Die Spontanheilungsversuche des vorderen Kreuzbands : eine experimentelle Untersuchung

Fragestellung Spontanheilungen von Rupturen des vorderen Kreuzbandes (VKB) wurden wiederholt mittels MRT beschrieben. In grundlegenden tierexperimentellen Untersuchungen wird geschlussfolgert, dass es keine Regeneration gäbe. Die Morphologie der Spontanheilung des VKB wurde im Tiermodell des Kaninchens untersucht. Methoden 32 männliche Kaninchen wurden medial arthrotomiert und das VKB durchtrennt. Die Durchtrennung erfolgte unter Sicht mittels Nr. 15 Skalpell, zusätzlich wurde die vollständige Trennung der Stümpfe durch mehrfache Instrumentenpassage kontrolliert. Eine Resektion von Fasern erfolgte nicht. Je 8 Tiere wurden 2, 4, 8 und 12 Wochen nach dem Eingriff getötet. Die Morphologie der Heilungsverläufe wurde nach Lo et al. [1] klassifiziert, neue Typen der Klassifikation hinzugefügt. Typ B (intrasynoviale Ruptur) und Typ C (knöcherner Ausriss) waren studienbedingt nicht möglich. Die Studie war vom Regierungspräsidium genehmigt. Ergebnisse Die untersuchten Tiere hatten einen unauffälligen postoperativen Verlauf. Bei unterschiedlicher Ausprägung hatten alle Tiere makroskopisch eine Knorpelschädigung. Nach chirurgischer Durchtrennung waren die VKBenden durchschnitten (mop ended Typ A). Dieser Typ wurde bei der Dissektion nicht mehr vorgefunden. Die VKBstümpfe waren bei Dissektion: retrahiert (Typ D), mit dem hinteren Kreuzband verwachsen (E), resorbiert (F), miteinander verbunden = narbengeheilt (G), oder es lag eine Kombination (H) verschiedener Typen vor. Als neue Typen wurden Verwachsungen mit dem Meniskus (I) oder mit der Gelenkkapsel bzw. dem Fettkörper (K) beschrieben. Die VKBstümpfe waren gering (G 1 = 7), deutlich (G2 = 3 bzw. 4 insges. bei zusätzlicher Verwachsung mit dem Innenmeniskus) oder hypertroph (G 3 = 3) miteinander verwachsen. [Tab. 1] Schlussfolgerungen Der VKBriss führt häufig zur Kniegelenksinstabilität und Osteoarthrose. Nach Durchtrennung des VKB wird in Studien der Osteoarthroseforschung im Kaninchenmodell der Befund nie detailliert. In einem systematischen Vergleich der Regenerationsfähigkeit von partiell und komplett durchtrennten VKBs fanden Hefti et al. [2] weder bei skeletall unreifen noch bei jungen erwachsenen Kaninchen eine Regeneration nach kompletter Durchtrennung. Sie berichteten als Regelfall die Resorption nach 3 Monaten, in 2 Fällen Verwachsungen mit dem hinteren Kreuzband. Die hier berichteten Daten sind im Gegensatz zu Hefti's Untersuchungen. Sie stimmen aber gut mit humanen MRT-Untersuchungen und Arthroskopien nach Kreuzbandverletzungen überein. Das VKB versucht durch Verwachsung eine Heilung der VKBstümpfe zu erzielen oder Anschluss an andere Kniegelenksstrukturen zu gewinnen. Somit besteht auch im Tiermodell des Kaninchens eine gewisse Spontanheilungsaktivität des VKB, deren biomechanische Stabilität allerdings oft unzureichend erschien. Eine Kniegelenksarthrose entwickelte sich in den untersuchten Gelenken

Ein biomolekularer Marker der Osteoarthritis des Kniegelenks

Fragestellung: Die Identifizierung von biomolekularen Markern der Osteoarthritis ist das wesentlichste aktuelle Ziel der internationalen Osteoarthritisforschung. Tiermodelle sind geeignet zur genaueren Charakterisierung der Osteoarthritis, speziell auch um den Nutzen biomolekularer Marker zu testen. Sowohl im Modell der kompletten medialen Meniskektomie wie auch der vorderen Kreuzbanddurchtrennung untersuchten wir das Cartilage Oligomeric Matrix Protein (COMP). Zwar ist die Funktion dieses Moleküls weiterhin unzureichend bekannt, aber es ist aufgrund einer höheren Menge im Knorpel ein potentieller Marker für Serumuntersuchungen, die ein wichtiger Fortschritt in Diagnostik und Therapie der Osteoarthritis sind. Methodik: Als Modell dienten die einseitige komplette mediale Meniskektomie des Kaninchens mittels Arthrotomie bzw. die vordere Kreuzbanddurchtrennung. Jeweils zu den Zeitpunkten 2, 4, 8 und 12 Wochen nach der Operation wurden im jeweiligen Tiermodell je 8 Kaninchen untersucht. Der makroskopische Befund der operierten und nichtoperierten Seite wurde mittels modifizierter Outerbridge-Skala und mittels des Lokalisationsschemas der International Cartilage Repair Society (ICRS) erhoben. Mikroskopisch wurde jeweils der Gelenkknorpel in der Hämatoxylin-Eosin- und der Safranin O-Färbung untersucht. In der Synovialflüssigkeit der Kniegelenke der operierten und kontralateralen Seite wurde COMP mittels Enzymimmunoassay bestimmt. Zudem wurden Serumanalysen mittels Enzymimmunoassay vorgenommen. Die statistische Analyse erfolgte mittels Wilcoxon-Test (SPSS, Chicago, Ill). Die Tierversuche waren von der Ethikommission der Universität und vom Regierungspräsidium genehmigt. Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die operierten Kniegelenke hatten zu allen Zeitpunkten nach kompletter medialer Meniskektomie und nach vorderer Kreuzbanddurchtrennung erhöhte Scorewerte im Vergleich mit der nichtoperierten Seite. Auch histologisch waren erhöhte Scores in beiden Tiermodellen nachweisbar. Bei Vergleich der operierten mit der kontralateralen, nichtoperierten Seite wurde nach der kompletten medialen Meniskektomie 2 Wochen nach der Operation COMP im operierten Kniegelenk signifikant erhöht gemessen. Im vordere Kreuzbanddurchtrennungsmodell war COMP zu allen Zeitpunkten erhöht. Allerdings war COMP im Serum in keinem der beiden Modelle im Verlauf signifikant erhöht. Mit den Untersuchungen wurde gezeigt, dass Cartilage Cartilage Oligomeric Matrix Protein beim Kaninchen sowohl in der Synovialflüssigkeit wie im Serum nachweisbar ist. Diese beiden Tiermodelle sind gut geeignet, Aspekte des Krankheitsprozesses zu imitieren. Die Bestimmung von COMP zur Verlaufsbeurteilung während des osteoarthritischen Prozesses erscheint in mindestens einem der beiden Kaninchenmodelle geeignet. Die speziell auch beim Einsatz am Menschen vorzuziehende Form der Bestimmung im Serum gab allerdings keine Werte, die für die Verlaufsbeurteilung hilfreich sind. Die Ergebnisse haben eine klare Relevanz für die Erforschung beim Menschen

Primary alpha-tertiary amine synthesis via alpha-C-H functionalization

A quinone-mediated general synthetic platform for the construction of primary a-tertiary amines from abundant primary a-branched amine starting materials is described. This procedure pivots on the efficient in situ generation of reactive ketimine intermediates and subsequent reaction with carboncentered nucleophiles such as organomagnesium and organolithium reagents, and TMSCN, creating quaternary centers. Furthermore, extension to reverse polarity photoredox catalysis enables reactivity with electrophiles, via a nucleophilic a-amino radical intermediate. This efficient, broadly applicable and scalable amine-to-amine synthetic platform was successfully applied to library and API synthesis and in the functionalization of drug molecules

Size and Shape Differences Between Male and Female Foot Bones

This study introduces a new technique to measure bone size and shape. A three-dimensional laser scan was taken of the talus, navicular, medial cuneiform, and first metatarsal from 107 skeletons of known age and sex. The bones were analyzed for differences in bone morphology between the sexes and the ability of each bone to contribute to the adducted position of the first metatarsal. Linear measurements showed that male bones were larger than female bones. Measurements of articular surfaces suggested that female bones had the potential for more movement to occur in the direction of adduction, possibly resulting in the female first metatarsal being more adducted than that in the male skeleton. Such differences may underlie the predisposition of the female foot to develop hallux valgus deformity

Biochemisches Monitoring nach Meniskektomie

Fragestellung Die Schädigung des Kollagennetzwerks ist ein frühes Ereignis der Arthrose (OA). Wir untersuchten ein Kollagen Typ II -Neoepitop (CTX) in der Synovialflüssigkeit (SF) nach kompletter medialer Meniskektomie (ME). Methoden 32 NZW-Kaninchen hatten eine ME des rechten Kniegelenks. Kontrolle: 11 shamoperierte, 8 unoperierte Kaninchen. Die ME-Kaninchen wurden nach 2 (n = 8), 4 (n = 8) , 8 (n = 8) und 12 (n = 8) Wochen getötet, SF-lavagen beider Kniegelenke durchgeführt. Der ELISA misst ein Kollagen Typ II - Neoepitop, das nach Spaltung der C-telopeptide cross-linking Domaine entsteht. Makroskopisch: Grading beider Kniegelenke mit einem 9 Felder-Schema: Einzelflächen und Gesamtsummen von Tibia, Femur (jeweils medial und lateral) und Patella Histologisch: Grading mit H&E und Safranin O Schnitten (u.a. Proteoglykangehalt, Matrixstruktur, Zellularität, Tidemark und Osteophyten) Statistik: Wilcoxon - und Mann - Whitney U Test. Ergebnisse Makroskopisch: signifikante Veränderungen von medialer Tibia und Femur ab 2 Wochen nach ME, im Vergleich mit Gegenseite und mit nichtoperierten Kaninchen. Histologisch: beginnende OA zu allen Zeitpunkten. ME Knie: CTX Werte in der SF deutlich erhöht, zum kontralateralen Knie für 2, 4, 8 und 12 Wochen signifikant. Nichtoperierte Tiere: keine Unterschiede linkes vs. rechtes Knie, im Vergleich zur ME zu allen Zeitpunkten signifikant niedriger. Schlussfolgerungen Knorpelmarker sind Parameter der OA. Die Metalloproteinasen 1, 8 und 13 erzeugen ein Kollagen Typ II - Neoepitop, das zum Monitoring der arthrotischen Veränderungen geeignet erscheint

Biometric Fish Classification of Temperate Species Using Convolutional Neural Network with Squeeze-and-Excitation

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Developing a virtual reality environment for petrous bone surgery: a state-of-the-art review

The increasing power of computers has led to the development of sophisticated systems that aim to immerse the user in a virtual environment. The benefits of this type of approach to the training of physicians and surgeons are immediately apparent. Unfortunately the implementation of “virtual reality” (VR) surgical simulators has been restricted by both cost and technical limitations. The few successful systems use standardized scenarios, often derived from typical clinical data, to allow the rehearsal of procedures. In reality we would choose a system that allows us not only to practice typical cases but also to enter our own patient data and use it to define the virtual environment. In effect we want to re-write the scenario every time we use the environment and to ensure that its behavior exactly duplicates the behavior of the real tissue. If this can be achieved then VR systems can be used not only to train surgeons but also to rehearse individual procedures where variations in anatomy or pathology present specific surgical problems. The European Union has recently funded a multinational 3-year project (IERAPSI, Integrated Environment for Rehearsal and Planning of Surgical Interventions) to produce a virtual reality system for surgical training and for rehearsing individual procedures. Building the IERAPSI system will bring together a wide range of experts and combine the latest technologies to produce a true, patient specific virtual reality surgical simulator for petrous/temporal bone procedures. This article presents a review of the “state of the art” technologies currently available to construct a system of this type and an overview of the functionality and specifications such a system requires

Mesoscale Numerical Investigations of Air Traffic Emissions over the North Atlantic during SONEX Flight 8: A Case Study

Chemical data from flight 8 of NASA's Subsonic Assessment (SASS) Ozone and Nitrogen Oxide Experiment (SONEX) exhibited signatures consistent with aircraft emissions, stratospheric air, and surface-based pollution. These signatures are examined in detail, focussing on the broad aircraft emission signatures that are several hundred kilometers in length. A mesoscale meteorological model provides high resolution wind data that are used to calculate backward trajectories arriving at locations along the flight track. These trajectories are compared to aircraft locations in the North Atlantic Flight Corridor over a 27-33 hour period. Time series of flight level NO and the number of trajectory/aircraft encounters within the NAFC show excellent agreement. Trajectories arriving within the stratospheric and surface-based pollution regions are found to experience very few aircraft encounters. Conversely, there are many trajectory/aircraft encounters within the two chemical signatures corresponding to aircraft emissions. Even many detailed fluctuations of NO within the two aircraft signature regions correspond to similar fluctuations in aircraft encountered during the previous 27-33 hours. Results indicate that high resolution meteorological modeling, when coupled with detailed aircraft location data, is useful for understanding chemical signatures from aircraft emissions at scales of several hundred kilometers