Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten, plastische und ästhetische Operationen
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Sonstige beteiligte Institutionen
Im Jahre 2011 wurden erstmals neuronale Stammzellen (NSCs) im Nucleus Cochlearis (N.C.) der Ratte beschrieben (Rak et al. 2011). Um diese Zellen besser zu charakterisieren, war das Ziel der vorliegenden Arbeit, die NSCs des N.C. im Hinblick auf ihre Maturation und Interaktion in neuronalen Netzwerken sowie auf die Möglichkeiten nichtinvasiver Beeinflussung dieser Zellen zu untersuchen und diese mit primären Neuronen des N.C. zu vergleichen. Für die Untersuchungen waren intrazelluläre Calcium-Ionen (Ca2+) von besonderem Interesse, da diese über spannungsgesteuerte Ca2+-Kanäle (VGCCs) und deren Spontanoszillationen indirekt die Aktivität und Differenzierung der Neurone widerspiegeln könnten.
Für die Analyse wurden N.C.s von P6 Ratten mikroskopisch präpariert und nach Dissoziation in Einzelzellen die NSCs für 8 Wochen in Stammzellmedium kultiviert oder direkt als primäre Neurone im Stammzellmedium ausplattiert.
Zur Vorbereitung der Untersuchungen fand eine Kultivierung der jeweiligen Zellen für 4 Tage in Differenzierungsmedium statt. Anschließend wurden sie für Calcium-Imaging-Messungen mit dem Ca2+-sensitiven Fluorophor Oregon Green BAPTA-1 beladen. Zum einen wurde eine Analyse der Grundaktivitäten innerhalb der Zellareale und im neuronalen Netzwerk im Verlauf der Maturation durchgeführt. Zum anderen fand am Tag 4 der Zelldifferenzierung (DIF d4) eine Untersuchung der qualitativen und quantitativen Verteilung von VGCCs über die Zugabe der Ca2+-Kanalinhibitoren Nifedipin, ω-Conotoxin MVIIC, Kurtoxin und SNX-482 statt. In jedem Fall wurden die Zellen anschließend mit PFA fixiert und immunzytologisch untersucht. Zudem wurde eine Markierung der VGCCs mit dem Antikörper anti-Ca2+-Channel-(1 Subunit)-Pan vorgenommen.
Innerhalb der Ergebnisse konnte eine Abhängigkeit der neuronalen Reifung von der Zellaktivität in Form von Ca2+-Strömen nachgewiesen werden. Hierfür zeigte sich ursächlich eine Variation im qualitativen und quantitativen Vorkommen von VGCCs und in ihrer Spontanaktivität innerhalb der Zellareale im Verlauf der neuronalen Maturation. NSCs zeigten ein ähnliches Verhalten wie primär kultivierte Neurone - sowohl bezüglich ihres Aktivitätsmusters während der Differenzierung als auch bezüglich ihrer Möglichkeit der Inhibierung, was auf eine ähnliche Expression von VGCCs hinweisen könnte. Die höchste Aktivität zeigte sich in beiden Fällen bei DIF d4. Die neurogene Nische, welche in der Literatur sowohl bei Ratten (Rak et al. 2011) als auch bei Mäusen (Volkenstein et al. 2013) im N.C. nachweisbar war, könnte somit zur Analysierung pathologischer Prozesse sowie auch zu deren Behandlung in Betracht gezogen werden.
Zusammenfassend konnte in der vorliegenden Dissertation eine Charakterisierung des N.C. der Hörbahn in elektrophysiologischer und biochemischer Hinsicht erreicht werden. Die Ansätze dieser Arbeit könnten in Zukunft zu Therapieoptionen der Hörrehabilitation auf dieser Ebene beitragen.
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.
Background
Fabry Disease (FD) is an X-linked hereditary lysosomal storage disorder which leads to a multisystemic intralysosomal accumulation of globotriaosylceramid (Gb3). Besides prominent renal and cardiac organ involvement, patients commonly complain about vestibulocochlear symptoms like high-frequency hearing loss, tinnitus and vertigo. However, comprehensive data especially on vertigo remain scarce. The aim of this study was to examine the prevalence and characteristics of vertigo and hearing loss in patients with FD, depending on renal and cardiac parameters and get hints about the site and the pattern of the lesions.
Methods
Single-center study with 57 FD patients. Every patient underwent an oto-rhino-laryngological examination as well as videonystagmography and vestibular evoked myogenic potentials (VEMPs) and audiological measurements using pure tone audiometry and auditory brainstem response audiometry (ABR). Renal function was measured by eGFR, cardiac impairment was graduated by NYHA class.
Results
More than one out of three patients (35.1%) complained about hearing loss, 54.4% about vertigo and 28.1% about both symptom. In 74% a sensorineural hearing loss of at least 25 dB was found, ABR could exclude any retrocochlear lesion. Caloric testing showed abnormal values in 71.9%, VEMPs were pathological in 68%. A correlation between the side or the shape of hearing loss and pathological vestibular testing could not be revealed.
Conclusions
Hearing loss and vertigo show a high prevalence in FD. While hearing loss seems due to a cochlear lesion, peripheral vestibular as well as central nervous pathologies cause vertigo. Thus, both the site of lesion and the pathophysiological patterns seem to differ.
Improved radiological examinations with newly developed 3D models may increase understanding of Meniere's disease (MD). The morphology and course of the vestibular aqueduct (VA) in the temporal bone might be related to the severity of MD. The presented study explored, if the VA of MD and non-MD patients can be grouped relative to its angle to the semicircular canals (SCC) and length using a 3D model. Scans of temporal bone specimens (TBS) were performed using micro-CT and micro flat panel volume computed tomography (mfpVCT). Furthermore, scans were carried out in patients and TBS by computed tomography (CT). The angle between the VA and the three SCC, as well as the length of the VA were measured. From these data, a 3D model was constructed to develop the vestibular aqueduct score (VAS). Using different imaging modalities it was demonstrated that angle measurements of the VA are reliable and can be effectively used for detailed diagnostic investigation. To test the clinical relevance, the VAS was applied on MD and on non-MD patients. Length and angle values from MD patients differed from non-MD patients. In MD patients, significantly higher numbers of VAs could be assigned to a distinct group of the VAS. In addition, it was tested, whether the outcome of a treatment option for MD can be correlated to the VAS.
The progressive motor neuropathy (PMN) mouse is a model of an inherited motor neuropathy disease with progressive neurodegeneration. Axon degeneration associates with homozygous mutations of the TBCE gene encoding the tubulin chaperone E protein. TBCE is responsible for the correct dimerization of alpha and beta-tubulin. Strikingly, the PMN mouse also develops a progressive hearing loss after normal hearing onset, characterized by degeneration of the auditory nerve and outer hair cell (OHC) loss. However, the development of this neuronal and cochlear pathology is not fully understood yet. Previous studies with pegylated insulin-like growth factor 1 (peg-IGF-1) treatment in this mouse model have been shown to expand lifespan, weight, muscle strength, and motor coordination. Accordingly, peg-IGF-1 was evaluated for an otoprotective effect. We investigated the effect of peg-IGF-1 on the auditory system by treatment starting at postnatal day 15 (p15). Histological analysis revealed positive effects on OHC synapses of medial olivocochlear (MOC) neuronal fibers and a short-term attenuation of OHC loss. Peg-IGF-1 was able to conditionally restore the disorganization of OHC synapses and maintain the provision of cholinergic acetyltransferase in presynapses. To assess auditory function, frequency-specific auditory brainstem responses and distortion product otoacoustic emissions were recorded in animals on p21 and p28. However, despite the positive effect on MOC fibers and OHC, no restoration of hearing could be achieved. The present work demonstrates that the synaptic pathology of efferent MOC fibers in PMN mice represents a particular form of “efferent auditory neuropathy.” Peg-IGF-1 showed an otoprotective effect by preventing the degeneration of OHCs and efferent synapses. However, enhanced efforts are needed to optimize the treatment to obtain detectable improvements in hearing performances.
This proof of concept describes the use of evoked electromyographic (EMG) activation of the facial nerve for intraoperative monitoring of the electrode insertion during cochlear implantation (CI). Intraoperative EMG measurements from the facial nerve were conducted in nine patients undergoing CI implantation. Electric current pulses were emitted from contacts on the CI array during and immediately after electrode insertion. For control, the results of EMG measurements were compared to postoperative flat panel volume computed tomography scans with secondary reconstruction (fpVCT\(_{SECO}\)). During insertion, the EMG response evoked by the electrical stimulation from the CI was growing with the stimulating contact approaching the facial nerve and declined with increasing distance. After full insertion, contacts on the apical half of the CI array stimulated higher EMG responses compared with those on the basal half. Comparison with postoperative imaging demonstrated that electrode contacts stimulating high EMG responses had the shortest distances to the facial nerve. It could be demonstrated that electrically evoked EMG activation of the facial nerve can be used to monitor the progress during CI electrode insertion and to control the intracochlear electrode position after full insertion.
Adipose-derived stromal cells (ASCs) are a promising cell source for tissue engineering and regenerative medicine approaches for cartilage replacement. For chondrogenic differentiation, human (h)ASCs were seeded on three-dimensional polyurethane (PU) fibrin composites and induced with a chondrogenic differentiation medium containing TGF-ß3, BMP-6, and IGF-1 in various combinations. In addition, in vitro predifferentiated cell-seeded constructs were implanted into auricular cartilage defects of New Zealand White Rabbits for 4 and 12 weeks. Histological, immunohistochemical, and RT-PCR analyses were performed on the constructs maintained in vitro to determine extracellular matrix (ECM) deposition and expression of specific cartilage markers. Chondrogenic differentiated constructs showed a uniform distribution of cells and ECM proteins. RT-PCR showed increased gene expression of collagen II, collagen X, and aggrecan and nearly stable expression of SOX-9 and collagen I. Rabbit (r)ASC-seeded PU-fibrin composites implanted in ear cartilage defects of New Zealand White Rabbits showed deposition of ECM with structures resembling cartilage lacunae by Alcian blue staining. However, extracellular calcium deposition became detectable over the course of 12 weeks. RT-PCR showed evidence of endochondral ossification during the time course with the expression of specific marker genes (collagen X and RUNX-2). In conclusion, hASCs show chondrogenic differentiation capacity in vitro with the expression of specific marker genes and deposition of cartilage-specific ECM proteins. After implantation of predifferentiated rASC-seeded PU-fibrin scaffolds into a cartilage defect, the constructs undergo the route of endochondral ossification.
Investigation of the immune modulatory potential of zinc oxide nanoparticles in human lymphocytes
(2021)
Zinc oxide nanoparticles (ZnO-NP) are commonly used for a variety of applications in everyday life. In addition, due to its versatility, nanotechnology supports promising approaches in the medical sector. NP can act as drug-carriers in the context of targeted chemo- or immunotherapy, and might also exhibit autonomous immune-modulatory characteristics. Knowledge of potential immunosuppressive or stimulating effects of NP is indispensable for the safety of consumers as well as patients. In this study, primary human peripheral blood lymphocytes of 9 donors were treated with different sub-cytotoxic concentrations of ZnO-NP for the duration of 1, 2, or 3 days. Flow cytometry was performed to investigate changes in the activation profile and the proportion of T cell subpopulations. ZnO-NP applied in this study did not induce any significant alterations in the examined markers, indicating their lack of impairment in terms of immune modulation. However, physicochemical characteristics exert a major influence on NP-associated bioactivity. To allow a precise simulation of the complex molecular processes of immune modulation, a physiological model including the different components of an immune response is needed.
Neuronale Stammzellen wurden kürzlich im unteren Colliculus inferior (CI) identifiziert. Diese Zellen sind von besonderem Interesse, da es keine therapeutischen Optionen für geschädigte neuronale Strukturen gibt. Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, das neurogene Potenzial im CI der Ratte von den ersten postnatalen Tagen bis zum Erwachsenenalter zu untersuchen. Der CI von Ratten vom 6. bis zum 48. postnatalen Tag wurde mit Neurosphären-Assays und histologischen Schnitten untersucht. In frei schwimmenden CI-Zellkulturen bildeten sich Neurosphären bei Tieren vom frühen postnatalen Alter bis zum Erwachsenenalter. Die Menge der gebildeten Neurosphären nahm im höheren Alter ab und stieg mit der Anzahl der Zelllinienpassagen. Die Zellen in den Neurosphären und die histologischen Schnitte zeigten eine positive Färbung mit neuronalen Stammzell-Markern (Doublecortin, Sox-2, Musashi-1, Nestin und Atoh1). Dissoziierte Einzelzellen aus den Neurosphären differenzierten und wurden positiv für die neuralen Abstammungsmarker β-III-Tubulin, GFAP und MBP angefärbt. Darüber hinaus wurden neuronalen Stammzell-Marker (Doublecortin, Sox-2, CDK5R1 und Ascl-1) mittels qRT-PCR untersucht. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein neurogenes Potenzial im CI der Ratte von den frühen postnatalen Tagen bis zum Erwachsenenalter nachgewiesen und bewertet wurde. Die Identifizierung von neuronalen Stammzellen im CI der Ratte und ihre altersspezifischen Merkmale tragen zu einem besseren Verständnis der Entwicklung und der Plastizität der Hörbahn bei und könnten für eine therapeutische Nutzung aktiviert werden.
Adipose tissue-derived stromal cells (ASCs) represent a capable source for cell-based therapeutic approaches. For monitoring a cell-based application in vivo, magnetic resonance imaging (MRI) of cells labeled with iron oxide particles is a common method. It is the aim of the present study to analyze potential DNA damage, cytotoxicity and impairment of functional properties of human (h)ASCs after labeling with citrate-coated very small superparamagnetic iron oxide particles (VSOPs). Cytotoxic as well as genotoxic effects of the labeling procedure were measured in labeled and unlabeled hASCs using the MTT assay, comet assay and chromosomal aberration test. Trilineage differentiation was performed to evaluate an impairment of the differentiation potential due to the particles. Proliferation as well as migration capability were analyzed after the labeling procedure. Furthermore, the labeling of the hASCs was confirmed by Prussian blue staining, transmission electron microscopy (TEM) and high-resolution MRI. Below the concentration of 0.6 mM, which was used for the procedure, no evidence of genotoxic effects was found. At 0.6 mM, 1 mM as well as 1.5 mM, an increase in the number of chromosomal aberrations was determined. Cytotoxic effects were not observed at any concentration. Proliferation, migration capability and differentiation potential were also not affected by the procedure. Labeling with VSOPs is a useful labeling method for hASCs that does not affect their proliferation, migration and differentiation potential. Despite the absence of cytotoxicity, however, indications of genotoxic effects have been demonstrated.
Vorliegende Arbeit beschäftigte sich mit der Verbesserung von Defiziten der elektrischen Stimulation durch Cochlea Implantate (CI) mit alternativen Pulsformen. Dabei wurde mit elektrophysiologischen und psychophysikalischen Methoden untersucht, wie sich die Pulsformen auf die Effektivität der Stimulation auswirken. Es wurden präzisions-triphasische Pulse (pTP) mit anodischer und kathodischer zweiter Phase anhand der Daten von elf Probanden untersucht.
Im Rahmen der objektiven elektrophysiologischen Messung wurde mit den unterschiedlichen Formen des pTP an drei unterschiedlichen Kontaktpositionen auf den CI-Elektrodenträgern stimuliert, und die Stärke der jeweils evozierten neuronalen Antwort aufgezeichnet. Der subjektive psychophysikalische Test diente dazu, die pulsformspezifischen Hörschwellen zu bestimmen und wurde an zwei unterschiedlichen Kontakten auf den CI-Elektrodenträgern durchgeführt.
Dabei erzielten pTP, welche eine symmetrisch-triphasische Pulsform aufwiesen, geringere neuronale Antwortstärken und höhere Hörschwellen als die pTP, die einer biphasischen Pulsform glichen. Diejenigen pTP, die biphasischen Pulsen mit anodischer erster Phase glichen, erzielten dabei die höchsten neuronalen Antwortstärken und die niedrigsten Hörschwellen.
Hintergrund
Die E‑Zigarette erfreut sich in den letzten Jahren zunehmender Beliebtheit. Die Frage nach der Toxizität ist jedoch noch nicht eindeutig geklärt, und es herrscht global Unsicherheit im Umgang mit der E‑Zigarette.
Ziel
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Propylenglykol, ein Hauptbestandteil der Liquide, in Bezug auf mögliche akute Entzündungsreaktionen, zyto- und genotoxische Auswirkungen auf humane Nasenschleimhautzellen zu untersuchen.
Material und Methoden
Die Nasenschleimhautzellen wurden von zehn Probanden im Air-Liquid-Interface kultiviert und anschließend mit unterschiedlichen Konzentrationen des Propylenglykols bedampft. Die Analyse erfolgte mittels Trypanblau-Test, Comet-Assay, Mikrokerntest und IL-6- und IL-8-Sandwich-ELISA.
Ergebnis
Der Trypanblau-Test zeigte keine Reduktion der Vitalität. Im Sandwich-ELISA konnte kein Anstieg der IL-6- und IL-8-Konzentrationen nachgewiesen werden. Im Comet-Assay zeigte das Olive Tail Moment eine Schädigung im Vergleich zur Negativkontrolle in allen untersuchten Konzentrationen. Zudem zeigte sich eine dosisabhängige Schädigung. Im Mikrokerntest konnte ein Unterschied zwischen dem Reinstoff und der Negativkontrolle gefunden werden.
Schlussfolgerung
Es zeigten sich möglicherweise reparable DNS-Schädigungen im Comet-Assay. Im Mikrokerntest konnten diese nur in der Reinstoffkonzentration bestätigt werden. Es sollte ein restriktiver Umgang mit der E‑Zigarette erfolgen, bis insbesondere Langzeitstudien vorliegen. Zudem ist eine eindeutige Deklaration der Inhaltsstoffe der Liquide durch die Hersteller zu fordern, um weitergehende Schädigungspotenziale untersuchen zu können.
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.
Entwicklung optimierter Ankopplungsbedingungen von aktiven Mittelohrimplantaten am runden Fenster
(2022)
Seit Mitte der 90er-Jahre gewinnen aktive Mittelohrimplantate wie die Vibrant sound bridge (VSB) zunehmend an Bedeutung. Sie können zur Rehabilitation von Schallleitungs- und Schallempfindungsstörungen, sowie kombinierter Hörstörungen indiziert sein. Die Vibrant sound bridge stellt eine Alternative für Patienten dar, bei denen aus verschiedenen Gründen eine Unverträglichkeit gegenüber herkömmlichen Hörgeräten besteht. Bei der Implantation des Floating mass transducers (FMT) am runden Fenster zeigte sich in der Klinik neben einer hohen Revisionsrate von bis zu 15,6 % eine hohe Varianz der audiologischen Ergebnisse, was auf eine unkontrollierte und mangelnde Ankopplung des Floating mass transducers an das runde Fenster zurückzuführen ist. Erste Ergebnisse der kontrollierten Ankopplung am runden Fenster mit einem Kamin zeigten vielversprechende Ergebnisse. Die suffiziente Fixation des Kamins an der Rundfensternische stellt eine Herausforderung dar. Es bedarf eines Haftvermittlers, der eine suffiziente Verbindung zwischen dem Titankamin und dem darunter befindlichen Knochen am runden Fenster herstellt. Ziel der Dissertation war die Findung einer geeigneten Haftkomponente zur Fixation des Kamins am runden Fenster. Es wurden der Calciumphosphatzement HydroSet® (Fa. Stryker) und der Glasionomerzement Ketac™ Cem (Fa. ESPE 3M™ Deutschland) untersucht. In Anlehnung an DIN 13990-2 wurden nach Einwirkung physikalischen Stresses in Form von Temperatur und Feuchtigkeit die Scherhaftfestigkeit der Titanzylinder an humanen Felsenbeinknochen gemessen. Es zeigte sich eine schwach signifikant bessere Haftung für das Calciumphosphatzement HydroSet®, bei insgesamt geringer Scherhaftfestigkeit beider Zemente im Vergleich mit anderen zahnheilkundlichen Adhäsiven der Literatur.
Zinkoxid-Nanopartikel (ZnO-NP) finden in vielen Produkten des täglichen Verbrauchs Verwendung. Daten über die toxikologischen Eigenschaften von ZnO-NP werden kontrovers diskutiert. Die menschliche Haut ist in Bezug auf die ZnO-NP Exposition das wichtigste Kontakt-Organ. Intakte Haut stellt eine suffiziente Barriere gegenüber NP dar. Bei defekter Haut ist ein Kontakt zu den proliferierenden Stammzellen möglich, sodass diese als wichtiges toxikologische Ziel für NP darstellen. Das Ziel dieser Dissertation war die Bewertung der genotoxischen und zytotoxischen Effekte an humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSC) durch niedrig dosierte ZnO-NP nach 24 stündiger Exposition, repetitiven Expositionen und im Langzeitversuch bis zu 6 Wochen. Zytotoxische Wirkungen von ZnO-NP wurden mit 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid-Test (MTT) gemessen. Darüber hinaus wurde die Genotoxizität durch den Comet-Assay bewertet. Zur Langzeitbeobachtung bis zu 6 Wochen wurde die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) verwendet. Zytotoxizität nach 24-stündiger ZnO-NP-Exposition war ab einer Konzentration von 50 µg/ml nachweisbar. Genotoxizität konnten bereits bei Konzentrationen von 1 und 10 µg/ml ZnO-NP beschrieben werden. Wiederholte Exposition verstärkte die Zyto-, aber nicht die Genotoxizität. Eine intrazelluläre NP-Akkumulation mit Penetration der Zellorganelle wurde bei einer Exposition bis zu 6 Wochen beobachtet. Die Ergebnisse deuten auf zytotoxische und genotoxisches Effekte von ZnO-NP hin. Bereits geringe Dosen von ZnO-NP können bei wiederholter Exposition toxische Wirkungen hervorrufen sowie eine langfristige Zellakkumulation. Diese Daten sollten bei der Verwendung von ZnO-NP an geschädigter Haut berücksichtigt werden.
Magnetic nanoparticles (NPs), such as very small iron oxide NPs (VSOPs) can be used for targeted drug delivery, cancer treatment or tissue engineering. Another important field of application is the labelling of mesenchymal stem cells to allow in vivo tracking and visualization of transplanted cells using magnetic resonance imaging (MRI). For these NPs, however, various toxic effects, as well as functional impairment of the exposed cells, are described. The present study evaluates the influence of VSOPs on the multilineage differentiation ability and cytokine secretion of human adipose tissue derived stromal cells (hASCs) after long-term exposure. Human ASCs were labelled with VSOPs, and the efficacy of the labelling was documented over 4 weeks in vitro cultivation of the labelled cells. Unlabelled hASCs served as negative controls. Four weeks after labelling, adipogenic and osteogenic differentiation was histologically evaluated and quantified by polymerase chain reaction (PCR). Changes in gene expression of IL-6, IL-8, VEGF and caspase 3 were determined over 4 weeks. Four weeks after the labelling procedure, labelled and unlabelled hASCs did not differ in the gene expression of IL-6, IL-8, VEGF and caspase 3. Furthermore, the labelling procedure had no influence on the multidifferentiation ability of hASC. The percentage of labelled cells decreased during in vitro expansion over 4 weeks. Labelling with VSOPs and long-term intracellular disposition probably have no influence on the physiological functions of hASCs. This could be important for the future in vivo use of iron oxide NPs.
Purpose
Flexible endoscopic evaluation of swallowing (FEES\(^{®}\)) is a standard diagnostic tool in dysphagia. The combination of FEES® and narrow band light (narrow band imaging; NBI) provides a more precise and detailed investigation method. So far, this technique could only be performed with the NBI illumination. The new version of the "professional image enhancement technique" (PIET) provides another image enhancing system. This study investigates the eligibility of PIET in the FEES\(^{®}\) procedure.
Methods
Both techniques, NBI and PIET, were compared using a target system. Furthermore, the image enhancement during FEES\(^{®}\) was performed and recorded with the two systems during daily routine.
Results
Performing an image enhancement during FEES\(^{®}\) is possible with both systems PIET and NBI. On the target system, the contrast of the PIET showed a brighter and a more detailed picture. In dysphagia patients, no difference between PIET and NBI was detected.
Conclusion
PIET proved to be non-inferior to NBI during image enhancement FEES\(^{®}\). So far, image enhancement FEES\(^{®}\) was exclusively connected to NBI. With the PIET system, an alternative endoscopy technology is available for certain indications.
Deep neck infections with and without mediastinal involvement: treatment and outcome in 218 patients
(2022)
Purpose
Infections of the deep neck, although becoming scarcer due to the widespread use of antibiotics, still represent a dangerous and possibly deadly disease, especially when descending into the mediastinum. Due to the different specialities involved in the treatment and the heterogenous presentation of the disease, therapeutic standard is still controversial. This study analyzes treatment and outcome in these patients based on a large retrospective review and proposes a therapeutic algorithm.
Methods
The cases of 218 adult patients treated with deep neck abscesses over a 10-year period at a tertiary university hospital were analyzed retrospectively. Clinical, radiological, microbiological and laboratory findings were compared between patients with and without mediastinal involvement.
Results
Forty-five patients (20.64%) presented with abscess formation descending into the mediastinum. Those patients had significantly (all items p < 0.0001) higher rates of surgical interventions (4.27 vs. 1.11) and tracheotomies (82% vs. 3.4%), higher markers of inflammation (CRP 26.09 vs. 10.41 mg/dl), required more CT-scans (3.58 vs. 0.85), longer hospitalization (39.78 vs 9.79 days) and more frequently needed a change in antibiotic therapy (44.44% vs. 6.40%). Multi-resistant pathogens were found in 6.67% vs. 1.16%. Overall mortality rate was low with 1.83%.
Conclusion
Despite of the high percentage of mediastinal involvement in the present patient collective, the proposed therapeutic algorithm resulted in a low mortality rate. Frequent CT-scans, regular planned surgical revisions with local drainage and lavage, as well as an early tracheotomy seem to be most beneficial regarding the outcome.
Purpose
For further improvements in cochlear implantation, the measurement of the cochlear duct length (CDL) and the determination of the electrode contact position (ECP) are increasingly in the focus of clinical research. Usually, these items were investigated by multislice computed tomography (MSCT). The determination of ECP was only possible by research programs so far. Flat-panel volume computed tomography (fpVCT) and its secondary reconstructions (fpVCT\(_{SECO}\)) allow for high spatial resolution for the visualization of the temporal bone structures. Using a newly developed surgical planning software that enables the evaluation of CDL and the determination of postoperative ECP, this study aimed to investigate the combination of fpVCT and otological planning software to improve the implementation of an anatomically based cochlear implantation.
Methods
Cochlear measurements were performed utilizing surgical planning software in imaging data (MSCT, fpVCT and fpVCT\(_{SECO}\)) of patients with and without implanted electrodes.
Results
Measurement of the CDL by the use of an otological planning software was highly reliable using fpVCT\(_{SECO}\) with a lower variance between the respective measurements compared to MSCT. The determination of the inter-electrode-distance (IED) between the ECP was improved in fpVCT\(_{SECO}\) compared to MSCT.
Conclusion
The combination of fpVCT\(_{SECO}\) and otological planning software permits a simplified and more reliable analysis of the cochlea in the pre- and postoperative setting. The combination of both systems will enable further progress in the development of an anatomically based cochlear implantation.