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Die Transformationsdebatte muss auf den Boden kommen – in der Stadt und auf dem Land
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Konzeptnachweis und Untersuchung der Machbarkeit von aktiven Autoinjektor-Systemen
No full textNerve agents are without a doubt the deadliest class of Chemical warfare agents (CWA), posing a threat to high profile individuals as well as groups of people. Their devastating power has been proven time and time again from the Tokyo Subway Sarin Attack to the killing of Kim Jong-Nam. The discovery and use of novel nerve agents like the A-agents (novichoks) even worsened the situation. Therapy of nerve agent intoxication howe-
ver has seen little development over the last decades. Supportive therapy like patient ventilation is a severely limited resource, and both the symptomatic as well as the antidote therapy rely on the use of autoinjectors
to make them available on the battlefield, since there is only few medical personnel deployed to the front lines. At the same time, there has yet a true broadband antidote to be developed and the most promising candidates have not reached market authorisation. This is mainly due to theirchallenging stability in aqueous solutions and the arising need for dry/wet two-chamber autoinjectors from that.
This thesis focuses on the development and proof of concept of a novel type of autoinjector – the active autoinjector. It envisions an injector where the powdered Active pharmaceutical ingredient (API) is actively mixed by the device itself after activation, minimising its dissolution time. Therefore the need for the patient to shake the device manually, which was necessary in earlier design types, is omitted . Also this would lead to a uniform solution to be administered, posing a clear advantage over earlier dry/wet autoinjector designs.
In order to do that, colorimetry is used to proof the feasibility of this concept in an enlarged mixing container. The automated video analysis of the discolouration of a Iodine-starch solution leads to spatial informati-
on about mixing processes at comparably moderate rotor speeds which could be exerted by a miniaturised power station. Studying the influence of different rotor types and rotational speeds in different solvents leads to valuable insights into the mixer design. Also, the properties of high shear rotor-stator systems under severely limited power output situations are studied.
Conductometric experiments then are used to transfer the knowledge and apply it on powdered drug dissolution. Optimal design characteristics are determined in a multi-dose autoinjector set up and then transferred to a single dose autoinjector. A custom conductivity probe meanwhile provides for instrumentation not interfering with the mixing process itself. Finally, the examination of the dissolution of Asoxime (HI-6) allows for the comparison of this novel approach to previously tested dry/wet autoinjector prototypes even at this early design stage.
The observations on the mixing behaviour in viscous solutions is further investigated using injectabilty evaluating experiments. Using a universal test machine power characteristics in different environments is tested, allowing for deductions on the influence of active autoinjectors on power consumption questions. In addition, it explores the general possibility of applying the active autoinjector approach to shear-thinning, high concentration drug solutions.
In summary, this thesis establishes the novel design concept of an actively mixing dry/wet autoinjector as a promising approach to ensure the preparation of a homogenous drug solution within seconds. Even though its
in situ preparation needs more time than previous design types, the uniformity of the ejected solution and its lesser power consumption for the lateral movement of the plunger provide significant benefits over passive injector designs. Also, the designs inherent shear-thinning properties provide an interesting field for further studies.Nervenkampfstoffe stellen sowohl für herausgehobene Einzelpersonen, wie auch größere Gruppen eine nicht zu unterschätzende Bedrohung dar,
zählen Sie doch zu den potentesten chemischen Kampfstoffen. Zahllo-
se Beispiele, nicht zuletzt die Terroranschläge auf die U-Bahn in Tokio oder die Tötung von Kim Jong-Nam zeigen dies eindrucksvoll. Die Entdeckung und auch der Einsatz von neuen Kampfstoffen der A-Klasse (Nowitschoks) hat die Bedrohungslage weitergehend verschlechtert. Die Therapie nach einer Vergiftung mit einem solchen Kampfstoff jedoch hat sich in den letzten Jahrzehnten kaum weiterentwickelt.
Während die unterstützende Therapie durch Maßnahmen wie die assistierte Beatmung eine stark eingeschränkt verfügbare Ressource darstellt, sind sowohl die symptomatische Therapie als auch die Gabe von Antidoten auf dem Schlachtfeld von Autoinjektoren abhängig, da medizinisches Fachpersonal nur in einem äußerst geringen Umfang, wenn überhaupt, verfügbar ist. Parallel hierzu mangelt es auch heute immer noch an einem Breitband-Antidot und die Wirkstoffkandidaten mit den potentiell besten Eigenschaften sind nicht in zugelassenen Arzneimitteln marktverfügbar. Dies ist nicht zuletzt darauf zurückzuführen, dass sie signifikante Herausforderungen hinsichtlich ihrer Stabilität im wässrigen Milieu aufweisen und der daraus abgeleiteten Notwendigkeit von Zweikammer Trocken/Flüssig-Autoinjektoren.
Diese Arbeit legt ihren Fokus auf die Entwicklung und dem Nachweis der Machbarkeit eines neuen Autoinjektortypus – dem aktiven Autoinjektor. Dieser sieht einen Injektor vor, in welchem der in Pulverform gelagerte, hydrolyseempfindliche, Wirkstoff nach Aktivierung durch den Injektor selbst vermischt und damit in Lösung gebracht wird. Dadurch besteht auch keine Notwendigkeit mehr, den Injektor zu schütteln, wie es in früheren Entwürfen notwendig war. Da dieses Vorgehen insbesondere auch zu einer homogenen Lösung bereits vor Injektion führt, ist dieses auch den passiven Zweikammer Autoinjektoren gegenüber als überlegen zu bewerten.
Um dies zu tun wird zunächst in Colorimetrischen Mischversuchen die Machbarkeit des Ansatzes als solches in relativ zu einem Autoinjektor übergroßen Mischkammern gezeigt. Mittels automatisierter Videoauswertung der Entfärbung von Jod-Stärke-Lösung werden zweidimensionale Daten über das Mischverhalten bei geringen Rührgeschwindigkeit gewonnen. Diese sind zweckmäßig, da miniaturisierte Powerstations, wie sie in Autoinjektoren verwendet werden, nur eine begrenzte Kraft zur Verfügung stellen können. Ebenfalls werden die Eigenschaften von Rotor-Stator-Systemen unter Nutzung geringer Rührgeschwindigkeiten untersucht. Eben-
jene sind grundsätzlich für das Einbringen von hohen Scherkräften in Systeme bekannt.
Im Folgenden werden konduktometrisch instrumentierte Experimente genutzt, um die Übertragbarkeit der im Rahmen der Entfärbungsversuche gewonnenen Erkenntnisse auf Lösungsprozesse von gepulverten Wirkstoffen zu übertragen. In einer ”Mehrdosis Autoinjektor” Mischkammer wird zunächst das Design optimiert und getestet, um anschließend auf klassische Autoinjektoren übertragen zu werden. Um sicherzustellen, dass die Elektrode den Lösungsprozess nicht beeinflusst, wird hier ein speziell angefertigtes System genutzt. Abschließend wird die Auflösung von HI-6-Salzen mit diesem Verfahren untersucht. Auf diese Art und Weise kann der neuartige aktive Autoinjektortyp mit früheren Zweikammer-Systemen verglichen werden.
Die Injizierbarkeit viskoser Systeme unter Einfluss des aktiven Rührsystems in Mehrdosis Autoinjektoren ist gleichsam Gegenstand von Experimenten. Aus den Kraft-Weg-Diagrammen einer Universaltestmaschine unter diversen Bedingungen werden Ableitungen über die Kraftverhältnisse in aktiven Autoinjektoren gezogen. Darüber hinaus wird untersucht, inwiefern dieser Ansatz auf hochviskose, scherverdünnende Arzneilösungen anwendbar ist.
Zusammenfassend etabliert diese Arbeit den neuartigen Ansatz eines aktiven Autoinjektors, welcher einen vielversprechenden Ansatz darstellt in Trocken-Flüssig Zweikammer-Autoinjektoren in kürzester Zeit homogene Arzneilösungen bereit zu stellen. Auch wenn dieser Ansatz der in situLösung von Wirkstoffen eine längere Zeit in Anspruch nimmt als ältere, passive Systeme, stellen die Homogenität des Ejektats und die beobachtenden Krafteinsparungen bei lateraler Bewegung des Stößels signifikante Vorteile dar. Gleichsam bieten die beobachteten scherverdünnenden Eigenschaften weitere vielversprechende Ansatzpunkte für weitere Forschung auf diesem Gebiet
AI Challenge for Satellite Pattern-of-Life Identification: Dataset, Design and Results
No full textDespite the availability of extensive historical data on Earth-orbiting objects, artificial intelligence (AI) adoption in space domain awareness remains limited. To address this gap, the 2024 MIT ARCLab Prize for AI Innovation in Space challenged participants to develop AI models for characterizing satellite pattern-of-life (PoL) in Geostationary Earth Orbit. The challenge focused on developing machine learning models capable of classifying behavioral patterns and detecting key transition events in multivariate time-series data. The challenge dataset comprised of 2402 satellite trajectories spanning six months with a two-hour temporal resolution. The data are generated using high-fidelity satellite propagators based on simulated trajectories, Vector Covariance Message data, and two-line elements. This dataset features diverse operational behaviors and propulsion systems, providing a robust foundation for AI analysis. The challenge attracted over 100 teams worldwide, with more than 350 submissions showcasing a diverse range of AI approaches, including deep learning architectures (CNNs, LSTMs, transformers), gradient-boosting techniques (XGBoost, CatBoost), and hybrid models. The top performing teams demonstrated AI’s effectiveness in PoL characterization, with Hawaii2024 achieving an F2 score of 0.952 on the partial test set using a CNN-LSTM hybrid approach, followed closely by Millennial-IUP and QR_Is that utilized XGBoost with tailored transition-labeling and gradient-boosted decision tree with a model-stacking strategy, respectively. This paper presents an analysis of the competition’s dataset, evaluation methodology, and top-performing solutions
Axonale Transkriptom-Veränderungen während der Neurotrophin-Schmerzsignalübertragung
No full textChronische Schmerzen stellt zum einen eine große gesellschaftliche Bürde dar und hat gleichzeitig einen großen Einfluss auf das physische und mentale Wohlbefinden von Patienten. Dies liegt an der Prävalenz, verringerten Produktivität der Patienten, hohen Behandlungskosten sowie den körperlichen und mentalen Belastungen. Aufgrund der Komplexität der beteiligten Systeme im Körper sind die molekularen Mechanismen noch nicht vollständig verstanden und die Behandlung ist mit den momentan verfügbaren Medikamenten unzureichend.
Diese Dissertation untersucht die zentralen Akteure der Schmerzentstehung: die Neuronen der dorsalen Wurzelganglien (DRG), die Reize im peripheren Nervensystem erkennen und diese dann an das zentrale Nervensystem weiterleiten, sowie die neurotrophen Faktoren Nervenwachstumsfaktor (NGF) und ziliärer neurotropher Faktor (CNTF). Von primärem Interesse war die axonale Modulation der RNA. Axone stellen einen großen Teil des Neurons dar, jedoch ist die Analyse der RNA, aufgrund der geringen Menge, eine Herausforderung. Lokale Modulation der RNA und Initiation der Translation durch neurotrophe Stimulation wurden bereits vorher nachgewiesen (Deng et al. 2022), und Transkriptomveränderungen sind entscheidend für die Schmerzentwicklung und Sensibilisierung (La Peña et al. 2019). Um diese Effekte zu untersuchen, habe ich die Kultivierung von murinen DRG-Neuronen in mikrofluiden Kammern optimiert. Zusätzlich wurde die axonal Seite für zwei Stunden mit NGF oder CNTF stimuliert und anschließend die RNA von der axonalen und somatischen Seite extrahiert. Angereicherte axonale Transkripte fanden sich für die Translation, Zellatmung und Synapse, während die somatischen Transkripte für Plasmamembran, Zellkern und einatomige Ionenkanäle angereichert waren. Während die axonale Stimulation mit NGF und CNTF keine Transkriptomänderungen auf der somatischen Seite verursachte, konnten auf der axonalen Seite deutliche Unterschiede im Vergleich zu nicht-stimulierten Neuronen festgestellt werden. Bei den NGF-stimulierten Proben war die größte Modulation weder für die Gene-ontology (GO)-Terms „Schmerzempfindung“ noch für „Ionenkanalrezeptoraktivität“, sondern für Begriffe im Zusammenhang mit der Modulation des Immunsystems. Bei der CNTF-Stimulation standen regulierte Begriffe im Zusammenhang mit Synapsenorganisation, Differenzierung, Zelladhäsion sowie RNA- und Calmodulinbindung. Das am stärksten regulierte Transkript nach NGF-Stimulation, Interleukin-7 (Il7), ist ein proinflammatorisches Zytokin, das mit einer Vielzahl von Immunzellen interagiert, sie aktiviert und Chemotaxis induziert sowie deren Überlebenszeit verlängert. Hier konnte ich zeigen, dass das Interleukin-7 Protein nach NGF-Stimulation von den Axonen freigesetzt wird, was möglicherweise eine lokale Wirkung auf die Immunzellen ermöglicht und Entzündungen erleichtert.Chronic pain is a huge burden on society and the quality of life of patients, due to its prevalence effects on productivity, treatment costs and the physical and emotional toll. Given the complexity and the involved systems in the body, the molecular mechanisms are not completely understood, and the available drugs are inadequate. This thesis is aiming to better understand the key players in pain generation. The dorsal root ganglia neurons (DRG) (I), responsible of detecting stimuli in the peripheral nervous system and transducing them to the central nervous system, and the neurotrophic factors nerve growth factor (NGF) (II) and ciliary neurotrophic factor (CNTF) (III).
While axons comprise a large part of the neuron, the analysis of the RNA provides a challenge due to the low amount. Local modulation of RNA and translation initiation via neurotrophic stimulation has been demonstrated. Furthermore, it has been shown that transcriptome alterations are crucial in pain development and. My primary focus of this study was the axonal modulation of RNA in DRGs by NGF or CNTF stimulation. To study these effects, I optimized the culture of murine DRG neurons in compartmentalized chambers and stimulated the axonal compartment with NGF or CNTF. I followed up by extracting the total RNA from the axonal and somatic compartment for RNA sequencing (RNA-Seq). Comparison between somatic and axonal RNA-seq data of unstimulated DRG cultured in microfluidic chamber showed an enrichment for translation, cell respiration and synapse-related processes for axonal transcripts, while the somatic transcripts were enriched for plasma membrane, nucleus-related and monoatomic ion channels based on gene ontology analysis (GO). For both NGF and CNTF stimulation, the transcript variation in the somatic compartments was not significant. The axonal modulation, however, showed distinct differences. For the NGF-stimulated samples, several transcripts with functions associated with the immune system were changed. However, the GO-terms “sensory perception of pain” and “ion channel regulator activity” were not dysregulated. For CNTF stimulation, the dysregulated transcripts were related to synapse organization, differentiation, cell adhesion, and RNA and calmodulin binding. The top dysregulated transcript after NGF stimulation, Interleukin 7 (IL7), is a pro-inflammatory cytokine. IL-7 interacts with a variety of immune cells, activating them and inducing chemotaxis and increasing their survival time. Here, I showed that this interleukin 7 is released by the axons after NGF stimulation, which might allow a local modulation on the immune cells, facilitating inflammation
Identifizierung und Charakterisierung RNA-bindender Proteine in
No full textThe human intestine provides a niche for a diverse community of microorganisms, collectively known as the microbiota. This microbial consortium, primarily composed of bacteria, establishes a symbiotic relationship with the host, critically influencing nutrient metabolism, immune modulation, and intestinal homeostasis. While the precise composition varies among individuals, certain species can be found prevalently. Among these, Bacteroides thetaiotaomicron, an obligate anaerobic, non-spore forming and non-motile species has emerged as a model organism in microbiota research. Its ability to thrive in the complex intestinal environment is facilitated by intricate regulatory mechanisms that dynamically adjust gene expression in response to environmental fluctuations. As glycan generalists, Bacteroides species deploy dozens of polysaccharide utilization loci (PULs) to break down dietary and host-derived glycans, enabling adaptation to the diverse and dynamic carbohydrate landscape of the gut.
In bacteria, adaptation mechanisms are often regulated at the post-transcriptional level, allowing to fine-tune gene expression in response to environmental stimuli. While transcriptomic studies revealed an extensive repertoire of non-coding sRNAs – key regulators of post-transcriptional processes – Bacteroides species lack homologs of commonly known global RNA-binding proteins (RBPs) that typically assist sRNAs in regulation. This suggests that alternative proteins may be central to RNA-based regulatory mechanisms in these bacteria, allowing it to adapt to the highly dynamic intestinal environment.
This thesis describes the identification and characterization of RNA-binding proteins in Bacteroides thetaiotaomicron, with particular focus on RbpB, a conserved Bacteroides RRM1-containing protein. By applying crosslinking immunoprecipitation followed by RNA sequencing (CLIP-seq), the RNA interactome of RbpB was characterized, establishing it as the first global RNA-binding protein in Bacteroides. RbpB was found to interact with both mRNAs and sRNAs, including the newly characterized FopS sRNAs, which regulate glycan metabolism by modulating expression of SusC-like transporters, key components of PUL-mediated glycan uptake. Functional assays demonstrated that RbpB counteracts FopS-mediated repression, thereby facilitating dynamic glycan acquisition. Loss of RbpB in vivo led to metabolic dysregulation and impaired colonization in murine gut models, highlighting its essential role in bacterial adaptation to fluctuating nutrient availability.
To systematically identify novel RBPs, this study also employed GradR, a complexomic approach that reconstructs protein sedimentation profiles in a glycerol gradient under native and RNase-treated conditions. GradR successfully captured ~ 40% of the B. thetaiotaomicron proteome, confirming known (ribonucleo)protein complexes while also uncovering previously uncharacterized cellular complexes. By comparing protein distribution across both gradients, this method distinguished RNA-associated proteins from independently sedimenting proteins, revealing novel RBPs, including proteins that lack conventional RNA-binding domains.
By characterizing RbpB as a key post-transcriptional regulator of polysaccharide utilization and employing GradR to uncover additional RBPs, this study provides critical insights into RNA-based regulation in Bacteroides, enhancing our understanding of post-transcriptional control mechanisms in gut symbionts.Der menschliche Darm bietet eine Nische für eine vielfältige Gemeinschaft von Mikroorganismen, die zusammenfassend als Mikrobiota bezeichnet werden. Dieses mikrobielle Konsortium, das hauptsächlich aus Bakterien besteht, etabliert eine symbiotische Beziehung mit uns als Wirt und beeinflusst dabei entscheidend den Nährstoffmetabolismus, die Immunmodulation und die intestinale Homöostase. Obwohl die genaue Zusammensetzung der Mikrobiota individuell variiert, sind bestimmte Spezies prävalent vertreten. Zu diesen gehört Bacteroides thetaiotaomicron, eine obligat anaerobe, nicht-sporulierende und nicht-motile Spezies, die sich als Modellorganismus in der Mikrobiota-Forschung etabliert hat. Ihre Fähigkeit, in der komplexen intestinalen Umgebung zu persistieren, wird durch fein-abgestimmte regulatorische Mechanismen erleichtert, die die Genexpression dynamisch an Umweltveränderungen anpassen. Als metabolische Generalisten setzen Bacteroides-Spezies zahlreiche PULs (polysaccharide utilization loci) ein, um nahrungs- oder wirts-assoziierte Polysaccharide abzubauen, was ihnen eine Anpassung an die vielfältige und dynamische Kohlenhydratlandschaft des Darms ermöglicht.
In Bakterien werden Adaptationsmechanismen häufig auf post-transkriptioneller Ebene reguliert, wodurch eine Feinabstimmung der Genexpression als Reaktion auf Umweltstimuli ermöglicht wird. Transkriptomische Studien haben ein umfangreiches Repertoire an nicht-kodierenden sRNAs – Schlüsselregulatoren post-transkriptioneller Prozesse – in Bacteroides-Spezies identifiziert. Allerdings fehlen diesen Bakterien Homologe bekannter globaler RNA-bindender Proteine (RBPs), die typischerweise sRNAs bei der Regulation unterstützen. Dies deutet darauf hin, dass alternative Proteine eine zentrale Rolle in RNA-basierten Regulationsmechanismen spielen und so eine Anpassung an die hochdynamische intestinale Umgebung ermöglichen.
Diese Dissertation beschreibt die Identifikation und Charakterisierung von RNA-bindenden Proteinen in Bacteroides thetaiotaomicron, mit besonderem Fokus auf RbpB, ein konserviertes Bacteroides-Protein mit einer RRM1-Domäne. Mittels CLIP-seq, wurde das RNA-Interaktom von RbpB charakterisiert, wodurch es als das erste globale RNA-bindende Protein in Bacteroides etabliert wurde. Es konnte gezeigt werden, dass RbpB sowohl mit mRNAs als auch mit sRNAs interagiert, darunter die neu charakterisierten FopS-sRNAs, die den Glykan-Metabolismus durch die Modulation von SusC-ähnlichen Transportern regulieren. Letztere sind zentrale Komponenten der PUL-vermittelten Glykanaufnahme. Funktionelle Analysen zeigten, dass RbpB die FopS-vermittelte Repression entgegenwirkt und somit eine dynamische Glykanakquisition erleichtert. Der Verlust von RbpB in vivo führte zu metabolischer Dysregulation und beeinträchtigter Kolonisation in murinen Darmmodellen, was seine essenzielle Rolle bei der bakteriellen Anpassung an schwankende Nährstoffverfügbarkeit unterstreicht.
Um systematisch neue RBPs zu identifizieren, wurde in dieser Studie zudem GradR angewendet, ein komplexomischer Ansatz, der Protein-Sedimentationsprofile in einem Glycerolgradienten unter nativen und RNase-behandelten Bedingungen rekonstruiert. GradR ermöglichte die Erfassung von etwa 40% des B. thetaiotaomicron-Proteoms, wodurch bekannte (Ribonukleo-)Protein-Komplexe bestätigt und zugleich bisher uncharakterisierte zelluläre Komplexe identifiziert wurden. Durch den Vergleich der Proteinverteilung über beide Gradienten hinweg konnte diese Methode RNA-assoziierte Proteine von unabhängig sedimentierenden Proteinen unterscheiden und somit neuartige RBPs aufdecken, darunter Proteine ohne konventionelle RNA-Bindedomänen.
Durch die Charakterisierung von RbpB als einem zentralen post-transkriptionellen Regulator der Polysaccharid-Nutzung und die Anwendung von GradR zur Identifikation weiterer RBPs liefert diese Arbeit entscheidende Einblicke in RNA-basierte Regulationsmechanismen in Bacteroides. Dies erweitert unser Verständnis der post-transkriptionellen Kontrollmechanismen in Darm-Symbionten erheblich
Management of Adrenal Emergency in Patients with Chronic Adrenal Insufficiency in Germany – a prospective multicenter study
No full textDurchschnittliche card-injektion-time lag bei 60 Minuten.
Lediglich 45% erhielten die Injektion innerhalb der erst 30 Minuten
Angehörige und Patienten sollen auf eine frühzeitige Glukokortikoid Verabreichung bestehen
Patienten mit vorheriger Selbst-Injektion haben signifikant kürzer auf eine Injektion durch Fachpersonal gewartet 85 versus 233 Minuten
Selbst-Injektion bleibt daher ein wichtiges Management Werkzeug (egal ob i.m. oder s.c.)
Rasche Verschlechterung des Allgemeinzustandes als Hauptauslöser und hohe Hemmschwelle als Hauptursachen der Nicht-Selbst-Injektion
Vereinfachung der Selbst-Injektion, teilweise bessere Schulungen von Patienten und Fachpersonal sind notwendigThe average card-injection Time was 60 Minutes, only 45% of Patients received the G.C. Dose in the recommended 30 Minutes Time-slot. Patients and relatives should therefore ask for an early injection.
Patients with further Self-Injection had to wait shorter, than Patients who got the Injection only by medical Personal 85 versus 233 Minutes.
Self-Injections are the most important Managementtool (no difference between i.m. or s.c.)
Rapid decline of health and the Fear of Self-Injection were the main reasons for Non-Injections.
The Way of administration and further Education need to be improved
Effect of age and sex on cardiac force development: an experimental examination using intact human atrial fibers
No full textAlter und Geschlecht sind zwei unabhängige Variablen, die jeden Aspekt des gesunden und kranken Herzens beeinflussen. Steigendes Alter ist als Risikofaktor für nahezu jegliche Pathologie bekannt. Ebenso gibt es eine Reihe an Daten, die dem weiblichen Geschlecht einen kardiovaskulären Gesundheitsvorteil zusprechen. Dennoch bleibt die Interaktion zwischen Geschlecht, Alter und kardiovaskulärer Gesundheit unter dem Einfluss einer Vielzahl an extrinsischen und intrinsischen Faktoren und kann nicht einem einzigen dominierenden Mechanismus zugeschrieben werden. Ziel dieser Arbeit war, alters- und geschlechtsspezifische Unterschiede im myokardialen Kontraktionsverhalten zu untersuchen.
Hierfür wurden klinische Daten von elektiven kardiochirurgischen Patienten mit experimentellen Daten mittels dem intakten Muskelfasermodel verbunden. Humane kardiale Gewebeproben wurden im intakten Zustand elektrisch zur Kontraktion stimuliert und dessen Kontraktionsverhalten gemessen. Die durchgeführten Experimente (n=171) konnten keinen statistisch signifikanten Unterschied im Kontraktionsverhalten zwischen den Muskelfasern von Frauen und Männern zeigen. Lediglich das Alter der Patienten hatte einen Einfluss auf die entwickelte Kraft der Muskelfasern aus dem rechten Vorhof. So zeigte sich mit zunehmendem Alter eine Abnahme der maximalen Kontraktionskraft (p=0.044). Dieser beobachtete Effekt konnte auch in Muskelfasern aus dem linken Vorhof gesehen werden, jedoch weniger stark ausgeprägt. Darüber hinaus konnte eine signifikante Korrelation zwischen der im Muskelfasermodell gemessenen Kraft und der echokardiographisch ermittelten linksventrikulären Ejektionsfraktion nachgewiesen werden. Eine reduzierte LVEF in der echokardiographischen Untersuchung war mit einer verminderten Kraftentwicklung im intakten Muskelfasermodel assoziiert (p=0.019). Da diese Beobachtung den bisherigen etablierten Erkenntnissen in der Literatur entspricht, dient sie zusätzlich als Verifizierung der Qualität und Validität der verwendeten Methode an sich. Die intakte Muskelfasermethode ist auch für die Zukunft eine geeignete und hoch-sensible Methode, um Fragestellungen zu kardiovaskulären Themen weiter zu untersuchen.Age and sex are two independent variables that influence every aspect of the healthy and diseased heart. Increasing age is a well-established risk factor for almost all cardiovascular pathologies. Understanding mechanisms underlying cardiac aging can help us appreciate clinical differences between patients at different stages of life. Likewise, it is becoming increasingly recognized that sex-differences play a key role in the development and presentation of cardiovascular disease, suggesting a potential cardiovascular health advantage to the female sex. Nevertheless, the interaction between gender, age, and cardiovascular health is shaped by a multitude of intrinsic and extrinsic factors and cannot be ascribed to a single dominant mechanism. The aim of this study was to investigate effects of age- and sex-specific differences in myocardial contractile behavior.
To achieve this, clinical data from elective cardiac surgery patients was combined with experimental data obtained using the intact muscle fiber model. Vital human cardiac tissue samples were electrically stimulated to contract in their intact state, and contractile behavior was measured. The experiments (n = 171) revealed no statistically significant difference in contractile behavior between muscle fibers from female and male patients. However patient age had a significant impact on the contractile force of muscle fibers from the right atrium, showing a gradual decline in maximal force generation with increasing age (p = 0.044). A similar, though less pronounced, trend was observed in muscle fibers from the left atrium.
Furthermore, a significant correlation was found between the force measured in the muscle fiber model and the left ventricular ejection fraction (LVEF) measured by echocardiography. Reduced ejection fraction in echocardiographic assessment was associated with diminished force generation in the intact muscle fiber model (p = 0.019). As this observation aligns with established findings in literature, it also serves as a validation of the quality and reliability of the applied experimental method itself. Hence, the intact muscle fiber approach represents a suitable and highly sensitive tool for future studies addressing cardiovascular research questions
Development of a strategy for the expansion of online teaching at the University of Würzburg based on the experiences of lecturers and students in the pandemic years 2020/21
No full textHintergrund/Zielsetzung
Aufgrund der COVID-19-Pandemie musste die Präsenzlehre im Sommer 2020 als Notlösung durch virtuelle Lehre ersetzt werden. Fraglich war, wie die Digitalisierung sinnvoll verstetigt werden kann. Die Sichtweise Dozierender und Studierender auf vergangene Online-Angebote wurde erhoben, um Potentiale und Zukunftsaussichten zu identifizieren.
Methoden
Eine explorative, leitfadengestützte Interview-Studie wurde im klinischen Abschnitt des Humanmedizinstudiums an der Medizinischen Fakultät Würzburgs durchgeführt. Je fünf Dozierende und Studierende wurden im Wintersemester 2020/21 befragt. Es folgte die inhaltsanalytische Auswertung nach Kuckartz unter Zuhilfenahme von MAXQDA.
Ergebnisse
Online-Lehre gehe u.a. mit mehr Freiheiten und Zukunftssicherheit einher. Mischformate (z.B. Blended Learning) seien erwünscht. Digitale Elemente sind didaktisch auszuarbeiten und curricular zu verankern. Zentral seien klare Kommunikation, eine durchdachte Lehrorganisation und bildungspolitische Unterstützung. So fördere man auch die Studierendenmotivation (vgl. ARCS-Modell).
Diskussion
Online-Lehre ist individuell, frei, vielseitig, nachhaltig und ergänzt die medizinische Ausbildung gewinnbringend. Ein Selbststudium vor dem Vor-Ort-Präsenzunterricht (z.B. Inverted Classroom) ermöglicht die Schaffung von Valenzen. Insbesondere duale Mischkonzepte gewährleisten den Theorieerwerb und gezieltes Kompetenztraining. Grundlegend sind klare kommunikative, didaktische und organisatorische Strukturen.
Schlussfolgerungen
Digitale Elemente werden curricular verankert. Eine sinnvolle, passgenaue Einbettung kann zu ansprechenden und effektiven Lehr-/Lernaktivitäten beitragen. Dafür sind kollegialer Austausch auf Fakultätsebene, zwischen den Universitäten sowie bildungspolitische Unterstützung nötig.Background
Due to the COVID-19 pandemic, face-to-face teaching had to be replaced by virtual teaching as an emergency solution in summer 2020. The question erose how digitalisation could be made permanent in a meaningful way. The views of lecturers and students on past online programmes were surveyed in order to identify potential and future prospects.
Methods
An explorative, guidelines-based interview study was conducted during the clinical phase of the medicine degree at the Faculty of Medicine in Würzburg. Five lecturers and five students were interviewed in the winter semester 2020/21. This was followed by content analysis according to Kuckartz with the help of MAXQDA.
Results
Online teaching is associated with several benefits including more freedom and security for the future regarding crisis situations. Mixed formats (e.g. blended learning) are desirable. Digital elements should be developed didactically and anchored in the curriculum. Clear communication, well thought-out teaching organisation and educational policy support are key aspects of this. This also promotes student motivation (cf. ARCS model).
Discussion
Online teaching is individualised, free, versatile, sustainable and complements medical training in a beneficial way. Self-study prior to on-site face-to-face teaching (e.g. inverted classroom) enables the creation of valences. Dual mixed concepts in particular guarantee the acquisition of theory and targeted skills training. Clear communicative, didactic and organisational principles are fundamental to this.
Conclusions
Digital elements are to be anchored in the curriculum. Sensible, customised embedding can contribute to appealing and effective teaching/learning activities. This requires collegial exchange at faculty level, between universities and educational policy support
Studies on speech intelligibility and directional hearing in unilaterally deafened cochlear implant users
No full textDiese prospektive, experimentelle Studie beschäftigt sich mit 31 an der HNO-Universitätsklinik Würzburg zwischen 2009 und 2016 mit einem Cochlea-Implantat (CI) versorgten, einseitig er-taubten (SSD) Patienten, mit den Sprachprozessoren Sonnet, Opus2, Rondo (MED-EL), Naida Q70 (AB) und CP 810 (Cochlear).
Die Studie zeigt, dass mit aktiviertem CI, unabhängig davon welcher Audioprozessor verwen-det wurde, eine signifikante Hörverbesserung der SRT- Werte des Kopfschattens bei der Un-tersuchung von Sprachverstehen in Lärm, signifikant bessere Kopfschatten-, Summations- und Squelcheffekte, sowie signifikant bessere Geräuschlokalisationsergebnisse erreicht wur-den. Es zeigte sich kein signifikanter Vorteil beim Vergleich der verschiedenen Audioprozes-soren in der einheitlich programmierten Mikrofoneinstellung „omnidirektional“ bezüglich des Sprachverstehen in Störgeräusch oder Geräuschlokalisation. Der Vergleich verschiedener Richtmikrofoneinstellungen des Audioprozessors Sonnet zeigte eine signifikante Verbesse-rung der Sprachwahrnehmung im Störgeräusch in der Einstellung „adaptiv“ für Kopfschatten-effekte, Squelcheffekte und SRM (Spatial Release from Masking, ein Effekt mit verbessertem Sprachverständnis durch räumliche Trennung von Sprache und Störgeräusch), mit Verbesse-rung der binauralen Hörfähigkeit. Ein wesentliches Ergebnis der vorliegenden Arbeit ist der Befund, dass die Beurteilung binauraler Effekte, und nicht nur der SRT-Werte im Störge-räusch, wesentlich für die CI-Nutzen-Quantifizierung ist. Die Untersuchungen zeigten die sig-nifikant beste Geräuschlokalisierungsfähigkeit in der Einstellung „omnidirektional“.
Es ergaben sich Hinweise auf mögliche Faktoren („entzündliche Ertaubungsursache und eine längere Ertaubungsdauer“, sowie ein hohes Implantationsalter), die Einfluss auf schlechtere Lokalisationsfähigkeit und schlechtere Kopfschatten-Ergebnisse für Sprachuntersuchungen im Lärm haben könnten.
Die subjektive Einschätzung und Bewertung der Sprachwahrnehmung, des räumlichen Hörens und der Schallqualität durch die standardisierten Fragebögen SSQ12 und HISQUI19 ergab keine klare Präferenz eines bestimmten Audioprozessors, jedoch einen subjektiv scheinbaren empfundenen Vorteil für das besseres „Sprachverstehen“ und die bessere „Hörqualität“ von Sonnet-Trägern verglichen mit den Opus2-Trägern.
Ein zusätzlicher, von der Autorin entwickelter Fragebogen, lieferte positive Bewertungen be-züglich der Zufriedenheit mit der Klinik, der Beratung vor der Implantation und der Nachsorge durch die Klinik. Die Erwartungen an das CI hatten sich in den meisten Fällen erfüllt. Allerdings war die Fragebogen-Rücklaufquote der Teilnehmer nur gering.
Die Daten dieser Untersuchung könnten in der klinischen Routine hilfreich sein für die Verbes-serung der individuellen Betreuung von SSD-CI-Patienten.This prospective, experimental study deals with 31 patients with single-sided deafness (SSD) who were fitted with a cochlear implant (CI) at the ENT University Hospital Würzburg between 2009 and 2016 using the speech processors Sonnet, Opus2, Rondo (MED-EL), Naida Q70 (AB) and CP 810 (Cochlear).
The study shows that with activated CI, regardless of which audio processor was used, a sig-nificant hearing improvement in the SRT values of the head shadow was achieved when ex-amining speech understanding in noise, significantly better head shadow, summation and squelch effects, as well as significantly better noise localization results. There was no signifi-cant advantage when comparing the different audio processors in the uniformly programmed microphone setting "omnidirectional" with regard to speech intelligibility in noise or noise local-ization. The comparison of different directional microphone settings of the Sonnet audio pro-cessor showed a significant improvement in speech perception in noise in the "adaptive" set-ting for head shadow effects, squelch effects and SRM (Spatial Release from Masking, an effect with improved speech understanding through spatial separation of speech and noise), with improvement in binaural hearing ability. A key finding of the present work is that the as-sessment of binaural effects, and not only the SRT values in noise, is essential for the quanti-fication of CI benefit. The investigations showed the significantly best sound localization ability in the "omnidirectional" setting.
There were indications of possible factors (inflammatory cause of deafness and a longer du-ration of deafness, as well as a high implantation age) that could have an influence on poorer localization ability and poorer head shadow results for speech tests in noise.
The subjective assessment and evaluation of speech perception, spatial hearing and sound quality by the standardized questionnaires SSQ12 and HISQUI19 did not reveal a clear pref-erence for a specific audio processor, but a subjectively perceived advantage for the better "speech understanding" and the better "hearing quality" of Sonnet wearers compared to Opus2 wearers.
An additional questionnaire developed by the author provided positive evaluations with regard to satisfaction with the clinic, pre-implantation counseling and follow-up care by the clinic; ex-pectations of the CI were fulfilled in most cases. However, the response rate to the question-naire was low.
The data from this study could be helpful in clinical routine for improving the individual care of SSD-CI patients