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T-Zellen spielen bei der Immunüberwachung der peripheren Organe wie der Haut eine zentrale Rolle. Sie wandern als naive T-Zellen kontinuierlich in großer Zahl in den Paracortex der peripheren Lymphknoten ein. Die Lymphknoten dienen der Konzentration von antigenem Material, das in der Periphere von professionellen Antigen-präsentierenden Zellen aufgenommen und in die Lymphknoten transportiert wird. Dort treten die Antigen-präsentierenden Zellen in engen, physischen Kontakt mit naiven, Antigen-spezifischen T-Zellen und aktivieren diese. Neben der Aktivierung in diesem definierten anatomischen Kontext kommt es auch zur Aufregulation eines Codes spezifischer Adhäsionsmoleküle, die die Invasion in dasjenige Organ zur Folge hat, aus dem das Antigen drainiert wurde. Dieses organspezifische Rezirkulationsverhalten wird „Homing“ genannt und hat eine optimierte Antigenabwehr zur Folge, da unterschiedliche Antigene typischer Weise mit unterschiedlicher Frequenz in verschiedenen Organen anzutreffen sind. .... Ziel des ersten Teils der Arbeit war es somit, Auslöser der genannten entzündlichen Dermatosen molekular zu charakterisieren. Ausgehend von der klinischen Beobachtung, daß bakterielle Infektionen bzw. Besiedelung mit Gram-positiven Erregern diesen Erkrankungen vorangehen, wollten wir die Bedeutung von bakteriellen Superantigenen näher untersuchen, da diese Substanzen aufgrund ihrer starken, T-Zell stimulierenden Eigenschaften als Kandidatenmoleküle für die Induktion von T-Zell mediierten Dermatosen in Frage kamen. Dazu etablierten wir für die Psoriasis vulgaris ein xenogenes Transplantationsmodell. Bei diesem wurde humane Haut von gesunden Kontrollen oder periläsionale Haut von Patienten mit Psoriasis vulgaris auf immundefiziente SCID-Mäuse transplantiert. Die repetitive Injektion eines bakteriellen Superantigens induzierte ausschließlich bei Psoriatikern, nicht jedoch bei gesunden Kontrollen, einen psoriatischen Phänotyp. Diese Ergebnisse lassen zwei Schlüsse zu: (I) Ein bakterielles Superantigen ist unter bestimmten Voraussetzungen ausreichend, um eine Psoriasis zu induzieren. (II) Ein bestimmtes, evt. genetisch determiniertes Mikromilieu der Haut ist Voraussetzung für die Induktion der Psoriasis durch das Superantigen. ... Im zweiten Teil der Arbeit gingen wir der Frage nach, inwiefern Veränderungen des Hautimmunsystems nachweisbar sind, die auf bakterielle Superantigene zurückzuführen sind. In unseren Untersuchungen setzten wir dabei zwei Schwerpunkte: (I) Das T-Zell Rezeptor (TCR) Vbeta Repertoire, da Superantigene alpha/beta+ T-Zellen in TCR Vbeta spezifischer Weise aktivieren und (II) Adhäsionsmoleküle unter besonderer Berücksichtigung des Haut-spezifischen Adhäsionsmoleküls CLA, da T-Zell Adhäsionsmoleküle aktivierungsabhängig reguliert werden und eine veränderte T-Zell Migration in pathophysiologische Vorgänge involviert ist. Die Untersuchungen des TCR Vbeta Repertoires der Haut erfolgten an der Psoriasis vulgaris als Modell einer T-Zell vermittelten Immundermatose, die – wie oben gezeigt – u.a. durch bakterielle Superantigene induziert werden kann. Im Gegensatz zu Untersuchungen zur „akuten“ Form der Psoriasis, der Psoriasis guttata, bei der Superantigen-mediierte Veränderungen des TCR Vbeta Repertoires der Haut im Vergleich zum Blut nachgewiesen werden konnten, fanden wir und auch andere Arbeitsgruppen bei der chronisch-stationären Form der Psoriasis keine Veränderungen des TCR Vbeta Repertoires der Haut, das für einen Superantigen-mediierten Effekt spricht. Aus diesen und anderen Befunden entwickelten wir ein pathophysiologisches Konzept der Psoriasis, bei dem Superantigene zwar in die Induktion, nicht jedoch in die Aufrechterhaltung des Erkrankungsprozesses involviert sind. ...
Im ersten Kapitel wird dabei die "klassische" Theorie des Fiskalföderalismus diskutiert, die von Problemen des politischen Prozesses weitgehend abstrahiert. Das zweite Kapitel bietet dann einen Überblick der Argumente, die Unzulänglichkeiten des politischen Prozesses als Begründung für Dezentralisierung bzw. Zentralisierung heranziehen. Obwohl die allgemeine Theorie des Fiskalföderalismus einige wichtige Anhaltspunkte für die Zentralisierungsentscheidung beinhaltet, ist es unabdingbar, in Abhängigkeit vom konkreten Politikfeld jeweils eine spezielle Bestandsaufnahme bezüglich der einhergehenden Kosten und Nutzen einer verstärkten Zentralisierung anzustellen. Die vorliegende Studie nimmt sich dabei aus der Fülle der möglichen Politikfelder einige wichtige Teilgebiete heraus. Kapitel 3 diskutiert die möglichen Vorteile einer verstärkten außen- und verteidigungspolitischen Zentralisierung in Europa. Vor dem Hintergrund, dass jedes Land in Europa einen Anreiz hat, sich bei der Durchsetzung gemeinsamer Interessen auf die Partnerländer innerhalb der NATO zu verlassen, lässt eine verstärkte Koordinierung der Europäer auf eine Verringerung des Freifahrerproblems hoffen. Allerdings steht zu befürchten, dass die resultierenden Mehranstrengungen der Europäer zu verminderten Anstrengungen der USA führen. Die Lasten der Verteidigungspolitik könnten sich daher verstärkt von den USA auf Europa verschieben. Je größer Europa durch zusätzliche Beitritte wird, desto eher lohnt es sich allerdings wie Kapitel 3 erläutert eine solche Verschiebung der Lasten in Kauf zu nehmen. Kapitel 4 erörtert die europäischen Finanzausgleichsbeziehungen. In einem ersten Schritt werden die existierenden Finanzbeziehungen innerhalb der EU skizziert. In einem zweiten Schritt werden die Grundlagen und Probleme einer erweiterten regionalen Umverteilung zwischen den Mitgliedstaaten diskutiert. Kapitel 5 argumentiert, dass es in dieser institutionellen Situation nicht verwunderlich ist, wenn die einzelnen Mitgliedsländer eine verstärkte Präferenz für rigide Arbeitsmärkte entwickeln. Weil es rigide Arbeitsmärkte für gebietsfremde Outsider schwerer machen dürften, Zugang zum regionalen Arbeitsmarkt zu erhalten, helfen Arbeitsmarktrigiditäten die Mobilität zu verringern. Umverteilungssysteme zu Gunsten von Geringverdienern, die ansonsten durch die Arbeitskräftemobilität erodieren würden, lassen sich so eher bewahren. Kapitel 6 beschäftigt sich mit der Koordinierung bei der Besteuerung von mobilem Kapital.
Experiments for p-process nucleosynthesis with special focus on the most abundant p nucleus 92Mo
(2014)
This thesis describes experimental investigations and astrophysical network calculations relevant for the nucleosynthesis of the p nuclei. These 35 proton-rich isotopes cannot be produced by neutron-capture reactions which is the general production mechanism for elements heavier than iron in the r and s processes. Therefore, other mechanisms like photo-disintegration reactions on heavy seed nuclei (γ process) or proton-capture reactions are taken into account.
The modelling of these processes relies on a hugh amount of reactions which mostly occur for unstable isotopes. This demands, in combination with the contribution of excited states to the stellar rate, the prediction of the rates by a suited theoretical approach: the Hauser-Feshbach statistical model. To improve the reliability of the predictions, systematic experimental investigations are performed within this work for the nuclear input to the calculations. The study of charged-particle optical model potentials using the activation approach for the investigation of (α,n) and (p,n) reactions is described as well as the investigation of (γ,n) reactions in a broad mass range of 140 ≤ A ≤ 210.
However, there are also key reactions which are of special interest for the nucleosynthesis of individual p nuclei. An impressive example is the puzzle about the production of the most abundant p nucleus 92Mo. Within this work, the results of an experiment using high-resolution in-beam γ-spectroscopy for the study of the 90Zr(p,γ) reaction are summarized. In addition, the efforts to investigate the 91Nb(p,γ) reaction in standard kinematics by the production of target of the unstable isotope 91Nb to be used with the high-intensity proton-beam provided by the accelerator of FRANZ, Frankfurt, are discussed.
Finally, the influence of experimental results in astrophysical network calculations is discussed using post-processing nucleosynthesis methods for the γ process in type II supernovae.
Im 20. Jahrhundert entwickelte sich die Kinderchirurgie aus der Allgemeinchirurgie als eigenständiges Fachgebiet, da zunehmend klar wurde, dass Kinder einer anderen Behandlung bedürfen als Erwachsene und andere Rahmenbedingungen benötigen. Während sich die Erwachsenenchirurgie danach in immer mehr Subdisziplinen aufteilte, ist die Kinderchirurgie ein generalistisches chirurgisches Fach geblieben.
Die vorliegende Arbeit analysiert die Entwicklung der Kinderchirurgie in Deutschland im Hinblick auf medizinische und nicht-medizinische Aspekte und die aktuelle Versorgungssituation, letzteres mit einem Vergleich der Ergebnisqualität ausgewählter angeborener Fehlbildungen im internationalen Vergleich.
Für die Analyse wurden Methoden der Versorgungsforschung angewandt. Die beinhaltete insbesondere die Nutzung von öffentlichen Statistiken und Sekundärdaten, die Statistiken der Deutschen Gesellschaft für Kinderchirurgie sowie die Befragung von ausgewählten Gruppen. Die Analyse bezog sich im Detail auf die Anzahl der Einrichtungen, die akademische und nicht akademische Ausrichtung der Leistungserbringer, die regionale Verteilung, die Personalentwicklung, die Verteilung von Patientinnen und Patienten zwischen den Fachgebieten und innerhalb der Kinderchirurgie und die Netzwerkbildung. Weiterhin wurde die Ergebnisqualität ausgewählter angeborener Fehlbildungen im internationalen Kontext analysiert.
Die Kinderchirurgie ist in Deutschland die Hauptdisziplin für die chirurgische Behandlung von Kindern und Jugendlichen geworden. Sie hat eine weitgehende Flächendeckung erreicht. Die Entwicklung wurde dabei von politischen Entscheidungen beeinflusst, was am Beispiel der Stagnation der Niederlassungen und der Zunahme der kinderchirurgischen Einrichtungen nach Änderung der Perinatal-Versorgung gezeigt werden konnte. Das Spektrum der Kinderchirurgie umfasst die allgemeine Kinderchirurgie, die Neugeborenenchirurgie, Kinderurologie, Kindertraumatologie, Thoraxchirurgie, Teile der Kinderneurochirurgie, plastische Kinderchirurgie, operative Kinderonkologie und die Verbrennungsmedizin. Sie geht damit weit über die Versorgung von angeborenen Fehlbildungen hinaus, wenngleich diese im Zentrum der politischen Diskussionen stehen. Die Arbeitsbedingungen in der Kinderchirurgie haben sich in den letzten Jahren konstant geändert. Die Zahl der Kliniken hat kontinuierlich zugenommen, genauso wie die Zahl der Fachärztinnen und Fachärzte. Der Anteil an Frauen und an Teilzeitbeschäftigten stieg ebenfalls. Die Zahl der ausgeschriebenen Stellen nahm in den Jahren 2021 und 2022 deutlich zu. Die Patientenzahl in den Abteilungen nahm insbesondere seit 2017 ab.
Für die Analyse der Ergebnisqualität wurden die Krankheitsbilder Ösophagusatresie, Dünndarmatresie, Colonatresie, Bauchwanddefekte und Zwerchfellhernien gewählt. Für Kinder mit Ösophagusatresie und Bauchwanddefekten konnte aufgrund der spezifischen Prozeduren die dezentrale Versorgung für Deutschland aufgezeigt werden. Der Vergleich der Ergebnisqualität der Versorgung von angeborenen Fehlbildungen zeigte keine schlechteres Mortalität bei den operierten Kindern mit Ösophagusatresie, den Kindern mit Bauchwanddefekten, Zwerchfellhernie und Darmatresien. Die Verweildauer entsprach bei der Ösophagusatresie, den Bauchwanddefekten und Zwerchfellhernie dem internationalen Vergleich, bei den Darmatresien war sie länger. Weiterhin gab es eine vermehrte Anlage von Stomata bei den Darmatresien.
Die Auswertung der Perinatalzentren Level 1 und 2 ergab eine konstant große Anzahl von Zentren ohne Kinderchirurgie am eigenen Standort. Im Bereich der seltenen Erkrankungen zeigte die Zuordnung der Kliniken zu den verschiedenen Zentren keine durchgehende Systematik. Das Gütesiegel „Ausgezeichnet für Kinder“ hatten 26 kinderchirurgische Kliniken, das Gütesiegel „Das schwerbrandverletzte Kind“ erhielten 16 Zentren für schwerbrandverletzte Kinder, 4 Erwachsenenzentren, die auch Kinder behandelten und 6 spezialisierte Kliniken für brandverletzte Kinder.
Zusammenfassend zeigt die Arbeit die erreichte Flächendeckung der Kinderchirurgie, die teilweise durch politische Entscheidungen geprägt ist. Das Spektrum ist weiterhin generalistisch geblieben, auch wenn nicht jede Abteilung alle Anteile des Spektrums abdeckt. Die Versorgung von angeborenen Fehlbildungen erfolgt grundsätzlich dezentral.
In order to address security and privacy problems in practice, it is very important to have a solid elicitation of requirements, before trying to address the problem. In this thesis, specific challenges of the areas of social engineering, security management and privacy enhancing technologies are analyzed:
Social Engineering: An overview of existing tools usable for social engineering is provided and defenses against social engineering are analyzed. Serious games are proposed as a more pleasant way to raise employees’ awareness and to train them.
Security Management: Specific requirements for small and medium sized energy providers are analyzed and a set of tools to support them in assessing security risks and improving their security is proposed. Larger enterprises are supported by a method to collect security key performance indicators for different subsidiaries and with a risk assessment method for apps on mobile devices. Furthermore, a method to select a secure cloud provider – the currently most popular form of outsourcing – is provided.
Privacy Enhancing Technologies: Relevant factors for the users’ adoption of privacy enhancing technologies are identified and economic incentives and hindrances for companies are discussed. Privacy by design is applied to integrate privacy into the use cases e-commerce and internet of things.
Eingebettete Systeme sind Rechnersysteme, die in einem technischen Umfeld eingebettet sind und dort ihre Arbeit verrichten. Kennzeichen heutiger und zukünftiger eingebetteter Systeme sind, dass sie in einer immer größeren Anzahl in der Industrie, im Haushalt und in Büros, in Eisenbahnen und Flugzeugen und in vielen weiteren Umgebungen auftreten. Sie sind oftmals stark vernetzt und müssen hochverlässlich sein, um Unfälle zu vermeiden und so Anwender und Nutzer vor Schaden zu bewahren. Die Beherrschung dieser eingebetteten Systeme ist meist hochkomplex, da durch die Vernetzung eine Vielzahl von Komponenten zusammenarbeiten. Für den Anwender ist es daher schwer, den Überblick zu behalten. Im Hinblick auf die Verlässlichkeit ist es wichtig, Reaktionen auf Fehler und unvorhergesehene Situationen in diesen Systemen innerhalb definierter Zeitschranken zu liefern, um Schaden zu vermeiden.
Selbstorganisation wird heutzutage als probates Mittel angesehen, um die Herausforderungen, die sich mit der Inbetriebnahme, Nutzung und Instandhaltung von komplexen eingebetteten Systemen ergeben, zu meistern. Der Beitrag dieser Arbeit ist eine Untersuchung selbstorganisierender eingebetteter Systeme:
Im ersten Teil wird ein Überblick über den aktuellen Stand der Forschung bei eingebetteten Systemen sowie über den Bereich der Selbstorganisation für eingebettete Systeme gegeben. Dabei wird die Idee des Organic Computings beschrieben, welches sich mit Selbstorganisationsprinzipien in IT-Systemen beschäftigt, und es werden aktuelle Forschungstrends dazu beschrieben.
Im zweiten Teil der Arbeit werden eigene Arbeiten im Feld von selbstorganisierenden eingebetteten Systemen vorgestellt. Sie behandeln verschiedene Aspekte eines künstlichen Hormonsystems (KHS), welches zur selbstorganisierten Verteilung von Tasks auf einer Menge von vernetzten Prozessoren genutzt werden kann. Dabei werden einerseits grundlegende Definitionen des Organic Computings im Bezug auf das KHS untersucht und bewertet. Andererseits werden neue Lerntechniken für das KHS untersucht, die sich am maschinellen Lernen orientieren. Außerdem wird ein mehrstufiges KHS entwickelt und evaluiert, um die Vergabe einer sehr großen Anzahl von Tasks (≥ 1000) auf einer sehr großen Anzahl von Prozessoren (≥ 10000) zu ermöglichen.
Aerosolteilchen agieren als Kondensationskeime für Wolkentröpfchen (engl. Cloud Condensation Nuclei, CCN) oder Eiskristalle und sind deswegen für die Wolken- und Niederschlagsbildung entscheidend. Sowohl die Aerosolpartikel als auch die Wolken können Sonnenlicht effizient streuen, wodurch ein kühlender Effekt auf das Klima ausgeübt wird. Einige der Teilchen, wie z. B. aufgewirbelter Staub oder Seesalz, werden direkt in die Atmosphäre injiziert; der größte Anteil der Teilchen und etwa die Hälfte der CCN werden allerdings durch die Kondensation gasförmiger Substanzen gebildet. Dieser Prozess wird als Nukleation oder Partikelneubildung (engl. New Particle Formation, NPF) bezeichnet. Trotz intensiver Forschung ist die NPF noch nicht vollständig verstanden, was an der Komplexität der chemischen Abläufe in der Atmosphäre und an der Schwierigkeit liegt, die relevanten Substanzen bei extrem geringen Mischungsverhältnissen (etwa ein Molekül oder Cluster per 1012 bis 1015 Moleküle) zu identifizieren und zu quantifizieren. Neben der Frage nach den bei der Nukleation beteiligten Substanzen ist außerdem noch unklar, ob Ionen-induzierte Nukleation ein wichtiger Prozess für das Klima ist. Das CLOUD-Projekt (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets) am CERN soll diesen Fragen nachgehen, indem dort die Partikelbildung in einem Kammer-Experiment unter extrem gut kontrollierten Bedingungen simuliert wird. Die chemischen Systeme, die in dieser Schrift diskutiert werden, umfassen das binäre (H2SO4-H2O), das ternäre Ammoniak (H2SO4-H2O-NH3) und das ternäre Dimethylamin (H2SO4-H2O-(CH3)2NH)-System.
Einige der wesentlichen Ergebnisse von Experimenten an der CLOUD-Kammer werden diskutiert. Diese zeigen, dass das binäre und das ternäre Ammoniak System die atmosphärische Nukleation bei niedrigen Temperaturen erklären können, wohingegen das ternäre Dimethylamin System prinzipiell in der Lage ist, die hohen bodennahen Nukleationsraten bei atmosphärisch relevanten Schwefelsäure-Konzentrationen zu beschreiben. Des Weiteren werden zwei für Nukleationsstudien wesentliche Messmethoden vorgestellt. Das Chemical Ionization Mass Spectrometer (CIMS) wird zur Messung von gasförmiger Schwefelsäure verwendet, da H2SO4 vermutlich die wichtigste Substanz bei der atmosphärischen Nukleation ist. Das Chemical Ionization-Atmospheric Pressure interface-Time Of Flight (CI-APi-TOF) Massenspektrometer misst Schwefelsäure und neutrale Cluster. Beide Geräte wurden für den Einsatz bei CLOUD optimiert und instrumentelle Entwicklungen wurden in Bezug auf die Ionenquelle vorgenommen, die eine Korona-Entladung verwendet. Außerdem wurden eine Kalibrationseinheit zur Bereitstellung definierter Schwefelsäure-Konzentrationen entwickelt und das CI-APi-TOF aufgebaut. In Bezug auf das ternäre Dimethylamin System werden Nukleationsraten und die ersten Messungen von gro en nukleierenden neutralen Clustern präsentiert. Monomer- und Dimer-Konzentrationen der Schwefelsäure, die mit dem CIMS bei tiefen Temperaturen gemessen wurden, dienten der Ableitung der thermodynamischen Eigenschaften bei der Dimer-Bildung im binären und ternären Ammoniak System. Um möglichst exakte Nukleationsraten zu bestimmen, wurde eine neue Methode entwickelt, die es erlaubt, den Effekt der Selbst-Koagulation bei der Nukleation miteinzubeziehen.
Die zusammengefassten Studien tragen signifikant zum Verständnis der Partikelneubildung bei.