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Hämorrhagischer Schock / Reperfusion (H/R) induziert eine inflammatorische Antwort, die zu hepatozellulären Schäden und einem Multiorganversagen führen kann. In vorhergehenden Studien wurde demonstriert, dass H/R die Phosphorylierung von mitogen aktivierten Stress Kinasen (MAPKs), spezifisch c-JUN und ERK, bewirkt; - eine Reaktion, die ebenfalls mit Leberschäden assoziiert ist. Kürzlich wurde ein spezifisches, zellgängiges, protease-resistentes Peptid, D-JNKI-1, entwickelt, welches die c-JUN N-terminale Kinase (JNK) inhibiert. Ziel der vorliegenden Arbeit war es darzustellen, ob D-JNKI-1 durch eine spezifische Inhibierung der JNK den Leberschaden und das Inflammationsgeschehen nach H/R im Tiermodell verringern kann. Als methodischer Ansatz diente ein H/R-Modell an männlichen Sprague-Dawley Ratten. Nach Vorbehandlung mit D-JNKI-1 bzw. NaCl wurde ein hämorrhagischer Schock induziert und durch Reperfusion nach 1 h beendet. Nach 2 h wurden Gewebe- und Blutproben entnommen. Plasmawerte der Alaninaminotransferase, Kreatinkinase, Laktatdehydrogenase und des Interleukin-6 wurden untersucht, die Gewebeproben wurden histochemisch bzw. immunhistochemisch auf Organschäden (Nekrose und Apoptose) und Inflammationsgeschehen (Neutrophileninfiltration der Leber) untersucht, sowie die relative Proteinexpression der aktivierten Stresskinase JNK mittels spezifischer Detektion des phosphorylierten c-Jun im Western Blot quantifiziert. Diese Arbeit stellt die Rolle von D-JNKI-1 als Peptidinhibitor der JNK während H/R dar. H/R führt zu apoptotischen und nekrotischen Zelluntergängen, beides Vorgänge, welche zumindest zum Teil durch JNK gesteuert sind und mittels D-JNKI-1 reduziert werden können. Eine Hemmung der JNK vor einem hämorrhagischen Schock verringert zudem das Ausmaß der Schäden am Lebergewebe, die Produktion von freien Sauerstoffradikalen sowie die Aktivierung pro-inflammatorischer Signalkaskaden im Tiermodell. Diese Erkenntnisse könnten mit die Grundlage eines möglichen therapeutischen Ansatzes in der Verhinderung der Konsequenzen von H/R bilden.
Degenerative Veränderungen im Röntgenbild nach totaler Meniskektomie sind zahlreich beschrieben worden [19;26;39;89;106]. Aber auch nach der partiellen Meniskektomie wird über eine progressive Arthroseentwicklung berichtet [13;27;39;86]. In der vorliegenden retrospektiven Studie werden die Langzeitergebnisse der arthroskopischen Meniskusrefixation im Kniegelenk unter spezieller Betrachtung der frühzeitigen Arthroseentwicklung den Ergebnissen nach partieller Meniskusresektion gegenübergestellt. Im Zeitraum von 1984-96 wurden 81 Patienten arthroskopisch am Innenmeniskus (IM) operiert. 42 Patienten erhielten eine Naht in Inside-out Technik, bei 39 Patienten, mit gleichen präoperativen Kriterien (Alter, Nachbeobachtungszeitraum, Arthrosegrad) wurde der IM partiell reserziert. Der durchschnittliche Nachbeobachtungszeitraum (NUZ) betrug 6,5 Jahre. 35 Patienten wurden mittelfristig in 3,4 J. (NUZ 2-5J.) und 46 Patienten längerfristig in 8,8 J. (NUZ >5J.) nachuntersucht. Aufgrund des zu erwartenden höheren präoperativen Arthrosegrades bei Pat. über 30J., wurden diese getrennt beurteilt. Alle Kniegelenke waren klinisch stabil. Die Evaluation erfolgte mit dem Lysholm, dem Tegner und dem Fairbank Score (Fb). Die Analyse nach Fairbank zeigte, daß bei mittelfristigem NUZ bei allen Patienten nur geringe radiologische Veränderungen auftreten. Längerfristig sind arthrotische Erscheinungen im KG nach partieller Resektion eindeutig häufiger: 50% der Patienten < 30 J. und 63% der älteren Patienten (>=30 J.) zeigen eine Verschlechterung im Fb Score. Nach IM-Refixation traten degenerative Veränderungen bei 13% der Patienten < 30 J. und bei 20% der älteren Patienten (>=30 J.) auf. Ihr ursprüngliches Tegneraktivitätsniveau erlangten im Langzeitverlauf 96,2% der Patienten der Refixationsgruppe und 50% der Patienten der Resektionsgruppe wieder. Im Lysholm Score erzielten die Patienten der Refixationsgruppe 91,5 Punkte, die Patienten der Resektionsgruppe 88,4 Punkte im NUZ. Die Ergebnisse zeigen, daß nach Meniskusrefixation bei geeigneter Rupturform im Langzeitverlauf deutlich geringere degenerative Veränderungen auftreten und sie somit der partiellen Resektion überlegen ist und trotz aufwendigerer Operation und Rehabilitation die Methode der Wahl sein sollte.
Im Vergleich zur Implantation von Pedikelschrauben im Bereich der lumbalen Wirbelsäule stellt die Besetzung der thorakalen Pedikel hohe Anforderungen auch an erfahrene Wirbelsäulenchirurgen. Aufgrund der komplexen Anatomie der Brustwirbelsäule mit zum einen sehr kleinen Pedikeldurchmessern bei zugleich engem Spinalkanal und zum anderen der Nachbarschaft zu den großen Gefäßen besteht das Risiiko einer neurologischen Komplikation, sowie das einer Affektion der Gefäße. Ziel dieser klinischen Arbeit war die Überprüfung der Präzision der computertomographisch- assistierten Implantation von Pedikelschrauben bei traumatischen und pathologischen Wirbelsäulenveränderungen im Bereich der Brustwirbelsäule. Im Rahmen einer prospektiven Studie erfolgte von Dezember 2003 bis Oktober 2006 bei 39 Patienten mit einem Durchschnittsalter von 48,0 +/- 19,9 Jahren die Anlage eines Fixateur interne nach computertomographisch gesteuerter Drahtmarkierung der zu besetzenden Pedikel. Es wurden zu 60,1% massive Pedikelschrauben USSPedikelschrauben, Fa. Synthes/Umkirch/Deutschland) und zu 39,9% kanülierte Schrauben (NEON-System, Fa. Ulrich/Neu-Ulm/Deutschland) implantiert. Hierbei wurden zu 29,4% Pedikel der oberen Brustwirbelsäule, zu 48,2% Pedikel der mittleren Brustwirbelsäule und zu 17,8% Pedikel der unteren Brustwirbelsäule instrumentiert. Die restlichen Pedikelschrauben entfallen auf den zervikothorakalen und thorakolumbalen Übergang. Postoperativ erfolgte nach Anfertigung einer Computertomographie und multiplanarer Rekonstruktion die Auswertung der Schraubenlage von 254 implantierten Pedikelschrauben in drei Ebenen (sagittal, transversal und koronar). Bei der Auswertung wurde eine vollständige intrapedikuläre Lage der Schrauben, von Pedikelschrauben, die die Kortikalis affektieren ohne diese zu perforieren, und einer Schraubenlage mit Perforation der Kortikalis in mindestens einer Ebene unterschieden. Zusätzlich wurde das Größenverhältnis der Pedikelschrauben zum instrumentierten Pedikel analysiert, d.h. war der Durchmesser der Pedikelschraube größer als der des Pedikels und lag gleichzeitig eine zentrale Lage der Schraube vor, wurde dies als anatomisch bedingte Perforation definiert. Zu 79,6% wurde eine zentrale Lage der Pedikelschrauben dokumentiert, 16,9% der Schrauben wiesen in der multiplanaren Rekonstruktion lediglich eine Affektion der Kortikalis ohne Perforation auf. Eine „echte“ Perforation des Pedikels fand sich bei 7,5% der implantierten Pedikelschrauben. Hierbei lag lediglich in 1,2% eine mediale Kortikalisperforation vor. Bei keinem der Patienten kam es zu einer durch die Schraubenlage bedingten neurologischen Verschlechterung. Des Weiteren war bei keinem der Patienten eine Korrektur der Schraubenlage notwendig. Durch die vorliegende Studie konnte gezeigt werden, dass die computertomographischassistierte Implantation von Pedikelschrauben im Vergleich zu in der Literatur vorliegenden Daten, vor allem im Bereich der „echten“ Fehllage mit Perforation des Pedikels, hervorragende Ergebnisse aufweist. Insbesondere bei schwierigen anatomischen Verhältnissen ist diese Vorgehensweise ein sicheres und reproduzierbares Verfahren für die dorsale Instrumentierung bei traumatischen und pathologischen Veränderungen der thorakalen Wirbelsäule.
Die Anzahl der per- und subtrochantären Frakturen des Femurs werden, wie viele Hochrechnungen voraussagen, in den nächsten Jahren und Jahrzehnten dramatisch zunehmen. Ziel muss es sein diese Patienten, die meist höheren Alters sind, optimal zu versorgen. Wobei hier die Wiedererlangung der Mobilität im Vordergrund steht Zur Versorgung der per- und subtrochantären Femurfrakturen stehen verschiedene bewährte Osteosyntheseverfahren zur Verfügung. Seit 1992 ist der, bisher in der Literatur nur wenig beschriebene Classic-Nail, ein intramedulläres Hüftschraubensystem (lHMS), von Smith&Nephew auf dem Markt. Dieser Classic-Nail wurde in dieser Studie erstmals in modifizierter Form, mit der zusätzlichen Möglichkeit der distalen dynamischen Verriegelung, implantiert. In einer prospektiven Studie wurden die operativen Ergebnisse, sowie der weitere Verlauf der Behandlung und die Nachuntersuchungsergebnisse, innerhalb 6 Monate postoperativ, überprüft und mit den Ergebnissen des Original Classic-Nail, sowie den anderen intramedullären Hüftschraubensystemen verglichen. Allen 123 Patienten dieser Studie wurde zwischen dem 17.02.1994 und 30.09.1997 in der Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie des Klinikums Darmstadt ein modifizierter Classic-Nail implantiert. Das durchschnittliche Alter betrug 73,4 Jahre, es waren 84 weibliche und 39 männliche Patienten. Postoperativ erfolgte bei 61 Patienten (49,6%) eine Nachuntersuchung nach durchschnittlich 67,2 Tagen (27-173 Tagen). Die postoperative Mobilität wurde, wie auch präoperativ, nach einem modifizierten Score nach Jensen erfasst und verglichen. Die Ergebnisse der allgemeinen Patientendaten sind mit denen der Literatur vergleichbar. Bei der Einteilung des Frakturtyps zeigt sich in unserem Krankengut keine 31-A1- Fraktur, da diese in unserem Hause prinzipiell mit DHS versorgt wurden. Die intraoperative Komplikationsrate (7,3%) liegt unter der in der Literatur für den Original Classic-Nail und für andere intramedulläre HOftschraubensysteme angegebenen Rate. Es fällt allerdings eine hohe Infektionsrate mit insgesamt 6,5% auf, die deutlich Ober den Zahlen der Literatur liegt. Ohne diese hohe Infektionsrate liegt die Anzahl der FrOh- und SpätkompUkationen im Bereich der für den Original Classic-Nail angegebenen Komplikationen und niedriger als die des Gamma Nagels. Insbesonders zeigt sich eine deutlich niedrigere Rate von Nagelrandfrakturen. Die Krankenhausletalität betrug 10,6%, bei der Nachuntersuchung waren wieder 55,7% der Patienten in ihrer präoperativen Mobilitätsstufe, während sich 36,1 % um eine Stufe und 8,2% um zwei Stufen verschlechtert hatten. Insgesamt 54,1 % der nachuntersuchten Patienten gaben einen erst posttraumatisch aufgetretenen Schmerz an. Bei der Prüfung auf signifikante Abhängigkeiten wurden Abhängigkeiten (p<O,05) zwischen dem Alter der Patienten und der postoperativen Letalität, wie auch der prä- und postoperativen Mobilitätsstufe, gesehen. Ebenso zeigten sich signifikante Abhängigkeiten zwischen der Art der Reposition (offen, geschlossen) und dem Blutverlust. Gleiches gilt auch für das Aufbohren der Markhöhle und dem Blutverlust. Wichtig erscheint noch eine signifikante Abhängigkeit zwischen der Dynamisierungsstrecke des Nagels und der Beinlängenverkürzung. Insgesamt zeigt sich, das der modifizierte Classic-Nail ein sicheres und komplikationsarmes Implantat ist Die Komplikationsraten, besonders intraoperativ, liegen unter denen des Gamma Nagels. Allerdings konnte in dieser Studie nicht nachgewiesen werden, ob die Dynamisierungsmöglichkeit dieses Nagels zu einer Verringerung der Nagelrandbrüche gegenüber dem Original Classic-Nail führt oder nicht. Dies müssten noch größere Studien klären.
Die Leber spielt eine zentrale Rolle in der Entwicklung des Multiorganversagens nach Ischämie, Schock und Trauma. Hierbei nehmen die Veränderungen der Makrophagenaktivität, der Hepatozytenfunktion und der Mikrozirkulation eine besondere Stellung ein. Bisherige Untersuchungen zu dieser Thematik erfolgten meist mit Hilfe von in-vitro Methoden oder mittels der Intravitalmikroskopie. Ziel der vorliegenden Studie war, frühe Leberveränderungen nach hämorrhagischem Schock mit Hilfe der kontrastmittelverstärkten Magnetresonanztomographie zu erfassen. Im Kleintierexperiment wurde dazu die Makrophagenaktivität und die Gallesekretion der Leber 3 bzw. 24 Stunden nach hämorrhagischem Schock untersucht und mit den Ergebnissen der Intravitalmikroskopie bzw. der Gallesekretionmessung über den D. Choledochus verglichen. Zur Versuchsdurchführung wurden weibliche Sprague-Dawley Ratten mit 50 mg/kg Kg Pentobarbital narkotisiert. Zur kontinuierlichen Messung von Herzfrequenz, mittlerem arteriellen Blutdruck und zur Blutentnahme wurde den Tieren ein arterieller Katheter in die A. femoralis eingebracht. Über diesen erfolgte die Schockinduktion durch fraktionierte Blutentnahmen bis auf Werte von 40 ±5 mmHg. Diese hypotone Kreislaufsituation wurde über einen Zeitraum von 90 Minuten durch intermittierende Blutentnahmen konstant gehalten. Im Anschluß folgte eine dreistündige Reperfusionsphase mit Reinfusion von 60% des Shed-Blutes und Ringer-Laktat Lösung nach einem standardisierten Schema. Die randomisierte Aufteilung der Tiere erfolgte in 8 Gruppen: Zum einen wurden an zwei Sham und Schockgruppen kernspintomographische Untersuchungen im Anschluß an die Reperfusionsphase nach 3 bzw. 24 Stunden durchgeführt. Die Untersuchung erfolgte an einem Kleintierkernspintomographen mit einer 2,4T Magnetfeldspule (Bruker, Biospec, Germany). Mit Hilfe von ENDOREM (15µmol/kg KG i.v.) als Kontrastmittel wurde die Makrophagenaktivität der Leber untersucht, wobei Veränderungen der Signalintensität und Relaxationszeit in T2-gewichtetem Gewebe gemessen wurden. Gd-EOB-DTPA (200µmol/kg KG i.v.) diente zur kernspintomographischen Darstellung der Gallesekretion durch Signalintensitätsmessung in T1-gewichtetem Gewebe. Die Untersuchungssequenzen folgten dabei einem festgelegten Zeitablauf. Im Anschluß an die MRT wurden die Tiere laparotomiert und der linke Leberlappen auf einem speziellen Plexiglastisch zur intravitalmikroskopischen Untersuchung horizontal ausgelagert. Nach i.v. Gabe des Leukozytenfluoreszenzfarbstoffes Acridine Orange (1 µmol/kg KG) begann die Epifluoreszenzmikroskopie. Pro Versuchstier wurden fünf Lobuli für jeweils 30 Sekunden und fünf Zentralvenen als Standbilder aufgezeichnet. Diese Untersuchung diente der Auswertung der Leukozyten-Endothel-Interaktion und der Beurteilung der Mikrozirkulationsveränderungen nach hämorrhagischem Schock. In einer weiteren Versuchsreihe wurde an zwei Sham und Schockgruppen die Makrophagenaktivität mit Hilfe der Intravitalmikroskopie und die Gallesekretion durch quantitative Messung bestimmt. Hierzu wurden die Tiere 3 bzw. 24 Stunden postischämisch laparotomiert und ein spezieller Kunststoffkatheter in den D. Choledochus eingebracht. Über diesen wurde die Galle für eine Stunde abgeleitet und das Volumen bestimmt. Anschließend wurde wie in den vorherigen Gruppen, der linke Leberlappen zur Intravitalmikroskopie ausgelagert. Zur Darstellung der Makrophagenaktivität wurden Latexpartikel (3x108 Beads/kg KG) über einen Schwanzvenenzugang injiziert und fünf Lobuli nach 12 Minuten als Standbilder aufgezeichnet. Die Auswertung der makrohämodynamischen und klinischchemischen Parametern zeigte keine signifikanten Unterschiede, so daß von vergleichbaren Versuchsbedingungen ausgegangen werden kann. Hingegen zeigte die postischämische intravitalmikroskopische Auswertung nach dreistündiger Reperfusion eine signifikante Erhöhung der Makrophagenaktivität im periportalen und perizentralen Bereich gegenüber der Schockgruppe, wobei die Kernspintomographie im Gegensatz dazu nach Applikation von ENDOREM keine signifikanten Unterschiede bezüglich Signalintensität und T2-Relaxationszeit aufzeigte. 24 Stunden postischämisch konnten weder mittels Kernspintomographie noch mittels der Intravitalmikroskopie Veränderungen der Makrophagenaktivität nachgewiesen werden. Demgegenüber zeigte sich in der Schockgruppe mit Hilfe der MRT nach 24 Stunden eine signifikant verminderte Ausscheidung von Gd-EOB-DTPA, die mit Hilfe der quantitativen Gallesekretionsmessung über den D. Choledochus ebenfalls dargestellt werden konnte. Die Untersuchung der Mikrohämodynamik zeigte postischämisch eine signifikante Zunahme der temporären sowie der dauerhaft adhärenten Leukozyten im Reperfusionsverlauf. Ebenso wurde 24 Stunden nach Reperfusionsbeginn eine signifikante Verengung der Sinusoiddurchmesser, eine Abnahme des volumetrischen Blutflusses und eine Verminderung der Leukozytengeschwindigkeit gemessen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, daß mit Hilfe der kontrastmittelverstärkten, nichtinvasiven Magnetresonanztomographie Funktionsstörungen der Hepatozyten nach hämorrhagischem Schock dargestellt werden können. Demgegenüber zeigte die Makrophagenaktivität kernspintomographisch keine Veränderungen im Vergleich zur Kontrollgruppe. Obschon sublobuläre Veränderungen nicht erfaßt werden können, ermöglicht die non-invasive Magnetresonanztomographie klinisch anwendbare Verlaufsuntersuchungen. Mit der weiteren Entwicklung spezifischer Kontrastmittel und Verbesserung der technischen Ausstattung kann diese klinisch etablierte Untersuchungstechnik weiter ausgedehnt werden.
Mesenchymal stem cells (MSC), also referred to as marrow stromal cells, maintain the capacity to differentiate into multiple mesenchymal lineages such as osteoblasts, chondrocytes, adipocytes, myoblasts, stromal, neural and endothelial cells. The use of autologous MSC has generated widespread interest due to their developing application in regenerative medicine and tissue engineering in orthopedic surgery. They have become an indispensable cell source for successful implementation in many bone reconstruction procedures. In addition to their multipotency and selfrenewal capacity, they are easily harvested, have demonstrated a homing mechanism and can be efficiently expanded in vitro, thus providing a safe and costefficient tissue replacement for patients with skeletal injury or disease. Little information is currently available concerning donor characteristics for tissue engineering growth of osseous tissue. This study examines the influences of such donor characteristics, including injury pattern, gender, age, and site of harvest on the quantity, quality and osteogenic differentiation of MSC. The goal is to evaluate whether certain patient groups are practically suitable for an ex vivo expansion and therapeutic reimplantation of MSC. The effect of injury pattern on the reservoir and proliferative capacity of MSC in human bone marrow is clearly demonstrated in this analysis. Age and gender were also shown to influence MSC number and proliferation, as in previous studies. A total of 53 participants (46 patients and 7 healthy volunteers ranging from 18 to 64 years of age), who were scheduled to undergo operative procedures on the pelvis, vertebrae, tibia or hip as well as cancellous bone autografts for reconstruction of various bone defects, were included in the study. Participants were divided into 4 groups for each gender: single fracture, multiple trauma, atrophic nonunion and healthy volunteers. A minimum of 6 ml bone marrow samples were aspirated intraoperatively and processed immediately according to protocol. Following cultivation and expansion for 14 days, the cells were then stained for the colony forming unit-fibroblast (CFU-F) assay and each culture flask was photographed, digitized and converted to an 8 bit grey level TIF-format. Using the digitized CFU-F assay, the mean colony number, mean colony area and mean cell number per microscopic field of view (cell density) could be determined. In addition, confirmation of MSC phenotype was established using fluorescent activated cell sorting (FACS). MSC potential for osteogenic differentiation was quantified by von Kossa, alkaline phosphatase and alizarin staining. Furthermore, serum from a total of 39 randomly chosen participants was collected and tested for hormone levels of 17β-estradiol, testosterone and prolactin as well as the cytokine interleukin-6. These analyses demonstrate several significant trauma-related modifications in MSC reservoir and proliferation, in both male and female patients. In multiple trauma patients, the highest MSC frequency was found, independent of gender and age. Proliferative capacity was also highest in male multiple trauma patients. In the case of atrophic nonunion, the lowest MSC reservoir was detected, independent of gender. Furthermore, MSC frequency in male patients was significantly higher than in female, although analyses of hormone and interleukin-6 levels provided no correlation. Agerelated changes in MSC reservoir could also be observed, whereas the proliferative capacity produced only a tendency toward decreasing values with increasing age. Concerning the site of cell harvest, MSC isolated from the proximal extremity of the tibia, greater trochanter and vertebral body did not proliferate sufficiently enough to be included in statistical analysis, supporting the use of the iliac crest for efficient expansion of MSC. This data suggests the interaction of yet to be identified processes in bone marrow in multiple trauma situations which stimulate the activation and mobilization of MSC. Moreover, in the case of atrophic nonunion, the concentration in bone marrow is depleted and the absence of systemic stimulation present in multiple trauma results in reduced activation of proliferative capacity. Such patients, with severe injury or atrophic nonunion, represent a group of patients with an especially acute necessity for effective and successful bone reconstruction. This data can be used to determine the applicability of MSC from various patient groups for osseous tissue replacement procedures. Especially in such medically challenging situations, further research is essential not only to delineate the factors involved in MSC regulation but also to develop methods to stimulate MSC expansion and proliferation.
Ziel der Arbeit war eine in vitro Versuchsetablierung einzuführen. Hierbei sollte sowohl das Überleben der Zellen (MSC und EPC), als auch ihr Verhalten unter osteogener Stimulation histologisch mittels Färbeverfahren und auf molekularbiologischem Wege untersucht werden. Dabei sollte auch ein Vergleich zwischen den zwei Medien, nämlich dem Osteogenic Stem Cell Kit und dem selbst hergestellten Medium bestehend aus Ascorbinsäure, beta-Glycerophosphat und Dexamethason gemacht werden. Hintergrund dieser Versuchsetablierung war es, eine suffiziente Behandlungsstrategie von Frakturen zu erzielen. Jene Knochendefekte, bei denen es auf Grund von bestimmten Umständen zu einer verzögerten oder gar nicht zur Bruchheilung kommt. Unter bestimmten Konditionen, wie zum Beispiel einer ausgedehnten Knochenresektion nach einer chirurgischen Tumorentfernung oder einer ausgedehnter Fraktur, entstehen großen Frakturspalten, solche, die als sog. Critical size defect bezeichnet werden. Hier für könnte eine Therapie mit der Hilfe von Tissue Engineering erzielt werden. Stromale Knochenmarkszellen haben die Fähigkeit, unter bestimmten Bedingungen, nämlich unter dem Einfluss von Ascorbinsäure, beta- Glycerophosphat und Dexamethason, sich osteogen umzudifferenzieren. Einige Studien belegen den Nutzen dieser Fähigkeit bei der Konsolidierung der Knochenfraktur. Für eine schnelle Knochenheilung ist die frühe und adäquate Vaskularisierung der Fraktur von außerordentlicher Wichtigkeit. Somit spielen die Endothelialen Progenitorzellen eine große Rolle. Nach Asahara existieren zwei unterschiedliche Klassen der EPC, CD133+ und CD133- Zellen. Verschiedene Studien zeigen, dass die EPC an der in situ Neovaskularisierung beteiligt sind. Somit stellt sich die Frage, erstmalig zu prüfen, ob eine Mischkultur aus EPC und MSC auf einer Trägermatrix kultiviert werden kann, um dadurch womöglich eine Verbesserung der Knochenheilung zu erzielen. Bei der Versuchsetablierung zeigte sich, dass die CD133+ EPC sich unter dem Einfluss von osteogenem Medium osteogen umdifferenzierten und ihre endotheliale Differenzierung nicht mehr beibehielten. Zusätzlich zeigte sich eine fehlende Adhärenzfähigkeit der CD133+ EPC. Somit wurde die Arbeit mit CD133- EPC weitergeführt. Unter osteogenem Einfluss behielten diese ihre endotheliale Differenzierung, nämlich vWF und VEGF, bei. Diese „early“ EPC waren zudem auch adhärent, was die Kultivierung auf Trägermatrices ermöglichte. Während der Versuchsetablierung zeigte sich auch, dass beta-TCP einen osteoinduktiven Einfluss auf MSC hatte. Eine synergistische Wirkung im Sinne einer Potenzierung von osteogenem Potential konnte nicht beobachtet werden. Zu klären wären noch die Nachteile, die durch beta-TCP entstehen, nämlich geringe Elastizität, langsame Resorption und hohe Zerbrechlichkeit. Daher wurde auch die Etablierung von Collagenvlies, ein Composite aus Kollagen I und Hydroxylapatite (von der Firma Osartis), untersucht. Collagenvlies war mangelhaft in seiner Stabilität. Wir konnten durch einige Modifikationen zeigen, dass die Zellen (MSC und EPC) bis einschließlich Tag 5 auf Collagenvlies vital waren. Zwar konnten Osteonektin und vWF detektiert werden, aber valide Aussagen über die osteogene Umdifferenierung der Zellen konnten auf Grund der relativ kurzen Inkubationszeit von 5 Tagen nicht getroffen werden. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass CD 133+ EPC unter osteogener Stimulation ihre Endotheliale Differenzierung verlieren und somit für ein Vaskularisierungsvorhaben in Frakturen unter osteogener Stimulation ungeeignet erscheinen. Zudem ist das Fehlen der Adhärenz ein entscheidender Nachteil. CD133- EPC sind adhärent und behalten ihre Endotheliale Differenzierung unter osteogener Stimulation bei. Somit sind sie auch gut geeignet, um eine für die Frakturheilung essentielle frühere Vaskularisierung zu induzieren. Die vorliegende Arbeit zeigte erstmalig erfolgreich eine in vitro Kultivierung dieser Michkultur. Es stellt sich nun die Frage, wie diese Mischkultur, bestehend aus CD133- EPC und MSC, sich in vivo verhält. Dies gilt es nun in tierexperimentellen Studien zu zeigen.
Die technische Entwicklung kleiner, mobiler Ultraschallgeräte erlaubt den Einsatz der Sonographie auch außerhalb der Klinik. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, ob die präklinische Sonographie mit einem mobilen Ultraschallgerät eine praktikable Methode darstellt, um am Unfallort abdominelle Blutungen zu diagnostizieren und inwieweit dies Einfluß auf die Therapie und das Management schwerverletzter Patienten hat. Die präklinische Sonographie wurde an 61 Patienten durchgeführt, bei denen eine intraabdominelle Verletzung nicht auszuschließen war. Unmittelbar nach Klinikaufnahme wurde der präklinisch festgestellte Ultraschallbefund mittels erneuter Ultraschalluntersuchung bzw. Computertomographie des Abdomens im Rahmen der Schockraumdiagnostik kontrolliert. Bei einer Untersuchungsdauer von durchschnittlich 2.8 ± 1.2 min wurde bei 16 Patienten (26.2 %) freie Flüssigkeit gefunden, 7 mit massivem, 9 mit diskretem pathologischen Befund. 4 der Patienten mit ausgeprägtem Befund wurden unmittelbar nach Klinikaufnahme laparotomiert und 3 aufgrund einer Milzruptur splenektomiert. Drei Patienten verstarben am Unfallort u.a. aufgrund ihrer abdominellen Verletzungen. Die präklinische Sonographie ergab schließlich ein falsch positives Ergebnis, jedoch kein falsch negatives Ergebnis, welches eine Spezifität von 97,9% und eine Sensitivität von 100% ergibt. In 36% der Einsätze wurde das präklinische Management modifiziert und in 21 % aufgrund der sonographischen Diagnose die Wahl der Zielklinik beeinflußt. Die präklinische Sonographie hat sich als sichere und fehlerarme Methode zur präklinischen Diagnostik abdomineller Blutung bewährt und stellt für den Einsatz im Notarztdienst eine sinnvolle Erweiterung der Diagnostik dar. Die Pilotstudie war Grundlage für eine Multicenterstudie der Deutschen Rettungsflugwacht, die klären soll, ob die präklinische Sonographie generell für den Einsatz im Rettungsdienst empfohlen werden kann.
Therapy of hemorrhagic shock with following resuscitation-induced liver injury : in vivo study
(2010)
Shock resulting from life-threatening blood-loss (hemorrhagic shock) represents the most frequent injury pattern after a traumatic insult. Hemorrhagic shock induces inflammatory changes, characterized by highly complex pathophysiological pathways often resulting in death. In this study, we establish an experimental in vivo model of H/R in rats and study the mechanisms which determine the hepatic injury after H/R. Furthermore, we show that hemorrhagic shock with following resuscitation is accompanied with release of systemic and local pro-inflammatory mediators, increased infiltration of hepatic neutrophils in the liver, increased oxidative and nitrosative stress, enhanced cell death of both types, apoptosis and necrosis, conspicuous cytoskeletal rearrangements, loss of hepatic integrity and finally high general mortality rates, up to 80%. In addition, the effects of two potential therapeutic interventions to prevent the H/R induced liver injury are explored in a model of H/R in rats. First, the role of JNK and its inhibition by D-JNKI-1 in preservation of hepatic integrity following H/R was analyzed. Second, we investigated the potential of simvastatin to prevent the disturbed inflammatory response and hepatic injury after H/R. The effects of both therapeutic interventions were studied by looking at several inflammatory parameters, markers of oxidative and nitrosative stress, cytoskeleton integrity, microcirculatory parameters, underlying signaling cascades, liver damage and mortality. Highly specific blockade of JNK with the potent, inhibitory peptide D-JNKI-1 revealed the crucial role of the JNK signaling pathway in the H/R induced pathophysiology and strong protective effects of DJNKI- 1 in H/R induced liver injury, when the peptide was applied before and even after hemorrhagic shock. The other therapeutic intervention tested in this study was the use of simvastatin which also revealed protective effects after H/R and even a remarkable improvement in survival after H/R. We show that H/R induced release of pro-inflammatory cytokines, hepatic PMNL infiltration, increased oxidative and nitrosative stress, apoptosis and necrosis can be diminished by treatment with D-JNKI-1 but also with simvastatin in vivo. Furthermore, simvastatin reduces H/R induced cytoskelatal rearrangements, loss of liver integrity and the mortality rate after H/R. The key pathway which underlies these beneficial effects of simvastatin is the Rho kinase pathway. Identification of both mechanisms as well as the effectiveness of both substances provide new insights in the close interaction between hypoxia and the immune system and present a promising basis for the anti-inflammatory, hepatoprotective treatment after H/R.
Die mediane Sternotomie ist in der Kardio-Chirurgie der wichtigste Zugang zum Herzen. Postoperative Wundheilungsstörungen in diesem Bereich sind seltene, jedoch gefürchtete Komplikationen, die zu schwerwiegenden Konsequenzen führen können. Die zunächst einfache oberflächliche Wundheilungsstörung kann sich verkomplizieren und über eine Osteomyelitis des Sternums zu einer Mediastinitis mit eventuell letalen Konsequenzen führen. Aktuell geben unterschiedliche Autoren eine Inzidenz von 1 % – 8 % an. Die Mortalität der Sternumosteitis wird dabei zwischen 10 % und 30 % angegeben. Wird der Pathomechanismus der Erkrankung zu einem Algorithmus zusammengefasst, so kann sich über einen descendierenden Verlauf eine oberflächliche Wundheilungsstörung zu einer Sternumosteitis und schließlich zu einer Mediastinitis entwickeln. Natürlich kann sich die Infektion auch ascendierend ausbreiten. Über eine Infektion des Mediastinums oder des Sternums kann sich eine Infektion über die Weichteile bis an die Körperoberfläche ausdehnen. Der typische Patient, der eine Wundheilungsstörung erleidet ist in aller Regel polymorbide. Besonders bei diesem Patientenkollektiv sind eine kurze Behandlungsdauer und eine schnelle, postoperative Rehabilitation für das Ergebnis vorrangig. Ist der gewählte Therapieplan nicht aggressiv genug, so kommt es häufig zu chronischen Erkrankungen mit Fistelungen und einem konsekutiven Fortschreiten der Infektion in Weichteilen und Knochen. Neben medizinischen Gesichtspunkten kommen auch der wirtschaftliche Aspekte zu tragen. Wiederholte Operationen, lange Liegezeiten auf der Intensivstation und wiederholte sowie langwierige Rehabilitationsphasen sind nur wenige Beispiele der kostenintensiven Therapiebestandteile. Aufgrund der schwer beherrschbaren Infektsituation ist eine konsequent aggressive, definitive und zuverlässige Versorgung der infizierten Wunden von höchster Priorität. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich dabei um Wundheilungsstörungen im Bereich der Haut- und Unterhautweichteile, des Sternums oder des Mediastinums handelt. Zur Behandlung der Wundheilungsstörung nach medianer Sternotomie existieren verschiedene Behandlungsansätze und Therapieoptionen. Diese reichen von einfachen Debridements mit Sekundärvernähungen über Spül-Saug-Drainagen mit Antibiotika versetzen Lösungen bis hin zu Sternumteilresektionen, Vakuumverbänden und komplexen Lappenplastiken. ...
