des Metastasierungsverhaltens und als Prognosekriterium denkbar. Jedoch sind weiterführende Untersuchungen für die allgemeine Anwendbarkeit von entscheidender Bedeutung.