Podcasts about applikationsart

Thu, 12 Dec 2013 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/16444/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/16444/1/Hirn_Stephanie.pdf Hirn, Stephanie

Chronische Extremitätenischämien stellen eine sowohl subjektiv belastende als auch volkswirtschaftlich bedeutende Krankheitsentität dar. Dabei können etliche Patienten mit den zur Verfügung stehenden konventionellen Verfahren nicht befriedigend therapiert werden. Neuere Konzepte zur Zelltherapie der chronischen Therapie führten in der klinischen Erprobung dabei zu eher ausbaufähigen Resultaten. Unsere Gruppe konnte in Vorarbeiten zeigen, dass die exogene Applikation embryonaler Endothelprogenitorzellen (eEPCs) im Tiermodell zu einem deutlichen Effet auf die chronische Ischämie führt. Um diesen Effekt weiter zu steigern, wurde ein künstliches Fusionsmolekül aus dem Chemokin SDF-1 als Kopf, der Mucindomäne des Fractalkine als Rückgrat und einem GPI-Teil zur Verankerung im Endothel (SDF-Fractalkine-GPI oder S1FG) kloniert. Wir konnten ebenfalls in Vorarbeiten zeigen, dass dieses S1FG eEPCs in vitro und in vivo rekrutiert, und dass eine Vortransfektion des Endothels des Ischämiegebietes vor Applikation der eEPCs zu einer Steigerung des funktionellen Effekts führt. Wir stellten die Hypothese auf, dass ein Ersatz der exogenen Applikation der eEPCs durch eine Mobilisierung endogener vaskulärer Progenitorzellen ebenfalls zu einem guten funktionellen Effekt führt. Weiterhin sollte der genaue Rekrutierungsmechanismus des S1FG untersucht werden. Zur Untersuchung des funktionellen Effekts wurde wie in den Vorarbeiten ein Kaninchenmodell der chronischen Hinterlaufischämie gewählt, bei dem an Tag 0 die rechte Femoralarterie entfernt wurde. Nach Entwicklung eines chronischen Zustandes wurde am Tag 7 eine Angiographie beider Femoralisstromgebiete durchgeführt und entweder S1FG oder eGFP liposomal per Retroinfusion transfiziert. An den Tagen 9, 10 und 11 wurde jeweils 1 mg des kurzwirksamen CXCR4-Antagonisten AMD3100 oder 1 ml NaCl intraperitoneal injiziert. An Tag 35 wurde eine erneute Angiographie durchgeführt, das Tier getötet und die Hinterlaufmuskulatur entnommen. Die Angiogenese wurde über die mittels PECAM-1-Färbung bestimmte Kapillardichte gemessen, die Arteriogenese über die Mengenzunahme der in der Angiografie sichtbaren Kollateralen. Zur Messung der Perfusion wurden die Flussgeschwindigkeit in der Angiographie sowie fluoreszierende Mikrosphären verwendet. Um das Rekrutierungsprofil des S1FG in vitro zu eruieren, wurden statische Adhäsionsversuche mit PMNs auf transfizierten HMECs sowie Adhäsionsversuche in Flusskammern von THP-1-Zellen auf transfizierten HUVECs verwendet. Es zeigte sich, dass signifikant weniger PMNs auf S1FG-transfiziertem Endothel adhärieren, als auf Fractalkine-transfizierten HMECs, während die eEPC-Adhäsion signifikant besser war. Bei den Versuchen unter Schubspannung ergab sich durch S1FG-Transfektion keine signifikante Änderung der Anzahl rollender Zellen, während die Anzahl fest haftender Zellen signifikant höher war. Durch Zugabe eines L-Selektin-Antikörpers zu den THP-1-Zellen vor Superfusion konnte die Anzahl fest haftender Zellen wieder auf Kontrollniveau reduziert werden, während die Anzahl rollender Zellen leicht reduziert wurde. Zugabe von AMD3100 führte dort nicht zu einer signifikanten Änderung der Anzahl adhärierender Zellen, jedoch wurde durch AMD3100 die Stärke der Interaktion, gemessen als Anzahl nach Applikation hoher Flüsse noch adhärierender Zellen, wieder auf Kontrollniveau reduziert. Ein über andere Adhäsionsmoleüle vermitteltes Zellrollen ist also vermutlich eine Voraussetzung für eine adäquate S1FG-Funktion. Dabei würde es über SDF-1-CXCR4-Interaktion zu einer Erhöhung der Festigkeit der Bindung kommen. In Bezug auf den funktionellen Effekt im Tiermodell führte Verwendung von S1FG und AMD3100 zu einer signifikanten Steigerung von Kapillardichte, Kollateralenwachstum und Perfusion gegenüber der Kontrolle. Die Werte lagen dabei im selben Bereich wie durch Verwendung von S1FG und eEPCs erzielte Ergebnisse. Transfektion von S1FG ohne weitere Behandlung führte nicht zu einer signifikanten Änderung eines Parameters zur Kontrolle, während die Verwendung von AMD3100 zu moderaten Steigerungen bei Kapillardichte, und Kollateralenwachstum führte. Die Werte waren jedoch immer noch signifikant geringer als die nach Kombination von S1FG und AMD3100 erreichten Werte. Verwendung einer proteaseresistenten, funktionell jedoch aktiven Mutante für das SDF-1 im S1FG-Molekül führte nicht zu signifikanten Änderungen bei funktionellen Parametern, bis auf eine zwar signifikante, quantitativ jedoch geringe Verringerung des Kollateralwachstums. Zusammenfassend kann man sagen, dass die lokale Applikation eines künstlichen Adhäsionsmoleküls gemeinsam mit einer Mobilisierung knochenmarksständiger endothelialer oder vaskulärer Progenitorzellen zu einem deutlichen funktionellen Effekt führt, der den der Zellmobilisierung ohne Adhäsionssteigerung übertrifft. Dennoch birgt der Ansatz einige Risiken, wie die versehentliche Förderung von Tumorangiogenese oder die Beschleunigung des Wachstums atherosklerotischer Plaques. Zusätzlich bleibt unklar, welche Zellen genau durch das Adhäsionsmolekül rekrutiert werden, und ob es sich überhaupt um eine homogene Zellpopulation handelt. Weiterhin bleibt zu überprüfen, in welcher Weise die Wirksamkeit der Therapie durch chronische Defekte der Progenitorzellmobilisierung und -funktion, wie sie beispielsweise bei Diabetes oder Nikotinabusus auftreten, beeinträchtigt wird, und ob gegebenenfalls Optimierungsmöglichkeiten in Bezug auf das Mobilisierungsregime, den Aufbau des Adhäsionsmoleküls oder die Applikationsart bestehen. Nichtsdestotrotz stellt diese Methode einen vielversprechenden neuen Ansatz zur Verbesserung der bisher eher zwiespältigen Ergebnisse der Zelltherapie dar.

In der Medizin und insbesondere in der Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde finden Lasersysteme derzeit ein breites Anwendungsspektrum und gewinnen neben anderen Operations-Methoden immer mehr an Bedeutung. In der klinischen Routine werden Lasersysteme bereits als alternative Operationsverfahren für unterschiedliche Indikationen eingesetzt. Da die quantitativen Ergebnisse des einzelnen Lasersystems in der Literatur selten angegeben werden, war das Ziel dieser Studie, die häufig eingesetzten Lasersysteme an einem standardisierten In-vitro-Modell vergleichend zu untersuchen und die entstandenen Gewebewechselwirkungen quantitativ zu analysieren. Als Experimentiermaterial diente frische und gekochte Putenmuskulatur sowie Rinderleber. Auf einem verstellbaren Stativ wurden die Lichtwellenleiter bzw. die Spiegelarmoptiken an einen Schrittmotor befestigt, der sich mit definierter Geschwindigkeit unter Kontakt über das Gewebe bewegte. Variierbare Parameter waren Leistung, Durchzugsgeschwindigkeit sowie der Winkel zwischen Laserstrahl und Behandlungsobjekt. Gemessen wurden die Ablations- und Koagulationseigenschaften sowie der Volumenabtrag vom Gewebe. Zusätzlich erfolgte die Beschreibung der Läsionsformen und Bestimmung des Karbonisationsgrades. Neben den untersuchten Lasersystemen (CO2-, Er:YAG-, Ho:YAG-, Nd:YAG- und Diodenlaser) wurde auch die Koagulationseigenschaft des Argon-Plasma-Beamers genauer betrachtet. Das CO2-Laserlicht mit einem sehr hohen Wasserabsorptionskoeffizienten wies den effektvollsten Gewebeabtrag auf. Bei einer Maximalleistung von 20 Watt bewirkte die Behandlung mit CO2-Laserlicht Gewebekrater von bis zu 5,2 mm Tiefe. Dabei wurde ein relativ enger und tiefer, V-förmiger Kraterquerschnitt erzielt. Seine „Schneideeigenschaft“ für Weichgewebe ist damit unter allen untersuchten Lasersystemen am stärksten ausgeprägt. Das Ausmaß der Abtragung lässt sich optisch kontrollieren, da sich nur ein schmaler Koagulationssaum anschließt. Eine auftretende Blutung führt zur Abschwächung der Laserwirkung. Desweiteren treten Schwierigkeiten bei der Blutstillung auf, da nur gering ausgeprägte Koagulationseigenschaften bestehen. Der CO2- und Er:YAG-Laser können nur mit einer technisch aufwendigen Spiegelarmoptik betrieben werden, da eine Weiterleitung mittels einer nicht-toxischen flexiblen Faser derzeit nicht möglich ist. Der Wasseranteil in herkömmlichem Fasermaterial ist zu hoch, sodass es zu einer starken Absorption des Laserlichts kommt. Durch Veränderung des Spotdurchmessers oder durch Scanner-Techniken ist mit der CO2-Laserbestrahlung eine oberflächliche Gewebeabtragung möglich. Das Er:YAG-Laserlicht wies durch eine starke Wasserabsorption gute Ablationseigenschaften auf. Diese starke Absorption ist Voraussetzung für die Abtragung mit geringer thermischer Randzone. Der dabei entstandene Krater zeigte im Querschnitt eine dreieckige Form und die Ränder wiesen bei allen gewählten Parametern keine nennenswerte Karbonisation auf. Sind im Laserlichtareal Blutgefässe vorhanden, kann es zu Blutungen kommen. Ursache dafür ist die geringe Koagulationswirkung bei dieser Wellenlänge. Auch andere weiche sowie harte Gewebsstrukturen können in der Tiefe verletzt werden. Das gepulste Ho:YAG-Laserlicht wies unter den quarzglasfasergeleiteten Lasersystemen den größten Abtrag auf. Dieses Lasersystem zeigte die effektivste Koagulation mit geringer Karbonisation. Die Koagulationseigenschaft ist auch im Kontaktverfahren im Vergleich zu den untersuchten Lasersystemen erhöht, so dass sich diese Strahlung für Gewebskoagulationen eignet. Die Option, gleichzeitig Ablation und Koagulation zu induzieren, ermöglicht es insbesondere im endonasalen Bereich präzise, mit minimaler Karbonisation und guter Hämostase zu arbeiten. Das Nd:YAG-Laserlicht wies den geringsten Gewebeabtrag und auch nur eine geringe Koagulationszonen auf. Gemäß der Literatur wird eine effektive Gewebeabtragung, was durch eine geringe Laserlichtabsorption bedingt ist, erst bei höheren Leistungen (ab 50 Watt) mit speziellen Fokussierhandstücken oder mit Fasern geringeren Durchmessers erreicht. Die guten Koagulationseigenschaften werden im Non-Kontakt-Verfahren und bei größeren Faserdurchmessern sowie Leistungen erreicht. Die beiden Diodenlaser (DL-940 und DL-830) unterschieden sich in den koagulierenden und auch schneidenden Eigenschaften nicht wesentlich voneinander. Das Diodenlaserlicht wirkt aufgrund der geringeren optischen Eindringtiefe effizienter als die Nd:YAG-Laserbestrahlung und erzeugt einen breiteren Koagulationsbereich. In dieser Studie wurde ein hohes Potenzial an Karbonisation für die Diodenlaser festgestellt, was in der klinischen Applikation zu vermeiden ist. Die Koagulation mittels Argon-Plasma-Beamer wurde in dieser Arbeit als Vergleich zu den Lasersystemen verwendet. Dieses Elektrokoagulationsgerät erzeugt eine ausreichende Koagulation mit nur geringem Auftreten von Gewebeverkohlung. Im Vergleich mit den Lasersystemen zeigte der Argon-Plasma-Beamer keine ablativen Effekte. Aufgrund der Bestrahlungsfläche und der divergenten Stromverteilung innerhalb des Gewebes entsteht die thermische Schädigung nur in den oberflächlichen Gewebeschichten. Tiefere Gewebeschichten werden nicht behandelt. Aufgrund dessen wird der Argon-Plasma-Beamer insbesondere oberflächlich bei Stillung großflächiger Blutungen oder z.B. zur Devitalisierung pathologischer Gewebe eingesetzt. Techniken zur Gewebsablation und Gewebskoagulation sind noch relativ jung und wurden in vergleichenden Studien bisher nur wenig beschrieben. Umfassende Studien unter identischen Bedingungen und vergleichbaren Geräte-Parametern liegen zu diesem Themenkomplex bisher nicht vor. Dies trifft insbesondere auf experimentelle nicht-klinische Arbeiten zu. Die gefundenen Literaturangaben beziehen sich häufig auf rein klinische Arbeiten. Bei vielen Ergebnissen fehlen dabei die Angaben über die Applikationsart, Spotdurchmesser, Läsionsbreiten- und tiefen oder Leistungseinstellung, so dass schwer nachzuvollziehen ist, ob diese vergleichenden Studien überhaupt unter reproduzierbaren Bedingungen durchgeführt worden sind. Zusammenfassend zeigt die vorliegende Untersuchung, dass durch verschiedene Laserlichtwellenlängen und Applikationsformen unterschiedliche Ablations-, Koagulations- und Karbonisationseigenschaften zu beobachten sind. Der Effekt der Wechselwirkung des Laserlichtes mit Gewebe ändert sich dramatisch, wenn von einer Nicht-Kontakt- in eine Kontakt-Applikation übergegangen wird. Sowohl die Kenntnisse der Wechselwirkung des Lichtes mit Gewebe für unterschiedliche Laserwellenlängen als auch bei deren spezifischen Betriebsmodi sind von dem geschulten Arzt zu beachten, um den Einsatz des Instrumentes Laser optimal für die klinische Indikation zu wählen. Zusätzlich kommt die Erfahrung und die ständige Fortbildung auf diesem Gebiet für die erfolgreiche Nutzung lasergestützter Intervention für den Benefiz des Patienten in der klinischen Routine eine zentrale Bedeutung zu.

In der vorliegenden Studie ist anhand von weiblichen Fischer-344-Ratten tierexperimentell erforscht worden, welche Applikationsform von Calcitriol (1,25(OH)2D3), die per subkutaner Injektion, die per Schlundsonde oder die oral über das Futter, den stärksten knochenanabolen Effekt erzielt und die stärkste Suppression der PTH-Sekretion zur Folge hat. In einem weiteren Tierexperiment wurde der Frage nachgegangen, in welchem Umfang die PTH-Suppression eine Rolle bei der antiresorptiven Wirkung von Calcitriol spielt, und ob diese antiresorptive Wirkung von Calcitriol als direkter oder indirekter Effekt am Knochen zu verstehen ist. Im ersten Versuch sind 72 weibliche, sechs Monate alte Fischer-344-Ratten in acht Gruppen eingeteilt und mit Vehikel, 0.05 oder 0.10 µg/kg KG Calcitriol entweder oral über das Futter, oral über Schlundsonde oder über subkutane Injektion zwei Wochen lang behandelt worden. Für den zweiten Versuch wurden sechs Monate alte weibliche Fischer-344-Ratten scheinoperiert (n = 24) oder parathyreoidektomiert (n = 48). Der Erfolg der Parathyreoidektomie ist über die Messung des ionisierten Kalziums im Blut einen Tag post operationem überprüft worden. Einem Teil der parathyreoidektomierten Tiere (n = 24) wurde über osmotische Minipumpen Ratten-PTH (1-34) mit konstanter Rate infundiert, um bei diesen PTX-Tieren eine Normalisierung der Blutkalziumspiegel und PTH-Blutspiegel zu generieren. Alle drei Tiergruppen (SHAM, PTX und PTX+PTH) bekamen oral über das Futter zwei Wochen lang täglich Vehikel, 0.05 oder 0.10 µg/kg KG Calcitriol. Am 5. und 1. Tag vor den Versuchenden erhielten alle Tiere eine Flourochrom-Doppelmarkierung mit Calcein. Die statische und dynamische histomorphometrische Auswertung der Semidünnschnitte, die von unentkalkt in Methylmetacrylat eingebetteten Knochen gewonnen wurden, erfolgte über halb- und vollautomatische Analyseverfahren. Mit der peripheren quantitativen Computertomographie (pQCT) sind weitere Knochenparameter, darunter die Knochenmineraldichte an Tibia und Lendenwirbelkörper bestimmt worden. Aus dem Serum und dem Urin der Ratten sind knochenrelevante Parameter mit in die Beurteilung der Experimente einbezogen worden. Die Applikation von Calcitriol über die drei verschiedenen Wege zeigte unterschiedliche Wirkungen auf den Knochenstoffwechsel, so war die Bone Formation Rate (BFR) in der oral über das Futter behandelten Gruppe am stärksten ausgeprägt. Die Calcitriol-Fütterung bewirkte am Lendenwirbelkörper, nicht aber an der proximalen Tibiametaphyse, eine deutlich gesteigerte Zunahme der gesamten Knochenfläche, der Bone Area. Die gesamte Knochenmineraldichte erfuhr, verglichen mit den Kontrolltieren, in allen behandelten Gruppen eine Zunahme. Eine verminderte Knochenresorption bewirkte allerdings nur die orale Gabe von Calcitriol über das Futter. Die scheinoperierten Ratten im zweiten Tierexperiment haben bezüglich der ausgewerteten Knochenparameter gute Übereinstimmung mit der Fütterungsgruppe aus dem ersten Experiment gezeigt. Der Vergleich der parathyreoidektomierten Tiere ohne PTH-Substitution zu denen mit PTH-Substitution ergab, dass der antiresorptive Effekt von Calcitriol, gemessen Anhand der Deoxypyridinolin-Ausscheidung über die Nieren, unter der Aufrechterhaltung eines konstanten Blut-PTH-Spiegels deutlich erkennbar war. Diese Feststellung weist auf einen direkten antiresorptiven Effekt von Calcitriol am Knochen hin. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie lassen erkennen, dass die Applikationsart einen wichtigen Einfluss auf die durch Calcitriol induzierten Effekte am Knochen bei der Ratte besitzt. Der antiresorptive Effekt von Calcitriol ist nicht allein über die Suppression der PTH-Sekretion vermittelt, sondern auch über einen direkten antiresorptiven Effekt von Calcitriol am Knochen.

Parodontopathien sind die am häufigsten vorkommenden Erkrankungen von Hund und Katze. Vor allem bei Katzen beschränken sich Prophylaxemaßnahmen häufig auf eine wiederholte Plaque- und Zahnsteinentfernung in Narkose. Um die Intervalle zwischen diesen Zahnreinigungen zu verlängern, wird versucht, über speziell dafür hergestellte Futtermittel die Neubildung von Plaque und Zahnstein zu reduzieren. In der vorliegenden Arbeit wurden zu diesem Zweck Katzen zwei antibakteriell wirkende Substanzen über das Futter verabreicht und ihre Auswirkung auf die Maulhöhlengesundheit der Katzen sowie ihre Wirksamkeit gegen die aus der Maulhöhle isolierten Keime in vitro untersucht. Als Nebenzielgröße wurde die Auswirkung der Substanzen auf den Antioxidativen Status der Katzen beurteilt. Die Untersuchungen erfolgten in Form von zwei Fütterungsversuchen. In Versuch I wurde der Einfluss von Lactoferrin untersucht. Lactoferrin ist ein eisenbindendes Glykoprotein, das in der Milch verschiedener Säugetierspezies und in diversen Körperflüssigkeiten vorkommt. Lactoferrin hat, neben verschiedenen anderen Wirkungen, antibakterielle und antioxidative Eigenschaften. In Versuch II wurde der Einfluss von Epigallocatechingallat untersucht. Bei Epigallocatechingallat handelt es sich um ein Catechin, das aus den unfermentierten Blättern des Teestrauches Camellia sinensis gewonnen wird (Grüntee-Extrakt). Epigallocatechingallat hat, wie Lactoferrin, unter anderem antibakterielle und antioxidative Eigenschaften. Die zu untersuchenden Substanzen wurden auf ein handelsübliches Trockenfutter für Katzen aufgesprüht, so dass jedes Kilogramm wirkstoffhaltiges Futter für den ersten Versuch 517 mg Lactoferrin und für den zweiten Versuch 227 mg Epigallocatechingallat enthielt. Für jeden der beiden Fütterungsversuche standen 18 Katzen zur Verfügung, die in zwei Gruppen (Wirkstoff- und Kontrollgruppe) mit je 9 Katzen eingeteilt wurden. Zu Beginn der jeweils 28 Tage dauernden Versuche wurde bei allen Tieren der Gesundheitszustand der Maulhöhle anhand verschiedener Indices und Untersuchungen beurteilt sowie Proben für die bakteriologische Untersuchung aus der Maulhöhle entnommen. Zusätzlich wurde Blut zur Bestimmung des Antioxidativen Status abgenommen. Anschließend wurde eine gründliche Reinigung der Zähne mit vollständiger Entfernung von Plaque und Zahnstein durchgeführt („Clean-Tooth“-Modell). In den folgenden 28 Tagen erhielt eine Gruppe wirkstoffhaltiges Futter (in Versuch I Lactoferrin, in Versuch II Epigallocatechingallat), die andere Gruppe jeweils wirkstofffreies Kontrollfutter. Nach 28 Tagen wurden alle Katzen erneut untersucht und die zu Beginn des Versuches durchgeführten Untersuchungen wiederholt. Die an Tag 0 und Tag 28 des jeweiligen Versuches ermittelten Werte wurden innerhalb und zwischen der Wirkstoff- bzw. Kontrollgruppe verglichen, um Auswirkungen von Lactoferrin und Epigallocatechingallat auf die untersuchten Parameter überprüfen zu können. Die Versuche I und II wurden dabei isoliert betrachtet. Weder Lactoferrin noch Epigallocatechingallat konnten in der verwendeten Dosierung und Applikationsart die Maulhöhlengesundheit der Katzen statistisch signifikant verbessern. Beim Einsatz beider Substanzen waren jedoch Tendenzen zur Verbesserung der Maulhöhlengesundheit durch die Wirkstoffe erkennbar. Diese Tendenzen waren bei Verabreichung von Epigallocatechingallat deutlicher als bei Lactoferrin. Die Ergebnisse der In-vitro-Untersuchung der antibakteriellen Aktivität der Substanzen waren vielversprechend. Sowohl Lactoferrin als auch Epigallocatechingallat konnten das Wachstum aus der Maulhöhle der Katzen entnommener Bakterien in vitro verhindern. Aus diesem Grund erscheinen weitere Untersuchungen zum Einsatz von Lactoferrin und Epigallocatechingallat zur Prophylaxe von Parodontopathien bei Katzen sinnvoll. Um bessere In-vivo-Ergebnisse zu erzielen, sollte eine Veränderung der Dosis und unter Umständen auch eine Veränderung der Applikationsform erwogen werden. Die Verabreichung sollte höhere Konzentrationen bzw. eine längere Kontaktzeit der Substanzen in der Maulhöhle ermöglichen. Der als Nebenzielgröße untersuchte Antioxidative Status konnte durch beide Substanzen beeinflusst werden. Einige Parameter des Antioxidativen Status zeigten eine tendenzielle, andere sogar signifikante Verbesserungen gegenüber der Kontrollgruppe, so dass davon auszugehen ist, dass sowohl Lactoferrin als auch Epigallocatechingallat den Antioxidativen Status in der eingesetzten Dosierung positiv beeinflussen.