TY - JOUR A1 - Scherzad, Agmal A1 - Meyer, Till A1 - Ickrath, Pascal A1 - Gehrke, Thomas Eckhart A1 - Bregenzer, Maximillian A1 - Hagen, Rudolf A1 - Dembski, Sofia A1 - Hackenberg, Stephan T1 - Cultivation of hMSCs in human plasma prevents the cytotoxic and genotoxic potential of ZnO-NP in vitro JF - Applied Sciences N2 - Zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) are commonly used for industrial applications. Consequently, there is increasing exposure of humans to them. The in vitro analysis of cytotoxicity and genotoxicity is commonly performed under standard cell culture conditions. Thus, the question arises of how the results of genotoxicity and cytotoxicity experiments would alter if human plasma was used instead of cell culture medium containing of fetal calf serum (FCS). Human mesenchymal stem cells (hMSCs) were cultured in human plasma and exposed to ZnO-NPs. A cultivation in expansion medium made of DMEM consisting 10% FCS (DMEM-EM) served as control. Genotoxic and cytotoxic effects were evaluated with the comet and MTT assay, respectively. hMSC differentiation capacity and ZnO-NP disposition were evaluated by histology and transmission electron microscopy (TEM). The protein concentration and the amount of soluble Zn2+ were measured. The cultivation of hMSCs in plasma leads to an attenuation of genotoxic and cytotoxic effects of ZnO-NPs compared to control. The differentiation capacity of hMSCs was not altered. The TEM showed ZnO-NP persistence in cytoplasm in both groups. The concentrations of protein and Zn2+ were higher in plasma than in DMEM-EM. In conclusion, the cultivation of hMSCs in plasma compared to DMEM-EM leads to an attenuation of cytotoxicity and genotoxicity in vitro. KW - ZnO-NP KW - mesenchymal stem cells KW - genotoxicity KW - cytotoxicity KW - human plasma Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-193063 SN - 2076-3417 VL - 9 IS - 23 ER - TY - THES A1 - Eninger, Elena T1 - Ertaubungsbedingte Veränderungen des medialen und des lateralen Kerns des Trapezkörpers bei der mongolischen Wüstenrennmaus (Meriones unguiculatus) T1 - Effects of Early-Onset Deafness on Medial Nucleus of Trapezoid Body and Lateral Nucleus of Trapezoid Body in the Mongolian Gerbil (Meriones unguiculatus) N2 - Der Verlust des Hörvermögens kann im auditorischen System auf vielen verschiedenen Ebenen zu morphologischen und funktionellen Veränderungen führen. In der vorliegenden Arbeit wurden in einem Tiermodell für prälinguale Ertaubung die morphologischen Auswirkungen frühzeitiger und kompletter bilateraler Langzeitertaubung im medialen Kern des Trapezkörpers (MNTB) und im lateralen Kern des Trapezkörpers (LNTB) der mongolischen Wüstenrennmaus (Meriones unguiculatus) untersucht. Beide Kerne zählen zu den Kernen des oberen Olivenkomplexes. Hierzu werden außerdem die Kerne MSO (mediale obere Olive) und LSO (laterale obere Olive) gezählt. Die MSO ist für die Verarbeitung von interauralen Laufzeitdifferenzen (interaural time delays, ITD) zuständig, wohingegen die LSO vor allem für die Verarbeitung von interauralen Pegelunterschieden (interaural level delays, ILD) verantwortlich ist. Beide Kerne sind somit für die Lokalisation einer Schallquelle in der Horizontalebene verantwortlich. Ihnen vorgeschaltet sind die Kerne MNTB und LNTB, weshalb auch diese beiden Kerne für die Verarbeitung von ILDs und ITDs und somit für das Richtungshören eine große Rolle spielen. In dieser Studie wurden die Kerne MNTB und LNTB von insgesamt 23 mongolischen Wüstenrennmäusen in der Nissl-Färbung und den immunhistologischen Färbungen GABA und Glycin lichtmikroskopisch untersucht. Zwölf der Versuchstiere wurden durch die Gabe einer ototoxischen Lösung, bestehend aus dem Aminoglykosid Kanamycin und dem Schleifendiuretikum Bumetanid, ertaubt. Beim MNTB wurden die angefertigten Hirnschnitte bezüglich der Querschnittsflächen des Kerngebiets, der Zellzahlen, -größen und -dichte in der Nissl-Färbung untersucht, beim LNTB fand die Auswertung der vier Parameter in allen drei Färbungen statt. Weiterhin sollte ein Nachweis struktureller Unterschiede entlang tonotoper Gradienten erfolgen sowie die Überprüfung der Kerngebiete auf Hemisphärenunterschiede. Die Ergebnisse unserer Untersuchungen zum MNTB zeigten bei ertaubten Tieren weder eine Abnahme der Querschnittsfläche, noch eine Abnahme der Zellzahl oder -dichte. Es wurde lediglich eine signifikante Abnahme der Größe glycinerger Neurone bei ertaubten Tieren über den gesamten MNTB festgestellt. Die Abnahme der Neuronengröße könnte die Verfügbarkeit von Glycin beeinflussen und somit die Balance zwischen Exzitation und Inhibition stören. Nachfolgende Kerne wie MSO, LSO und LNTB können hierdurch in ihrer Funktion, der Schalllokalisation und dem Sprachverständnis im Rauschen, beeinträchtigt werden. Unsere Ergebnisse zum LNTB zeigten bezüglich Kernquerschnittsfläche, Zellzahl und -dichte, entsprechend dem MNTB, keine signifikanten Unterschiede zwischen den Tieren der Kontrollgruppe und den ertaubten Tieren. Im Gegensatz zum MNTB konnte allerdings eine ertaubungsbedingte Abnahme der Zellgröße im gesamten LNTB nicht nachgewiesen werden. Es ist anzuführen, dass unsere Ergebnisse zur LNTB-Zellgröße und -zahl aufgrund der kleinen Anzahl verwertbarer Zellen in den Schnitten der immunhistochemischen Färbungen Glycin und GABA nur bedingt aussagekräftig sind. Die ertaubungsbedingten morphologischen Veränderungen der Kerne MNTB und LNTB sind im Wesentlichen vergleichbar mit den Auswirkungen eines partiellen Hörverlusts im Alter (Presbyakusis). Unterschiede bezüglich der Hemisphären konnten nicht nachgewiesen werden. Beim MNTB bestehen Gradienten der Zellgrößen mit großen Zellen in den lateralen, tieffrequenten Bereichen und kleinen Zellen in den medialen, hochfrequenten Bereichen. Die Anordnung der Zellgrößen entlang der tonotopen Gradienten scheint auch nach frühzeitiger Ertaubung erhalten zu bleiben. Bezüglich eines möglichen Gradienten der Zellgröße im LNTB ist auf Grund der teilweise sehr geringen Anzahl an auswertbaren Zellen keine abschließende Beurteilung möglich. N2 - The loss of hearing can lead to morphological and functional changes on many different levels of the auditory system. For this study we used the Mongolian gerbil as a model of prelingual deafness. The present study evaluated the morphological effects of early and complete bilateral long-term deafening on the medial nucleus of the trapezoid body (MNTB) and the lateral nucleus of the trapezoid body (LNTB). Both, MNTB and LNTB, are part of the superior olive complex. The nuclei medial superior olive (MSO) and lateral superior olive (LSO) are further structures of this complex. While the MSO processes interaural time differences (ITD) of bilateral incoming auditory stimuli, the LSO processes interaural level differences (ILD). Both nuclei are thus responsible for the localization of sound in the horizontal plane. Because both nuclei MNTB and LNTB precede MSO and LSO, they are also essential for processing of ITDs and ILDs and thus responsible for directional hearing. In the study at hand, the MNTB and LNTB of 23 animals were investigated in a light microscopic-based study of Nissl-stained and GABA- and Glycine-immunostained sections. Twelve animals were deafened by the administration of ototoxic aminoglycoside kanamycin and the loop diuretic bumetanide. In the MNTB, the cross-sectional areas of the nucleus, the number of neurons and the size and density of Nissl-stained neurons were analyzed. In the LNTB, evaluation of the four parameters was done for all three stainings. Furthermore, structural differences along tonotopic gradients, as well as hemisphere-specific changes, were investigated. The MNTB did not show a decrease in the cross-sectional area or a decrease in cell count neither in its density. However, it did reveal a significant decrease in the neurons size in deafened animals. The decrease in neuron size might affect the level of available glycine and thus interferes with the balance between excitation and inhibition. Subsequent nuclei, such as MSO, LSO and LNTB, would then be impaired in their function to decipher the direction of a sound source. The results for LNTB failed to indicate significant differences between the animals of the control group and the deafened animals in terms of the overall cross-sectional area, cell size, cell count and cell density. It should be noted that the results on LNTB cell size and count are only of limited statistical power, due to a rather small number of cells that can be used in the sections of the immunohistochemical stains glycine and GABA. Overall, the morphological changes due to deafness in MNTB and LNTB are similar to effects of partial and age-related hearing loss (presbycusis). There was no evidence of hemisphere-specific differences. The MNTB reveals gradients of cell sizes with large cells in the lateral, low-frequency ranges and small cells in the medial, high-frequency ranges. The overall representation of cell sizes along the tonotopic gradients appears to remain unaffected by early deafening. Due to the limited number of analyzed cells in the LNTB and a thereby reduced statistical power, a final conclusion on cell size-gradients in the LNTB remains to be investigated in future studies. KW - Ertaubung KW - Richtungshören KW - Hörbahn KW - Medialer Kern des Trapezkörpers KW - Lateraler Kern des Trapezkörpers Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-187994 ER - TY - THES A1 - Frenz, Silke T1 - Generierung und Evaluation von Mausmodellen für die auditorische Neuropathie T1 - Generation and evaluation of mouse models of auditory neuropathy N2 - Der Hörsinn ist für uns Menschen von entscheidender Bedeutung, um mit der Umwelt kommunizieren zu können. Hörstörungen werden dabei in sensorineurale Erkrankungen der neuronalen Strukturen und nicht-sensorineurale Schallleitungsschwerhörigkeiten unterschieden. In der vorliegenden Studie sollte es darum gehen zu untersuchen, inwiefern ein neues konditionelles Mausmodell, die Brn3.1 IRES Cre Maus, und ein bestehendes Mausmodell, die pmn-Maus, sich eignen, um die Erkrankung der auditorischen Neuropathie nachzubilden. Die Brn3.1 IRES Cre Maus wurde zur Evaluation der Expression von Cre-Rekombinase unter der Aktivität des Brn3.1 Promotors mit gefloxten Reporter-Mauslinien verkreuzt. Die pmn-Maus ist ein anerkanntes Modell einer Motoneuronerkrankung, hatte aber in vorherigen Untersuchungen erhöhte Hörschwellen gezeigt. Alle verwendeten Mauslinien wurden mittels ABR und DPOAE frequenzspezifisch untersucht, um die Funktion der Haarzellen im Corti´schen Organ zu evaluieren. Bei der pmn-Linie wurden die audiologischen Untersuchungen wöchentlich zwischen P21 und P35 durchgeführt. Zusätzlich wurde das Corti´sche Organ zu diesen Zeitpunkten morphologisch untersucht. Es zeigte sich, dass alle verwendeten Mauslinien unauffällige Hörschwellen verglichen zur Backgroundlinie C57BL/6 hatten sowie DPOAE-Antworten zeigten. Die Verkreuzung der Brn3.1 IRES Cre Linie mit den beiden Reporterlinien zeigte eine nachweisbare Cre-Rekombinase-Expression unter der Aktivität des Brn3.1 Promotors nur an den postnatalen Tagen P14 und P21. Diese Expression erfolgte mosaikartig in den äußeren Haarzellen. Mit Hilfe einer RT-PCR wurde eine Diskrepanz zwischen Genotyp und Expression des Reporterproteins im Gewebe festgestellt. Dies ließ vermuten, dass die Expression von Cre-Rekombinase durch gene silencing Prozesse unterdrückt wurde und Brn3.1 als Promotor nicht leistungsstark genug war, um eine Cre-Rekombinase-Expression steuern zu können. Die pmn-Linie zeigte in ABR-Untersuchungen bereits zum Zeitpunkt P21 erhöhte Hörschwellen in allen untersuchten Frequenzen im Vergleich zum Wildtyp. DPOAE-Antworten waren in der pmn-Linie nur bedingt auslösbar. Es zeigte sich in der morphologischen Evaluation ein Verlust von äußeren Haarzellen über die gesamte Länge des Corti´schen Organes. Durch einen TUNEL-Assay konnte das Absterben dieser Zellen durch apoptotische Vorgänge nachgewiesen werden. Der pmn-Phänotyp entsteht durch eine Mutation im TBCE Gen. Dieses Gen kodiert für ein Protein, welches einen stabilisierenden Einfluss auf die Organisation der Mikrotubuli hat. Die TBCE-Verteilung im Corti´schen Organ zeigte, dass dieses hauptsächlich in den äußeren Haarzellen und inneren Stützzellen exprimiert wird und damit wahrscheinlich einen bedeutenden Einfluss auf die Erhaltung der Haarzellen hat. Eine Analyse des Hörnervs zeigte einen Verlust von Mikrotubuli. Neben diesen in vivo Untersuchungen sollte außerdem eine gliazellfreie Kultur von dissoziierten auditorischen Neuronen etabliert werden. Hierfür wurden mehrere Faktoren einer Primärzellkultur in Bezug auf ihren Einfluss auf die Gesamtzellzahl, den prozentualen Neuronanteil und die Axonlänge der Neurone untersucht. Das Medium, die Beschichtung des Zellkulturgefäßes, die Gabe von Neurotrophinen/Zytokinen und der Einsatz eines Zytostatikums wurden separat untersucht. Es zeigte sich, dass das Medium, die Beschichtung und Neurotrophin-/Zytokingabe hauptsächlich einen Einfluss auf das axonale Längenwachstum von Neuronen haben. Den Prozentsatz der Neurone beeinflusste nur der Einsatz des Zytostatikums Cytosin-β-D-arabinofuranosid (AraC) signifikant. Die Ergebnisse wurden auch im Zusammenhang mit der reellen Neuronanzahl in Kultur gesehen. Es ergab sich weiterhin eine Präferenz für DMEM- über NB-Medium sowie für zusätzliche Lamininbeschichtung, für den Einsatz des Zytokins LIF gegenüber den neurotrophen Faktoren BDNF und NT-3 und die Gabe des Zytostatikums AraC ab Tag 2 nach Ausplattierung in einer Konzentration von 5-10 µM. Ein kombinatorischer Einsatz dieser Präferenzen spiegelte in Summe die Ergebnisse der Versuchsreihen Neurotrophine/Zytokin und AraC wieder. Der Anteil der Neurone in der Kultur konnte im Durchschnitt auf 10-12 % gesteigert werden. Eine Verschiebung des Glia-/Neuronenanteils zugunsten letzterer ist vermutlich nur durch den Einsatz weiterer Faktoren oder anderer Methoden möglich. Die untersuchten Mausmodelle zeigten auf Grund der Untersuchungsergebnisse nur teilweise Ähnlichkeiten mit der Erkrankung der auditorischen Neuropathie. Die Erkenntnisse zur pmn-Mauslinie über das frequenzspezifische Hörvermögen und die morphologische Degeneration im Corti´schen Organ im altersabhängigen Verlauf können aber hilfreich sein, um neben der motorischen auch die sensorische Degeneration dieser Pathologie besser zu verstehen. Zudem konnten auch umfassende Erkenntnisse für die Kultur von dissoziierten auditorischen Neuronen der Maus in Bezug auf verschiedene Variablen erhalten werden. N2 - As one of the five senses the aural sense is the most essential part for human interactions and communication. Disturbances of this sense are differentiated into non-sensorineural disorders with a disturbed sound transmission, and sensorineural ones, which affect the neural structures of the ear. The actual study was focused on the question if a newly generated mouse model, the Brn3.1 IRES Cre mouse, and an established line, the pmn-mouse, were suitable to simulate the pathology of auditory neuropathy. The Brn3.1 IRES Cre mouse was crossbred with flox reporter mouse lines to evaluate the expression of Cre recombinase under the activity of the Brn3.1 promotor. The pmn-mouse is the existing murine model of a motoneuron disease, but showed elevated hearing thresholds in previous studies. All used lines were audiologically tested at different frequencies using ABR and DPOAE to evaluate the functional status of the hair cells in the organ of Corti. These evaluations were done in the pmn-line weekly from P21 to P35. At those time points the organ of Corti was also evaluated morphologically. The study showed that all used mouse lines showed normal hearing thresholds compared to the background line C57BL/6 and displayed DPOAE answers. In F1 offspring of Brn3.1 IRES Cre crossbred with the LacZ reporter line Cre recombinase expression under Brn3.1 promotor activity was observed at P14 and P21. Expression was mosaic-like in outer hair cells and limited to the aforementioned time points. Using RT-PCR is was possible to show a discrepancy between genotype and expression of the reporter protein in the tissue. It was assumed, that expression of Cre recombinase was suppressed by gene silencing processes and Brn3.1 was not potent enough to drive sufficient Cre recombinase expression. The audiological evaluation of the pmn-line showed already at P21 elevated hearing thresholds compared to wildtype mice. DPOAE answers could be elicited only in certain frequencies in pmn-mice. Morphological analysis showed a loss of outer hair cells spanning the whole length of the organ of Corti at all phases. A TUNEL assay showed that the hair cells died by apoptosis. The pmn-phenotype is characterized by a mutation in the TBCE gene, a protein responsible for organization of microtubules. A distribution analysis showed that TBCE in the organ of Corti was mainly expressed in the outer hair cells as well as the inner pillar cells and thus likely influences the maintenance of these structures. The auditory nerves of the pmn-mice also displayed some loss of microtubules. Additionally to the in vivo evaluation, it was tried to establish a glial cell free culture of dissociated spiral ganglia neurons. Therefore several factors of a primary cell culture were evaluated concerning their influence on overall cell number, percentage of neurons and neuritic outgrowth. To establish a glial cell free culture of dissociated spiral ganglia neurons, the variables media, coating, neurotrophins/cytokines and use of a cytostatic were evaluated separately. While the first three mentioned mainly influenced the neurite outgrowth in culture, the last one increased the percentage of neurons. The results were checked against the real number of neurons in culture. The results yielded a preference for DMEM over NB medium, as well as for additional laminin coating, the use of the cytokine LIF over the neurotrophins BDNF and NT-3 and the application of the cytostatic cytosine-β-D-arabinofuranosid at a concentration of 5-10 µM from day 2 after plating. Combining these preferences yielded similar results to those of the test series of neurotrophins/cytokines and cytostatic. The percentage of neurons in culture could be increased to an average of 10-12 %. A shift of the glial cell/neuron percentage in favor of the latter seems to need the addition of further factors or the use of other methods. The results showed, that the mouse lines evaluated in this study did not resemble pathologies fully comparable to those of auditory neuropathy. However, further information on the pmn-mouse line concerning frequency-specific hearing thresholds and morphologic degeneration in the organ of Corti in a time dependent manner could be gathered. This may be helpful to better understand sensory next to motor neuron degeneration in this pathology. Furthermore comprehensive results could be gained for the culture of dissociated spiral ganglia neurons concerning different variables. KW - Audiologie KW - Neuropathologie KW - Elektrophysiologie KW - Sinneszelle KW - Auditorische Neuropathie KW - Haarzelle KW - Corti-Organ KW - transgenes Modell KW - sensorische Neurone KW - Transgener Organismus KW - Maus KW - Tiermodell Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-177101 ER - TY - THES A1 - Bunk, Sebastian T1 - Genotoxische und zytotoxische Wirkung von Schnupftabak an humanen Nasenschleimhautzellen und Lymphozyten T1 - Genotoxic and cytotoxic effects of snuff on human nasal mucosa cells and lymphocytes N2 - Hintergrund: Die Studienlage zu Kautabak und Zigarettenrauch ist eindeutig und zeigt karzinogenes Potential. Über Schnupftabak ist hingegen wenig bekannt, vor allem auf zellulärer Ebene gibt es keine ausreichenden wissenschaftlichen Publikationen. Somit lässt sich die eventuell mutagene Wirkung von Schnupftabak nur schwer einschätzen. In Konsequenz stützt sich die WHO in ihrer Einstufung des Schnupftabaks als nicht karzinogen auf eine sehr eingeschränkte Datenlage. Ziel: Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Schnupftabak auf mögliche zyto- und genotoxische Effekte auf humane Lymphozyten und Nasenschleimhautzellen zu untersuchen um ggf. tumorinitiierende Effekte darzustellen. Material und Methoden: Es kam eine Schnupftabaksorte ohne Menthol und eine Sorte mit Mentholzusatz zum EInsatz. Die benötigten Nasenschleimhautzellen und Lymphozyten wurden von 10 Probanden gewonnen und eine Stunde lang mit einem Schnupftabak-DMSO-Gemisch (2000µg/ml bis 0,01µg/ml) inkubiert. Zur Analyse wurde der Trypanblautest, dee Comet Assay und der Mikrokerntest verwendet. Ergebnis: Der Trypanblautest zeigte keinen Abfall der Vitalität. Beim Comet Assay ergab sich bei Lymphozyten ein signifikanter Anstieg der DNA-Fragmentierung ab 100µg/ml, bei Nasenschleimhautzellen ab 1000µg/ml. Der Mikrokerntest wies keine signifikante Zunahme der Mikrokerne auf. Es konnte kein Unterschied zwischen den beiden Tabaksorten aufgezeigt werden. Diskussion: Es zeigte sich eine Schädigung der Erbsubstanz im Comet Assay, die möglicherweise reparabel ist. Irreparable DNA-Schäden im Sinne von Mikrokernen wurden nicht gefunden. Nach diesen Ergebnissen muss die Einstufung der WHO in Zweifel gezogen werden. Untersuchungen mit weiteren Endpunkten der Genotoxizität sind somit gerechtfertigt, um zu einer fundierten Beurteilung des Risikopotentials von Schnupftabak zu gelangen. N2 - Background: While an abundant number of studies concerning tobacco smoke and chewing tobacco show carcinogenic potential, there is little data on the consequences of snuff, especially on the cellular level. Therefore, the mutagenic effect of snuff is hard to estimate and the WHO assessment of snuff being not carcinogenic bases on very limited data. Objectives: This paper investigates potential cytotoxic and genotoxic effects of snuff on human lymphocytes and nasal mucosa cells. Materials and methods: Two kinds of snuff were used, one with a high degree of essential oil. The necessary nasal mucosa cells and lymphocytes were taken from 10 subjects undergoing nasal obstruction surgery and incubated with a snuff mixture (from 0,01µg/ml to 2000µg/ml). Methods included the trypan blue test, the comet assay and the micronucleus test. Results: The trypan blue test showed no decrease in cell viability for both cell types. The comet assay revealed a significant increase in the Olive Tail Moment for lymphocytes starting at 100µg/ml and 1000µg/ml for nasal mucosa cells. There was no significant increase in micronuclei according to the micronucleus test. Conclusion: The present study demonstrated genotoxic damage, such as DNA strand breaks, which may be repaired, but no non-repairable elevated micronuclei. The present findings cast doubts the WHO assessment that snuff is not carcinogenic, however, further research on various genotoxic endpoints in human cells are warranted. KW - Schnupftabak KW - Mutagenität KW - Cytotoxizität KW - Comet Assay KW - Mikrokern KW - Snuff KW - Mikrokerntest KW - Risikoprofil Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-184576 ER - TY - THES A1 - Uebelacker, Lukas T1 - In vitro-Exposition von Glycerin als Bestandteil des Shisha-Tabaks an humanen Nasenschleimhautzellen und Lymphozyten T1 - In vitro exposure of glycerol as an ingredient of shisha tobacco to human nasal mucosa cells and lymphocytes N2 - Shisha-Tabak benötigt im Vergleich zur Zigarette höhere Konzentrationen des Feuchthaltemittels Glycerin. Seit Mai 2016 ist die bis dahin gültige Limitierung von Feuchthaltemitteln in Tabak auf 5 % aufgehoben. Derzeit ist das toxikologische Profil des Glycerins jedoch noch nicht hinreichend erforscht. Ziel dieser Arbeit war es, Glycerin auf mögliche zyto- und genotoxische Effekte zu untersuchen, um so das Gefährdungspotenzial durch Glycerin im Shisha-Tabak zu beurteilen und die tabakkontrollpolitische Situation in Deutschland zu diskutieren. Dafür wurden Lymphozyten sowie Nasenschleimhautzellen von 10 Patienten für eine Stunde Glycerin (0,001 mol/l bis 6,0 mol/l) exponiert. Durch den Trypanblau-Ausschlusstest wurden die Zellen auf Zytotoxizität, mittels Einzelzellgelelektrophorese (Comet Assay) und Mikrokern-Test auf Genotoxizität untersucht. Im Trypanblau-Ausschlusstest traten bei Lymphozyten sowie nasalen Mukosazellen signifikante Vitalitätsabfälle ab Glycerin-Konzentrationen von 1,0 mol/l auf. Im Comet Assay konnten für beide Zellgruppen signifikante Unterschiede des Olive Tail Moments (OTM) ab 1,0 mol/l nachgewiesen werden. Beim Mikrokern-Test zeigten sich keine signifikanten Zunahmen der Mikrokern-Anzahl. Es konnten zyto- und genotoxische Effekte ab Konzentrationen von 1,0 mol/l nachgewiesen werden. Dies überschreitet die reale Glycerin-Belastung im Hauptstromrauch der Shisha jedoch deutlich. Dennoch handelt es sich bei Genotoxizität um ein stochastisches Risiko. Ebenso sind toxische Effekte, beispielsweise durch Erhitzung, bereits bei geringeren Konzentrationen denkbar. Für eine umfangreichere Beurteilung von Feuchthaltemitteln im Shisha-Tabak sind weitere Untersuchungen indiziert. Darüber hinaus besteht enormer Handlungsbedarf zur weiteren Einführung tabakkontrollpolitischer Maßnahmen in Deutschland. N2 - Shisha tobacco has a higher amount of glycerol than cigarette tobacco. Moreover, new legislation in Germany cancels the old limitation of humectants in shisha tobacco. Although higher amounts of glycerol in tobacco are expected, the knowledge of the toxicological profile of glycerol regarding human cells is incomplete. Aim of the study was to test glycerol for cytotoxic and genotoxic effects and to discuss the risk of humectants in shisha tobacco and the situation of German tobacco control. Lymphocytes and nasal mucosa cells of 10 patients were exposed to different glycerol levels (0.001 mol/l to 6.0 mol/l). Cytotoxic effects were examined by trypan blue exclusion test, genotoxic effects by comet assay and micronucleus test. The trypan blue exclusion test revealed significant cytotoxic effects on lymphocytes and nasal mucosa cells for glycerol concentrations of 1.0 mol/l and higher. In the comet assay a significant DNA damage could be shown for glycerol levels of 1.0 mol/l and higher. No significant micronucleus formation was monitored. While the geno- and cytotoxicity were seen in concentrations of glycerol clearly exceeding the concentrations in main stream smoke of shishas, genotoxicity is a stochastic risk occurring even at subtoxic levels. Furthermore, toxicity in lower levels could result from tobacco combustion or interactions with other smoke components. For an extensive evaluation of the risks of humectants in shisha tobacco further studies are needed. In addition, there is an enormous need for introducing further measures of tobacco control policy in Germany. KW - Glycerin KW - Zytotoxizität KW - Genotoxizität KW - Shisha KW - Wasserpfeife KW - Comet Assay KW - Feuchthaltemittel KW - Mikrokerntest KW - Trypanblautest Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-184443 ER - TY - JOUR A1 - Radeloff, Katrin A1 - Radeloff, Andreas A1 - Tirado, Mario Ramos A1 - Scherzad, Agmal A1 - Hagen, Rudolf A1 - Kleinsasser, Norbert H. A1 - Hackenberg, Stephan T1 - Long-Term Impact of Zinc Oxide Nanoparticles on Differentiation and Cytokine Secretion of Human Adipose-Derived Stromal Cells JF - Materials N2 - Zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) are widely utilized, for example in manufacturing paints and in the cosmetic industry. In addition, there is raising interest in the application of NPs in stem cell research. However, cytotoxic, genotoxic and pro-inflammatory effects were shown for NPs. The aim of this study was to evaluate the impact of ZnO-NPs on cytokine secretion and differentiation properties of human adipose tissue-derived stromal cells (ASCs). Human ASCs were exposed to the subtoxic concentration of 0.2 mu g/mL ZnO-NPs for 24 h. After four weeks of cultivation, adipogenic and osteogenic differentiation procedures were performed. The multi-differentiation potential was confirmed histologically and using polymerase chain reaction (PCR). In addition, the gene expression of IL-6, IL-8, vascular endothelial growth factor (VEGF) and caspase 3 was analyzed. Over the course of four weeks after ZnO-NPs exposure, no significant differences were detected in the gene expression of IL-6, IL-8, VEGF and caspase 3 compared to non-exposed cells. The differentiation was also not affected by the ZnO-NPs. These findings underline the fact, that functionality of ASCs is likely to be unaffected by ZnO-NPs, despite a long-term disposition of NPs in the cells, supposing that the starting concentration was safely in the non-toxic range. This might provide important information for single-use nanomedical applications of ZnO-NPs. KW - zinc oxide KW - nanoparticles KW - toxicity KW - differentiation potential KW - human adipose-derived stromal cells KW - stem cells Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-224779 VL - 12 IS - 1823 ER - TY - JOUR A1 - Rak, Kristen A1 - Völker, Johannes A1 - Taeger, Johannes A1 - Bahmer, Andreas A1 - Hagen, Rudolf A1 - Albrecht, Urs-Vito T1 - Medizinische Apps in der HNO-Heilkunde T1 - Medical Apps in Oto-Rhino-Laryngology JF - Laryngorhinootologie N2 - The implementation of mobile information and communication technology in the field of health services, e.g. in the form of apps, is becoming increasingly important. Unfortunately, the necessary quality criteria are often mising. Thus, it seems important, that in addition to an app controlling authority highly qualified health care professionals participate in the development of these applications. For reasons of liability, however, the physician must exercise great caution in the selection and recommendation of medical apps, especially considering, that only a few apps are certified as medical devices. There are a large number of medical apps on the market, with only a small proportion being assigned to the field of otorhinolaryngology. The areas of audiology, sleep medicine and allergology are most frequently represented. Althouhgh there is increasing scientific work on this topic in the field of otorhinolaryngology, there is a lack of scientific evidence of contents and results, as is generally the case of medical apps. However, there are other possibilities for users to rate medical apps regarding defined qualitiy criteria such as functionality, scientific integrity, but also data privacy. None of the apps assessed by such a evaluation tool met all the required quality criteria, but the applied instrument helped to better assess the application. However, it was possible to consider the quality criteria in the developmental process of an medical app for the field of otorhinolaryngoglogy. In summary, the present work provide a comprehensive insight into the topic "Apps in Otorhinolaryngology" with the aim to use these modern aids in a beneficial way. N2 - Die Nutzung mobiler Informations- und Kommunikationstechnologie im Kontext medizinscher und gesundheitsnaher Dienstleistungen, z. B. in Form von Apps, gewinnt, leider jedoch häufig unter Missachtung notwendiger Qualitätskriterien, immer mehr an Bedeutung. So erscheint es wichtig, dass neben einer die Anwendungssoftware kontrollierenden Instanz möglichst hoch qualifizierte Akteure des Gesundheitswesens bei der Erstellung mitwirken. Schon aus Haftungsgründen muss der beratende Arzt eine hohe Sorgfalt bei der Auswahl und Empfehlung einer App walten lassen, gerade auch in Anbetracht der Tatsache, dass nur wenige Apps als Medizinprodukt zertifiziert sind. Auf dem Markt gibt es eine große Anzahl an medizinischen Apps, wobei nur ein geringer Anteil dieser auf den Fachbereich HNO-Heilkunde entfällt. Prozentual sind die Teilbereiche Audiologie, Schlafmedizin und Allergologie am häufigsten vertreten. Obwohl sich der Fachbereich der HNO-Heilkunde zunehmend mit dieser Thematik wissenschaftlich auseinandersetzt, fehlt, wie generell bei vielen medizinischen Apps, eine wissenschaftliche Evidenz der Inhalte und Ergebnisse. Es gibt jedoch für Anwender weitere Möglichkeiten, medizinische Apps nach definierten Qualitätskriterien in verschiedenen Kategorien, wie z. B. Funktionalität, Wissenschaftlichkeit, aber auch Datenschutz, zu beurteilen. Keine der mittels eines solchen Bewertungstools evaluierten Apps erfüllte alle geforderten Kriterien, dem Anwender steht jedoch hiermit ein Instrument zur besseren Einschätzung der Anwendungssoftware zur Verfügung. Im Rahmen des Entwicklungsprozesses einer medizinischen App für den HNO-Bereich war es jedoch möglich, die Qualitätskriterien zu berücksichtigen. Zusammenfassend soll die vorliegende Arbeit einen Überblick über Thema „Apps in der HNO-Heilkunde“ ermöglichen mit dem Ziel, dieses moderne Hilfsmittel nutzbringend einsetzen zu können. KW - apps KW - Chancen KW - Risiken KW - Literaturrecherche KW - Umfrage KW - App-Entwicklung Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-224948 VL - 98 IS - S 01 ER - TY - THES A1 - Murillo, Enrique T1 - Neugeborenen-Hörscreening mit dem BERAphone® - Beeinflussung der Nachweiszeit durch Vigilanzzustand und Reizrate T1 - ABR-based newborn hearing screening with MB11 BERAphone® - Impact of the vigilance level and the stimulus rate on the screening result time N2 - Hintergrund: Für die zeitgerechte Diagnose und Therapie einer permanenten kindlichen Hörstörung ist ein universelles Neugeborenen-Hörscreening (NHS) unverzichtbar. Der Goldstandard für das NHS basiert auf der Ableitung von akustisch evozierten Hirnstammpotentialen (Brainstem evoked response audiometry, BERA). An der Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten, plastische und ästhetische Operationen der Universität Würzburg erfolgt das NHS mit dem automatischen BERA-Testsystem MAICO MB11 BERAphone® (MAICO Diagnostics GmbH). In vorausgegangenen Arbeiten zur Optimierung dieser Messmethode ergaben sich Hinweise auf eine Beziehung zwischen dem Vigilanzzustand (Wachheitsgrad) der Neugeborenen und der Reizrate. In der vorliegenden Studie wurde untersucht, ob durch die Verwendung einer bestimmten Reizrate in Abhängigkeit vom Vigilanzzustand eine Verkürzung der Messzeit bzw. der Testdauer erreicht werden kann. Methoden: An 72 Neugeborenen (Altersmittelwert: 2,3 Tage) wurden 409 Messungen mit dem MB11 BERAphone® im Rahmen des universellen NHS der Universitäts-HNO-Klinik Würzburg durchgeführt. Es wurden drei verschiedene Vigilanzzustände (wach, dösend, schlafend) mit den Reizraten 20/s, 40/s, 60/s, 80/s, 90/s, 100/s untersucht. Ergebnisse: Es konnte gezeigt werden, dass die Nachweiszeit beim NHS vom Vigilanzzustand der Neugeborenen während der Untersuchung beeinflusst wurde. Bei schlafenden Neugeborenen wurden kürzere Nachweiszeiten erzielt als bei wachen Neugeborenen. In Abhängigkeit von der verwendeten Reizrate waren diese Nachweiszeitunterschiede zwischen den schlafenden und wachen Neugeborenen unterschiedlich groß. Bei einer Reizrate von 60/s war im Vergleich zu den übrigen Reizraten (20/s, 40/s, 80/s, 90/s, 100/s) kein signifikanter Unterschied zwischen den Nachweiszeiten der wachen und schlafenden Neugeborenen nachweisbar. Fazit: Eine Reizrate von 60/s ist für das NHS vorteilhaft. Diese Stimulationsrate wird am wenigsten durch die Vigilanz der Neugeborenen beeinflusst. Es treten somit weniger vigilanzbedingte Verlängerungen der Screening-Zeit auf. N2 - Background: For an early diagnosis and therapy of an infant hearing loss a newborn hearing screening (NHS) is indispensable. The gold standard for NHS is based on auditory brainstem responses (ABR). The Department of Oto-Rhino-Laryngology, Plastic, Aesthetic and Reconstructive Head and Neck Surgery at Würzburg University Hospital uses the MB 11 with BERAphone® (MAICO Diagnostic GmbH, Berlin) for NHS. This device utilizes an optimized Chirp stimulus at 35 dBnHL. Previous studies showed an indication of an impact of different vigilance levels on the results of NHS. The present study was aimed at finding an optimum repetition rate for the chirp stimulus dependent on the vigilance level that facilitates a short response-detection and accordingly a short screening result time. Methods: 409 measurements taken on 72 Newborns were included in this study. 3 different vigilance levels (awake, dozing, sleeping) were analyzed using the stimulus rates 20/s, 40/s, 60/s, 80/s, 90/s, 100/s. Results: It could be shown that there is an impact of the vigilance level of the newborns on the screening result time. In sleeping newborns significantly lower mean screening result times could be achieved compared to awake newborns. This differences between the screening result times varied depending on the utilized stimulus rate. At a stimulus rate of 60/s there were no significant differences of the screening result times between the sleeping and awake newborns compared to the other stimulus rates (20/s, 40/s, 80/s, 90/s, 100/s). Conclusions: A stimulus rate of 60/s is advantageous for NHS. This stimulus rate is less influenced by the vigilance level of the Newborns and leads to less extensions of the screening result time. KW - Neugeborene KW - Hörtest KW - ASSR KW - vigilance KW - BERA KW - Chirp-Reiz KW - Neugeborenenhörscreening KW - Stimulationsrate KW - Vigilanz KW - auditory evoked potentials KW - newborn hearing screening KW - stimulus rate Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-180526 ER - TY - JOUR A1 - Gehrke, Thomas A1 - Scherzad, Agmal A1 - Hagen, Rudolf A1 - Hackenberg, Stephan T1 - Risk factors for children requiring adenotonsillectomy and their impact on postoperative complications: a retrospective analysis of 2000 patients JF - Anaesthesia N2 - Adenotonsillectomies are commonly performed procedures and sleep‐disordered breathing is becoming increasingly important as an indication for surgery. Because of the higher risks in patients with obstructive sleep apnoea, the required level of postoperative care for these patients is currently under discussion, and better identification of patients at risk may reduce unnecessary postoperative monitoring. To evaluate the influence of obstructive sleep apnoea, and other risk factors, on peri‐operative complications in children requiring adenotonsillectomy, we performed a retrospective case‐control study that included 1995 patients treated between January 2009 and June 2017. In our analysis, young age (OR 3.8, 95%CI 2.1–7.1), low body weight (OR 2.6, 95%CI 1.5–4.4), obstructive sleep apnoea (OR 2.4, 95%CI 1.5–3.8), pre‐existing craniofacial or syndromal disorders (OR 2.3, 95%CI 1.4–3.8) and adenotonsillectomy, compared with adenoidectomy alone, (OR 7.9, 95%CI 4.7–13.1) were identified as risk factors for complications during or after surgery, p < 0.001. All 13 patients suffering from complications more than 3 h postoperatively had obstructive sleep apnoea plus at least one more of these risk factors. Patients at risk of postoperative complications can therefore be identified by several criteria pre‐operatively, and should be monitored postoperatively using pulse oximetry overnight. For all other patients, postoperative observation on a surgical ward without extra monitoring is sufficient. Admission to paediatric intensive care should be reserved for patients suffering serious intra‐operative complications. KW - adenotonsillectromy KW - monotoring KW - obstructive sleep apnoea KW - paediatrics KW - retrospective KW - risk factors Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-204787 VL - 74 IS - 12 ER - TY - JOUR A1 - Meyer, Till Jasper A1 - Scherzad, Agmal A1 - Moratin, Helena A1 - Gehrke, Thomas Eckert A1 - Killisperger, Julian A1 - Hagen, Rudolf A1 - Wohlleben, Gisela A1 - Polat, Bülent A1 - Dembski, Sofia A1 - Kleinsasser, Norbert A1 - Hackenberg, Stephan T1 - The radiosensitizing effect of zinc oxide nanoparticles in sub-cytotoxic dosing is associated with oxidative stress in vitro JF - Materials N2 - Radioresistance is an important cause of head and neck cancer therapy failure. Zinc oxide nanoparticles (ZnO-NP) mediate tumor-selective toxic effects. The aim of this study was to evaluate the potential for radiosensitization of ZnO-NP. The dose-dependent cytotoxicity of ZnO-NP\(_{20 nm}\) and ZnO-NP\(_{100 nm}\) was investigated in FaDu and primary fibroblasts (FB) by an MTT assay. The clonogenic survival assay was used to evaluate the effects of ZnO-NP alone and in combination with irradiation on FB and FaDu. A formamidopyrimidine-DNA glycosylase (FPG)-modified single-cell microgel electrophoresis (comet) assay was applied to detect oxidative DNA damage in FB as a function of ZnO-NP and irradiation exposure. A significantly increased cytotoxicity after FaDu exposure to ZnO-NP\(_{20 nm}\) or ZnO-NP\(_{100 nm}\) was observed in a concentration of 10 µg/mL or 1 µg/mL respectively in 30 µg/mL of ZnO-NP\(_{20 nm}\) or 20 µg/mL of ZnO-NP\(_{100 nm}\) in FB. The addition of 1, 5, or 10 µg/mL ZnO-NP\(_{20 nm}\) or ZnO-NP\(_{100 nm}\) significantly reduced the clonogenic survival of FaDu after irradiation. The sub-cytotoxic dosage of ZnO-NP\(_{100 nm}\) increased the oxidative DNA damage compared to the irradiated control. This effect was not significant for ZnO-NP\(_{20 nm}\). ZnO-NP showed radiosensitizing properties in the sub-cytotoxic dosage. At least for the ZnO-NP\(_{100 nm}\), an increased level of oxidative stress is a possible mechanism of the radiosensitizing effect. KW - zinc oxide nanoparticles KW - irradiation KW - oxidative DNA damage KW - head and neck squamous cell carcinoma Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-193897 SN - 1996-1944 VL - 12 IS - 24 ER -