Quantitative Analyse des peripheren Skeletts bei Kindern und Jugendlichen nach Stammzellentransplantation

Frage: Weisen Kinder und Jugendliche mit malignen Grunderkrankungen unter Stammzelltherapie eine verminderte Knochenmineraldichte auf, die sich in auffälligen Knochenparametern und einem erhöhten Frakturrisiko zeigt? Methode: Retrospektive Auswertung der Messergebnisse und Z-Scores von bis zu 6 Quantitativen Ultraschallmessungen (QUS) an Kalkaneus und Radius/Tibia sowie der Digitalen Radiogrammetrie (DXR) bei 47 Patienten im Alter zwischen 1 und 19 Jahre, erfasst wurden außerdem Angaben zu den Patienten, deren Erkrankungen und Therapien sowie Laborwerte über einen Zeitraum von im Mittel 55 Tagen vor bis 553 Tagen nach der Transplantation. Ergebnisse: Festgestellt wurden signifikante Korrelationen zwischen den Ergebnissen der QUS-Messungen am Kalkaneus sowie an Radius und Tibia und den Ergebnissen der DXR-Messungen. Weiterhin fanden sich tendenzielle bis hochsignifikante Korrelationen der QUS- und DXR-Parameter zu Geschlecht, Lebensalter, Knochenalter, Körpergröße, Körpergewicht, BMI, Corticoidgabe, Immobilisationsdauer und den Laborparametern. Keinen nachweisbaren Einfluss hatten Erkrankungsart (maligne / nicht maligne) und Erkrankungsdauer, die Gabe von Kontrazeptiva, Kalziumpräparaten, Progynova, Bondronat und Decostriol. Die quantitativen Ultraschallparameter am Kalkaneus zeigten die frühesten und stärksten Veränderungen. Nach der Transplantation kam zu einer annähernden Verdoppelung der Anzahl von Patienten mit Osteoporose (13,5%) im Vergleich zu den Ausgangsmessungen (6,5%) und den letzen Kontrolluntersuchungen (7,7%) nach durchschnittlich 15 Monaten. Kein Patient erlitt im untersuchten Behandlungszeitraum eine Fraktur

Investigation of ultrastructural and mechanical properties of rat cortical bone using micro-CT, three-point bending testing, and the reference point indentation technique

Characterization of bone is important as it aids in the understanding of bone pathologies and their corresponding treatments. Assessment of cortical bone morphology has been identified as an important aspect of overall bone quality as it contributes significantly to the mechanical strength of bone. In the first part of this study, rat cortical bone was assessed at different hierarchical levels using micro-CT imaging, and changes within the cortical network morphology as a function of age were investigated. Decomposition of the intracortical porosity of the rat into the canal network and the osteocyte lacunar system allowed for the quantification of morphometric indices describing the size, shape, and spatial orientation of these systems. The porosity due to canals decreases with age while the porosity due to lacunae decreases slightly with age. Overall, it was found that the lacunae element-based parameters were independent of age. The results of this study serve as valuable inputs into the computational modeling of bone at different hierarchical scales and will help provide new insights into the assessment of bone quality in the future. In addition to micro-CT imaging, the mechanical properties of rat cortical bone as a function of age were assessed with three-point bending testing. Additionally, a novel microindentation technique, termed reference point indentation (RPI),that is capable of in vivo testing was used to assess the mechanical properties of rat bone. These results were compared to traditional bending test results for validation of this new RPI technique. Parameters including apparent modulus, stiffness, mean energy dissipation, and ultimate bending strength were reported. Furthermore, a parameter unique to the RPI technique, the indentation distance increase (IDI), was introduced and used to investigate the fracture properties of bone as a function of age. It was concluded that the RPI technique is capable of providing information regarding bone fracture toughness as well as other parameters, and these parameters were similar to those obtained using traditional three-point bending tests. Although these results are promising, a more thorough comparison of the RPI technique with traditional mechanical testing is warranted to provide a better understanding of the relationship between these testing methods

A cadaveric morphometric study of the attachments of the anterior cruciate ligament in the South Indian Population

INTRODUCTION: Anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction is one of the most common arthroscopic knee surgeries done in the World. As we acquire greater knowledge about the biomechanics of the ACL, it is increasingly apparent that the aim of a successful ACL reconstruction is restoration of the patient’s anatomy. The ACL has, for some time, been described as consisting of two main functional bundles- the Antero- medial (AM) and the postero- lateral (PL). These bundles have been shown to behave differently in the tensioning of their fibres in varying degrees of knee flexion and rotation. This has led to the development of the ‘double bundle’ ACL reconstruction technique, which is entirely dependent upon the anatomical placement of tunnels and differential tensioning for physiological load bearing patterns. The results of the more commonly done ‘isometric’ single bundle ACL reconstruction have also been shown to rely on the placement of the femoral tunnel. As newer, more anatomical techniques evolve, a demand for quantitative anatomical description of the attachments of the ACL and its two bundles in specific populations has arisen. Several papers in the Western population doing so have been published, but as all knees are not the same, regional data is warranted. It is hypothesized that, because knees in a particular population are geometrically similar, measurements to locate the bundle attachments could be correlated with measurements that describe the size of the knee. MATERIALS AND METHODS: 22 preserved cadaveric knees with intact ACLs were dissected. The AM bundle was identified by anterior drawer in full external rotation and marked. The ACL was cut mid- substance and the knee subluxated. The lateral condyle was taken off and after cutting the remaining ACL, the femoral attachment of the ACL was measured with Vernier callipers and digitally photographed with a high resolution digital camera. The distances of the centre of the attachment from standard arthroscopic landmarks were also measured using callipers. The tibial attachment was similarly measured and photographed. The photographs were processed in the software AutoCAD (Autodesk Inc., San Rafael, Cal.) and the exact area of the attachments was calculated, along with the position of their centres along standard measurement grids. Maximum included diameter circles were plotted and the required graft diameter predicted. To test the hypothesis, a Pearson coefficient was applied to the collected data in order to check the correlation of the measurements to the size of the knee. CONCLUSION: We have inferred from this study that the intra- articular landmarks on the tibial plateau are a good initial point for the accurate location and placement of the tibial tunnel for both a single bundle and a double bundle ACL reconstruction. - We have also presented useful data for the location and diameter of tunnel placement for the footprint for the femoral socket for ACL reconstruction. - The use of this data, aided especially by an Arthroscopic Ruler or adjustable guides designed to reference from these landmarks, could be a remarkably useful method of consistently locating the tibial footprint. we encourage the arthroscopic surgeon to have the arthroscopic ruler as an important part of the ACL armamentarium. - The data measuring the location of the footprints with relation to anatomic landmarks may be very useful in the future as baseline references for Computer Navigated ACL Reconstruction in South Indian patients

Effect of vitamin 1αOH-D3 and 25-OH-D3 on performance indices and bone mineralization in commercial pullets

En sistemas de alojamiento de alto confinamiento, se pre-sentan mayores incidencias de huevos rotos, fatiga de jaula y discondroplasia tibial, que han sido asociados a bajas con-centraciones sanguíneas del metabolito activo de la vitamina D [1,25-(OH)2-D3], durante el periodo de mayor crecimiento de la tibia. En el presente trabajo, se evaluaron cuatro tra-tamientos: Una dieta control a base de maíz y soya, con la adición de g por tonelada, 50 de fitasa como tratamiento control; 12,5 de 1 alfa-hidroxi-colecalciferol o 1αOH-D3 “On Top; 12,5 de 1αOH-D3 “matrizada” y 5,52 de 25-hidroxi-co-lecalciferol o 25-OH-D3 “On Top”. Se usó un diseño com-pletamente al azar, con seis repeticiones, utilizando 960 po-llitas Lohmann Brown, de cuatro semanas de edad, alojadas en 24 corrales, con 40 aves cada uno. No hubo diferencias estadísticas en peso promedio a las 16 semanas (1493g), conversión alimenticia (4,61), ni en mortalidad entre las aves asignadas a los diferentes tratamientos. La longitud de la ca-nilla no fue diferente entre las aves recibiendo los diferentes tratamientos, siendo de 5,58, 7,97, 9,51 y 10,1cm a las 4, 8, 12 y 16 semanas, respectivamente. Tampoco el contenido de minerales (%) en los huesos fue influenciado por la fuente ni por el nivel de inclusión de la vitamina D3, siendo en pro-medio 21,64 para calcio, 17,18 para fósforo y 38,54 para cenizas; sin embargo, la inclusión de la vitamina 1α OH-D3matrizada representó una reducción de 1,0% en el costo de alimentación de cada ave, comparada con el uso 25-OH-D3“On Top”.In high-confinement poultry production systems, there is high incidence of broken eggs, cage fatigue or tibial dyschondroplasia, which is part of a set of skeletal changes that reduce bird welfare, problems that have been associated with low blood circulating levels of the active metabolite of vitamin D (1,25-(OH)2-vitamin D3) during the period of greatest tibia growth. In the present study, four treatments were evaluated: a control diet based on corn and soybean with 50g phytase per ton as a control treatment; 12.5g 1 alpha-hydroxy-cholecalciferol or 1α-OH D3 “On Top”; 12.5g of 1α-OH D3 “matrixed” or 5.52g of 25-hydroxy-cholecalciferol or 25-OH-D3 “On Top”. A completely randomized design with six replications using 960 Lohmann Brown pullets four weeks of age, housed in 24 pens with 40 birds each was used. There were no statistical differences for the average weight at 16 weeks (1493g), feed conversion (4.61) or mortality among birds assigned to different treatments. Tibia length did not differ between birds receiving different treatments, being 5.58, 7.97, 9.51 and 10.1cm at 4, 8, 12 and 16 weeks, respectively. Likewise, mineral content (%) in bone was not influenced by the source or by the inclusion level of vitamin D3, averaging 21.64 for calcium, 17.18 for phosphorus and 38.54 for ashes. However, the inclusion of vitamin 1α-OH D3 matrixed represented a 1.0% reduction in feed costs compared with the use of 25-OH-D3 “On Top”.Incluye referencias bibliográfica

Degenerativer Innenmeniskusschaden und Geometrie des Kniegelenks: prospektive MRT-Fallstudie

Der degenerative Innenmeniskusschaden ist eine der häufigsten unfallchirurgisch- orthopädischen Erkrankungen. Im Hinblick darauf, dass bei einem Teil der Patienten Körpergröße oder sportliche Belastungen für dieses Krankheitsbild im Sinne eines Risikofaktors mitverantwortlich sind, ergeben sowohl in Bezug auf die Behandlung als auch im Rahmen von Begutachtungen mitunter Unklarheiten. Ziel der Arbeit war es zu untersuchen, ob die Größe des Innenmeniskus und der relative Anteil im Bezug zum Diameter der Gelenkfläche mögliche assoziierte Faktoren für degenerative Rissbildungen ist. In der Zeit von 10.10.2017-25.09.2018 haben 646 Patienten in der radiologischen Gemeinschaftspraxis in Eisenach an der MRT-Knie-Studie teilgenommen. Insgesamt wurden die Daten von 381 Patienten (220 Frauen und 161 Männer) im Alter von 12 bis 82 Jahren (Median 50,0 ± 16,4 Jahre) analysiert. Ergebnisse und Schlussfolgerung: In der Gruppe Stoller II/III wurden größere Innenmenisken nachgewiesen als in der Gruppe Stoller 0/I, vor allem für die Breite zwischen Hinterhorn und Pars Intermedia (Stoller II/III 19,2 mm, Stoller 0/I 15,7 mm bei Männern und Stoller II/III 16,6 mm, Stoller 0/I 14,3 mm bei Frauen). Damit konnte entsprechend der Vermutung bestätigt werden, dass größere Menisken mit Rissschaden signifikant häufiger assoziiert sind. Eine mögliche Ursache für das Versagen von Nähten kann ein übergroßer Meniskus sein. Bei der Entscheidung über eine Operation sollte die Größe des Meniskus' als bedeutender Faktor berücksichtigt werden. Die Ergebnisse haben möglicherweise auch für die Beurteilung einer Schadensanlage für einen degenerativen Meniskusschaden (zum Beispiel bei der Begutachtung der BK 2102) in Zukunft Bedeutung

Weiterentwicklung eines Seidenfibroin Implantats für den Meniskusersatz

Mehr als ein Drittel aller Sportverletzungen betreffen das Kniegelenk. Dabei ist der mediale Meniskus die am zweit häufigsten betroffene Struktur innerhalb des Gelenks. Rund 80 % dieser Meniskusläsionen bedürfen einer operativen Versorgung, wobei in den meisten Fällen das verletzte Meniskusgewebe reseziert wird. Da dieser Eingriff auf lange Sicht zur Entstehung degenerativer Gelenkerkrankungen beiträgt, werden dringend alternative Therapiemethoden benötigt, durch die die Funktion des Meniskus wiederhergestellt werden kann. Trotz der intensiven Forschung auf diesem Gebiet existieren klinisch momentan nur zwei artifizielle Scaffolds für den partiellen Meniskusersatz. Jedoch ist keines der beiden von der Ärzteschaft allgemein anerkannt und bisher ist unklar, ob der Gelenkknorpel auch auf lange Sicht vor einer Degeneration geschützt werden kann. Ein start-up Unternehmen aus dem Vereinigten Königreich entwickelte deshalb ein Material aus Seidenfibroin für den partiellen Meniskusersatz, bei dem natürliche Seide der Seidenspinnerraupe als Ausgangsstoff dient. In einer ersten in vivo Untersuchung am Schafmodell, bei der ein Meniskusteilersatz am Vorderhorn des medialen Meniskus durchgeführt wurde, zeigte das Implantat vielversprechende Ergebnisse bezüglich Chondroprotektion und Biokompatibilität. Jedoch wurden auch Defizite hinsichtlich der Fixierung und Integration des Implantats deutlich. Im Rahmen eines darauffolgenden Optimierungsprozesses ein Fasernetz in die poröse Matrix integriert, um eine sichere Fixierung des Materials an der Meniskusrandleiste zu ermöglichen. In der vorliegenden in vivo Studie sollte nun die zweite Generation der Seidenfibroin Implantate am Schafmodell untersucht werden. Hierfür wurden 27 Merino Schafe randomisiert in drei Operationsgruppen zu je neun Tieren eingeteilt. In Operationsgruppe 1 (Sham-Gruppe) wurde kein Eingriff am Meniskus durchgeführt. Hier sollte lediglich evaluiert werden, in wie weit allein die Operationstechnik die Gesundheit von Knorpel und Meniskus beeinflusst. In den Operationsgruppen 2 (Leerdefekt-Gruppe) und 3 (Implantat-Gruppe) wurde eine subtotale Meniskektomie unter Belassung einer Meniskusrandleiste von 2 mm sowie des Vorder- und Hinterhorns durchgeführt. In der Operationsgruppe 3 (Implantat-Gruppe) erfolgte schließlich ein Ersatz des resezierten Gewebes unter Verwendung des Seidenfibroin Implantats. Sechs Monate nach dem chirurgischen Eingriff erfolgte die makroskopische, biomechanische und histologische Auswertung des Gelenkknorpels und der Menisken oder Implantate. Die wichtigsten Kriterien waren dabei, ob durch das implantierte Ersatzmaterial aus Seidenfibroin die Entstehung einer degenerativen Gelenkerkrankung im Vergleich zur Meniskektomie verhindert werden konnte und in wie weit es zu einer Integration des Implantats in natives Meniskusgewebe kam. Makroskopisch, biomechanisch und histologisch kam es in der Leerdefekt- und Implantat-Gruppe gleichermaßen zu einer Erweichung und Fibrillation des artikulären Knorpels im Sinne einer Degeneration. Obwohl geringe Veränderungen auch in der Sham-Gruppe vorhanden waren, zeigte sich hier kein Unterschied zu den nicht-operierten Gliedmaßen. Aufgrund einer ausgebliebenen Zell- und Gewebeinfiltration des Seidenfibroin Implantats konnte über die Versuchsdauer keine Integration in natives Meniskusgewebe erreicht werden. So kam es teilweise zu einer Zerstörung und Dislokation der Implantate. Eine mögliche Ursache könnte die festgestellte erhöhte Steifigkeit des Materials nach Implantation sein. So war das Implantat nach sechs Monaten signifikant steifer als natives Meniskusgewebe. Dies hat unter Umständen die Ausbildung einer Gewebebrücke effektiv verhindert und zu einer direkten Zerstörung der Knorpeloberflächen geführt. Zwar konnte durch das Fasernetz eine operationstechnische Verbesserung der Fixierung erreicht werden, jedoch sollte für die zukünftige Anwendung als Meniskusersatz die Steifigkeit deutlich reduziert werden. Hierbei könnte möglicherweise eine Erhöhung der offenen Porosität zu einem verbesserten Einwachsverhalten sowie zu verbesserten mechanischen Eigenschaften beitragen

Evaluation of Light-Emitting Diode Spectral Output and Photoperiod Duration on Pekin Duck Performance, Stress, and Welfare

As duck production becomes more prevalent on a global scale, modern duck housing systems must maximize duck productivity. The welfare of an animal influences its productivity, and is therefore useful in evaluating which environmental factors, such as artificial lighting, are more favorable in duck production systems. However, limited research has examined the manipulation of photoperiod and light spectrum on Pekin duck welfare and growth. Four experiments were conducted to determine the effects of (i) two photoperiods, (ii) two commercially available LED fixtures, (iii) ultraviolet (UV) light supplementation, and (iv) four experimental monochromatic LED fixtures on Pekin duck growth, stress, and fear responses during a 35 d grow-out period. Ducks reared under a 20L:4D photoperiod had more efficient nutrient metabolism and stronger humoral immune response to Newcastle Disease Virus vaccine due to improved FCR and decreased stress and the effects of stress compared to ducks reared under 16L:8D. Ducks subjected to white/red LED lighting had lower stress susceptibility and fear responses compared to those subjected to white/blue LED lighting, indicating duck welfare may be compromised by blue LED light exposure, even at supplemental levels. Ducks exposed to supplemental UV light had narrower and lighter eyes and lower acute and chronic stress susceptibility compared to ducks not subjected to UV light (control). UV ducks also had a faster latency to first head movement during tonic immobility (TI) and required more attempts to induce TI than in the control ducks. These results indicate supplemental UV lighting can lower stress and fear responses in Pekin ducks and increase duck welfare. Exposing ducks to monochromatic red and blue LED lighting elevated the stress response of ducks and decreased eye weight compared to white and monochromatic green LED light. This indicates blue and red lighting may not be adequate for Pekin duck grow-out, and Pekin ducks may require artificial light sources containing a broad range of wavelengths, as seen with white and green lights. The current findings indicate Pekin duck welfare and performance can be influenced by artificial lighting duration and spectrum and emphasize the importance of choosing correct artificial lighting for Pekin ducks