Medizin
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Electric stimulation of the auditory nerve via cochlear implants has made the treatment of sensory deafness possible. Advanced signal processing and stimulation paradigms have led to continuously improved results in speech understanding. Consequently, indication criteria have been extended to patients with profound and severe-to-profound hearing loss and limited speech understanding with conventional acoustic amplification.
Outside this group, a considerable number of patients presents with rather wellpreserved, low frequency hearing of 30-60 dB up to 1 kHz, but severe loss in the mid to high frequency range of more than 60-70 dB. Monosyllabic word scores in these patients do not generally exceed 35%, due to missing consonant information. But, even increasing the audibility of these high frequencies by acoustic amplification still has very limited efficiency for discriminating speech, and therefore, these patients obtain only minor benefit from conventional hearing aids. On the other hand, standard cochlear implantation would carry a high risk of causing complete hearing loss. This situation has led to considering a combination of both modes of stimulation for these patients who are on the borderline between hearing aids and cochlear implant.
In our present model, the surviving low frequency region of the cochlea could still be stimulated acoustically-combined with additional electrical stimulation of the impaired mid and high frequency region of the cochlea.
Several questions still have to be answered with regard to combined electric and acoustic stimulation (EAS). The possible interaction of electric and acoustic stimuli on the different levels off the auditory system is a major issue. Animal experiments clearly demonstrate that tuning properties of auditory neurons, in response to acute acoustic stimulation, are essentially preserved in the presence of electric stimulation even at high levels of electric stimulation, and that chronic electric stimulation of tie intact inner ear does not have a significant effect on the compound action potentials (CAP) thresholds or inner ear function.
In a previous report, we were able to show that this combined F.A.S of the auditory system is possible in humans, and that it has a synergistic effect on speech understanding. Further major issues regard the surgical feasibility and reproducibility of cochlear implantation with the preservation of residual hearing.
Encouraged by our findings, a clinical study was initiated on the application of EAS. So far, seven adults have been included in this study. In addition, one child has been implanted outside the study.
Quantitative analysis of the cardiac fibroblast transcriptome implications for NO/cGMP signaling
(2004)
Cardiac fibroblasts regulate tissue repair and remodeling in the heart. To quantify transcript levels in these cells we performed a comprehensive gene expression study using serial analysis of gene expression (SAGE). Among 110,169 sequenced tags we could identify 30,507 unique transcripts. A comparison of SAGE data from cardiac fibroblasts with data derived from total mouse heart revealed a number of fibroblast-specific genes. Cardiac fibroblasts expressed a specific collection of collagens, matrix proteins and metalloproteinases, growth factors, and components of signaling pathways. The NO/cGMP signaling pathway was represented by the mRNAs for α1 and β1 subunits of guanylyl cyclase, cGMP-dependent protein kinase type I (cGK I), and, interestingly, the G-kinase-anchoring protein GKAP42. The expression of cGK I was verified by RT-PCR and Western blot. To establish a functional role for cGK I in cardiac fibroblasts we studied its effect on cell proliferation. Selective activation of cGK I with a cGMP analog inhibited the proliferation of serum-stimulated cardiac fibroblasts, which express cGK I, but not higher passage fibroblasts, which contain no detectable cGK I. Currently, our data suggest that cGK I mediates the inhibitory effects of the NO/cGMP pathway on cardiac fibroblast growth. Furthermore the SAGE library of transcripts expressed in cardiac fibroblasts provides a basis for future investigations into the pathological regulatory mechanisms underlying cardiac fibrosis.
Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a major global health problem and is predicted to become the third most common cause of death by 2020. Apart from the important preventive steps of smoking cessation, there are no other specific treatments for COPD that are as effective in reversing the condition, and therefore there is a need to understand the pathophysiological mechanisms that could lead to new therapeutic strategies. The development of experimental models will help to dissect these mechanisms at the cellular and molecular level. COPD is a disease characterized by progressive airflow obstruction of the peripheral airways, associated with lung inflammation, emphysema and mucus hypersecretion. Different approaches to mimic COPD have been developed but are limited in comparison to models of allergic asthma. COPD models usually do not mimic the major features of human COPD and are commonly based on the induction of COPD-like lesions in the lungs and airways using noxious inhalants such as tobacco smoke, nitrogen dioxide, or sulfur dioxide. Depending on the duration and intensity of exposure, these noxious stimuli induce signs of chronic inflammation and airway remodelling. Emphysema can be achieved by combining such exposure with instillation of tissue-degrading enzymes. Other approaches are based on genetically-targeted mice which develop COPD-like lesions with emphysema, and such mice provide deep insights into pathophysiological mechanisms. Future approaches should aim to mimic irreversible airflow obstruction, associated with cough and sputum production, with the possibility of inducing exacerbations.
Die autologe Transplantation von hämatopoetischen Stammzellen im Rahmen einer Hochdosis-Chemotherapie hat sich inzwischen bei der Behandlung von Tumoren im Kindesalter etabliert. Dabei blieb der optimale Zeitpunkt der Apherese von der CD34+ hämatopoetischen Stammzellen im peripheren Blut der Kinder, bezogen auf die Stunden am Tag der geplanten Stammzellsammlung, bisher unbeleuchtet. Insbesondere für pädiatrische Patienten liegen keine Untersuchungen zur dieser Problematik vor, deren Lösung jedoch den Erfolg einer Stammzellapherese verbessern könnte. Zielsetzung dieser Arbeit war es, die Mobilisierung der CD34+ Stammzellen im peripheren Blut unter dem Einfluß von G-CSF(Granulocyte-Colony Stimulating Factor) in Form eines klinischen Monitoring darzustellen. Dies erfolgte mit Hilfe der durchflusszytometrischen Messung CD45+/CD34+ Zellen aus dem peripheren Blut der Patienten nach G-CSF-Stimulation mit regelmäßigen Blutentnahmen über einen Zeitraum von 12 Stunden. Untersucht wurden 14 Patienten der Klinik III der Universitäts-Kinderklinik Frankfurt mit unterschiedlichen malignen Erkrankungen (8x Neuroblastom, 2x Osteosarkom, NHL, PNET, Ewing-Sarkom, RMS). Dabei wurden im Abstand von 0,2,4,5,6,7,8,10 und 12 Stunden nach einer subcutanen G-CSF-Gabe (Dosis 4,8 bis 10,2 mikrog/kg/d) EDTA-Blutproben über einen zentralen Venenkatheder entnommen, und daraus ein automatisches Blutbild sowie eine durchflusszytometrische Bestimmung der Konzentration an CD34/45 positiven Zellen durchgeführt. Mit Hilfe dieser Bestimmung konnte nachgewiesen werden, dass die CD34/45 positiven Zellen über die 12 Stunden des Beobachtungszeitraumes individuell unterschiedliche Verläufen bieten. Zudem konnten alle Patienten zwei unterschiedlichen Initialkinetiken - den Mobilisierungstypen I und II - zugeordnet werden, welche sich durch einen initialen Anstieg bzw. einen initialen Abfall der CD34+ Zellkonzentration unterscheiden. Der optimale Zeitpunkt der Apherese – repräsentiert durch ein CD34+ Zellkonzentrationsmaximum im peripheren Blut - konnte für das untersuchte Patientenkollektiv mit ca. 8 Stunden nach G-CSF Bolus beschrieben werden. Dabei konnte weder der Verlauf der Gesamtleukozyten noch andere hämatologische Parameter aufgrund eines signifikant ähnlichen Verlaufes als Indikator für den Verlauf der CD34+ Zellmobilisierung genutzt werden. Signifikanten Hinweise auf Zusammenhänge zwischen dem Verlauf der C34+ Zellmobilisierung und den Grunderkrankungen, dem Alter, dem Geschlecht oder der Mobilisierungsart gab es nicht. Es stelle sich jedoch Eine Tendenz zur Mobilisierung vom Typ I bei Kindern unter 3 Jahren dar. Eine Optimierung der Stammzellapherese kann durch zusätzliche CD34+ Zellkonzentrationsbestimmungen erwartet werden, die Aufschluss über den Mobilisierungstyp geben uns somit helfen, den optimalen Sammelzeitpunkt zu bestimmen. Messungen zum Zeitpunkt 0,2 und 8 Stunden nach G-CSF-Bolus erscheinen als besonders aufschlussreich. Durch Beachtung der Maximal- und Minimalkonzentrationen der individuellen Verläufe können Apheresen zu optimalen Zeitpunkten durchgeführt werden, was zu einer Verbesserung der Aphereseausbeute und damit zu einer Senkung der Belastungen und Risiken für den Patienten führen. Die hier untersuchte, sehr inhomogene und zahlenmäßig kleine Patientengruppe hat jedoch auch gezeigt, dass größere Studien mit mehr Patienten notwendig sind, um statistisch signifikante Aussagen treffen zu können.
In der vorliegenden Langzeitstudie wurden kleinvolumige Ankylos-Implantate mit progressiver Gewindegeometrie hinsichtlich ihrer Langzeitstabilität bei zahnlosen und teilbezahnten Patienten und solchen mit Einzelzahnersatz überprüft. Bei insgesamt 662 Patienten (264 Männer (37%) und 398 Frauen (63%)) im Alter von 54,37 ± 25,54 Jahren wurden 1458 schmale Ankylos-Implantate mit einem Durchmesser von 3.5 mm (A) und Länge von 8 bis 11 mm im Unterkiefer (49%) und Oberkiefer (51 %) eingesetzt. Nach einer Einheilphase von 3 - 6 Monaten wurden die integrierten Implantate mit 357 Einzelkronen (24,5%), mit 213 (14,6%) abnehmbaren und 888 (60,9%) festsitzenden Rekonstruktionen versorgt. Danach wurden die Implantate bei einer mittleren Belastungsdauer von 5 Jahren jährlich nachdokumentiert. Hier wurden die Daten zum Zeitpunkt der Eingliederung der prothetischen Versorgung (T0) und zum Zeitpunkt der letzten Nachuntersuchung nach 5 Jahren (T1) miteinander verglichen, um die Progredienz aller beobachteten Veränderungen abzuschätzen. Außerdem wurde die kumulative Erfolgsrate für Implantat-Untergruppen unterteilt nach Implantatlänge und Art der prothetischen Versorgung (unverblockt und primär oder sekundär verblockt) bestimmt. Die ossäre Integ'ration der Implantate wurde mit Hilfe von klinischen und radiologischen Parametern beurteilt. Bei den meisten Einzelimplantaten war während der Belastungsphase kein oder nur minimaler horizontaler (91,6%) und vertikaler Knochenabbau (88,24%) festzustellen. Die meisten verblockten Implantate zeigten auch keinen oder nur geringen horizontalen (83,74%) und vertikalen Knochenabbau (86,55%). Daraus kann man folgern, dass keines der hier untersuchten Implantate durch die verwendete prothetische Suprakonstruktion überbelastet war. Die Befunde des Periotests sprechen für eine günstigere Langzeitprognose der Implantate im Unterkiefer gegenüber denjenigen im Oberkiefer. Die Meßwerte der Sondierungstiefen lagen für alle untersuchten Implantate im Norrnbereich. Ebenso waren während der Belastungsphase keine auffaIligen Befunde zum modifizierten Plaqueindex und Blutungsindex festzustellen. Aufgrund von Kontrolluntersuchungen waren 85% der Einzelimplantate und 76% der verblockten Implantate in der Belastungsphase von einer keratinisierten Mukosa umgeben. Ebenso war der Großteil der Implantate (61 % der Einzelimplantate und 68% der verblockten Implantate) von einer Gingiva propria zwischen 1 - 4 mm umgeben. 24 (1,64%) von 1458 insertierten Implantaten gingen verloren (davon 9 Einzelimplantate (2 Implantate A9,5 und 7 Implantate A11) und 15 primär verblockte Implantate (A11)). Ungefahr die Hälfte der Verluste ereignete sich während der Einheilphase, der Rest im ersten bis vierten Jahr nach funktioneller Belastung. Unabhängig von der Implantatlänge und der prothetischen Versorgung ist die kumulative Fünfjahres-Erfolgsrate aller Implantate mit 98,4% als sehr hoch einzustufen.