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Die hier durchgeführten Untersuchungen an Staphylococcus aureus ATCC 6538 unter Verwendung von Silbernitrat als Desinfektionsmittel auf Standard-CSA sowie Agar-Agar mit Kalliumtelluritzusatz hatten das Ziel, den Einfluss von Silbernitrat-Ionen auf den Keim zu untersuchen. Hier galt es nicht nur die Schädigung von Silbernitrat-Ionen auf Staphylokokken zu untersuchen, sondern zusätzlich zu prüfen, ob eine Reduzierung der Pathogenität der Keime nach vorheriger Desinfektion stattfindet. Die Empfindlichkeit der geschädigten Bakterien gegenüber Tellurit, wie in diesen Untersuchungen verwendet, löste das früher verwendete Mäusepathogenitätsmodell ab. Die Ergebnisse zeigten deutlich, dass die Keimzahl zum einen durch eine erhöhte Konzentration des Silbernitrats, zum anderen durch eine verlängerte Einwirkzeit reduziert wurde. Weiterhin ist ersichtlich, dass eine Minderung der Pathogenität nach Desinfektion eintrat. Der mit Tellurit versetzte CSA-Agar hemmte das Wachstum stärker als bei den Platten ohne Zusatz. Dies zeigt eine erhöhte Empfindlichkeit der Keime gegenüber Tellurit. Eine weitere Virulenzminderung trat mit zunehmender Telluritkonzentration auf. Dies lässt die Schlussfolgerung zu, dass Kalliumtellurit eine Wachstumshemmung auf das Bakterium Staphylococcus aureus bewirkt. Da sich in den Kontrollansätzen ohne Desinfektionsmittel die Keimzahl ebenfalls mit zunehmender Telluritkonzentration reduzierte, bestätigt dies, dass die Eignung von Hemmstoffen - im vorliegendem Fall Kalliumtellurit - nur in einem engen Konzentrationsbereich für die Erfassung geschädigter Keime geeignet ist.
Hypersecretion and chronic phlegm are major symptoms of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) but animal models of COPD with a defined functional hypersecretion have not been established so far. To identify an animal model of combined morphological signs of airway inflammation and functional hypersecretion, rats were continuously exposed to different levels of sulfur dioxide (SO2, 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 40 ppm, 80 ppm) for 3 (short-term) or 20–25 (long-term) days. Histology revealed a dose-dependent increase in edema formation and inflammatory cell infiltration in short-term-exposed animals. The submucosal edema was replaced by fibrosis after long-term-exposure. The basal secretory activity was only significantly increased in the 20 ppm group. Also, stimulated secretion was significantly increased only after exposure to 20 ppm. BrdU-assays and AgNOR-analysis demonstrated cellular metaplasia and glandular hypertrophy rather than hyperplasia as the underlying morphological correlate of the hypersecretion.
In summary, SO2-exposure can lead to characteristic airway remodeling and changes in mucus secretion in rats. As only long-term exposure to 20 ppm leads to a combination of hypersecretion and airway inflammation, only this mode of exposure should be used to mimic human COPD. Concentrations less or higher than 20 ppm or short term exposure do not induce the respiratory symptom of hypersecretion. The present model may be used to characterize the effects of new compounds on mucus secretion in the background of experimental COPD.
Dieser Artikel beschreibt die Inverted-Classroom-Methode(ICM) im Sinne einer Einführung in die Thematik und soll als Praxisleitleitfaden für diejenigen dienen, die diese Methode in der medizinischen Aus-, Fort- und Weiterbildung einsetzen möchten. Es handelt sich bei der ICM um einen Blended-Learning-Methode, bei dem eine Selbstlernphase (individuelle Phase) vor die Präsenzunterrichtsphase gesetzt wird. In der Online-Phase wird Faktenwissen vermittelt, das als Grundlage für die Präsenzphase dient. Die Präsenzphase soll anschließend dafür genutzt werden, das erlernte Wissen zu vertiefen und anzuwenden. Dem gegenüber stehen die traditionellen Kurskonzepte, in denen das Faktenwissen beispielsweise in Vorlesungen oder in anderen Präsenzunterricht-Formaten vermittelt wird und die Vertiefung dieses Wissens durch die Studierenden im Anschluss daran im Selbststudium stattfinden soll. Das Ziel der ICM ist die Verschiebung des passiven Lernens hin zum aktivierenden Lernen, um das Lernen auf kognitiv anspruchvollen Ebenen wie Analyse, Synthese und Evaluation zu unterstützen. Dabei haben die gestiegene Produktion und Nutzung von Screencasts und Lernvideos, die „Bewegung“ der „Open Educational Resources“ und die verbreitete Nutzung von „Massive Open Online Courses“ (MOOCs) zu einer gestiegenen Verbreitung der Inverted-Classroom-Methode beigetragen. Der Artikel soll als Einführung in die Thematik dienen und dabei eine kurze Übersicht über wichtige Projekte und Forschungsergebnisse in der medizinischen Ausbildung und in weiteren Gesundheitsberufen geben. Außerdem werden die Vor- und Nachteile der Methode und ihr potentieller Nutzen für die zukünftige medizinische Aus- und Weiterbildung dargestellt.
Der Anspruch in der Implantatprothetik, ein hohes Maß an Qualität bei der Funktionalität und Ästhetik zu erreichen, hat zur Entwicklung verschiedener Implantatsysteme geführt. Deren Komponenten sollten nicht nur belastbar, sondern zugleich möglichst gewebeverträglich sein. Große Bedeutung kommt hier dem Bindeglied zwischen enossalem Implantat und der implantatgetragenen Krone, dem Abutment, zu. Dieses macht zumeist lediglich ein kleines Segment des transmukosalen Übergangs aus, zeigt sich jedoch für multiple Risikofaktoren, die den Langzeiterfolg der Implantatversorgung bedingen, verantwortlich.
Zirkonoxidabutments bestechen durch ihre Ästhetik und sehr gute Gewebeverträglichkeit. Titanabutments sind solchen aus Zirkonoxid mechanisch vor allem durch ihr charakteristisches Verhalten im Bereich der IAV überlegen. Um deren Vorteile zu vereinen, werden Standardabutments aus Titan mit einer individualisierten Zirkonoxidsuprakonstruktion adhäsiv zu einer funktionellen Einheit verbunden. Zur Verklebung dieser Hybridabutments eignen sich moderne Befestigungskomposite. Die Belastbarkeit dieser Verbindung kann durch verschiedene In-vitro-Untersuchungen bestätigt werden. Die Verbundfestigkeit kann durch Parameter wie den Zementspalt oder die Höhe des Titanabutments divergieren. Der Prozess der Verklebung muss einen hydrolysestabilen adhäsiven Verbund im feuchten Milieu der Mundhöhle gewährleisten, ohne die physikalischen Eigenschaften der eingesetzten Komponenten zu verändern.
Die Vermeidung bakterieller Kontamination der Hybridabutments erfolgt durch die Sterilisation im Autoklav. Da die Hybridabutments der semikritischen Risikogruppe der MP zugeordnet werden konnten, wurden diese häufig vor dem klinischen Einsatz jedoch nicht sterilisiert. Die Anwendung eines Sterilisationsverfahrens begünstigt sowohl den Zustand des periimplantären Weichgewebes, als auch die Stabilität der IAV bei Hybridabutments, geht allerdings mit einer thermischen Belastung einher. Verfahren zum Lösen von Klebeverbindungen nutzen die Eigenschaft von Klebstoffen, bei kritischem Wärmeeintrag mit einer Schädigung der Polymermatrix zu reagieren. Daher wurde die Hypothese formuliert, dass die Sterilisation im Autoklav den adhäsiven Verbund schwächen und zu niedrigeren Haftwerten führen könnte.
Zur Beurteilung eines möglichen Einflusses der Sterilisation auf die mechanische Widerstandsfähigkeit der verklebten Hybridabutments wurden mehrere Befestigungskomposite in die Untersuchung miteinbezogen. Es wurden 80 Titanbasen angefertigt und adhäsiv mit Zirkonoxidsuprakonstruktionen befestigt. Bei den fünf Befestigungskompositen handelte es sich um den DTK Kleber (Bredent), G-CEM LinkAce (GC Germany), RelyX Unicem2 (3M Espe AG), Multilink Hybridabutment (Ivoclar Vivadent GmbH) und Panavia F2.0 (Kuraray Medical). Von den fünf Gruppen mit je 16 Prüfkörpern durchlief jeweils die Hälfte eine Sterilisation im Autoklav während die Kontrollgruppe bei Raumtemperatur gelagert wurde. Abschließend wurden die Prüfkörper mit einer Universalprüfmaschine in uniaxialer Richtung bis zum Versagen der Verbindung belastet. Die dabei auftretende Abzugskraft wurde aufgezeichnet und die jeweiligen Werte miteinander verglichen.
Bei der Auswertung lagen statistisch signifikante Unterschiede der Haftwerte zwischen einer Test- und Kontrollgruppe, sowie unter den Befestigungskompositen selbst vor. Die Ergebnisse zeigen eine große Varianz, entkräften aber die formulierte Hypothese, dass eine abschließende Sterilisation im Autoklav zu einer Reduktion der Haftkraft innerhalb der Hybridabutments führen könnte. Die Ergebnisse können im Gegenteil dahingehend interpretiert werden, dass die Widerstandsfähigkeit durch die Sterilisation sogar verstärkt wird. Dies stellt vor dem Hintergrund, dass die Sterilisation neben der Beseitigung einer bakteriellen Kontamination auch Debris reduziert und somit die Passung der Komponenten erhöht, eindeutige Vorteile gegenüber weniger effektiven Aufbereitungsmethoden dar. Die positiven Effekte der Sterilisation auf den Knochenerhalt und das periimplantäre Gewebe überwiegen die potentiellen Nachteile nach derzeitigem Kenntnisstand bei weitem.
Da in der vorliegenden Versuchsreihe jedoch nur die Abzugskräfte in axialer Richtung verglichen wurden und keine künstliche Alterung simuliert wurde, bedarf es weiterer Untersuchungen um die mechanische Belastbarkeit in vivo zu verifizieren.
In light of increasing division of labour in healthcare, the training and acquisition of both profession-specific and interprofessional competencies have been attributed growing significance, creating the need to test and establish specific teaching formats. Despite ever more complex and interconnected healthcare systems, an increase in patients’ active self-responsibility and innumerable pedagogical and technological innovations, educational systems have not reacted adequately to these new demands. Many authors, not lease the German Council of Science and Humanities, have therefore urged a rethinking of traditional medical education. Student-centred learning activities, such as problem-based and research-based learning, are becoming increasingly significant in view of the numbers of students achieving unsatisfactory levels of competence in critical thinking, communication and writing abilities and complex clinical decision making, for example. The Council of Science and Humanities arrived at a positive evaluation of the various model and reformed courses of study attempting to effectuate a comprehensive reorganisation of medical studies in content and structure as well as methods and didactics. The persistent pervasiveness of instructor-centred learning formats is not only to be found in medical education but in all of the health professions. Although alternative teaching and instruction formats have already been designed and their effectiveness deemed positive in empirical evaluation, the lecture remains the most practised means of transmitting knowledge. In its essence, however, learning is not a question of transmitting information but, moreover, a question of processing information. In traditional instruction units, referred to as “chalk and talk classes” by Becker and Watts, the teaching party presents material in the form of a lecture. As appropriate, questions may be permitted or short processing periods for the students may be integrated into the lecture. The knowledge-assimilating and most essential analysis of the lecture’s contents takes place in the subsequent self-instruction phase, in which the student works alone on concrete tasks. It is during the transfer of knowledge conveyed in the lectures, however, that most questions arise. Of further disadvantage in the traditional lecture is the low level of motivation among students to attend lectures as well as their often heterogeneous knowledge. The Inverted Classroom Model seems to be an eligible instrument for greater facilitation of student-centred and interprofessional learning.
Background: Although anterior cruciate ligament (ACL) tear-prevention programs may be effective in the (secondary) prevention of a subsequent ACL injury, little is known, yet, on their effectiveness and feasibility. This study assesses the effects and implementation capacity of a secondary preventive motor-control training (the Stop-X program) after ACL reconstruction.
Methods and design: A multicenter, single-blind, randomized controlled, prospective, superiority, two-arm design is adopted. Subsequent patients (18–35 years) with primary arthroscopic unilateral ACL reconstruction with autologous hamstring graft are enrolled. Postoperative guideline rehabilitation plus Classic follow-up treatment and guideline rehabilitation plus the Stop-X intervention will be compared. The onset of the Stop-X program as part of the postoperative follow-up treatment is individualized and function based. The participants must be released for the training components. The endpoint is the unrestricted return to sport (RTS) decision. Before (where applicable) reconstruction and after the clearance for the intervention (aimed at 4–8 months post surgery) until the unrestricted RTS decision (but at least until 12 months post surgery), all outcomes will be assessed once a month. Each participant is consequently measured at least five times to a maximum of 12 times. Twelve, 18 and 24 months after the surgery, follow-up-measurements and recurrence monitoring will follow. The primary outcome assessement (normalized knee-separation distance at the Drop Jump Screening Test (DJST)) is followed by the functional secondary outcomes assessements. The latter consist of quality assessments during simple (combined) balance side, balance front and single-leg hops for distance. All hop/jump tests are self-administered and filmed from the frontal view (3-m distance). All videos are transferred using safe big content transfer and subsequently (and blinded) expertly video-rated. Secondary outcomes are questionnaires on patient-reported knee function, kinesiophobia, RTS after ACL injury and training/therapy volume (frequency – intensity – type and time). All questionnaires are completed online using the participants’ pseudonym only.
Group allocation is executed randomly. The training intervention (Stop-X arm) consists of self-administered home-based exercises. The exercises are step-wise graduated and follow wound healing and functional restoration criteria. The training frequency for both arms is scheduled to be three times per week, each time for a 30 min duration. The program follows current (secondary) prevention guidelines.
Repeated measurements gain-score analyses using analyses of (co-)variance are performed for all outcomes.
Trial registration: German Clinical Trials Register, identification number DRKS00015313. Registered on 1 October 2018.
The family of phytochrome photoreceptors contains proteins with different domain architectures and spectral properties. Knotless phytochromes are one of the three main subgroups classified by their distinct lack of the PAS domain in their photosensory core module, which is in contrast to the canonical PAS-GAF-PHY array. Despite intensive research on the ultrafast photodynamics of phytochromes, little is known about the primary kinetics in knotless phytochromes. Here, we present the ultrafast Pr ⇆ Pfr photodynamics of SynCph2, the best-known knotless phytochrome. Our results show that the excited state lifetime of Pr* (~200 ps) is similar to bacteriophytochromes, but much longer than in most canonical phytochromes. We assign the slow Pr* kinetics to relaxation processes of the chromophore-binding pocket that controls the bilin chromophore’s isomerization step. The Pfr photoconversion dynamics starts with a faster excited state relaxation than in canonical phytochromes, but, despite the differences in the respective domain architectures, proceeds via similar ground state intermediate steps up to Meta-F. Based on our observations, we propose that the kinetic features and overall dynamics of the ultrafast photoreaction are determined to a great extent by the geometrical context (i.e., available space and flexibility) within the binding pocket, while the general reaction steps following the photoexcitation are most likely conserved among the red/far-red phytochromes.
Phytochrome photoreceptors operate via photoisomerization of a bound bilin chromophore. Their typical architecture consists of GAF, PAS and PHY domains. Knotless phytochromes lack the PAS domain, while retaining photoconversion abilities, with some being able to photoconvert with just the GAF domain. Therefore, we investigated the ultrafast photoisomerization of the Pr state of a knotless phytochrome to reveal the effect of the PHY domain and its “tongue” region on the transduction of the light signal. We show that the PHY domain does not affect the initial conformational dynamics of the chromophore. However, it significantly accelerates the consecutively induced reorganizational dynamics of the protein, necessary for the progression of the photoisomerization. Consequently, the PHY domain keeps the bilin and its binding pocket in a more reactive conformation, which decreases the extent of protein reorganization required for the chromophore isomerization. Thereby, less energy is lost along nonproductive reaction pathways, resulting in increased efficiency.
The locus coeruleus (LC) contains the majority of central noradrenergic neurons sending wide projections throughout the entire CNS. The LC is considered to be essential for multiple key brain functions including arousal, attention and adaptive stress responses as well as higher cognitive functions and memory. Electrophysiological studies of LC neurons have identified several characteristic functional features such as low-frequency pacemaker activity with broad action potentials, transient high-frequency burst discharges in response to salient stimuli and an apparently homogeneous inhibition of firing by activation of somatodendritic α2 autoreceptors (α2AR). While stress-mediated plasticity of the α2AR response has been described, it is currently unclear whether different LC neurons projecting to distinct axonal targets display differences in α2AR function. Using fluorescent beads-mediated retrograde tracing in adult C57Bl6/N mice, we compared the anatomical distributions and functional in vitro properties of identified LC neurons projecting either to medial prefrontal cortex, hippocampus or cerebellum. The functional in vitro analysis of LC neurons confirmed their mostly uniform functional properties regarding action potential generation and pacemaker firing. However, we identified significant differences in tonic and evoked α2AR-mediated responses. While hippocampal-projecting LC neurons were partially inhibited by endogenous levels of norepinephrine and almost completely silenced by application of saturating concentrations of the α2 agonist clonidine, prefrontal-projecting LC neurons were not affected by endogenous levels of norepinephrine and only partially inhibited by saturating concentrations of clonidine. Thus, we identified a limited α2AR control of electrical activity for prefrontal-projecting LC neurons indicative of functional heterogeneity in the LC-noradrenergic system.
The possible role of a first order QCD phase transition at nonvanishing quark chemical potential and temperature for cold neutron stars and for supernovae is delineated. For cold neutron stars, we use the NJL model with nonvanishing color superconducting pairing gaps, which describes the phase transition to the 2SC and the CFL quark matter phases at high baryon densities. We demonstrate that these two phase transitions can both be present in the core of neutron stars and that they lead to the appearance of a third family of solution for compact stars. In particular, a core of CFL quark matter can be present in stable compact star configurations when slightly adjusting the vacuum pressure to the onset of the chiral phase transition from the hadronic model to the NJL model. We show that a strong first order phase transition can have strong impact on the dynamics of core collapse supernovae. If the QCD phase transition sets in shortly after the first bounce, a second outgoing shock wave can be generated which leads to an explosion. The presence of the QCD phase transition can be read off from the neutrino and antineutrino signal of the supernova.