Objectives Detailed visualization of bone microarchitecture is essential for assessment of wrist fractures in computed tomography (CT). This study aims to evaluate the imaging performance of a CT system with clinical cadmium telluride-based photon-counting detector (PCD-CT) compared with a third-generation dual-source CT scanner with energy-integrating detector technology (EID-CT). Materials and Methods Both CT systems were used for the examination of 8 cadaveric wrists with radiation dose equivalent scan protocols (low-/standard-/full-dose imaging: CTDIvol = 1.50/5.80/8.67 mGy). All wrists were scanned with 2 different operating modes of the photon-counting CT (standard-resolution and ultra-high-resolution). After reformatting with comparable reconstruction parameters and convolution kernels, subjective evaluation of image quality was performed by 3 radiologists on a 7-point scale. For estimation of interrater reliability, we report the intraclass correlation coefficient (absolute agreement, 2-way random-effects model). Signal-to-noise and contrast-to-noise ratios were calculated to provide semiquantitative assessment of image quality. Results Subjective image quality of standard-dose PCD-CT examinations in ultra-high-resolution mode was superior compared with full-dose PCD-CT in standard-resolution mode (P = 0.016) and full-dose EID-CT (P = 0.040). No difference was ascertained between low-dose PCD-CT in ultra-high-resolution mode and standard-dose scans with either PCD-CT in standard-resolution mode (P = 0.108) or EID-CT (P = 0.470). Observer evaluation of standard-resolution PCD-CT and EID-CT delivered similar results in full- and standard-dose scans (P = 0.248/0.509). Intraclass correlation coefficient was 0.876 (95% confidence interval, 0.744–0.925; P < 0.001), indicating good reliability. Between dose equivalent studies, signal-to-noise and contrast-to-noise ratios were substantially higher in photon-counting CT examinations (all P's < 0.001). Conclusions Superior visualization of fine anatomy is feasible with the clinical photon-counting CT system in cadaveric wrist scans. The ultra-high-resolution scan mode suggests potential for considerable dose reduction over energy-integrating dual-source CT.

Die vorliegende Nichtunterlegenheitsstudie zur Versorgung von Symphysensprengungen vergleicht die biomechanische Stabilität zweier neuartiger, additiv hergestellter Kabel- Implantat-Systeme zur Symphysenfixierung (KISS-Fixation) mit der der Symphysenplatte. Letztere weist als aktueller Standard eine erhebliche Komplikationsrate auf. Die Nullhypothese lautet: Die KISS-Fixation mit anteriorer oder transobturatorialer Kabelcerclage ist der Symphysenplatte bei der Versorgung einer Symphysensprengung in Bezug auf biomechanische Stabilität unterlegen. Hierfür erfolgte eine Testung von insgesamt 30 synthetischen Beckenmodellen in einer Materialprüfmaschine unter Nachahmung eines Einbeinstandes. Zeitgleich wurden durch ein Optisches Messsystem Verschiebungen an der Symphyse gemessen. Getestet wurden drei Gruppen à zehn Becken: A) 3,5 mm 4-Loch-Symphysenplatte aus Stahl, B) KISS mit anteriorer Kabelcerclage und C) KISS mit transobturatorialer Kabelcerclage. Nach einer zyklischen Belastung unter dem Kraftniveau von 300 N über 5000 Zyklen erfuhr dasselbe Becken anschließend weitere 5000 Zyklen unter 400 N. In einem zweiten Teil der Studie wurde die KISS-Fixation an insgesamt sechs Körperspendern angebracht. Dies diente der Etablierung des operativen Zugangswegs, Analyse umliegender Strukturen und Prüfung der Passgenauigkeit. Aufgezeichnete Parameter der Materialprüfmaschine waren: Steifigkeit, Peak-to-Peak-Displacement, Total Displacement, Plastische Deformation sowie Dmin5000 – DmaxSZ10. Beim Optischen Messsystem erfolgte eine Auswertung der vertikalen Verschiebung von zwei an der Symphyse befindlichen Messpunkten zum Zeitpunkt des Belastungsmaximums (Symphyseal Displacement). Für die Messwerte der Materialprüfmaschine konnte in 13 von 20 Parametern Nichtunterlegenheit der KISS-Fixation gegenüber der Symphysenplatte nachgewiesen werden. Beim Optischen Messsystem war das KISS in drei der insgesamt vier als relevant betrachteten Werte nichtunterlegen. Im Rahmen der Kadaverstudie bestätigte sich eine Praktizierbarkeit der Implantatanbringung am humanen Präparat. Diese Studie zeigt, dass zur Stabilisierung einer Symphysensprengung die neuartige KISS-Fixation eine biomechanisch und anatomisch mögliche Alternative zur Symphysenplatte darstellt.

The production of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) in quantities that are relevant for cell-based therapies and cell-loaded implants through standard adherent culture is hardly achievable and lacks process scalability. A promising approach to overcoming these hurdles is the culture of hiPSCs in suspension. In this study, stirred suspension culture vessels were investigated for their suitability in the expansion of two hiPSC lines inoculated as a single cell suspension, with a free scalability between volumes of 50 and 2400 ml. The simple and robust two-step process reported here first generates hiPSC aggregates of 324 ± 71 μm diameter in 7 days in 125 ml spinner flasks (100 ml volume). These are subsequently dissociated into a single cell suspension for inoculation in 3000 ml bioreactors (1000 ml volume), finally yielding hiPSC aggregates of 198 ± 58 μm after 7 additional days. In both spinner flasks and bioreactors, hiPSCs can be cultured as aggregates for more than 40 days in suspension, maintain an undifferentiated state as confirmed by the expression of pluripotency markers TRA-1-60, TRA-1-81, SSEA-4, OCT4, and SOX2, can differentiate into cells of all three germ layers, and can be directed to differentiate into specific lineages such as cardiomyocytes. Up to a 16-fold increase in hiPSC quantity at the 100 ml volume was achieved, corresponding to a fold increase per day of 2.28; at the 1000 ml scale, an additional 10-fold increase was achieved. Taken together, 16 × 106 hiPSCs were expanded into 2 × 109 hiPSCs in 14 days for a fold increase per day of 8.93. This quantity of hiPSCs readily meets the requirements of cell-based therapies and brings their clinical potential closer to fruition.

Die Tumorangiogenese ist ein Prozess, der zur Ausbildung eines tumoreigenen Gefäßnetzwerks führt und kritisch ist für die Progression des Tumorwachstums, sowie für dessen Malignisierung und Metastasierung. Zytokine wie VEGF und PDGF steuern angiogene Prozesse. Die resultierende Tumorvaskulatur ist jedoch dysfunktional und unterscheidet sich in Struktur und Funktion stark von normalen Gefäßen. Die antiangiogene Therapie richtet sich gegen die Tumorvaskulatur indem Angiogenese-induzierende Signalwege inhibiert werden. Es existieren zahlreiche therapeutische Ansätze, zu denen u.a. Anti-VEGF- Antikörper und Rezeptortyrosinkinaseinhibitoren zählen. Ziel der antiangiogenen Therapie ist es, die Ausbildung neuer Blutgefäße im Tumor zu stoppen sowie existierende unreife Blutgefäße zu zerstören. Das Konzept der Gefäßnormalisierung beschreibt im Rahmen der antiangiogenen Therapie Prozesse, die zu einer transienten Verbesserung dieser defekten Tumorvaskulatur und zu ihrer tendenziellen Angleichung an Struktur und Funktion von normalen Gefäßen führen sollen. In dieser Studie wurden Veränderungen von Gefäßparametern in murinen AT3- Mammakarzinomen und murinen Lewis-lung-Karzinomen miteinander verglichen, die entweder (a) mit mG6-31, einem monoklonalen Anti-VEGF- Antikörper, (b) mit Axitinib, einem niedermolekularen VEGF-R-/PDGF-R- Tyrosinkinaseinhibitor antiangiogen behandelt oder (c) nicht behandelt wurden. Ziel war es dabei, Aussagen über die antiangiogene Wirksamkeit sowie die Gefäß- normalisierende Effektivität der o.g. Antiangiogenetika zu treffen. In einer bereits abgeschlossenen Forschungsarbeit von Ascheid (vgl. Absatz 7.2) wurden mit dem gleichen Experimentalaufbau wie zuvor beschrieben ebenfalls murine Tumoren hinsichtlich makroskopischer Gefäßstruktur und -organisation untersucht. Dabei wurde aufgezeigt, dass Gefäß-normalisierende Prozesse durch o.g. Angiogenetika in geringem Umfang stattfanden. Die durchgeführte Studie zielte darauf ab, die bereits erfassten Resultate zu komplettieren und somit eine abschließende Aussage über das Auftreten von Gefäßnormalisierung zu ermöglichen. 88 In den mG6-31-/Axitinib-/unbehandelten AT3-/LLC-Tumorschnitten wurden die Parameter Gefäßdichte, Apoptoserate, Proliferationsrate, Perizytenbesatz, Intaktheit der vaskulären Basalmembran und endotheliale Expression von TRPC6-Kanälen immunhistochemisch bzw. mittels Immunfluoreszenz detektiert, mikroskopisch aufgenommen und quantifiziert. Diese Arbeit zeigt, dass Axitinib deutliche antiangiogene Effekte in der Tumorvaskulatur hervorruft, mG6-31 hingegen wirkt schwächer antiangiogen. Im Unterschied zu den Ergebnissen aus Ascheids Arbeit (Ascheid, 2018) konnten- Effekte auf der Ebene der individuellen Blutgefäße nachgewiesen werden, die in der Literatur als Anzeichen für eine Gefäßnormalisierung beschrieben werden. Wiederum waren diese Effekte unter Axitinib stärker ausgeprägt als unter mG6- 31-Behandlung. Die Resultate beider Forschungsarbeiten zusammengefasst betrachtet, kann man feststellen, dass die Zusammenfassung der gefäßverändernden Effekte, die antiangiogene Wirkstoffe hervorrufen, unter dem Begriff „Normalisierung“ in Frage gestellt werden sollte.

This study was designed to investigate the image quality of ultra-high-resolution ankle arthrography employing a photon-counting detector CT. Bilateral arthrograms were acquired in four cadaveric specimens with full-dose (10 mGy) and low-dose (3 mGy) scan protocols. Three convolution kernels with different spatial frequencies were utilized for image reconstruction (ρ\(_{50}\); Br98: 39.0, Br84: 22.6, Br76: 16.5 lp/cm). Seven radiologists subjectively assessed the image quality regarding the depiction of bone, hyaline cartilage, and ligaments. An additional quantitative assessment comprised the measurement of noise and the computation of contrast-to-noise ratios (CNR). While an optimal depiction of bone tissue was achieved with the ultra-sharp Br98 kernel (S ≤ 0.043), the visualization of cartilage improved with lower modulation transfer functions at each dose level (p ≤ 0.014). The interrater reliability ranged from good to excellent for all assessed tissues (intraclass correlation coefficient ≥ 0.805). The noise levels in subcutaneous fat decreased with reduced spatial frequency (p &lt; 0.001). Notably, the low-dose Br76 matched the CNR of the full-dose Br84 (p 0.999) and superseded Br98 (p &lt; 0.001) in all tissues. Based on the reported results, a photon-counting detector CT arthrography of the ankle with an ultra-high-resolution collimation offers stellar image quality and tissue assessability, improving the evaluation of miniscule anatomical structures. While bone depiction was superior in combination with an ultra-sharp convolution kernel, soft tissue evaluation benefited from employing a lower spatial frequency.