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Die vorliegende Studie befasst sich mit der Lage und der Ausrichtung des Foramen rotundum beim Menschen und nicht-menschlichen Primaten. Letztere umfasste sowohl Strepsirrhini als auch Platyrrhini und Catarrhini. Die Untersuchungen basieren auf insgesamt 94 computertomographischen Datensätzen von Schädeln unterschiedlicher Gattungen von Primaten, einschließlich menschlicher Schädel beiden Geschlechts. Mit Hilfe der Software RadiAnt DICOM Viewer (v4.6.9 ©) wurden zunächst geeignete Grund- und Messebenen definiert. Dabei galt es zu berücksichtigen, dass es sich beim Foramen rotundum nicht um eine einfache Öffnung der Schädelbasis handelt, sondern um einen Knochenkanal mit einer bestimmten Ausrichtung. Basierend auf diesen vorab definierten Grund- und Messebenen wurden verschiedene Strecken-, Winkel- als auch Flächenmessungen vorgenommen, um die Lage sowie den Verlauf des Foramen rotundum zu bestimmen. Weiterhin wurde die anatomische Lage des Foramen rotundum zu umliegenden Strukturen untersucht. Speziell erstellte Indizes erlaubten einen artenübergreifenden Vergleich der Maße des Foramen rotundum. Die vielfältigen statischen Beziehungen zwischen den Maßen des Foramen rotundum und des Gesichtsschädels wurden zunächst mit Hilfe einer Korrelationsanalyse untersucht. Basierend auf diesen Ergebnissen erfolgten für ausgewählte signifikante Korrelationen weitere Untersuchungen mit Hilfe einer einfachen linearen Regression. Das Foramen rotundum zeigte sich als rundlicher bis ovaler, geschlossener Knochenkanal. Lediglich innerhalb der Loriformes wies der knöcherne Kanal eine partielle Öffnung innerhalb der Fissura orbitalis superior auf. In Bezug zu den vorab definierten Grundebenen läuft das Foramen rotundum beim Menschen, ausgehend von seiner Öffnung in der Fossa cranii media, nach kranio-lateral. Es befindet sich beim Menschen vorranging lateral des Sinus sphenoidalis sowie kaudal der Fissura orbitals superior und kranio-lateral des Canalis pterygoideus. Eine ähnliche räumliche Beziehung zu umliegenden Strukturen zeigte das Foramen rotundum auch bei Orang-Utan und Cepus apella. Auch bei Schimpansen und Gorillas stellten sich dem Menschen sehr ähnliche anatomische Beziehungen des Foramen rotundum dar. Im Gegensatz zur Situation beim Menschen ist das Foramen rotundum der afrikanischen Menschenaffen jedoch am oberen Rand des Sinus sphenoidalis lokalisiert und wird von diesem an drei Seiten umgeben. Bei Gibbons und Mantelaffen befand sich das Foramen rotundum stets medial vom Canalis pterygoideus. Die durchschnittliche Fläche des Foramen rotundum beim Menschen beträgt ca. 7,76 mm². In Bezug zum Gesichtsschädelvolumen hat das Foramen rotundum des Menschen die zweitgrößte Fläche aller untersuchten Primaten. Als einziger Primat war die Fläche des Foramen rotundum der Loriformes in Bezug zu dessen Gesichtsschädelvolumen etwa 17-fach größer als beim Menschen. Im artenübergreifenden Vergleich zeigten die Gorillas die kleinste Flächen-Gesichtsschädel-Relation des Foramen rotundum. Diese war ca. 33-fach kleiner gegenüber dem Menschen. In Bezug zur Schädelbasislänge sind die Kanallängen des Foramen rotundum beim Menschen, Orang-Utan, Mantelaffen sowie den Lemuriformes in etwa gleich lang. Mit einem in Bezug zur Schädelbasislänge etwa 3,5-fach längeren Foramen rotundum, als es der Mensch besitzt, wiesen die gehaupten Kapuziner zugleich das längste Foramen rotundum der untersuchten Primaten auf. Die Gorillas, Brüllaffen und Schimpansen ordneten sich bezüglich der Kanallänge in absteigender Reihenfolge zwischen den Cebus apella und den Menschen ein. Ein im Vergleich zum Menschen relativ kürzeres Foramen rotundum fand sich bei den Gibbons sowie den Loriformes. Im Ergebnis der Korrelationsanalyse konnten signifikante Zusammenhänge zwischen dem Foramen rotundum und den Schädelmaßen Gesichtsschädelvolumen, Gesichtsschädellänge sowie Schädelbasislänge bei Mantel- und Brüllaffen sowie den Loriformes beobachtet werden. Beim Menschen korreliert die Länge des Foramen rotundum signifikant mit dem Gesichtsschädelvolumen, der Obergesichtshöhe sowie der Mittelgesichtsbreite. Darüber hinaus korreliert die Fläche des Foramen rotundum signifikant mit der Gaumenlänge. Diese Studie ermöglicht einen detaillierten Vergleich zwischen der Morphologie des Foramen rotundum des Menschen und nicht-menschlichen Primaten. Die im Rahmen dieser Arbeit erhobenen biometrischen Daten sowie anatomischen Einordnungen können als Grundlage zur weiteren Erforschung der menschlichen, aber auch nicht-menschliche Strukturen der Schädelbasis sowie evolutionärer Anpassungsprozesse dienen. Die herausgearbeiteten Erkenntnisse über die Topographie des Foramen rotundum können sowohl für die Grundlagenforschung, als auch für verschiedene klinische Fachgebiete wie Neurochirurgie, Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Mund-Kiefer-Gesichts-Chirurgie, Radiologie und Forensische Medizin von Interesse sein.

Autoclaved aerated concrete (AAC) is a building material that combines heat insulation properties with sufficient mechanical strength for masonry construction. Compared to ordinary concrete, the matrix is highly porous (>50%) and hardened by a hydrothermal curing process at 150°C - 200°C. During this process, quartz sand and portlandite react to form first calcium silicate hydrates (C-(A)-S-H) with Ca/Si ratios <1.3 and then tobermorite. Especially tobermorite, which has a much larger crystallite size than C-(A)-S-H, provides improved mechanical strength. This reaction sequence is influenced by many parameters and additives of which calcium sulfate is probably the most important. Despite several attempts to investigate these hydrothermal reactions, the actual reaction mechanism involved when adding sulfate ions is not fully understood. It has been suggested that the addition of ca. 1.5 wt% significantly improves the mechanical properties due to the enhanced formation and arrangement of tobermorite in the porous matrix. Since the sulfate content in AAC waste is exceeding regulatory threshold for low-quality reuse in some countries, the aim of this study was to investigate in detail the reaction mechanisms involving sulfate addition. Such knowledge may open up the possibility to improve AAC production and to avoid the need for sulfate addition. To achieve this goal, this research work focused on investigating the hydrothermal curing process to determine the sequence of hydrothermal reactions and the spatial distribution of the phases formed. For this purpose, a new setup for in situ X-ray diffraction was specifically designed to study hydrothermal reactions and to conduct time intensive experiments on a normal laboratory diffractometer. In order to quantitatively evaluate the in situ measurements by Rietveld analysis using TOPAS, it was also necessary to develop atomistic structure models for C-(A)-S-H phases. This was made possible by adopting a supercell approach that was previously used to describe turbostratically stacked clay minerals. The structure models, derived from tobermorite, are placed in an otherwise empty supercell to simulate the C-(A)-S-H nanostructure. Adopting these methodological advances, it was possible to obtain absolute phase quantities from in situ data and to track the reaction kinetics of the hydrothermal curing process. These results were then combined with ex situ X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Confirming previous studies, the major effect of sulfate ions was the formation and decomposition of hydroxylellestadite. It was further revealed that C-(A)-S-H formation was delayed during hydroxylellestadite formation, which is supposed to support the silicate ion diffusion and hence the tobermorite formation at a stage critical for improved hardening of AAC. This can be linked to the formation of lower amounts of capillary pores in the range of 1-5 µm, as observed by scanning electron microscopy, and therefore a lower concentration of inherent defects that resulted in the improved mechanical properties. This research work highlights how important the spatial distribution of crystallites is for the properties of a building material and how this distribution can be influenced by small alterations in reaction chemistry.

In der Kieferorthopädie können im Rahmen digitaler Workflows 3D-Modelle aus Intraoralscans zur Befunderhebung und Diagnostik wie insbesondere zur digitalen Modellanalyse verwendet werden. Während die Genauigkeit intraoraler Scanner ausreichend untersucht ist, stellt sich dar, dass die Studienlage zur Präzision fachspezifischer Diagnostikanwendungen intraoraler Scanner unzureichend ist. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Reliabilität kieferorthopädischer Modellanalysen, digitaler Intraoralscan-Befunde und die Reproduzierbarkeit des Farbanalysetools der CEREC Primescan AC im Vergleich zur spektrophotometrischen Zahnfarbmessung zu untersuchen. Grundlage dieser in vivo-Studie waren Intraoralscans der Primescan (Software: CEREC Ortho SW), die unter definierten Ein- und Ausschlusskriterien von 35 freiwilligen Probanden (22 ♀, 13 ♂; Durchschnittsalter 27) durch zwei Untersucher angefertigt wurden. Im Rahmen einer Voruntersuchung wurden 20 in vitro- Ganzkieferreferenzscans eines Frasaco-Modellpaars durch Untersucher 1 erstellt. Weiterhin fertigten beide Untersucher Ganzkieferscans der Probanden unter Anwendung eines systematischen Scanpfades an. In OnyxCeph3TM 3D Lab erfolgte die Vermessung aller in vitro- und in vivo-Scans nach elf kieferorthopädischen Analyseverfahren. Außerdem nahmen beide Untersucher eine digitale zahnmedizinische und kieferorthopädische Befunderhebung der Intraoralscans aller Probanden vor. Darüber hinaus wurden Zahnfarbmessungen an Teilkieferscans der Probanden mittels des Farbanalysetools der CEREC Software der Primescan sowie mit dem Spektrophotometer VITA Easyshade V, unter Verwendung 3D-gedruckter Positionierungsschienen, durchgeführt. Alle Zahnfarben wurden mittels des VITA classical Referenzfarbsystems zweifach wiederholt, im mittleren Segment (S2) der Labialflächen von Zahn 13-23, bestimmt. Im Rahmen der statistischen Auswertung wurden für die kieferorthopädischen Modellanalysen der in vitro-Scans die Mittelwerte und Standardabweichungen berechnet. Die interindividuelle Übereinstimmung der kieferorthopädischen Modellanalyseergebnisse der in vivo- Scans beider Untersucher wurde durch die ICC, die der zahnmedizinischen und kieferorthopädischen Intraoralscan-Befundung mit Hilfe des Kappa-Index bestimmt. Die grafische Darstellung der Ergebnisse erfolgte anhand von Bland-Altman Plots. Für die intra- und interindividuelle Reproduzierbarkeit der Zahnfarbbestimmungen beider Methoden wurden alle Farbmessergebnisse in L* und C*ab-Werte umgerechnet und die Übereinstimmung bezüglich Delta E (ΔE) ermittelt. Darüber hinaus wurde die Reliabilität mit Hilfe von d(0M1) bestimmt, sodass der Standardmessfehler, die kleinste nachweisbare Farbdifferenz und die ICC erfasst sowie die Ergebnisse grafisch in Bland-Altman Plots dargestellt wurden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen eine sehr gute Präzision für die digitalen kieferorthopädischen Modellanalysen. Die Messergebnisse der Frasaco- Modellanalysen lagen überwiegend innerhalb des in der Literatur vorgegebenen Referenzrahmens für Abweichungen von 0,5 mm. Auch für die interindividuelle Reliabilität der elf kieferorthopädischen Modellanalysen an den in vivo- Ganzkieferscans konnten sehr gute bis exzellente Übereinstimmungen aufgezeigt werden. Weiterhin erreichten alle auswertbaren digitalen zahnmedizinischen und kieferorthopädischen Intraoralscan-Befunde eine sehr gute Präzision. Bezüglich der Zahnfarbbestimmung repräsentieren die Ergebnisse des Intraoralscanners und des Spektrophotometers eine vergleichbare, sehr gute intra- sowie gute interindividuelle Reproduzierbarkeit. Die vorliegende Studie zeigt, dass die digitale Diagnostik an Intraoralscans im Sinne digitaler kieferorthopädischer Modellanalysen sowie zahnmedizinischer und kieferorthopädischer Intraoralscan-Befunde in OnyxCeph präzise durchführbar ist. Mit der Primescan ließen sich in vivo Ergebnisse erzielen, welche mit den Ergebnissen anderer Studien vergleichbar oder ihnen überlegen sind. Auch Für die digitale Zahnfarbbestimmung mit Intraoralscans bestätigt die in der vorliegenden Untersuchung erzielte sehr gute Reproduzierbarkeit die Ergebnisse anderer Studien. Dennoch ist ein direkter Ergebnisvergleich mit der aktuellen Literatur insbesondere durch Unterschiede innerhalb der statistischen Methoden eingeschränkt. Um die Ergebnisse dieser Arbeit zu bestätigen, sind weitere Studien unter Berücksichtigung verschiedener klinischer Faktoren empfehlenswert.

This dissertation explores and tries to unravel the fundamental basis of G-quadruplex end-folding as well as G-quadruplex interactions with small molecules by thermodynamic and structural approaches. Selective targeting of G-quadruplexes with ligands remains elusive, either because the ligand has considerable binding affinity for other DNA structures or because it fails to discriminate between different G-quadruplex topologies. Unique structural motifs on the G-quadruplex may enhance or inhibit ligand binding to the G-quadruplex. For such aspects, it is necessary to understand the effect of G-quadruplex motifs or elements on the end-folding in order to better tune certain G-quadruplex topologies as model systems. Importantly for targeting G-quadruplex with ligands, motifs called Quadruplex-duplex (QD) junctions and interfaces are shown to be a binding hotspot for various G-quadruplex ligands containing an intercalator motif. Binding affinity and selectivity of the ligands are discussed with the support of the NMR structures.

Bei der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung handelt es sich um eine pulmonale Erkrankung mit persistierender respiratorischer Symptomatik. Für die Erkrankung pathognomonisch ist eine Atemflussminderung aufgrund einer progressiven Atemwegsobstruktion. Trotz individueller Krankheitsverläufe und verschiedenen klinischen Phänotypen resultiert häufig eine chronisch respiratorische Insuffizienz mit obstruktiver Ventilationsstörung, welche sich limitierend auf die Überlebenszeit auswirkt und die Wahrscheinlichkeit für wiederholte Hospitalisierungen erhöht. Die nichtinvasive Beatmung stellt seit Jahren eine etablierte und anerkannte Therapieoption der akuten respiratorischen Insuffizienz bei COPD-Patienten da. Weniger eindeutig verhält sich jedoch die Studienlage bezüglich der Etablierung einer langfristigen außerklinischen NIV-Therapie bei COPD-Patienten mit chronisch respiratorischer Insuffizienz. Kurz- und Langzeiteffekte dieser Therapieoption bei chronisch respiratorischer Insuffizienz wurden in den letzten 20 Jahren nur in wenigen Publikationen untersucht und es konnte kein Vorteil hinsichtlich des Überlebens von Patienten mit Überleitung auf eine LTH-NIV-Therapie gezeigt werden. Ziel dieser retrospektiven Studie war es, die Auswirkungen der NIV-Therapie auf das Langzeitüberleben und die Rehospitalisierung zu untersuchen und mögliche Einflussfaktoren bzw. Prädiktoren auf diese zu identifizieren. Zur Beantwortung der Fragestellung wurden 151 Patienten in die Studie eingeschlossen, welche sich in dem Zeitraum vom 01.01.2012 bis 30.06.2019 aufgrund einer akuten nicht-invasiven Beatmungsnotwenigkeit bei AECOPD in den Abteilungen für innere Medizin der UMG in Behandlung befanden. Vom Gesamtkollektiv wurden 83 Patienten im Anschluss an den Indexkrankenhausaufenthalt direkt auf eine LTH-NIV-Therapie eingestellt. Die Non-NIV-Gruppe bildeten 68 Patienten, welche ohne Überleitung auf eine LTH-NIV-Therapie nach dem Indexaufenthalt aus dem Krankenhaus entlassen wurden. Über ein Follow-up von zwei Jahren wurden Blutgasanalysen, Beatmungsparameter, Rehospitalisierungen und die Mortalität betrachtet. Es wurden eine Überlebenszeitanalyse nach der Kaplan-Meier-Methode sowie eine Cox-Regression zur Analyse mehrerer Einflussgrößen auf das Überleben im Gruppenvergleich durchgeführt. In der vorliegenden retrospektiven Datenauswertung von COPD-Patienten mit akuter nicht-invasiver Beatmungsnotwendigkeit im Rahmen einer AECOPD, konnte gezeigt werden, dass die Einstellung auf eine LTH-NIV-Therapie das Überleben in einem zweijährigen Beobachtungszeitraum signifikant (p=0,027) verbessert. Das 24-Monats-Risiko einer Rehospitalisierung lag in der LTH-NIV-Gruppe bei 41% gegenüber 55,9% in der Non-NIV-Gruppe. Dieses Ergebnis verfehlte nur knapp die statistische Signifikanz (p=0,053). In der statistischen Testung ergab sich ein verringertes Mortalitätsrisiko bei den Patienten, die im direkten Anschluss an eine AECOPD auf eine LTH-NIV-Therapie übergeleitet wurden [HR: 0,37 (0,17; 0,79)].