Podcasts about versuchszeitraums

Dennis Freischlad war schon immer ein Weltenbummler, der sehr viel gereist ist. Vor kurzem hat er sich für den Dienst der Wissenschaft bereit erklärt, seine spannendste Reise anzutreten. In dieser zweiteiligen Interview wird Dennis uns von seinem einmaligen Mission im Dienste der Weltraumfahrt ausführlich berichten. Als Versuchsteilnehmer hat er zwei Monate in einem Weltraum-Forschungslabor verbracht, um die besonderen Belastungen für die Astronauten in der Schwerelosigkeit an sich untersuchen zu lassen. Kurz gesagt: Er hat sich der Herausforderung gestellt, 60 Tage lang in völliger Bewegungslosigkeit zu verharren. Bislang beschäftigen die Forscher und Weltraummediziner noch zahlreiche ungeklärte Fragen, inwiefern sich die fehlende Schwerkraft im All auf den Muskelabbau und auf sonstige Körperfunktionen auswirkt. In diesem ersten Teil des Interviews berichtet uns Dennis von seinen teilweise skurril anmutenden Versuchen, die er durchlaufen hat und über seine Beobachtungen, wie sich während des Versuchszeitraums sein Gesundheitszustand und seine mentale Verfassung verändert haben. Besonders spannend ist es zu erfahren, wie der normalerweise sehr umtriebige Dennis mit der Situation klar gekommen ist, über einen solch langen Zeitraum die erzwungene Bewegungslosigkeit zu überstehen. Einmal mehr wird deutlich, wie Anpassungsfähig der Mensch sich in extreme Situationen ist und sich auf die Gegebenheiten einstellen sein kann. Eine wahrhaft bewegende Story, in die du reinhören solltest.

In dieser präklinischen Machbarkeitsstudie wurden zunächst zahlreiche In-vitro-Tests durchgeführt, in denen die Materialauswahl, das Design, die Hämokompatibilität und auch die Handhabbarkeit mehrerer, in Zusammenarbeit zwischen dem UKT (Universitätsklinikum Tübingen) und dem ITV (Institut für Textil- und Verfahrenstechnik) in Denkendorf (Projektpartner) entwickelter Varianten eines neuartigen arteriellen Verschlusssystems überprüft wurden. Im Anschluss wurde vom ITV auf der Grundlage der Erkenntnisse der In-vitro-Tests ein Verschlusssystem-Prototyp des Applikators mit Verschlussstopfen (bestehend aus einem hochelastischen und resorbierbaren Spezialpolymer) hergestellt. Dieser Verschlusssystem-Prototyp wurde anschließend erstmalig im Rahmen dieser Pilotstudie in vivo in einem Schafmodell eingesetzt. Dadurch sollten sowohl die Praktikabilität als auch die biokompatiblen Eigenschaften des Devices gezeigt werden und erste Hinweise auf die Sicherheit und die Effektivität des neu entwickelten Devices gewonnen werden. Im Zuge der In-vitro-Tests wurde zunächst das Spann- und Rückstellverhalten von zehn sich in ihrer Materialzusammensetzung unterscheidenden Verschlussstopfen beim Einzug in einen Testapplikator bewertet. Sechs der zehn Materialien wurden anschließend aufgrund ihrer geeigneten Spann- und Rückstellkraft für weitere In-vitro-Tests herangezogen. In einem weiteren In-vitro-Versuch wurden sechs verschiedene Stopfen aus unterschiedlichen Materialien in einem Schweineaorten-Flussmodell implantiert und hinsichtlich ihrer Verankerung in der Gefäßwand bewertet. Dabei zeigte nur der Stopfen mit dem Material MEUV 12 eine unzureichende Verankerung. Aufgrund der Ergebnisse der ersten beiden Tests wurde eine Vorauswahl getroffen und mit je drei Stopfen von sechs unterschiedlichen Materialien (MEUV 7, MEUV 11, MQ 3, MQ 2, MQ 3 violett, MQ 2 violett) eine Hämokompatibilitätsprüfung durchgeführt. Zunächst wurden dazu die Verschlussstopfen 90 Min. bei 37° Celsius in leicht heparinisiertem (1 IU pro ml Blut) humanen Vollblut auf einer Rocking Platform inkubiert. Im Anschluss erfolgte die Bestimmung der Konzentrationen der Hämokompatibilitätsparameter im Probenblut. Dabei diente der Thrombin-anti-Thrombin-Komplex (TAT) als Marker für die Koagulation, der terminale Komplementkomplex (SC5b-9) als Marker für die Aktivierung des Komplementsystems, die PMN-Elastase als Hinweisgeber für eine Aktivierung von Leukozyten und β-Thromboglobulin als Marker für die Aktivierung von Thrombozyten. Darüber hinaus wurden auch die Erythrozyten-, Leukozyten- und Thrombozytenzahlen bestimmt. Dabei konnte bei keinem der Verschlussstopfen nach 90-minütiger Inkubation eine signifikante Differenz zur Kontrollgruppe (Blut ohne Stopfen) festgestellt werden. Die dennoch feststellbaren Differenzen zwischen den Baseline-Werten (Probenblut nicht inkubiert) und den Werten nach den Inkubationen waren auf modellinduzierte Backgroundaktivierungen zurückzuführen. Diese Ergebnisse deckten sich auch mit der nach der Inkubation durchgeführten rasterelektronenmikroskopischen Untersuchung der Verschlussstopfen, an denen meist nur eine lokale Adhäsion von Thrombozyten, Erythrozyten, Fibrinfäden und Leukozyten festgestellt werden konnte. Außerdem wurden in weiteren Versuchen mit Schweineaorten-Modellen sich in der Anzahl ihrer Flügel oder in der Winkelung ihrer Grundköper unterscheidende Verschlussstopfen getestet. Dabei kam es während der Testung bei einem der 6-flügligen Stopfen zum Abbruch eines Flügels. Bei der Testung der Stopfenwinkelung ergaben sich bezüglich der Dichtigkeit nur geringfügige Unterschiede. Mit dem aus den Erkenntnissen der Vorversuche vom ITV hergestellten Verschlussstopfen-Prototyp (Material MQ 2, ein kurz resorbierbares hochelastisches Spezialpolymer, ausgestattet mit fünf Flügeln und einer 85° Winkelung des Grundkörpers) wurde letztlich eine In-vivo-Machbarkeitsstudie an sechs Merinoschafen durchgeführt. Dabei wurden insgesamt 29 Versuche unternommen eine Gefäßzugangsschleuse über Seldingertechnik in eine der beiden Carotiden der Versuchsschafe einzubringen, das Verschlusssystem über die liegende Schleuse vorzuschieben und nach der Entfernung der Zugangsschleuse nur den Verschlussstopfen in der Gefäßwand zurückzulassen. Dabei waren 25 der 29 Stopfenapplikationen technisch erfolgreich. Bei 21 der technisch erfolgreichen Stopfenapplikationen gelangen das Einführen des Verschlusssystems und der anschließende Verschluss der Punktionsstelle mit dem zurückgelassenen Verschlussstopfen in einer Zeit unter 90 s. In nur drei Fällen dauerte der Applikations- und Verschlussvorgang zwischen 90 und 180 s und lediglich in einem Fall über 180 s. Innerhalb des Versuchszeitraums (30 Tage pro Schaf) wurden die Implantationen der Verschlussstopfen bei den einzelnen Schafen in unterschiedlichen Zeitabständen vorgenommen. Ein Schaf verstarb einen Tag nach der dritten Stopfenlegung, die komplikationslos verlaufen war, höchstwahrscheinlich an einer Pansentympanie. Die anderen Schafe waren bis auf die an zwei Versuchstieren festgestellten, kleineren (< 2 cm) Verdickungen im Halsbereich während des Versuchszeitraums klinisch unauffällig. Bei der Explantation der Carotiden konnten 16 (64 %) der 25 technisch erfolgreichen Stopfenapplikationen in der Gefäßwand, fünf (20 %) im umliegenden Gewebe und vier (16 %) gar nicht aufgefunden werden. Durch die Herstellung von Dünnschliff- und Paraffinpräparaten und deren anschließender Färbung (HE- und Masson-Trichrom-Färbung) konnte erstmalig eine kontinuierliche histologische Beurteilung der Verschlussstopfen in der Gefäßwand im Zeitraum zwischen 0-30 Tagen vorgenommen werden. Eine beginnende Neointimabildung konnte das erste Mal an einem neun Tage alten Präparat gesehen werden und ab den 23 Tage alten Präparaten konnte eine Reendothelialisierung der Verschlussstopfen beobachtet werden. Bei den Akut-Präparaten (0-2 Tage) konnten frische punktionsbedingte Blutungen, in den älteren Präparaten in einen granulierend-fibrosierenden Zustand übergegangene Entzündungen festgestellt werden. In einigen Präparaten konnten kleinere intraluminale dem Verschlussstopfen aufsitzende Thromben gefunden werden. Ein Präparat wies eine vermutlich bei der Schleusenlegung verursachte Dissektionsverletzung der Gefäßwand auf. Des Weiteren konnte in wenigen Präparaten eine Dislokation bzw. ein Abbrechen eines Verschlussstopfens beobachtet werden. Überschießende Fremdkörperreaktionen sowie ausgeprägte eitrige Entzündungen konnten in keinem der Präparate festgestellt werden. Fremdkörperriesenzellen konnten lediglich bei einem der im Gewebe zum Liegen gekommenen Präparate und bei einem der Schnitte mit disloziertem Flügelanteil aufgefunden werden. Bis auf die in einigen Fällen schwierige Schleusenlegung und den etwas kleineren Gefäßdurchmesser der A. carotis des Schafes im Vergleich zu der A. femoralis des Menschen erwies sich das Schaf als geeignetes Modell zur Testung eines arteriellen Verschlusssystems. Aufgrund der geringen Stichprobe dieser Machbarkeitsstudie wären jedoch vor dem klinischen Einsatz weitere In-vivo-Testungen mit einem noch ausgereifteren, auf die Gefäßgröße besser angepassten Verschlusssystem wünschenswert.

Ziel der Studie war es, die physische und psychische Belastung sowie die Leistungsgrenze von Rettungshunden während eines mehrtägigen Sucheinsatzes zu erfassen. Dazu wurden 20 Rettungshunde (10 Hündinnen, 10 Rüden) aus verschiedenen deutschen und österreichischen Rettungshundestaffeln über drei Tage auf einem Katastrophenübungsgelände untersucht. Die Hund-Hundeführerteams verbrachten den kompletten dreitägigen Versuchszeitraum auf dem Gelände und mussten täglich vier Suchen à 20 min absolvieren. Alle Suchen wurden durch Videoaufnahmen dokumentiert und anschließend ausgewertet. Während des Versuchsablaufs wurde die Aktivität der Hunde mittels ActiTrac®-Bewegungsmonitoren, die Körpertemperatur mittels VitalSense®-Messkapseln und die Herzfrequenz mittels Polar®-Sportuhren kontinuierlich aufgezeichnet. Zusätzlich wurde täglich zu 13 Probenzeitpunkten vor, zwischen und nach den Suchen Speichel zur Kortisolbestimmung gewonnen und zweimal, morgens vor Beginn der Suchen und unmittelbar nach der vierten Suche, eine Blutprobe entnommen. Aus den venösen Blutproben wurden die Parameter Glukose, Laktat, Kreatinkinase, Leukozyten und Differentialblutbild sowie Hämatokrit und Hämoglobinkonzentration bestimmt. Von den insgesamt 236 beobachteten Suchen waren lediglich zwei Suchen (beide am dritten Tag) nicht erfolgreich, und die Hunde konnten das Opfer nicht innerhalb der 20-minütigen Suche auffinden. Die Hunde benötigten durchschnittlich 4,3 Minuten bis zur Anzeige des Opfers. Dabei war die durchschnittliche Suchdauer am zweiten Tag signifikant kürzer als am dritten Tag. Bereits am Ende des ersten Tages waren bei 25% der Hunde deutliche Ermüdungserscheinungen zu erkennen; dies steigerte sich auf 63% am dritten Tag. Während der täglichen Suchen kam es zu signifikanten Veränderungen in der Aktivität, Herzfrequenz, Körpertemperatur, Speichelkortisolkonzentration und einigen Blutparametern. Die durchschnittliche Aktivität der Hunde lag während der Suchen zwischen 216,30 und 238,02 mG. Dabei waren die Hunde am zweiten Tag signifikant aktiver als an den beiden anderen Tagen. Innerhalb der vier Suchen eines Tages traten (mit einer Ausnahme am zweiten Tag) keine signifikanten Unterschiede in der Aktivität auf. In den Ruhephasen lag die Herzfrequenz (Referenzbereich: 70 bis 160 bpm) zwischen 88,91 und 93,38 bpm. Während den Suchen stieg die Herzfrequenz signifikant auf Werte zwischen 143,63 und 150,61 bpm an und kehrte 20 bis 40 Minuten nach Belastungsende wieder auf die Ausgangswerte zurück. Dabei lag die Herzfrequenzkurve des ersten Tages signifikant über der Herzfrequenzkurve des dritten Tages. Die Herzfrequenz während der vier Suchen eines Tages lag annähernd auf gleichem Niveau. Nur die Herzfrequenz der vierten Suche lag am zweiten und dritten Versuchstag signifikant niedriger. Die Körpertemperatur (Referenzbereich: 37,5°C bis 39,0°C) lag an allen 3 Tagen vor Beginn der Belastungen zwischen 38,51 und 38,71°C und stieg nach den Suchen signifikant auf durchschnittliche Werte zwischen 39,22 und 39,44°C an. In den Ruhephasen fiel die Körpertemperatur kontinuierlich ab und erreichte 20 bis 40 Minuten nach Belastungsende die Ausgangstemperatur. Weder zwischen den vier Suchen eines Tages noch zwischen den drei Versuchstagen zeigten sich signifikante Unterschiede in der Belastungskörpertemperatur. Die Speichelkortisolkonzentration lag während des gesamten Versuchszeitraums zwischen 2,86 und 5,73 nmol/l. Alle vier Suchen eines Tages verursachten signifikante Anstiege der Speichelkortisolkonzentration, mit den Maxima am zweiten und dritten Versuchstag nach der vierten Suche. Der Blutglukosespiegel lag während des gesamten Versuchzeitraums mit Werten zwischen 2,89 und 3,60 mmol/l im untersten Referenzbereich (3,1 bis 6,7 mmol/l). Am ersten und zweiten Tag erfolgte ein signifikanter Anstieg des Glukosespiegels nach den Suchen und ein signifikanter Abfall während der ersten Nacht. Die Kreatinkinase-Aktivität stieg an allen drei Tagen signifikant an und lag bei Werten zwischen 2527 und 2967 nkat/l. Trotz des signifikanten Abfalls der CK-Aktivität während der ersten und zweiten Nacht lag sie nur zu Beginn des ersten Tages im Referenzbereich (bis 1500 nkat/l). Die Gesamtleukozytenzahl stieg nach den Suchen an allen drei Tagen signifikant an, blieb dabei aber immer im Referenzbereich (6000 - 15000 x106). Die Lymphozyten und Granulozyten blieben während der drei Versuchstage im Referenzbereich. Während die Lymphozyten sich nur am dritten Tag signifikant veränderten, stieg die Granuloytenzahl an allen drei Tagen nach den Suchen signifikant an und fiel während der Nächte wieder signifikant ab. Die Monozyten stiegen am zweiten Tag nach den Suchen signifikant an, verließen dabei den Referenzbereich (40 - 500 x106) und blieben am dritten Tag auf diesem erhöhten Niveau. Der Laktatspiegel, der Hämatokrit und die Hämoglobinkonzentration veränderten sich an den drei Versuchstagen nicht signifikant. Mit Hilfe der untersuchten Parameter ließ sich nachweisen, dass gut trainierte Rettungshunde auch während einer dreitägigen Suche mit insgesamt 240 Minuten Suchzeit sehr effektive Hilfsmittel beim Aufspüren von verschütteten Personen sind und durch die in der Studie eingehaltenen Suchintervalle weder physisch noch psychisch überlastet wurden. Jedoch deutete sich in einigen Parametern an, dass ab dem Ende des zweiten Versuchstages die Hunde sich einer gewissen Grenze näherten und die Schwelle zum Distress erreicht wurde.

Ziel dieser Studie war es, am Tiermodell Minipig eine eventuelle Zyklusabhängigkeit des Knochenstoffwechsels zu zeigen und im weiteren Verlauf der Studie die Auswirkung der Ovariohysterektomie bei diesem Großtiermodell auf den Knochenstoffwechsel anhand von ausgewählten Knochenmarkern zu untersuchen. Die Bestimmung von biochemischen Knochenmarkern hat sich als Osteoporose-Monitoring zur Analyse des Knochenstoffwechsels weit verbreitet. Bei Frauen konnte in diesem Zusammenhang eine Abhängigkeit vom Zyklus nachgewiesen werden. Für diese Untersuchung wurden 16 weibliche intakte Minipigs nach Gewicht randomisiert in drei Versuchsgruppen eingeteilt. Alle Tiere erhielten ein bedarfsgerechtes Futtermittel, wobei der Calciumgehalt in zwei Gruppen 0,69% und in der dritten Gruppe 0,9% betrug. Die Tiere einer Gruppe wurden nach 65 Wochen ovariohysterektomiert (OHX) und noch weitere 8 Wochen betrachtet. Während des gesamten Versuchszeitraums wurden zu verschiedenen Zeitpunkten Blutproben entnommen. In diesen Proben wurden zur Kontrolle des Zyklusstands die Hormone Progesteron und Östradiol und zur Beurteilung des Knochenstoffwechsels die Marker Knochenspezifische Alkalische Phosphatase (BAP) und Pyridinolin (PYD) bestimmt. Die Entwicklung der Knochenmarker BAP und PYD zeigte vor Ovariohysterektomie einen Zusammenhang mit dem altersbedingten Wachstum, wobei bei Pyridinolin ein starker Effekt im Zusammenhang mit der Calciumreduktion zu beobachten war. Dies kann auf einen Anstieg von Parathormon und Calcitriol bei gleichzeitiger Aktivierung der Osteoklasten zurückzuführen sein. Ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Zyklus und Knochenstoffwechsel konnte nicht belegt werden. Es ist zu überlegen, ob dieser Zusammenhang eventuell in einem Versuch mit größerer Tierzahl und häufigeren Blutentnahmen über einen längeren Zeitraum gezeigt werden könnte. Nach Ovariohysterektomie konnte der high turnover des Knochenstoffwechsels in einem deutlichen Anstieg der BAP-Konzentration in Woche 4 post OHX gezeigt werden. Bei der Bestimmung von Pyridinolin zeigte sich zu den jeweiligen Probezeitpunkten kein Effekt der OHX. Diese Studie bestätigt den Nutzen des Minipigs als Osteoporosemodell im Hinblick auf die Verwendung des Knochenformationsmarker Knochenspezifische Alkalische Phosphatase, um dynamische Knochenturnovervorgänge darzustellen.