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- Objektiv strukturierte Bewertung einer Hautnaht am Modell : ist die direkte Beobachtung der video-basierten Beobachtung überlegen? ; Poster (2006)
- Poster Einleitung: OSCEs werden immer häufiger in der Ausbildung von Studierenden eingesetzt. Die Einführung eines OSCEs im fach Chirurgie ist in Planung. Durch die große Anzahl von Studierenden pro Semester oder Studienjahr (400 Studierende in Frankfurt) ist die Durchführung einer OSCE Prüfung mit großem personellen Aufwand verbunden. Vor allem während der Prüfung müssen eine Vielzahl von Chirurgen simultan zu Prüfungszwecken zur Verfügung stehen. Ziel der Studie war es, zu überprüfen, ob eine video-basierte Bewertung einer „Nahtstation“ zu einem späteren Zeitpunkt zu gleichen Ergebnissen in der Bewertung der Leistung der Studierenden führt. Methode: 33 Studierende führten unter standardisierten Bedingungen eine Hautnaht an einem Modell durchzuführen. Die Studierenden wurden während der Prozedur von zwei prüfenden Chirurgen und zwei Studierenden im PJ (praktischen Jahr) beobachtet und anhand einer objektiv strukturierten Checkliste bewertet (Prozessevaluation). Die Prozedur wurde gleichzeitig auf Video aufgezeichnet und zu einem späteren Zeitpunkt zwei weiteren Chirurgen und zwei weiteren Studierenden im PJ zur Bewertung gezeigt. Ergebnisse: Der Vergleich zwischen "live“-prüfenden und "video“-prüfenden Chirurgen zeigt eine signifikant hohe Korrelation (r=0,87; p<0,01) und eine hohe Übereinstimmung (88,2%) in der Bewertung. Ebenso zeigen die prüfenden PJler eine signifikant hohe Korrelation (r=0,84; p<0,01). Die Übereinstimmung ist bei den PJlern mit (82.4%) etwas niedriger als bei den beteiligten Chirurgen. Zusammenfassung: Mit dieser Studie konnte zeigt werden, daß es bei der Beurteilung der Performance von Studierenden bei einer Hautnaht am Modell unter Anwendung von objektiv strukturierten Checklisten möglich ist, eine direkte Beobachtung der Studierenden durch eine video-basierte Beobachtung zu ersetzen. Eine "Nahtstation“ in einem OSCE kann somit während der Prüfungszeit ohne Prüfer auskommen und im Anschluß bewertet werden.
- Minocycline decreases liver injury after hemorrhagic shock and resuscitation in mice (2012)
- Patients that survive hemorrhage and resuscitation (H/R) may develop a systemic inflammatory response syndrome (SIRS) that leads to dysfunction of vital organs (multiple organ dysfunction syndrome, MODS). SIRS and MODS may involve mitochondrial dysfunction. Under pentobarbital anesthesia, C57BL6 mice were hemorrhaged to 30 mm Hg for 3 h and then resuscitated with shed blood plus half the volume of lactated Ringer’s solution containing minocycline, tetracycline (both 10 mg/kg body weight) or vehicle. Serum alanine aminotransferase (ALT), necrosis, apoptosis and oxidative stress were assessed 6 h after resuscitation. Mitochondrial polarization was assessed by intravital microscopy. After H/R with vehicle or tetracycline, ALT increased to 4538 U/L and 3999 U/L, respectively, which minocycline decreased to 1763 U/L (P<0.01). Necrosis and TUNEL also decreased from 24.5% and 17.7 cells/field, respectively, after vehicle to 8.3% and 8.7 cells/field after minocycline. Tetracycline failed to decrease necrosis (23.3%) but decreased apoptosis to 9 cells/field (P<0.05). Minocycline and tetracycline also decreased caspase-3 activity in liver homogenates. Minocycline but not tetracycline decreased lipid peroxidation after resuscitation by 70% (P<0.05). Intravital microscopy showed that minocycline preserved mitochondrial polarization after H/R (P<0.05). In conclusion, minocycline decreases liver injury and oxidative stress after H/R by preventing mitochondrial dysfunction.
- Chronic ethanol feeding modulates inflammatory mediators, activation of nuclear factor-κB, and responsiveness to endotoxin in murine Kupffer cells and circulating leukocytes (2014)
- Chronic ethanol abuse is known to increase susceptibility to infections after injury, in part, by modification of macrophage function. Several intracellular signalling mechanisms are involved in the initiation of inflammatory responses, including the nuclear factor-κB (NF-κB) pathway. In this study, we investigated the systemic and hepatic effect of chronic ethanol feeding on in vivo activation of NF-κB in NF-κB(EGFP) reporter gene mice. Specifically, the study focused on Kupffer cell proinflammatory cytokines IL-6 and TNF-α and activation of NF-κB after chronic ethanol feeding followed by in vitro stimulation with lipopolysaccharide (LPS). We found that chronic ethanol upregulated NF-κB activation and increased hepatic and systemic proinflammatory cytokine levels. Similarly, LPS-stimulated IL-1 β release from whole blood was significantly enhanced in ethanol-fed mice. However, LPS significantly increased IL-6 and TNF-α levels. These results demonstrate that chronic ethanol feeding can improve the responsiveness of macrophage LPS-stimulated IL-6 and TNF-α production and indicate that this effect may result from ethanol-induced alterations in intracellular signalling through NF-κB. Furthermore, LPS and TNF-α stimulated the gene expression of different inflammatory mediators, in part, in a NF-κB-dependent manner.
- Delayed wound repair in sepsis is associated with reduced local pro-inflammatory cytokine expression (2013)
- Sepsis is one of the main causes for morbidity and mortality in hospitalized patients. Moreover, sepsis associated complications involving impaired wound healing are common. Septic patients often require surgical interventions that in-turn may lead to further complications caused by impaired wound healing. We established a mouse model to the study delayed wound healing during sepsis distant to the septic focus point. For this reason cecal ligation and puncture (CLP) was combined with the creation of a superficial wound on the mouse ear. Control animals received the same procedure without CPL. Epithelialization was measured every second day by direct microscopic visualization up to complete closure of the wound. As interplay of TNF-α, TGF-β, matrix metalloproteinases (MMP), and tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP) is important in wound healing in general, TNF-α, TGF-β, MMP7, and TIMP1 were assessed immunohistochemical in samples of wounded ears harvested on days 2, 6, 10 and 16 after wounding. After induction of sepsis, animals showed a significant delay in wound epithelialization from day 2 to 12 compared to control animals. Complete wound healing was attained after mean 12.2± standard deviation (SD) 3.0 days in septic animals compared to 8.7± SD 1.7 days in the control group. Septic animals showed a significant reduction in local pro-inflammatory cytokine level of TNF-α on day 2 and day 6 as well as a reduced expression of TGF-β on day 2 in wounds. A significant lower expression of MMP7 as well as TIMP1 was also observed on day 2 after wounding. The induction of sepsis impairs wound healing distant to the septic focus point. We could demonstrate that expression of important cytokines for wound repair is deregulated after induction of sepsis. Thus restoring normal cytokine response locally in wounds could be a good strategy to enhance wound repair in sepsis.
- Beschleunigte Knochenheilung durch frühe Vaskularisierung mittels Implantation von EPC und MSC auf beta-TCP im Knochendefektmodell der Ratte (2009)
- Fragestellung: In einem ausgedehnten Knochendefekt kann das Einwachsen von knochenbildenden Zellen limitiert sein, da ohne Gefässe die Ernährung der regenerativen Zellen im Knochenkonstrukt insuffizient ist. Endotheliale Progenitorzellen (EPC) sind wichtig bei der Neovaskularisierung. Die frühe Vaskularisierung von grossen Knochendefekten kann für das Überleben und die Funktion von mesenchymalen Stammzellen (MSC) und knochenbildenden Zellen entscheidend sein. Kann die Implantation von EPC und MSC auf osteokonduktiven beta-Tricalciumphosphat (beta-TCP) in einem "critical-size" Knochendefekt des Femur von athymischen Ratten die frühe Vaskularisierung und die Knochenheilung in vivo verbessern? Methodik: Humane EPC wurden aus Buffy-Coat und humane MSC aus Knochenmarkaspirat durch Dichtezentrifugation isoliert. 2.5 x 105 kultivierte und differenzierte EPC und MSC wurden in vitro auf beta-TCP geladen. In 145 athymischen, männlichen Ratten wurde das Femur osteotomiert, ein 5 mm Knochendefekt erzeugt und mit Fixateur externe stabilisiert. Die Knochendefekte wurden mit beta-TCP (Gruppe 1), beta-TCP und MSC (Gruppe 2), beta-TCP und EPC (Gruppe 3), beta-TCP und EPC und MSC (Gruppe 4) oder autologem Knochen (Gruppe 5) gefüllt. Nach 1 Woche (n=40), 4 Wochen (n=40), 8 Wochen (n=40) und 12 Wochen (n=25) wurden die Ratten getötet. Bei Pinlockerung wurde die Ratte ausgeschlossen. Die (immun)histologische Analyse (Färbung mit HE, VEGF-R2, vWF) der Vaskularisierung und Knochenneubildung erfolgte mit Image-Analysis-System. Nach 8 und 12 Wochen erfolgte ein µCT und ein 4-Punkte-Biegungstest. Für die statistische Analyse wurde der Kruskal-Wallis-Test verwendet. Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Nach 1 Woche zeigte sich bei der Implantation von EPC/MSC und EPC allein signifikant mehr primitive vaskuläre Plexus (p=0.01;p=0.048) als in Vergleichsgruppen. Im Vergleich zur TCP Gruppe war in allen anderen Versuchsgruppen signifikant mehr Knochenneubildung zu sehen (p<0.01). Ausserdem war in der EPC/MSC-Gruppe signifikant mehr Knochenbildung zu erkennen als in der MSC-Gruppe (p=0.03). Nach 12 Wochen zeigten alle Gruppen eine knöcherne Durchbauung des Defektes, jedoch zeigten bereits 8 Wochen nach Implantation von MSC/EPC 83% der Defekte eine stabile, knöcherne Durchbauung. Bei der Implantation von MSC kam es in 18% der Knochendefekte zum knöchernen Durchbau. Alle anderen experimentellen Gruppen zeigten nach 8 Wochen keine knöcherne Durchbauung. Diese Resultate konnten im µCT, biomechanischen Test und in der Histologie quantifiziert werden. EPC scheinen die frühe Vaskularisierung innerhalb eines Knochenkonstrukt in vivo zu stimulieren und das Einwachsverhalten von MSC zu verbessern, was zu einer beschleunigten Knochenheilung im Knochendefektmodell der Ratte führt.
- Wertigkeit der Kernspintomographie bei kindlichen Knieverletzungen (2008)
- Einleitung: Die Diagnostik kindlicher Knieverletzungen wird heutzutage häufig durch die Kernspintomographie ergänzt, um relevante Kniebinnenschäden zu erkennen. Der klinische Nutzen dieser Zusatzuntersuchung wird in Abhängigkeit vom Beschwerdebild des Patienten und in Relation zum apparativen und wirtschaftlichen Aufwand unterschiedlich bewertet. Ziel dieser Studie war es, die Bedeutung der Kernspintomographie in Abhängigkeit von der klinischen Verdachtsdiagnose und dem arthroskopischen Befund zu bewerten. Material und Methoden: Es wurden insgesamt 195 Patienten im Alter von 3 bis 17 Jahren in diese Studie aufgenommen. 83 dieser Patienten wurden aufgrund der klinischen Diagnose unmittelbar der Kernspintomographie zugeführt. 165 der Patienten wurden, entweder aufgrund der klinischen Untersuchung, oder aufgrund des Befunds der Kernspintomographie, arthroskopiert. Ergebnisse: Die klinische Verdachtsdiagnose wurde bei 117 der 165 Patienten (71%), bei denen eine Arthroskopie durchgeführt wurde, bestätigt. Die größten Übereinstimmungen der Diagnosen in den unterschiedlichen Verfahren gab es dabei bei der Verdachtsdiagnose Patellaluxation (87%) und bei der Verdachtsdiagnose ligamentäre Verletzung (74%). Die Verdachtsdiagnose einer Meniskusläsion brachte eine Übereinstimmung von 48%.Von den 83 Patienten, bei denen eine kernspintomographische Untersuchung durchgeführt wurde, wurden daraufhin 53 Patienten arthroskopiert und 30 Patienten konservativ behandelt. Der MRT Befund wurde in der durchgeführten Arthroskopie bei 42 Patienten (81%) bestätigt. Die MRT Diagnose Patellaluxation wurde hierbei in allen Fällen (100%) in der Arthroskopie bestätigt. Die Übereinstimmungen der Kernspindiagnose einer ligamentären Läsion lag bei 83% und die Übereinstimmung bei der Meniskusverletzung bei 56%.Bei den 30 Patienten, die ausschließlich die Kernspintomographie erhielten und daraufhin konservativ behandelt wurden, wurden hauptsächlich Band- und Meniskuseinblutungen (37%) und extraartikuläre Veränderungen wie Bone Bruise, Fibrom oder Exostose (13%) im MRT diagnostiziert. Letztlich konnte durch den Einsatz der Kernspintomographie der Anteil der rein diagnostischen Arthroskopien von 22% auf 13% reduziert werden. Schlussfolgerung: Bei klinischem Verdacht auf eine Meniskus- oder Bandverletzung ist die Kernspintomographie ein wertvolles Hilfsmittel zur Überprüfung der Diagnose, da häufig klinisch keine sichere Beurteilung möglich ist. Bei der klinischen Verdachtsdiagnose einer Patellaluxation ist die Kernspintomographie zur Diagnosesicherung selten erforderlich, kann jedoch zur Beurteilung von Begleitverletzungen (z.B. Flake Frakturen) wertvolle Zusatzinformationen liefern. Bei klinisch unklarem Befund kann die Anzahl rein diagnostischer Arthroskopien deutlich gesenkt werden.
- Frankfurt microsurgery course: the first 175 trainees (2017)
- Introduction: Microsurgery courses, taught external to surgical training programs, are essential for acquiring the high level of technical skill required for clinical proficiency. Methods: The Frankfurt microsurgery course is a 5-day, intensive course that teaches arterial and venous anastomosis using end-to-end, end-to-side, one-way-up, continuous-suture, and vessel graft techniques. During the course, the instructor records the level of skill (in-course data) achieved by each trainee by assessing anastomosis completion and patency. Demographic information is also collected. Post-course trainees are invited to complete an online survey (post-course data) to get their opinions of the courses’ effectiveness. Results: The in-course “skill achievement” and post-course “course effectiveness” data are presented below. In-course data: 94.8 and 59.9% of participants completed patent end-to-end arterial and venous anastomoses, respectively, while 85.4% performed a patent end-to-side anastomosis. 96.1 and 57.1% of participants who attempted arterial and venous anastomoses using the one-way-up technique were successful, as were 90.9% of those attempting continuous-suture technique. Patent venous grafts were performed by 54.7% of participants. Post-course data: All respondents indicated significant improvement of their microsurgical skills after taking the course. 66.7% of respondents considered the full-time presence of the instructor to be the most valuable aspect of the course. All respondents would highly recommend the course to colleagues. Conclusion: The microcourse significantly increased trainees’ clinical microsurgery skills, confidence, and the number of clinical cases they perform. Of all the anastomosis techniques taught, venous anastomosis and grafting were the most difficult to learn. The presence of a full-time experienced instructor was most important.
- Autologous cell-based therapy for treatment of large bone defects : from bench to bedside (2018)
- Objectives: Reconstruction of long segmental bone defects is demanding for patients and surgeons, and associated with long-term treatment periods and substantial complication rates in addition to high costs. While defects up to 4–5 cm length might be filled up with autologous bone graft, heterologous bone from cadavers, or artificial bone graft substitutes, current options to reconstruct bone defects greater than 5 cm consist of either vascularized free bone transfers, the Masquelet technique or the Ilizarov distraction osteogenesis. Alternatively, autologous cell transplantation is an encouraging treatment option for large bone defects as it eliminates problems such as limited autologous bone availability, allogenic bone immunogenicity, and donor-site morbidity, and might be used for stabilizing loose alloplastic implants. Methods: The authors show different cell therapies without expansion in culture, with ex vivo expansion and cell therapy in local bone defects, bone healing and osteonecrosis. Different kinds of cells and scaffolds investigated in our group as well as in vivo transfer studies and BMC used in clinical phase I and IIa clinical trials of our group are shown. Results: Our research history demonstrated the great potential of various stem cell species to support bone defect healing. It was clearly shown that the combination of different cell types is superior to approaches using single cell types. We further demonstrate that it is feasible to translate preclinically developed protocols from in vitro to in vivo experiments and follow positive convincing results into a clinical setting to use autologous stem cells to support bone healing.
- Polyphenols of Camellia sinenesis decrease mortality, hepatic injury and generation of cytokines and reactive oxygen and nitrogen species after hemorrhage/resuscitation in rats (2010)
- Background: Reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) are produced during hemorrhagic shock and resuscitation (H/R), which may contribute to multiple organ failure. The AIM of this study was to test the hypothesis that green tea (Camellia sinenesis) extract containing 85% polyphenols decreases injury after H/R in rats by scavenging ROS and RNS. Method: S: Female Sprague Dawley rats were given 100 mg polyphenol extract/kg body weight or vehicle 2 h prior to hemorrhagic shock. H/R was induced by two protocols: 1) withdrawal of blood to a mean arterial pressure of 40 mm Hg followed by further withdrawals to decrease blood pressure progressively to 28 mm Hg over 1 h (severe), and 2) withdrawal of blood to a sustained hypotension of 40 mm Hg for 1 h (moderate). Rats were then resuscitated over 1 h with 60% of the shed blood volume plus twice the shed blood volume of lactated Ringer's solution. Serum samples were collected at 10 min and 2 h after resuscitation. At 2 or 18 h, livers were harvested for cytokine and 3-nitrotyrosine quantification, immunohistochemical detection of 4-hydroxynonenol (4-HNE) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) protein expression. Results: After severe H/R, 18-h survival increased from 20% after vehicle to 70% after polyphenols (p<0.05). After moderate H/R, survival was greater (80%) and not different between vehicle and polyphenols. In moderate H/R, serum alanine aminotransferase (ALT) increased at 10 min and 2 h postresuscitation to 345 and 545 IU/L, respectively. Polyphenol treatment blunted this increase to 153 and 252 IU/L at 10 min and 2 h (p<0.01). Polyphenols also blunted increases in liver homogenates of TNFalpha (7.0 pg/mg with vehicle vs. 4.9 pg/mg with polyphenols, p<0.05), IL-1beta (0.80 vs. 0.37 pg/mg, p<0.05), IL-6 (6.9 vs. 5.1 pg/mg, p<0.05) and nitrotyrosine (1.9 pg/mg vs. 0.6 pg/mg, p<0.05) measured 18 h after H/R. Hepatic 4-HNE immunostaining indicative of lipid peroxidation also decreased from 4.8% after vehicle to 1.5% after polyphenols (p<0.05). By contrast, polyphenols did not block increased iNOS expression at 2 h after H/R. CONCLUSION: Polyphenols decrease ROS/RNS formation and are beneficial after hemorrhagic shock and resuscitation.
- Rapid development of intestinal cell damage following severe trauma : a prospective observational cohort study (2009)
- Introduction Loss of intestinal integrity has been implicated as an important contributor to the development of excessive inflammation following severe trauma. Thus far, clinical data concerning the occurrence and significance of intestinal damage after trauma remain scarce. This study investigates whether early intestinal epithelial cell damage occurs in trauma patients and, if present, whether such cell injury is related to shock, injury severity and the subsequent inflammatory response. Methods Prospective observational cohort study in 96 adult trauma patients. Upon arrival at the emergency room (ER) plasma levels of intestinal fatty acid binding protein (i-FABP), a specific marker for damage of differentiated enterocytes, were measured. Factors that potentially influence the development of intestinal cell damage after trauma were determined, including the presence of shock and the extent of abdominal trauma and general injury severity. Furthermore, early plasma levels of i-FABP were related to inflammatory markers interleukin-6 (IL-6), procalcitonin (PCT) and C-reactive protein (CRP). Results Upon arrival at the ER, plasma i-FABP levels were increased compared with healthy volunteers, especially in the presence of shock (P < 0.01). The elevation of i-FABP was related to the extent of abdominal trauma as well as general injury severity (P < 0.05). Circulatory i-FABP concentrations at ER correlated positively with IL-6 and PCT levels at the first day (r2 = 0.19; P < 0.01 and r2 = 0.36; P < 0.001 respectively) and CRP concentrations at the second day after trauma (r2 = 0.25; P < 0.01). Conclusions This study reveals early presence of intestinal epithelial cell damage in trauma patients. The extent of intestinal damage is associated with the presence of shock and injury severity. Early intestinal damage precedes and is related to the subsequent developing inflammatory response.
