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Nutzerzentrierte Entwicklung einer komplexen Intervention zur Unterstützung des Gebrauchs sedierender Medikamente in der spezialisierten Palliativversorgung
No full textHintergrund und Ziele
Palliativmedizinische Versorgung ist auf die Linderung von belastenden Symptomen und Problemen spezialisiert, die sich auf körperlicher, psychischer, sozialer und spiritueller Ebene äußern können. Bei Patientinnen und Patienten mit unerträglichem Leiden durch therapierefraktäre Symptome ist die gezielte Sedierung häufig das letzte Mittel zur Symptomlinderung. Gezielte Sedierung ist in der Praxis nicht selten mit medizinischen, ethischen und rechtlichen Herausforderungen für die Behandelnden verbunden. Die Projektgruppe iSedPall hat eine komplexe Intervention entwickelt, um praktische Handlungshilfen für arzneimittelbezogene Entscheidungen, Aufklärung und Einwilligung, Dokumentation und ethisch herausfordernde Situationen im Rahmen von Sedierungen zur Verfügung zu stellen. Die entwickelten Handlungsempfehlungen zum Einsatz sedierender Medikamente aus dem Vorgängerprojekt SedPall dienten dabei als Grundlage. Bei der Interventionsentwicklung wurden klinische Stakeholder sowie Patient and Public Involvement Gruppen aktiv eingebunden, um die Intervention praxisorientiert und nutzerfreundlich zu gestalten. Innovative Forschungsansätze, wie z.B. das User-centered Design oder auch nutzerzentrierter Ansatz, finden in der Versorgungsforschung in den letzten Jahren stärkeren Anklang, um eine patientenorientierte, individualisierte und nachhaltige Versorgung zu unterstützen.
Das Ziel der vorliegenden Dissertation ist es, den Entwicklungsprozess einer komplexen Intervention zur Unterstützung des Gebrauchs sedierender Medikamente in der spezialisierten Palliativversorgung
zu beschreiben, ausgewählte Methoden näher zu beleuchten und das methodische Vorgehen unter Berücksichtigung des nutzerzentrierten Ansatzes zu diskutieren.
Methoden
Die Methodenauswahl erfolgte in Anlehnung an das User-centered Design unter Berücksichtigung des klinischen Kontextes und der Komplexität des Versorgungssystems. Im Rahmen der Nutzungskontext-
und Anforderungsanalyse wurden Nutzerinterviews mit Behandelnden (ärztlich und pflegerisch), Vor-Ort-Besuche im stationären und ambulanten Setting der spezialisierten Palliativversorgung und Literaturreviews durchgeführt. Die Definition der Anforderungen, Zielgruppen und des Outcome Parameters erfolgte durch die Entwicklung einer Theory of Change. Für die Gestaltung der Intervention wurden zunächst Prototypen ausgearbeitet und mithilfe von Pre-Tests auf Nutzerfreundlichkeit und Verständlichkeit getestet. Die Evaluation der Intervention fand im Rahmen einer Pilotstudie zur Prüfung der Machbarkeit statt.
Ergebnisse
Die Einbindung von klinischen Stakeholdern und Patient and Public Involvement Gruppen als Nutzerinnen und Nutzer, Testerinnen und Tester und Informantinnen und Informanten fand entsprechend der Phasen des User-centered Designs über den gesamten Entwicklungsverlauf hinweg statt. Insgesamt wurde die Zusammenarbeit als sehr gewinnbringend erlebt. Herausforderungen bei der Einbindung von klinischen Stakeholdern der spezialisierten Palliativversorgung ergaben sich durch die sehr begrenzten Ressourcen der Behandelnden für zusätzliche Tätigkeiten und Absprachen außerhalb des Versorgungsalltags und z.T. durch Zurückhaltung gegenüber Forschung. Die Projektgruppe begegnete dem mit hoher Transparenz, regelmäßigem Austausch und kontinuierlichen Angeboten zur aktiven Partizipation am Entwicklungsprozess. Übergreifend betrachtet, stellt sich bei der Anwendung des User-centered Design die Frage nach der Generalisierbarkeit der Forschungsergebnisse über die jeweils einbezogenen Nutzergruppen hinaus, besonders im Kontext von komplexen Interventionen mit verschiedenen Zielgruppen. Zum Abgleich der Entwicklungsergebnisse entsprechend der Nutzerbedürfnisse mit Erkenntnissen der aktuellen Forschungslage, wurden systematische Literaturrecherchen durchgeführt, um eine gute klinische Praxis sicherzustellen.
Schlussfolgerungen und Diskussion
Die Prinzipien des User-centered Design konnten erfolgreich bei der Interventionsentwicklung angewendet werden und haben zu einem nutzerfreundlichen und praxisorientierten Ergebnis beigetragen.
Die Bedeutung einer gemeinsamen Sprache, der Abbau hierarchischer Strukturen sowie der Aufbau und die langfristige Sicherstellung von Commitment im gesamten klinischen Team wurden als entscheidend für die Zusammenarbeit mit klinischen Stakeholdern herausgestellt. Durch die Einbindung von relevanten Stakeholdern wird Forschung transparent, was die Verbindung zwischen Forschung und Praxis stärken und die Akzeptanz für Forschung in der spezialisierten Palliativversorgung erhöhen kann. Limitierende Faktoren bei der Interventionsentwicklung waren zeitliche und personelle Ressourcen sowie ein verbindlicher Projektplan, was die Anwendung eines kreativen, ergebnisoffenen Entwicklungsansatzes in der Versorgungsforschung erschwerte. Die Einbindung von Stakeholdern und Patient and Public Involvement wird in der folgenden Pilotstudie zur Prüfung der Machbarkeit der Intervention fortgeführt. Diese Erkenntnisse werden Aufschluss über die Anwendungserfahrungen der Nutzerinnen und Nutzer im klinischen Alltag liefern. Anschließend soll eine großangelegte Implementierungsstudie die Praxisrelevanz der Intervention und möglichen Anpassungsbedarf für andere Anwendungskontexte der Palliativversorgung testen
Dual-Modality Ultrasound Imaging of SPIONs Distribution via Combined Magnetomotive and Passive Cavitation Imaging
No full textSuperparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) have shown promise across a wide range of biomedical applications, including targeted drug delivery, magnetic hyperthermia, magnetic resonance imaging, and regenerative medicine. In the context of local tumor therapy (Magnetic Drug Targeting, MDT) SPIONs can be functionalized with chemotherapeutic agents and accumulated at tumor sites using an externally applied magnetic field. To achieve effective drug accumulation and therapeutic efficacy, precise positioning of the accumulation magnet relative to the tumor is essential. To address this need, we propose a dual-modality ultrasound imaging approach combining magnetomotive ultrasound (MMUS) and passive cavitation mapping (PCM). MMUS detects magnetically induced displacements to localize SPIONs embedded in elastic tissue, while PCM monitors cavitation emissions from circulating SPIONs under focused ultrasound exposure. In addition to detection, PCM has the potential to enable feedback-based control of cavitation exposure, allowing cavitation parameters to be kept within a safe regime. The dual imaging modality approach was validated using standard phantoms and a complex carotid bifurcation tumor flow phantom fabricated via 3D printing. Experimental results demonstrate the first coordinated spatiotemporal imaging of MMUS and PCM within the same anatomical model, resolving the key bottleneck of SPIONs monitoring in blood vessels/tissue. This demonstrates the strong potential of complementary MMUS and PCM imaging for monitoring in preclinical and clinical MDT settings.The authors gratefully acknowledge the financial support of the German Research Foundation (DFG)—project number 452821018, and the Julitta and Richard Müller Stiftung.German Research Foundation (DFG)Julitta and Richard Müller Stiftun
New Assay Systems to Characterize the Broad-Spectrum Antiherpesviral and Non-Herpesviral Activity of Cyclin-Dependent Kinase (CDK) 8 Inhibitors
No full textBackground. To date, a number of human pathogenic viruses are still unaddressed by the current repertoire of approved antiviral drugs. In order to widen this spectrum of preventive measures against virus infections, we have focused on additional host targets that exert interesting virus-supportive functions. Inhibitors of cyclin-dependent kinase 8 (CDK8) have been found to exhibit highly pronounced and relatively broad antiviral activity. Objectives. The current research question concerning the potential for broad-spectrum antiviral drug activity should be addressed in detail to understand the mechanistic basis of the antiviral target function of CDK8. Materials and Methods. We established and specifically customized six assay systems, three of these newly developed for the present study, to corroborate the range of CDK8 inhibitors’ antiviral activity against four α-, β-, and γ-herpesviruses as well as two non-herpesviruses. Results. Similar to our earlier analysis of CDK7 and CDK9 inhibitors, the clinically relevant CDK8 inhibitors currently in use demonstrated antiherpesviral activity in cell-culture-based infection models. Interestingly, the antiviral efficacy against various human and animal cytomegaloviruses was particularly strong at nanomolar concentrations, whereas other herpesviruses or non-herpesviruses showed an intermediate or low sensitivity to CDK8 inhibitors. Thus, this approach provided novel insights into the inhibitory potential of the CDK8 inhibitors, such as CCT-251921, MSC-2530818, and BI-1347, when analyzed against equine herpesvirus 1 (EHV-1, α-herpesvirus), human herpesvirus 6A (HHV-6A, β), Epstein–Barr virus (EBV, γ), murine herpesvirus 68 (MHV-68, γ), vaccinia virus (VV, non-herpes DNA virus), and severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2, non-herpes RNA virus). Conclusions. Our results confirm that drug sensitivity to CDK8 inhibitors, on the one hand, is very strong for certain viruses and, on the other hand, varies widely within the spectrum of viruses and host cell types analyzed. This suggests that CDK8 may play several different roles in viral replication. The option of a refined CDK8-specific antiviral drug targeting is discussed.This work was supported by grants from the Volkswagen-Stiftung (AZ-9B783-M.M./S.B.T.), Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) (401821119–Research Training Group GRK2504.1-2/A1, MA 1289/11-3, and MA 1289/17-1), Wilhelm Sander-Stiftung (M.M./H.S. AZ2022.073.1), and Bayerische Forschungsstiftung (DeeP-CMV/AP-5/M.M.).Volkswagen-StiftungDeutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation)Wilhelm Sander-StiftungBayerische Forschungsstiftun
Structure Formation in the Wetting Layer of a Carbonyl‐Functionalized Ionic Liquid on Au(111): How to Control the Functional Group?
No full textCoating heterogeneous catalysts with ionic liquids (ILs), a strategy known as ‘solid catalysts with ionic liquid layers’, can fine‐tune catalytic selectivity. Introducing functional groups into ILs enhances their interaction with reactants, but precise control over their positioning is crucial. The structural formation in the IL wetting layer of the carbonyl‐functionalized IL [5‐oxo‐C6C1Im][NTf2] on Au(111) is investigated using infrared reflection absorption spectroscopy and scanning tunneling microscopy under ultrahigh vacuum conditions, supported by density functional theory and molecular dynamics simulations. At low temperatures (<130 K), the IL forms disordered islands, which coalesce into ordered films near ambient temperature. At low coverage, the IL adopts flat, space‐demanding adsorption geometries. Upon forming a closed film, adsorption shifts to more compact configurations, with the carbonyl group tilting toward the vacuum while the ring remains surface‐bound. Deposition at 300 K forms crystalline structures in the sub‐monolayer regime, where the cation side chain can either stand upright or lie flat depending on the coverage. The IL remains thermally stable and desorbs completely at 500 K without decomposition. These findings highlight how IL coverage and deposition conditions tune functional group orientation at the catalyst interface, optimizing SCILL performance.Understanding how functional groups influence ionic liquid adsorption is key to optimizing SCILL catalyst interfaces. Using IRAS, STM, DFT, and MD, we studied [5‐oxo‐C6C1Im][NTf2] on Au(111). Temperature and coverage determine whether the cations lie flat in space‐demanding motifs or adopt compact geometries with carbonyl groups tilting towards vacuum. Ordered films form near 260 K, and the IL desorbs intact at 500 K.image© 2025 WILEY‐VCH GmbHDeutsche Forschungsgemeinschaft 10.13039/50110000165
Routine Untersuchung des SARS-CoV-2 Serostatus zur Überwachung der Verbreitung von Covid-19 unter Kindern und Jugendlichen
No full textHintergrund und Ziele: Die Datenerhebung für diese Arbeit startete kurz nach
dem Ausbruch der COVID-19 Pandemie in Deutschland im Jahr 2020. Wissen
über die Prävalenz von SARS-CoV-2-Infektionen basierten zu dieser Zeit
hauptsächlich auf Polymerase-Kettenreaktionstests (PCR) bei symptomatischen
Patienten. Kenntnisse über die tatsächliche Verbreitung des Virus waren jedoch
durch unklare Untererfassungsraten (Dunkelziffer), neue Varianten,
Impfkampagnen, Änderungen der klinischen Krankheitsausprägung und der
allgemeinen Immunität stark beschränkt. Der Mangel an Daten ist insbesondere
bei der pädiatrischen Bevölkerung ausgeprägt, bei der eine besonders hohe
Untererfassung vermutet wird, was diese Informationen für Gesundheitssysteme
von entscheidender Bedeutung macht. Ziel dieser Studie war es, Spike- und
Nukleokapsid-Antikörper bei pädiatrischen Patienten mithilfe von Restblutproben
aus der Routinediagnostik zu untersuchen, um so die tatsächliche Verbreitung
zu überwachen und die Dunkelziffer festzustellen.
Methodik: Die prospektive Beobachtungsstudie wurde über sieben einmonatige
Perioden (Oktober 2020, April 2021, Juni 2021, November 2021, Januar 2022,
März 2022 und Mai 2022) durchgeführt. Die Ergebnisse wurden im Journal of
Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (2022) und in Microorganisms (2023)
veröffentlicht.
Ergebnisse: Insgesamt wurden 6.947 Blutproben eingeschlossen. Die Spike-
Seroprävalenz lag zu Beginn der Studie bei 1,38 % und stieg bis zur letzten
Periode auf 85,1 % an. Die Nukleokapsid-Seroprävalenz begann auf einem
ähnlich niedrigen Niveau (1,26 %) und wich während der Impfkampagne
zunehmend von der Spike-Seroprävalenz ab, wobei sie im Mai 2022 58,1 %
erreichte. Durch den Vergleich der Ergebnisse mit gemeldeten Daten des Robert
Koch-Instituts wurde ein Untererfassungsfaktor berechnet. Zu Beginn der Studie
betrug der Untererfassungsfaktor 5,66 und nahm im Laufe der Zeit leicht ab.
Signifikante Unterschiede in der Seroprävalenz wurden im Zeitverlauf und
zwischen Altersgruppen beobachtet, jedoch nicht zwischen Geschlechtern oder
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Diagnosegruppen. Quantitative Messungen zeigten steigende Spike-
Antikörperwerte und stabile Nukleokapsid-Antikörperwerte während der
gesamten Pandemie. Die Halbwertszeit der Spike-Antikörper nach einer Infektion
betrug 102 Tage, verglichen mit 45 Tagen für Nukleokapsid-Antikörper.
Bemerkenswerterweise war die Halbwertszeit der Spike-Antikörper bei geimpften
Personen mit 35 Tagen deutlich kürzer.
Schlussfolgerungen: Unsere Studie liefert wertvolle Einblicke in die zeitlichen
Veränderungen der Immunität und die Verbreitung von SARS-CoV-2 in der
pädiatrischen Bevölkerung. Das Wissen über Untererfassungsfaktoren kann
helfen, offizielle Fallzahlen langfristig anzupassen und öffentliche
Gesundheitsmaßnahmen zu bewerten. Darüber hinaus tragen unsere Daten zum
Verständnis der Antikörperkinetik bei pädiatrischen Patienten bei. Wir haben
zudem gezeigt, dass routinemäßige Tests auf SARS-CoV-2-Antikörper in
Restblutproben aus Kinderkliniken eine kontinuierliche Überwachung der
Seroprävalenz ermöglichen und Einblicke in die Gesamtimmunität dieser Kohorte
liefern. Dieses Studiendesign könnte als Modell für zukünftige kosteneffiziente
systematische Erhebungen zur Prävalenz von COVID-19 und anderen
Infektionskrankheiten dienen
Medizinische und ökonomische Tragweite der Betreuung von Hämodialyseshunts mit Fokus auf duplexsonographischem Shuntmonitoring – Statuserhebung in einem ambulanten Dialysezentrum
No full textHintergrund und Ziele: Die Kosten für Dialyse und Dialyseshunts inkl. deren Instandhaltung wachsen jährlich bei steigender Zahl chronisch niereninsuffizienter Patienten. Mit Hilfe von sonographischen Dopplermessungen lassen sich Shunts überwachen, sodass Stenosen vor einem Verschlussereignis detektiert werden können. Aufgrund unzureichender Daten und Publikationen aus dem ambulanten Setting beschäftigt sich diese Arbeit mit der medizinischen und ökonomischen Tragweite der Betreuung von Hämodialyseshunts. Dabei liegt der Fokus auf duplexsonographischem Shuntmonitoring in einem ambulanten Dialysezentrum.
Methoden (Patienten, Material, Untersuchungsmethoden): Retrospektive Datenanalyse (2008-2017) von sonographischem Shuntmonitoring bei 363 Patienten des Erlanger Dialysezentrums mit deskriptiver Datenauswertung durch das Programm „statistical package for social sciences“ (SPSS), Kaplan Meier Kurve und datenge-triebenen Selektionsverfahren mit Akaike-Informationskriterium (AIC) als Selektionskriterium. Indikationen zum sonographischen Shuntmonitoring waren: Gefäßdurchmesser <2 mm, <600 ml/min Volumenfluss bzw. 20 % Volumenflussverlust oder ≤ 4m/s Flussgeschwindigkeit.
Ergebnisse und Beobachtungen: Die erhaltene Shuntfunktion lag nach einem, fünf und zehn Jahr(en) bei 89.05 %, 79.50 % und 56.93 % (Konfidenzintervall (KI): [0,86;0,92]; [0,67;0,78] und [0,47; 0,69]). Dies wurde durch intensiviertes Shuntmonitoring während des ersten Shuntquartals nach Anlage und ab dem 6. Shuntlebensjahr erreicht. Interventionen übten einen verzögernden Effekt auf einen möglichen Funktionsverlust aus. Blutverdünner, Basilica-Shunts und das weibliche Geschlecht konnten hingegen als Risikofaktoren für eine Shuntdysfunktion identifiziert werden. Durchschnittlich wurden 1,7 Sonographien (Median = 0,82) und 0,73 interventionelle Eingriffe (Median = 0) pro Shunt pro Jahr durchgeführt bei einer Thromboserate von 0,21 Thrombosen pro Shunt pro Jahr. Die Offenheitsraten (primär/sekundär) lagen bei 59 %/89 % (6 Monate), 45 %/87 % (12 Monate) und 37 %/79 % (24 Monate). Insgesamt konnten nur 0,53 ambulante Dialysesitzungen pro Shunt pro Jahr nicht durchgeführt werden, was zu einem Einnahmeverlust von circa 90 €/Shunt/Jahr für das Dialysezentrum führte.
(Praktische) Schlussfolgerungen und Diskussion: Zusammenfassend zeigte sich durch die Surveillance eine sehr gute sekundäre Offenheitsrate im Literaturvergleich, sodass gesagt werden kann, die Shunts im Erlanger Dialysezentrum funktionieren durch intensives, dynamisches Screening und häufigen Intervention verhältnismäßig lange und ermöglichen somit den dialysepflichtigen Patienten ein hohes Maß an Lebensqualität. Der jährliche finanzielle Verlust ist dabei vernachlässigbar
IceAnatomy: a benchmark dataset and methodology for automatic ice boundary extraction from radio-echo sounding data
No full textThe measurement of ice thickness is of great importance for the accurate estimation of glacier volume and the delineation of bedrock topography. In particular, this is a crucial factor in forecasting the future evolution of glaciers in the context of a changing climate. In order to derive the ice thickness, the travel time of electromagnetic waves in radargrams acquired by radio-echo sounding (RES) systems is analyzed. This can only be achieved by identifying the ice surface and underlying ice bottom in corresponding radargrams. Manually identifying these two reflection horizons in RES data is a laborious and time-consuming process. Consequently, scientists are attempting to automate this task through the use of techniques such as deep learning. Such automation can significantly reduce the time between a field campaign and the calculation of the glacier's ice thickness distribution. In this paper, we present the first benchmark dataset for delineating the ice surface and bottom boundaries in RES data to facilitate standardized comparisons of deep learning models in the future. The “IceAnatomy” dataset comprises radargrams and the corresponding manual picks, amounting to a total of over 45 000 km of observations. The RES data originate from three sources: FAU (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Institute of Geography), CReSIS (Center for Remote Sensing and Integrated Systems), and AWI (Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research). The dataset comprises different RES systems as well as different pre-processing methods. In addition, the data were acquired over a large range of geographical and glaciological settings, featuring different thermal regimes present in Antarctica and the Southern Patagonian Ice Field. This diversity ensures that the models' behaviors can be analyzed in different scenarios. We define a standardized train–test split for each source in the dataset. This allows us to introduce not only a baseline model trained on the entire training set (the “omni”-model), but also three source-specific baseline models. The source-specific models are trained exclusively on the subset of the training data acquired by the specified source. The baseline models provide an initial benchmark against which subsequent models can be compared. The source-specific models demonstrate more accurate results than the omni-model. For the FAU, CReSIS, and AWI test sets, the source-specific models achieve mean meter errors of 2.1, 23.1, and 4.9m for the ice surface and 9.1, 78.2, and 29.3m for the ice bottom. In relation to the mean measured ice thickness of the test set, these errors equate to 1.2%, 3.1%, and 0.3% for the ice surface and 4.9%, 10.4%, and 1.5% for the ice bottom. The dataset and implementation are available at 10.5281/zenodo.14036897 and 10.5281/zenodo.14038570 .Elitenetzwerk BayernDeutsche Forschungsgemeinschaf
Surface Modification of Sol–Gel Synthesized Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3 using Stearic Acid Additives
No full textBarium calcium zirconium titanium oxide (BCZT) is a lead‐free piezoelectric ceramic material with exceptional electromechanical properties, making it highly valuable in applications such as sensors, actuators, and transducers. Among various synthesis methods for BCZT, the sol–gel (SG) route is chosen here because it allows precise control of the composition and a lower processing temperature compared to solid‐state sintering. However, achieving high electromechanical response through the SG synthesis route remains challenging. In this study, the response is increased up to 359 pC N−1 by coating the powder surface with a 0.69 nm stearic acid (SA) layer. The SG derived Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3 (BCZT50) is uniaxially pressed and then subjected to cold isostatic pressing to evaluate its properties without the influence of advanced shaping techniques. After heat treatment and corona polarization, the piezoelectric coefficient d33 is determined to be 21–46 pC N−1. The SA coating enhances powder flowability and compressibility during pressing, due to chemical interactions at the particle surfaces. To better understand the nature of the SA‐BCZT interaction and the formation of surface stearates, attenuated total reflectance‐Fourier transform infrared spectroscopy, X‐ray diffraction, and Raman spectroscopy are employed. These analyses help clarify the influence of the coating on the powder characteristics and its contribution to improved electromechanical performance.This study explores a novel approach to enhance the piezoelectric performance of lead‐free BCZT ceramics synthesized via the sol–gel method. By coating the BCZT powder with only a 0.69 nm stearic acid layer, the electromechanical response is significantly boosted up to 359 pC N −1 , revealing promising implications for high‐performance sensor and actuator applications. image © 2025 WILEY‐VCH GmbHDeutsche Forschungsgemeinschaft 10.13039/501100001659JSPS Japanese‐German Graduate Externshi
Clinical and neuropathological criteria for distinguishing between IDH-mutant astrocytomas of WHO grade 2 and 3
No full textBackground The 2021 WHO classification of CNS tumors allows flexibility in the grading of IDH-mutant astrocytic gliomas, leading to some ambiguity. Following the approval of vorasidenib for WHO grade 2 astrocytomas and oligodendrogliomas based on the positive Phase III INDIGO trial, identifying prognostic criteria to differentiate between grade 2 and grade 3 tumors has become increasingly important. Methods We retrospectively searched our institutional database for patients meeting the diagnostic criteria for IDH-mutant astrocytomas (grade 2 and 3) according to the WHO 2021 classification. Clinical, radiological and molecular data were collected; outcome was compared using log-rank analysis and prognostic markers were subsequently forwarded in a multivariate model. Results We identified 91 patients with IDH-mutant astrocytomas with available neuropathological and clinical data, including 61 WHO grade 2 (67.0%) and 30 WHO grade 3 (33.0%) tumors. At a median follow-up of 89 months, median progression-free survival was 67 months for WHO grade 2 and 53 months for WHO grade 3 tumors. Median overall survival was 216 months for WHO grade 3 tumors, while it was not reached for WHO grade 2 tumors. Univariate analysis showed that higher WHO grade, increased mitotic count, elevated Ki67 indices and preoperative contrast enhancement were associated with poorer outcomes; however, only contrast enhancement retained prognostic significance on multivariate analysis ( p = 0.03 for overall survival, p = 0.02 for progression-free survival). Conclusion While our findings await confirmation in larger prospective cohorts, neuropathological grading criteria might need to be accompanied by clinical information including contrast enhancement to prognostically distinguish grade 2 from grade 3 tumors.Open Access funding enabled and organized by Projekt DEAL.Universitätsklinikum Erlangen (8546
Umweltfreundliche Materialien zur lumineszenten Abwärtsverschiebung in Photovoltaik-Anwendungen
No full textLuminescent down-shifting (LDS) materials have gained significant attention for their capability to optimize light management and enhance the performance of photovoltaic (PV) devices. These materials convert high-energy ultraviolet (UV) photons into visible (VIS) or near-infrared (NIR) photons, improving energy yield for PV technologies. This thesis explores advanced light management strategies to enhance the power conversion efficiency (PCE) of silicon (Si)-based PV devices, focusing on the synergistic integration of LDS, antireflection, and scattering multi-functions. It further highlights the development and application of innovative materials and techniques to improve PCE and energy yield in PV systems.
First, this thesis investigates the application of colloidal AgIn5S8/ZnS quantum dots (QDs) as a nontoxic and highly efficient LDS material for PV devices. An eco-friendly synthesis method was developed to deposit QDs onto commercial Si solar cells. The optimal QD concentration (15 mg/mL) achieved an enhancement of 1.44% in short-circuit current density (JSC) and an improvement of 2.51% in PCE, attributed to improved external quantum efficiency (EQE) in the UV region and reduced surface reflectance in the UV and NIR regions.
Second, this thesis focuses on the development of luminescent solar concentrators (LSCs) for building-integrated photovoltaics (BIPVs). A lead-free Cs2AgxNa1-xBiyIn1-yCl6 (CANBIC) perovskite phosphor was introduced, demonstrating bi-functional LDS and light scattering capabilities. The optimized CANBIC content (30 mg) in LSCs achieved an optical efficiency (ηopt) of 5.40% and an average visible transmission (AVT) of >50%. The edge-mounted Si solar cells exhibited a JSC of 1.232 mA/cm2, achieving PCEs of 0.463% (one-edge mounted) and 1.852% (four-edge mounted). The system demonstrated superior stability under continuous UV exposure and ambient air conditions.
Third, this thesis addresses the encapsulation of high-performance Si PV devices through the combination of textured polydimethylsiloxane (PDMS) films and CANBIC phosphors. Simulations identified optical loss mechanisms and guided the design of an antireflective PDMS layer, resulting in an improvement of 10.89% in JSC and an enhancement of 12.67% in PCE under angled illumination. Incorporating CANBIC into the PDMS film further enhanced UV energy harvesting, increasing PCE from 21.770% to 23.136%, driven by reduced reflection losses and UV energy conversion.
Overall, this thesis establishes novel approaches to light management in Si PV systems, leveraging advanced materials and scalable fabrication techniques for exploiting LDS materials to reduce optical losses, convert high-energy photons, enhance light harvesting, improve stability, and practical applicability. This work highlights the critical role of LDS materials in overcoming light management challenges, paving the way for the development of highly efficient and sustainable PV technologies.Lumineszente Abwärtsverschiebungsmaterialien haben aufgrund ihrer Fähigkeit, das Lichtmanagement zu optimieren und die Leistung von Photovoltaikgeräten zu verbessern, erhebliche Aufmerksamkeit erlangt. Diese Materialien wandeln hochenergetische ultraviolette Photonen in sichtbare oder nahinfrarote Photonen um und steigern so den Energieertrag für Photovoltaik-Technologien. Diese Dissertation untersucht fortschrittliche Strategien des Lichtmanagements zur Steigerung der Leistungsumwandlungseffizienz von siliziumbasierten Photovoltaikgeräten, mit besonderem Fokus auf die synergetische Integration von lumineszenter Abwärtsverschiebung, Antireflexion und streuenden Multifunktionen. Darüber hinaus werden die Entwicklung und Anwendung innovativer Materialien und Techniken zur Effizienzsteigerung und zur Verbesserung des Energieertrags in Photovoltaiksystemen hervorgehoben.
Zunächst untersucht diese Dissertation die Anwendung kolloidaler AgIn5S8/ZnS-Quantenpunkte als ungiftiges und hocheffizientes Lumineszenz-Abwärtsverschieber Materialien für Photovoltaikgeräte. Eine umweltfreundliche Synthesemethode wurde entwickelt, um Quantenpunkte auf kommerzielle Silizium-Solarzellen aufzubringen. Die optimale Quantenpunkt-Konzentration (15 mg/mL) führte zu einer Erhöhung der Kurzschlussstromdichte um 1,44 % und einer Effizienzsteigerung um 2,51 %, was auf eine verbesserte externe Quanteneffizienz im Ultraviolettbereich sowie eine reduzierte Oberflächenreflexion im Ultraviolettbereich und Nahinfrarotbereich zurückzuführen ist.
Zweitens konzentriert sich diese Dissertation auf die Entwicklung lumineszenter Solarkonzentratoren für gebäudeintegrierte Photovoltaik. Ein bleifreier Cs2AgxNa1-xBiyIn1-yCl6 (CANBIC)-Perowskit-Phosphor wurde eingeführt, der bi-funktionale Lumineszenz- Abwärtsverschiebung und Lichtstreueigenschaften aufweist. Die optimierte CANBIC-Konzentration (30 mg) in den lumineszierenden Solar-Konzentratoren erreichte eine optische Effizienz von 5,40 % und eine durchschnittliche sichtbare Transmission von über 50 %. Die kantenmontierten Silizium-Solarzellen zeigten einen Kurzschlussstromdichte von 1,232 mA/cm² und erzielten eine Effizienz von 0,463 % (einseitig montiert) und 1,852 % (vierseitig montiert). Das System zeigte eine herausragende Stabilität unter kontinuierlicher Ultraviolett-Belastung und unter Umgebungsbedingungen.
Drittens behandelt diese Dissertation die Verkapselung von Hochleistungs-Silizium-Photovoltaikgeräten durch die Kombination von texturierten Polydimethylsiloxan-Filmen und CANBIC-Phosphoren. Simulationen identifizierten optische Verlustmechanismen und führten zur Entwicklung einer antireflektierenden Polydimethylsiloxan-Schicht, die zu eine Verbesserung der Kurzschlussstromdichte um 10,89 % und eine Effizienzsteigerung von 12,67 % bei schräger Beleuchtung führte. Die Integration von CANBIC in den Polydimethylsiloxan-Film verbesserte die ultraviolette Energieernte weiter und steigerte die Effizienz von 21,770 % auf 23,136 %, was durch reduzierte Reflexionsverluste und die Umwandlung ultravioletter Energie angetrieben wurde.
Insgesamt stellt diese Dissertation neuartige Ansätze für das Lichtmanagement in Silizium-Photovoltaiksystemen vor, indem fortschrittliche Materialien und skalierbare Fertigungstechniken genutzt werden, um lumineszierende Abwärtsverschiebung Materialien einzusetzen, die optische Verluste reduzieren, hochenergetische Photonen umzuwandeln, die Lichtausbeute verbessern, die Stabilität erhöhen und die praktische Anwendbarkeit fördern. Diese Arbeit hebt die entscheidende Rolle der lumineszenten Abwärtsverschiebungsmaterialien bei der Überwindung von Lichtmanagement-Herausforderungen hervor und ebnet den Weg für die Entwicklung hocheffizienter und nachhaltiger Photovoltaiktechnologien