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Decreased inflammatory profile in oral leukoplakia tissue exposed to cold physical plasma ex vivo
(2023)
Background
Oral leukoplakia (OL) is an unfavorable oral disease often resistant to therapy. To this end, cold physical plasma technology was explored as a novel therapeutic agent in an experimental setup.
Methods
Biopsies with a diameter of 3 mm were obtained from non-diseased and OL tissues. Subsequently, cold atmospheric pressure plasma (CAP) exposure was performed ex vivo in the laboratory. After 20 h of incubation, biopsies were cryo-conserved, and tissue sections were quantified for lymphocyte infiltrates, discriminating between naïve and memory cytotoxic and T-helper cells. In addition, the secretion pattern related to inflammation was investigated in the tissue culture supernatants by quantifying 10 chemokines and cytokines.
Results
In CAP-treated OL tissue, significantly decreased overall lymphocyte numbers were observed. In addition, reduced levels were observed when discriminating for the T-cell subpopulations but did not reach statistical significance. Moreover, CAP treatment significantly reduced levels of C-X-C motif chemokine 10 (CXCL10) and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor in the OL biopsies' supernatants. In idiopathically inflamed tissues, ex vivo CAP exposure reduced T-cells and CXCL10 as well but also led to markedly increased interleukin-1β secretion.
Conclusion
Our findings suggest CAP to have immuno-modulatory properties, which could be of therapeutic significance in the therapy of OL. Future studies should investigate the efficacy of CAP therapy in vivo in a larger cohort.
Objectives
During the corona pandemic, dental practices temporarily closed their doors to patients except for emergency treatments. Due to the daily occupational exposure, the risk of SARS-CoV-2 transmission among dentists and their team is presumed to be higher than that in the general population. This study examined this issue among dental teams across Germany.
Materials and methods
In total, 2784 participants provided usable questionnaires and dry blood samples. Dry blood samples were used to detect IgG antibodies against SARS-CoV-2. The questionnaires were analyzed to investigate demographic data and working conditions during the pandemic. Multivariable logistic mixed-effects models were applied.
Results
We observed 146 participants with positive SARS-CoV-2 IgG antibodies (5.2%) and 30 subjects with a borderline finding (1.1%). Seventy-four out of the 146 participants with SARS-CoV-2 IgG antibodies did not report a positive SARS-CoV-2 PCR test (50.7%), while 27 participants without SARS-CoV-2 IgG antibodies reported a positive SARS-CoV-2 PCR test (1.1%). Combining the laboratory and self-reported information, the number of participants with a SARS-CoV-2 infection was 179 (6.5%). Though after adjustment for region, mixed-effects models indicated associations of use of rubber dams (OR 1.65; 95% CI: 1.01–2.72) and the number of protective measures (OR 1.16; 95% CI: 1.01–1.34) with increased risk for positive SARS-CoV-2 status, none of those variables was significantly associated with a SARS-CoV-2 status in fully adjusted models.
Conclusions
The risk of SARS-CoV-2 transmission was not higher among the dental team compared to the general population.
Clinical relevance.
Following hygienic regulations and infection control measures ensures the safety of the dental team and their patients.
Introduction
Medical gas plasma therapy has been successfully applied to several types of cancer in preclinical models. First palliative tumor patients suffering from advanced head and neck cancer benefited from this novel therapeutic modality. The gas plasma-induced biological effects of reactive oxygen and nitrogen species (ROS/RNS) generated in the plasma gas phase result in oxidation-induced lethal damage to tumor cells.
Objectives
This study aimed to verify these anti-tumor effects of gas plasma exposure on urinary bladder cancer.
Methods
2D cell culture models, 3D tumor spheroids, 3D vascularized tumors grown on the chicken chorion-allantois-membrane (CAM) in ovo, and patient-derived primary cancer tissue gas plasma-treated ex vivo were used.
Results
Gas plasma treatment led to oxidation, growth retardation, motility inhibition, and cell death in 2D and 3D tumor models. A marked decline in tumor growth was also observed in the tumors grown in ovo. In addition, results of gas plasma treatment on primary urothelial carcinoma tissues ex vivo highlighted the selective tumor-toxic effects as non-malignant tissue exposed to gas plasma was less affected. Whole-transcriptome gene expression analysis revealed downregulation of tumor-promoting fibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3) accompanied by upregulation of apoptosis-inducing factor 2 (AIFm2), which plays a central role in caspase-independent cell death signaling.
Conclusion
Gas plasma treatment induced cytotoxicity in patient-derived cancer tissue and slowed tumor growth in an organoid model of urinary bladder carcinoma, along with less severe effects in non-malignant tissues. Studies on the potential clinical benefits of this local and safe ROS therapy are awaited.
Die Forschung mit kaltem Atmosphärendruckplasma (CAP) eröffnet neue medizinische Behandlungsmöglichkeiten im Bereich der Tumorbehandlung, eine verbesserte Wundbehandlung und vielfältige Anwendungsmöglichkeiten im dentalen Bereich. Trotz eines zunehmenden Erkenntnisgewinns im Bereich der Plasmaforschung gibt es nach wie vor viele ungeklärte Fragen im Bereich der Anwendungssicherheit von kaltem Atmosphärendruckplasma. Da der kINPen® MED im intraoralen Bereich an Patient(inn)en Anwendung findet, ist es notwendig, Untersuchungen in Bezug auf mögliche Interaktionen zwischen den dentalen Restaurationsmaterialen und kaltem Atmosphärendruckplasma durchzuführen, um die Patientensicherheit während der Behandlungen mittels in vitro und in vivo Studien weiter auszubauen. Studien zur Untersuchung dieser Interaktionen fehlen bisher in der Literatur.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, den Einfluss von kaltem Atmosphärendruckplasma auf die Oberflächeneigenschaften von drei verschiedenen dentalen Kompositen zu untersuchen. Die dentalen Komposite Arabesk Flow, Arabesk Top und GrandioSO (VOCO GmbH, Cuxhaven, Deutschland) unterscheiden sich in Bezug auf ihren Füllerkörpergehalt (niedrig-, mittel-, hochgefüllt) voneinander. Die Plasmabehandlung erfolgte mittels des kINPen® (neoplas tools GmbH, Greifswald, Deutschland) über einen Untersuchungszeitraum von 19 Tagen zu sechs Zeitpunkten (0., 3., 5., 15., 17. und 19. Tag). Gruppe I diente als Kontrollgruppe und wurde nicht mit Plasma behandelt. Gruppe II wurde 30 Sekunden stationär und Gruppe III 60 Sekunden mäanderförmig mit kaltem Plasma behandelt. Im Rahmen der materialografischen Untersuchungen wurden insgesamt 2160 Profilometermessungen, 240 Raster-Kraft-Mikroskopie (AFM)-Messungen, 117 Photoelektronenspektroskopie(XPS)-Messungen und 27 Wasserkontaktwinkelmessungen durchgeführt.
Die statistische Analyse wurde für die einzelnen Gruppen der Profilometermessung durchgeführt. Aufgrund der schiefen Verteilung der Ergebnisse wurden nicht-parametrische Tests wie der Kruskal-Wallis- und der Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test angewendet.
Im Ergebnis konnten in der Wasserkontaktwinkelmessung und der Photoelektronenspektroskopie Veränderungen der Probenoberfläche nach der 30 s stationären und der 60 s mäanderförmigen Plasmabehandlungsvarianten aufgezeigt werden. Nach der Plasmabehandlung zeigte sich in den XPS-Messungen mit der Häufigkeit der Behandlungen eine Abnahme der Kohlenstoffanteile und gleichzeitig steigende Sauerstoff- und Füllkörperanteile wie Silizium an der Probenoberfläche. Der vermehrte Einbau von Sauerstoffverbindungen nach den erfolgten Plasmabehandlungen resultierte im Rahmen der Kontaktwinkelmessungen in einer Entwicklung zu hydrophileren Oberflächen. Das Absinken der Kohlenstoffverbindungen und der Anstieg von Elementen der Füllkörper lässt ein Abtragen der Matrix zwischen den Füllkörpern der dentalen Komposite vermuten. Im Rahmen der AFM- und Profilometermessungen konnte keine eindeutige Veränderung der Oberflächenrauheit nach einer Plasmabehandlung festgestellt werden. Die in dieser Studie aufgezeigten Ergebnisse tragen zu einem ersten Erkenntnisgewinn im Themenbereich des plasmaassoziierten Risikopotentials in Bezug auf dentale Komposite bei. Es sind weiterführende Untersuchungen in diesem Zusammenhang nötig, um die aufgezeigten Ergebnisse dieser Studie in Bezug auf die intraorale Anwendungssicherheit der Plasmabehandlung für die Patient(inn)en weiter auszubauen.
Die vorliegende Untersuchung betrachtet die Reflexionen von Tierversuchen durch Forschende. Hierdurch lässt sich der tierethische Diskurs um die Perspektive der Forschenden erweitern. Für die offene Forschungsfrage, zu der nur wenige Studien und Erkenntnisse gefunden werden konnten, wurde eine qualitative Methode gewählt, welche ein exploratives Forschungsvorgehen ermöglichte. Es konnten 14 Personen für die Teilnahme an einem Interview akquiriert werden, welche umfassende Informationen mit der Interviewenden teilten. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse ist durch die Stichprobengröße nur eingeschränkt möglich. Hierzu sind weiterführende Untersuchungen mit quantitativen Methoden notwendig.
Es konnte durch die Analyse der Leitfadeninterviews festgestellt werden, dass die Forschenden bereits vor den Leitfadeninterviews ihre Arbeit mit Tieren in Versuchen reflektiert haben. Die Forschenden bilden durch die Abwägung von Risiken und Chancen unter Einbezug weiterer ethischer Aspekte in ihrer Arbeit einen Kompromiss. In den Ausführungen wird, im Vergleich zu den Chancen, ein deutlich größerer Schwerpunkt auf die Risiken von Tierversuchen gelegt, die facettenreich beschrieben werden. In der ethischen Abwägung wird darüber hinaus das 3R-Prinzip, ein verantwortungsbewusster Umgang mit den Tieren im Versuch und die Qualität der Versuchsplanung und -durchführung sowie der damit verbundenen Aussagekraft der Ergebnisse betont werden.
Eine gesellschaftliche Grundstimmung und Erwartungshaltung der Öffentlichkeit wirken als soziale und gesundheitspolitische Aspekte auf die Forschenden ein. Die Forschenden spüren die Forderung nach Transparenz der Forschung, Zeitdruck, den Bedarf an neuen Therapieoptionen und die gesellschaftliche Erwartungshaltung Tierleid zu mindern. Darüber hinaus beschreiben die Forschenden auf der einen Seite eine verurteilende öffentliche Wahrnehmung sowie Befürchtungen vor gegen sie gerichteten Anfeindungen und auf der anderen Seite Verständnis für Tierversuchsgegner*innen und deren Anliegen mit dem damit verbundenen Impuls Tierversuche zu überdenken.
Die Betrachtung der Spannungsfelder und Coping-Strategien ermöglicht für die Reflexionen von Tierversuchen durch Forschende und den Einbezug ihrer Perspektive in den tierethischen Diskurs eine ganzheitliche Betrachtung. Es kann sich ein Bild davon gemacht werden, welche umfangreichen Spannungsfelder für die Forschenden mit Tierversuchen existieren und wie sie ihnen begegnen. Somit ist zusammenfassend festzustellen, dass die Forschenden Tierversuche vielfältig und facettenreich reflektieren.
Diese vorgelegte Arbeit stellt eine Ausarbeitung des Vergleichs der medizinischen Entwicklung
und Lehren der abendländischen sowie der morgenländischen Kulturkreise insbesondere hinsichtlich des Bereichs der Anatomie dar. Der Fokus der Darstellungen liegt hierbei auf den
möglichen Einflüssen der verschiedenen Religionen, auf die geschichtliche Entwicklung und
den aktuellen Stand der medizinischen Forschung sowie die mögliche Beeinflussung
ebendieser durch religiöse und/oder kulturelle Strukturen hinsichtlich ihrer Förderung oder/und
Beeinträchtigung.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von kaltem Atmosphärendruckplasma (CAP) auf die Oberfläche des dentalen Restaurationsmaterials Amalgam untersucht.
Bisher liegen in der Literatur noch keine vergleichbaren Untersuchungen vor.
Die Amalgamprüfkörper wurden aus dem kupferhaltigen Non-Gamma-2-Amalgam Amalcap plus (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) hergestellt, welches in zylinderförmige Polyoxymethylenformen kondensiert wurde. Die Kaltplasma-Behandlung erfolgte mit dem kINPen® (neoplas GmbH, Greifswald, Deutschland) in 3 Behandlungsgruppen. Gruppe A wurde 60 Sekunden rasternd, Gruppe B 30 Sekunden stationär und Gruppe C 5 Minuten stationär mit CAP behandelt.
Die Amalgamprüfkörperoberflächen wurden jeweils vor und nach der Plasmabehandlung untersucht. Die mikroskopische Dokumentation erfolgte hierbei mittels Lichtmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie (REM), die chemische Analyse durch die Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS). Für die Beurteilung der Oberflächenrauheit wurden Weißlichtinterferometer und Profilometer eingesetzt. Zur Ermittlung der Hydrophilität kam die Kontaktwinkelmessung zum Einsatz.
Optisch traten in Behandlungsgruppe A und B keine Veränderungen auf. Lediglich bei den 5 Minuten plasmabehandelten Amalgamproben waren leichte Veränderungen erkennbar, die vor allem im Bereich der Poren und der optisch dunkleren Cu6Sn5-Phase lokalisiert waren und sich mikroskopisch braun-orange beziehungsweise dunkelgrau bis schwarz darstellten. Mittels Focused Ion Beam (FIB) präparierte Querschnitte zeigten hierbei keine Veränderungen in der Tiefe, sodass anzunehmen ist, dass die Effekte sich auf die direkt mit dem Plasma in Kontakt stehende Oberfläche beschränken.
Eine Veränderung der Oberflächenrauheit konnte in keiner Behandlungsgruppe festgestellt werden.
Direkt nach der Plasmabehandlung zeigte sich in allen Behandlungsgruppen eine Hydrophilisierung der Oberfläche. Diese war in Gruppe C am stärksten ausgeprägt. Allerdings haben sich bereits nach 2 Tagen die Ausgangswerte wieder eingestellt, der Effekt war also reversibel. Elementar hat durch die Plasmabehandlung im Rahmen eines Reinigungseffekts der oberflächliche Kohlenstoffanteil deutlich abgenommen, der Sauerstoffanteil hingegen zugenommen. Gleichzeitig stieg das Zinn/Quecksilberverhältnis zugunsten des Zinns. Zusätzlich ist es in Gruppe A zu einer Verschiebung des Cu 2p-Peaks in Richtung einer geringeren Bindungsenergie gekommen, das Kupfer lag also nicht mehr einwertig, sondern zunehmend zweiwertig vor.
Mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) war es zudem möglich, die an der Oberfläche optisch differenzierbaren Phasen des Amalgams zu charakterisieren.
Insgesamt kann festgestellt werden, dass es in durchgeführten Untersuchungen keine Hinweise gab, die darauf schließen lassen, dass es durch die Einwirkung von CAP auf Amalgamrestaurationen zu unerwünschten Effekten bezüglich der Oberflächeneigenschaften kommt, die sich negativ auf Patienten oder Behandler auswirken könnten. Um die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die klinische Praxis sicherzustellen, sind allerdings noch weitere Untersuchungen notwendig.
Im Vergleich zu anderen deutschen Hochschulen begann die Ausbildung von Studierenden der Zahnheilkunde in Greifswald relativ spät. Seit dem Wintersemester 1893/94 führte der Greifswalder Zahnarzt Hermann Bahls fakultative zahnärztliche Spezialkurse für Medizinstudierende an der Chirurgischen Universitätsklinik durch. Erst am 12. Dezember 1900 wurde dann das zahnärztliche Institut an der Greifswalder Universität unter dem Dach der Chirurgischen Universitätsklinik eröffnet.
Als erster Leiter wurde Hermann Schröder noch in seiner Eigenschaft als Assistent der Chirurgischen Universitätsklinik eingesetzt. Unter der Leitung von Hermann Schröder (1900-1907), Guido Fischer (1907-1911) und Paul Adloff (1911-1920) entwickelte sich das zahnärztliche Institut zu einem anerkannten Glied der Medizinischen Fakultät der Greifswalder Universität.
Ab dem 15. April 1916 durfte das bisher der Chirurgischen Klinik zugeordnete zahnärztliche Institut als selbständige Einrichtung der Universität geführt werden.
Mit Erich Becker (1920-1923) und Friedrich Proell (1923-1935) entwickelte sich das Greifswalder zahnärztliche Institut in den zwanziger Jahren zum viertgrößten zahnärztlichen Universitätsinstitut in Deutschland. Die Bemühungen der Institutsleiter lagen immer in der Gewährleistung der Ausbildung der Studierenden, der baulichen Erweiterung des Institutes und der technischen Verbesserung. Erst 1934 wurde das Institut im Gebäude der Rotgerberstraße 8 zusammengefasst, nachdem es zeitweilig in drei verschiedenen Häusern, ab 1901 Hunnenstraße 1, ab 1928 Hunnenstraße 31 und ab 1931 Stralsunder Straße 10, untergebracht war.
Paul Wustrow (1936-1945) wollte die Einheit von Lehre, Forschung und medizinischer Betreuung fortführen, doch der Ausbruch des 2.Weltkrieges behinderte diese Fortführung. Schwerste Kriegsverletzungen mit Kieferbrüchen und Kieferschüssen machte die Einrichtung einer Kieferchirurgischen Bettenstation notwendig. Diese entstand unter Wustrow noch im Januar 1945.
Nach Kriegsende und dem Suizid von Wustrow wurde die Zahnklinik in kurzer Abfolge durch Richard Plötz (1945-1946), Georg Packhäuser (1946-1946) und Karl Jarmer (1946-1947) geleitet, bis Otto Hübner (1947-1952) als neuer Direktor ins Amt trat.
Josef Heiss (1952-1953) übernahm nach Hübner die Leitung der Zahnklinik und forschte intensiv über die chirurgische Wiederherstellung des Alveolarkammes. Gerd Staegemann arbeitete als Assistent unter der Leitung von Heiss und beschäftigte sich auch intensiv mit der Problematik der Fremdkörperwirkung. Unter der Leitung von Richard Plötz (1953-1963) wurden für die zahnärztliche Chirurgie Operationsstühle angeschafft und ein Operationsraum eingerichtet.
1963 übernahm Albrecht Schönberger (1963-1993) 30 Jahre die Leitung der Klinik und Poliklinik für Zahn-Mund- und Kieferheilkunde. Es entstand ein Neubau für die Klinik der Mund-Kiefer- und Gesichtschirurgie im Klinikumskomplex in der Sauerbruchstraße, welcher im April 1992 bezogen wurde.
Nach Schönberger übernahm Hans-Robert Metelmann (1993-2020) den Lehrstuhl und das Direktorat der Klinik und Poliklinik für Mund- Kiefer- und Gesichtschirurgie in Greifswald. Lokalisiert an zwei Standorten fungieren die Oralchirurgie und die Mund-Kiefer- und Gesichtschirurgie unverändert als eine Einheit an der Universitätsmedizin in Greifswald.
Die enossale Implantologie begann in Greifswald mit Gerd Staegemann, der die Methode der geschlossenen enossalen Implantologie als sogenannte Stiftverbolzung bzw. transdentale Fixation erforschte und publizierte. Die transdentale Fixation als eine Form der geschlossenen enossalen Implantation war seit den 50iger an der Greifswalder Zahnklinik eine übliche und erfolgreiche Behandlungsmethode.
Ab 1983 forschten die Greifswalder Universitätszahnärzte im Sinne einer Prüfklinik zur Anwendung der Titanblattimplantate des Typs Leipzig als offenes enossales Implantationsverfahren. Die politische Wende in Deutschland brachte auch für die Greifswalder Zahnklinik eine schnelle Weiterentwicklung der offenen enossalen Implantologie.
Die Behandlungsmethoden wurden weiter verbessert und die Produktpalette der Implantatsysteme maßgeblich erweitert. Wobei insbesondere die ITI-Straumann- Implantate und die Ankylos- Implantate erfolgreich zur implantologischen Therapie zum Einsatz kamen.
Die sich vollziehenden Veränderungen in der deutschen Zahnmedizin sind nicht vorwiegend struktureller sondern vor allem inhaltlicher Art. Daher wurde und muss die Ausbildung der Zahnmedizinstudierenden immer wieder angepasst werden, insbesondere die Implantologie als junge Teildisziplin fand Eingang in die studentische Ausbildung.
Die Fort- und Weiterbildungen in Form der Greifswalder Fachsymposien und der Curricula in der Implantologie sind ein weiterer wichtiger Baustein der Aktivitäten in der Universitätszahnmedizin Greifswald.
Heute blickt die Greifswalder Zahnklinik auf mehr als 125 Jahre erfreuliche Entwicklungen in der zahnärztlichen Chirurgie und davon 65 Jahre erfolgreiche Implantologie zurück.
The local anesthetic lidocaine, which has been used extensively during liposuction, has been
reported to have cytotoxic effects and therefore would be unsuitable for use in autologous lipotransfer.
We evaluated the effect of lidocaine on the distribution, number, and viability of adipose-derived stem
cells (ASCs), preadipocytes, mature adipocytes, and leukocytes in the fatty and fluid portion of the
lipoaspirate using antibody staining and flow cytometry analyses. Adipose tissue was harvested from
11 female patients who underwent liposuction. Abdominal subcutaneous fat tissue was infiltrated
with tumescent local anesthesia, containing lidocaine on the left and lacking lidocaine on the right
side of the abdomen, and harvested subsequently. Lidocaine had no influence on the relative
distribution, cell number, or viability of ASCs, preadipocytes, mature adipocytes, or leukocytes in the
stromal-vascular fraction. Assessing the fatty and fluid portions of the lipoaspirate, the fatty portions
contained significantly more ASCs (p < 0.05), stem cells expressing the preadipocyte marker Pref-1
(p < 0.01 w/lidocaine, p < 0.05 w/o lidocaine), and mature adipocytes (p < 0.05 w/lidocaine, p < 0.01
w/o lidocaine) than the fluid portions. Only the fatty portion should be used for transplantation. This
study found no evidence that would contraindicate the use of lidocaine in lipotransfer. Limitations of
the study include the small sample size and the inclusion of only female patients.
Reactive oxygen species (ROS) have been subject of increasing interest in the pathophysiology and therapy of cancers in recent years. In skin cancer, ROS are involved in UV-induced tumorigenesis and its targeted treatment via, e.g., photodynamic therapy. Another recent technology for topical ROS generation is cold physical plasma, a partially ionized gas expelling dozens of reactive species onto its treatment target. Gas plasma technology is accredited for its wound-healing abilities in Europe, and current clinical evidence suggests that it may have beneficial effects against actinic keratosis. Since the concept of hormesis dictates that low ROS levels perform signaling functions, while high ROS levels cause damage, we investigated herein the antitumor activity of gas plasma in non-melanoma skin cancer. In vitro, gas plasma exposure diminished the metabolic activity, preferentially in squamous cell carcinoma cell (SCC) lines compared to non-malignant HaCaT cells. In patient-derived basal cell carcinoma (BCC) and SCC samples treated with gas plasma ex vivo, increased apoptosis was found in both cancer types. Moreover, the immunomodulatory actions of gas plasma treatment were found affecting, e.g., the expression of CD86 and the number of regulatory T-cells. The supernatants of these ex vivo cultured tumors were quantitatively screened for cytokines, chemokines, and growth factors, identifying CCL5 and GM-CSF, molecules associated with skin cancer metastasis, to be markedly decreased. These findings suggest gas plasma treatment to be an interesting future technology for non-melanoma skin cancer topical therapy.
Background: Gram-negative infections of the peritoneal cavity result in profound modifications of peritoneal B cell populations and induce the migration of peritoneal B cells to distant
secondary lymphoid organs. However, mechanisms controlling the egress of peritoneal B cells from
the peritoneal cavity and their subsequent trafficking remain incompletely understood. Sphingosine1-phosphate (S1P)-mediated signaling controls migratory processes in numerous immune cells. The
present work investigates the role of S1P-mediated signaling in peritoneal B cell trafficking under
inflammatory conditions. Methods: Differential S1P receptor expression after peritoneal B cell activation was assessed semi-quantitatively using RT-PCR in vitro. The functional implications of
differential S1P1 and S1P4 expression were assessed by transwell migration in vitro, by adoptive
peritoneal B cell transfer in a model of sterile lipopolysaccharide (LPS)-induced peritonitis and in
the polymicrobial colon ascendens stent peritonitis (CASP) model. Results: The two sphingosine-1-
phosphate receptors (S1PRs) expressed in peritoneal B cell subsets S1P1 and S1P4 are differentially
regulated upon stimulation with the TLR4 agonist LPS, but not upon PMA/ionomycin or B cell receptor (BCR) crosslinking. S1P4 deficiency affects both the trafficking of activated peritoneal B cells
to secondary lymphoid organs and the positioning of these cells within the functional compartments of the targeted organ. S1P4 deficiency in LPS-activated peritoneal B cells results in significantly reduced numbers of splenic innate response activator B cells. Conclusions: The S1P-S1PR system is implicated in the trafficking of LPS-activated peritoneal B cells. Given the protective role of peritoneal B1a B cells in peritoneal sepsis, further experiments to investigate the impact of S1P4 mediated signaling on the severity and mortality of peritoneal sepsis are warranted.
Abstract
(1) Background: Surgery is the most important element of multimodal treatment concepts in oncological patients, especially in the early stages of pancreatic tumours. While the influence of primary tumour resection on the immune status was analysed in several studies, the impact of tumour-unrelated visceral surgery on the tumour-bearing organism and on the primary tumour itself is not yet fully understood. (2) Methods: We combined a murine model of orthotopically implanted adenocarcinoma of the pancreas with the model of surgically-induced immune dysfunction (SID). Mortality and general condition including body weight were observed over a period of 28 days. Tumour growth was analysed by MRI scans on days 8 and 27 following tumour implantation. On day 28, the immune cell populations in the blood and spleen as well as the serum cytokines were quantified. (3) Results: SID results in a significant deterioration of the general condition and a reduced increase in the body weight of tumour-bearing mice compared to the control groups, while mortality and tumour growth rate were not influenced. The numbers of spleen macrophages and neutrophils were increased in tumour-bearing animals following SID. Furthermore, both macrophage and neutrophil levels were increased in the peripheral blood. (4) Conclusions: The presented results might contribute to the basic understanding of the interaction of tumour and immune system and could contribute to new approaches to immunotherapeutic strategies.
Structured examination and treatment are essential in medicine. For dental students, a structured approach to the assessment of oral mucosal lesions is missing thus far. To validate an approach, a structured questionnaire was compared with the habitually used free description of oral lesions (white lesions, ulcers, hyperplasia). Thirty-three dental students were divided into two groups (Group 1 (n = 17) used the free description; Group 2 (n = 16) used a guided questionnaire) to characterize mucosal lesions in patients and make a tentative diagnosis. Although no difference was found between the groups regarding the suspected diagnosis or the histopathological findings, there was a significant advantage of the structured questionnaire in all aspects of the description compared to the free description (p = 0.000018). Thus, a structured description is an important aspect in the evaluation of oral mucosal changes, and a guided questionnaire should be implemented in the study of dentistry.
Reactive species generated by medical gas plasma technology can be enriched in liquids for use in oncology targeting disseminated malignancies, such as metastatic colorectal cancer. Notwithstanding, reactive species quantities depend on the treatment mode, and we recently showed gas plasma exposure in conductive modes to be superior for cancer tissue treatment. However, evidence is lacking that such a conductive mode also equips gas plasma-treated liquids to confer augmented intraperitoneal anticancer activity. To this end, employing atmospheric pressure argon plasma jet kINPen-treated Ringer’s lactate (oxRilac) in a CT26-model of colorectal peritoneal carcinomatosis, we tested repeated intraabdominal injection of such remotely or conductively oxidized liquid for antitumor control and immunomodulation. Enhanced reactive species formation in conductive mode correlated with reduced tumor burden in vivo, emphasizing the advantage of conduction over the free mode for plasma-conditioned liquids. Interestingly, the infiltration of lymphocytes into the tumors was equally enhanced by both treatments. However, significantly lower levels of interleukin (IL)4 and IL13 and increased levels of IL2 argue for a shift in intratumoral T-helper cell subpopulations correlating with disease control. In conclusion, our data argue for using conductively over remotely prepared plasma-treated liquids for anticancer treatment.
Gas plasma is an approved technology that generates a plethora of reactive oxygen species, which are actively applied for chronic wound healing. Its particular antimicrobial action has spurred interest in other medical fields, such as periodontitis in dentistry. Recent work has indicated the possibility of performing gas plasma-mediated biofilm removal on teeth. Teeth frequently contain restoration materials for filling cavities, e.g., resin-based composites. However, it is unknown if such materials are altered upon gas plasma exposure. To this end, we generated a new in-house workflow for three commonly used resin-based composites following gas plasma treatment and incubated the material with human HaCaT keratinocytes in vitro. Cytotoxicity was investigated by metabolic activity analysis, flow cytometry, and quantitative high-content fluorescence imaging. The inflammatory consequences were assessed using quantitative analysis of 13 different chemokines and cytokines in the culture supernatants. Hydrogen peroxide served as the control condition. A modest but significant cytotoxic effect was observed in the metabolic activity and viability after plasma treatment for all three composites. This was only partially treatment time-dependent and the composites alone affected the cells to some extent, as evident by differential secretion profiles of VEGF, for example. Gas plasma composite modification markedly elevated the secretion of IL6, IL8, IL18, and CCL2, with the latter showing the highest correlation with treatment time (Pearson’s r > 0.95). Cell culture media incubated with gas plasma-treated composite chips and added to cells thereafter could not replicate the effects, pointing to the potential that surface modifications elicited the findings. In conclusion, our data suggest that gas plasma treatment modifies composite material surfaces to a certain extent, leading to measurable but overall modest biological effects.
(1) Background: The aim of this study was to systematically compare TEM sections of mineralized human enamel and dentine prepared by focused ion beam (in situ lift-out) technique and ultramicrotomy through a combination of microscopic examination methods (scanning electron microscopy and transmission electron microscopy). In contrast with published studies, we compared the TEM preparation methods using the same specimen blocks as those for the ultramicrotomy and FIB technique. (2) Methods: A further evaluation of TEM sample preparation was obtained by confocal laser scanning microscopy and atomic force microscopy. In addition, ultramicrotome- and focused ion beam-induced artefacts are illustrated. (3) Results: The FIB technique exposed a major difference between non-decalcified enamel and dentine concerning the ultrastructural morphology compared to ultramicrotome-prepared sections. We found that ultramicrotomy was useful for cutting mineralized dentine, with the possibility of mechanical artefacts, but offers limited options for the preparation of mineralized enamel. FIB preparation produced high-quality TEM sections, showing the anisotropic ultrastructural morphology in detail, with minor structural artefacts. Our results show that the solution of artificial saliva and glutardialdehyde (2.5% by volume) is a very suitable fixative for human mineralized tissue. (4) Conclusions: The protocol that we developed has strong potential for the preparation of mineralized biomaterials for TEM imaging and analysis.
Plasma medical oncology: Immunological interpretation in head and neck squamous cell carcinoma
(2020)
Over the past several years, various important articles focusing on cancer therapy
approaches in head and neck squamous cell carcinomas (HNSCCs) using cold
atmospheric plasma (CAP) have been published (SEMMLER et al. 2020 [53],
METELMANN et al. 2018 [44], KEIDAR et al. 2011 [33]). This doctoral thesis presents
selected results from a prospective observational clinical study in CAP therapy of
palliative HNSCC patients, carried out at the Department of Oral and Maxillofacial
Surgery/Plastic Surgery of the Greifswald University Medicine. For oral and
maxillofacial surgeons, ulcerated surfaces of locally advanced head and neck squamous
cell carcinomas (UICC IV) offer a challenging treatment assignment with microbial
contamination and tumour progression. The clinical attempt appears to eradicate
microbial contamination and to initiate tumour regression. This doctoral thesis will
describe the processes of human tumour biology and tumour immunology in HNSCCs
and the extent of present knowledge concerning plasma medical oncology as an
anticancer modality. In the introduction of the doctoral thesis clinical results of plasma
therapy in locally advanced HNSCCs (UICC IV) are set out. This mainly includes the
investigation of a therapeutic concept, the treatment phases, the tumour size development
and the morphological changes of the infected tumour surface following cold atmospheric
plasma therapy. In the main part, a detailed immunological interpretation is proposed on
the basis of present preclinical and clinical immunological knowledge. Finally,
unexplored questions in plasma medical oncology are highlighted. This is highly
significant for future plasma research and clinical anticancer therapy.
In der vorliegenden Arbeit wurde eine Smartphone-App mit einem Papierfragebogen zur Selbstbeobachtung bei Craniomandibulären Dysfunktionen (CMD) verglichen. Das primäre Ziel dieser Studie war die Gegenüberstellung der Interventionen „CMD-App“ und „Papierfragebogen“ und die Untersuchung der Probandencompliance bei deren Anwendung. Sekundär sollten Alltagsintegrität, Übersichtlichkeit, Achtsamkeit und Zeitaufwand der Interventionen untersucht werden. Dazu nahmen in einem Zeitraum von 20 Monaten insgesamt 81 Probanden, im Alter von 21 bis 36 Jahren, an der Studie teil. Die Studienpopulation bestand aus Zahnmedizinstudenten der Universitätsmedizin Greifswald im klinischen Studienabschnitt. Die Selbstbeobachtung wurde von beiden Gruppen vier Tage lang jeweils fünf Mal täglich durchgeführt. Für diese Untersuchung wurden die verwendeten Interventionen von uns neu entwickelt. Die Papierfragebogengruppe nutzte im gesamten Beobachtungszeitraum vier Papierfragebögen in Gestaltung und Format eines Smartphones zusammen mit roten Klebepunkten als Erinnerungshilfe. Die Appgruppe benutzte eine Android-Smartphoneapp mit dem Namen „CMD-App“, welche als Erinnerung an die Selbstbeobachtung Push-Benachrichtigungen versendete. Die vorliegende Arbeit diente als erste Pilotuntersuchung für die „CMD-App“.
Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass die Probandencompliance bei Nutzern der „CMD-App“ höher war als bei Probanden der Papierfragebogengruppe. Gemessen an der Gesamtanzahl an Eintragungen zur Selbstbeobachtung, war die „CMD-App“ dem Papierfragebogen überlegen. Die Probanden in der Appgruppe haben durchschnittlich 8,9 % mehr Selbstbeobachtungen durchgeführt als die Probanden, die den Papierfragebogen nutzten. In den Punkten Alltagsintegrität, Übersichtlichkeit und Zeitaufwand war die „CMD-App“ im Vergleich zum Papierfragebogen ebenfalls im Vorteil. Es konnte auch gezeigt werden, dass 76,67 % der Probanden der Appgruppe durchschnittlich nur 2 Minuten pro Tag mit der Selbstbeobachtung verbrachten.
In weiteren klinischen Studien gilt es nun zu klären, ob sich die von uns erhobenen Ergebnisse dieser Pilotuntersuchung auch auf CMD-Patienten übertragen lassen. Diese Arbeit konnte bereits einen Hinweis darauf geben, wie digitale Medien in der Zahnheilkunde in Zukunft genutzt werden könnten. Eine technisch ausgereifte „CMD-App“ hat Potenzial Zahnärzte in der Diagnose und Therapie von CMD zu unterstützen und die herkömmliche Methode zur Selbstbeobachtung abzulösen oder zu ergänzen.
The Study of Health in Pomerania (SHIP), a population-based study from a rural state in northeastern Germany with a relatively poor life expectancy, supplemented its comprehensive examination program in 2008 with whole-body MR imaging at 1.5 T (SHIP-MR). We reviewed more than 100 publications that used the SHIP-MR data and analyzed which sequences already produced fruitful scientific outputs and which manuscripts have been referenced frequently. Upon reviewing the publications about imaging sequences, those that used T1-weighted structured imaging of the brain and a gradient-echo sequence for R2* mapping obtained the highest scientific output; regarding specific body parts examined, most scientific publications focused on MR sequences involving the brain and the (upper) abdomen. We conclude that population-based MR imaging in cohort studies should define more precise goals when allocating imaging time. In addition, quality control measures might include recording the number and impact of published work, preferably on a bi-annual basis and starting 2 years after initiation of the study. Structured teaching courses may enhance the desired output in areas that appear underrepresented.
Die autologe Fettgewebstransplantation ist eine in der plastischen Chirurgie routinemäßig angewandte Methode. Die Indikationen reichen von der Rekonstruktion nach Teilresektion der Mamma, über Einspritzung bei narbigen Einziehungen zur Wiederherstellung des Körperreliefs, bis zum Einsatz bei Lipodystrophien wie sie beispielsweise im Rahmen von HIV-Medikationen vorkommen können. Dieser Eingriff erfolgt überwiegend in Lokalästhesie, unter Verwendung von Lidocain, um dem Patienten die Belastung einer Vollnarkose zu ersparen. Die Lipotoxizität dieses Lokalanästhetikums würde hierbei dessen Einsatz ausschließen. Die vorliegende Studie verwendet einen Versuchsaufbau, der es ermöglicht bei Patienten intraindividuell den Einfluss von Lidocain auf Zellen des Fettgewebes quantitativ zu evaluieren. Nach Zellisolierung aus dem Gewebeverband wurden einzelne Zelltypen der Stromal-Vascular Fraction mittels Antikörperfärbung identifiziert. Wir konnten zeigen, dass Lidocain keinen Einfluss auf prozentuale Verteilung, Absolutzellzahlen und Vitalität von Fettgewebsstammstellen, Präadipozyten, reifen Fettzellen und Leukozyten hat. Zudem unterstützen die Ergebnisse, dass beim Lipotransfer ausschließlich die feste Phase des Lipoaspirates transplantiert werden sollte. Insgesamt sprechen die Ergebnisse der vorliegenden Studie für die Verwendung von Lidocain in therapeutischer Konzentration zur Eigenfetttransplantation, was gegen die Notwendigkeit einer Vollnarkose spricht. Die gewählte Methodik verwendet einen Versuchsaufbau der Daten mit direkter Relevanz für die Durchführung der Eigenfetttransplantation generiert. Sie leistet somit einen wichtigen Beitrag zur Optimierung des Lipotransfers. Dies schmälert die Notwendigkeit von Folgeeingriffen zur Revision, was unter anderem zur Steigerung der Patientenzufriedenheit führt.
Bei der Vielzahl der bestehenden Methoden wäre für zukünftige Forschung in dem Bereich der Eigenfetttransplantation eine genauere Abstimmung der einzelnen Forschungsgruppen untereinander nötig. Für weitere Studien sind somit von wirtschaftlichen Interessen unabhängige und international koordinierte Untersuchungen wünschenswert.