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- Development and validation of a paediatric long-bone fracture classification : a prospective multicentre study in 13 European paediatric trauma centres (2011)
- Background: The aim of this study was to develop a child-specific classification system for long bone fractures and to examine its reliability and validity on the basis of a prospective multicentre study. Methods: Using the sequentially developed classification system, three samples of between 30 and 185 paediatric limb fractures from a pool of 2308 fractures documented in two multicenter studies were analysed in a blinded fashion by eight orthopaedic surgeons, on a total of 5 occasions. Intra- and interobserver reliability and accuracy were calculated. Results: The reliability improved with successive simplification of the classification. The final version resulted in an overall interobserver agreement of kappa=0.71 with no significant difference between experienced and less experienced raters. Conclusions: In conclusion, the evaluation of the newly proposed classification system resulted in a reliable and routinely applicable system, for which training in its proper use may further improve the reliability. It can be recommended as a useful tool for clinical practice and offers the option for developing treatment recommendations and outcome predictions in the future.
- Is I-FABP not only a marker for the detection abdominal injury but also of hemorrhagic shock in severely injured trauma patients? (2019)
- Background: Hemorrhagic shock can lead to intestinal damage with subsequent hyperinflammation and multiple organ dysfunction syndrome (MODS). The intestinal fatty acid-binding protein (I-FABP) is solely expressed in the intestine and is released extracellulary after tissue damage. This study evaluates the validity of I-FABP as an early biomarker to detect hemorrhagic shock and abdominal injury. Patients and methods: Severely injured patients with an Injury Severity Score (ISS) ≥ 16 points and an age ≥ 18 years, admitted from January 2010 to December 2016, were included. Overall, 26 patients retrospectively presented with hemorrhagic shock to the emergency room (ER): 8 patients without abdominal injury ("HS noAbd") and 18 patients with abdominal injury ("HS Abd"). Furthermore, 16 severely injured patients without hemorrhagic shock and without abdominal injury ("noHS noAbd") were retrospectively selected as controls. Plasma I-FABP levels were measured at admission to the ER and up to 3 days posttraumatic (d1-d3). Results: Median I-FABP levels were significantly higher in the "HS Abd" group compared with the "HS noAbd" group (28,637.0 pg/ml [IQR = 6372.4-55,550.0] vs. 7292.3 pg/ml [IQR = 1282.5-11,159.5], p < 0.05). Furthermore, I-FABP levels of both hemorrhagic shock groups were significantly higher compared with the "noHS noAbd" group (844.4 pg/ml [IQR = 530.0-1432.9], p < 0.05). The time course of I-FABP levels showed a peak on the day of admission with a subsequent decline in the post-traumatic course. Furthermore, significant correlations between I-FABP levels and clinical parameters of hemorrhagic shock, such as hemoglobin, lactate value, systolic blood pressure (SBP), and shock index, were found.The optimal cut-off level of I-FABP for detection of hemorrhagic shock was 1761.9 pg/ml with a sensitivity of 85% and a specificity of 81%. Conclusion: This study confirmed our previous observation that I-FABP might be used as a suitable early biomarker for the detection of abdominal injuries in general. In addition, I-FABP may also be a useful and a promising parameter in the diagnosis of hemorrhagic shock, because of reflecting low intestinal perfusion.
- 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.
- Regulatory T cells modulate CD4 proliferation after severe trauma via IL-10 (2020)
- Objective: Severely injured patients frequently develop an immunological imbalance following the traumatic insult, which might result in infectious complications evoked by a persisting immunosuppression. Regulatory T cells (Tregs) maintain the immune homeostasis by suppressing proinflammatory responses, however, their functionality after trauma is unclear. Here, we characterized the role of Tregs in regulating the proliferation of CD4+ lymphocytes in traumatized patients (TP). Methods: Peripheral blood was obtained daily from 29 severely injured TP (Injury Severity Score, ISS ≥16) for ten days following admission to the emergency department (ED). Ten healthy volunteers (HV) served as controls. The frequency and activity of Tregs were assessed by flow cytometry. Proliferation of CD4+ cells was analyzed either in presence or absence of Tregs, or after blocking of either IL-10 or IL-10R1. Results: The frequencies of CD4+CD25high and CD4+CD25+CD127− Tregs were significantly decreased immediately upon admission of TP to the ED and during the following 10 post-injury days. Compared with HV CD4+ T cell proliferation in TP increased significantly upon their admission and on the following days. As expected, CD4+CD25+CD127− Tregs reduced the proliferation of CD4+ cells in HV, nevertheless, CD4+ proliferation in TP was increased by Tregs. Neutralization of IL-10 as well as blocking the IL-10R1 increased further CD4+ T cell proliferation in Tregs-depleted cultures, thereby confirming an IL-10-mediated mechanism of IL-10-regulated CD4+ T cell proliferation. Neutralization of IL-10 in TP decreased CD4+ T cell proliferation in Tregs-depleted cultures, whereas blocking of the IL-10R1 receptor had no significant effects. Conclusions: The frequency of Tregs in the CD4+ T lymphocyte population is reduced after trauma; however, their inductiveness is increased. The mechanisms of deregulated influence of Tregs on CD4+ T cell proliferation are mediated via IL-10 but not via the IL-10R1.
- 3d-printing of hierarchically designed and osteoconductive bone tissue engineering scaffolds (2020)
- In Bone Tissue Engineering (BTE), autologous bone-regenerative cells are combined with a scaffold for large bone defect treatment (LBDT). Microporous, polylactic acid (PLA) scaffolds showed good healing results in small animals. However, transfer to large animal models is not easily achieved simply by upscaling the design. Increasing diffusion distances have a negative impact on cell survival and nutrition supply, leading to cell death and ultimately implant failure. Here, a novel scaffold architecture was designed to meet all requirements for an advanced bone substitute. Biofunctional, porous subunits in a load-bearing, compression-resistant frame structure characterize this approach. An open, macro- and microporous internal architecture (100 µm–2 mm pores) optimizes conditions for oxygen and nutrient supply to the implant’s inner areas by diffusion. A prototype was 3D-printed applying Fused Filament Fabrication using PLA. After incubation with Saos-2 (Sarcoma osteogenic) cells for 14 days, cell morphology, cell distribution, cell survival (fluorescence microscopy and LDH-based cytotoxicity assay), metabolic activity (MTT test), and osteogenic gene expression were determined. The adherent cells showed colonization properties, proliferation potential, and osteogenic differentiation. The innovative design, with its porous structure, is a promising matrix for cell settlement and proliferation. The modular design allows easy upscaling and offers a solution for LBDT.
- 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.
