Short-chain fatty acid propionate protects from hypertensive cardiovascular damage

BACKGROUND: Arterial hypertension and its organ sequelae show characteristics of T cell mediated inflammatory diseases. Experimental anti-inflammatory therapies have been shown to ameliorate hypertensive end-organ damage. Recently, the CANTOS study targeting interleukin-1β demonstrated that anti-inflammatory therapy reduces cardiovascular risk. The gut microbiome plays pivotal role in immune homeostasis and cardiovascular health. Short-chain fatty acids (SCFA) are produced from dietary fiber by gut bacteria and affect host immune homeostasis. Here, we investigated effects of the SCFA propionate in two different mouse models of hypertensive cardiovascular damage. METHODS: To investigate the effect of SCFA on hypertensive cardiac damage and atherosclerosis, wild-type NMRI (WT) or ApoE(-/-) deficient mice received propionate (200mM) or control in the drinking water. To induce hypertension, WT mice were infused with Angiotensin (Ang)II (1.44mg/kg/d s.c.) for 14 days. To accelerate the development of atherosclerosis, ApoE(-/-) mice were infused with AngII (0.72mg/kg/d s.c.) for 28 days. Cardiac damage and atherosclerosis were assessed using histology, echocardiography, in vivo electrophysiology, immunofluorescence, and flow cytometry. Blood pressure was measured by radiotelemetry. Regulatory T cell (Treg) depletion using PC61 antibody was used to examine the mode of action of propionate. RESULTS: Propionate significantly attenuated cardiac hypertrophy, fibrosis, vascular dysfunction, and hypertension in both models. Susceptibility to cardiac ventricular arrhythmias was significantly reduced in propionate-treated AngII-infused WT mice. Aortic atherosclerotic lesion area was significantly decreased in propionate-treated ApoE(-/-). Systemic inflammation was mitigated by propionate treatment, quantified as a reduction in splenic effector memory T cell frequencies and splenic T helper 17 cells in both models, and a decrease in local cardiac immune cell infiltration in WT mice. Cardioprotective effects of propionate were abrogated in Treg-depleted AngII-infused mice, suggesting the effect is Treg-dependent. CONCLUSIONS: Our data emphasize an immune-modulatory role of SCFAs and their importance for cardiovascular health. The data suggest that lifestyle modifications leading to augmented SCFA production could be a beneficial non-pharmacological preventive strategy for patients with hypertensive cardiovascular disease

SLM von Polylactiden zur Herstellung von resorbierbaren Implantaten

Rapid Manufacturing von individuellen Implantaten mittels Selective Laser Melting (SLM) wurde für metallische Standardwerkstoffe in der Medizintechnik (Titanlegierungen, Kobalt-Chrom-Legierungen, Stahl) realisiert. Dies sind permanente Implantate, die entweder dauerhaft im Körper verbleiben oder in einer zweiten Operation entfernt werden. Eine vom ILT mittels SLM hergestellte Hüftpfanne aus TiAl6V4 konnte bereits erfolgreich im Patienten implantiert werden. Die regenerative Therapie ist jedoch die klinisch bevorzugte Strategie. Das bedeutet, dass der Selbstheilungsprozess des menschlichen Körpers für die Heilung von großen Knochendefekten genutzt wird. Ein neuer Ansatz zur Implantatfertigung folgt dieser Strategie. Der SLM-Prozess wird für die Verarbeitung von bioresorbierbaren Werkstoffen entwickelt um individuelle Implantate zu fertigen, die im Körper abgebaut und durch körpereigenes Knochengewebe ersetzt werden. Diese Arbeit beschreibt die Qualifizierung des SLM Verfahrens für die Verarbeitung von einem Kompositmaterial aus Polylactid / β-Tricalciumphosphat (PDLLA/β-TCP).Rapid Manufacturing of individual implants using SLM was realized for standard materials in medical technology (Titaniumalloys, cobalt-chromium-alloys, steel). Theses are permanent implants which will stay in the body or will be removed in a second surgery. At Fraunhofer ILT an acetabulum cup was manufactured out of TiAl6V4 using SLM. The cup was successfully implanted in the patient. The regenerative therapy is the clinically preferred strategy. The self-regeneration process of the human body is used to heal bone defects. A new approach follows this strategy. The SLM technology is developed to process bioabsorbable materials. Using additive manufacturing individual implants can be manufactured which will dissolve in the body and will be replaced by human bone. This work describes the development of the process technology to manufacture implants with defined porosity out of a composite material polylactide and β-tricalciumphosphate (PLLA/β-TCP)

Современные материалы и технологии новых поколений: сборник научных трудов II Международного молодежного конгресса, г. Томск, 30 сентября - 5 октября 2019 г.

В сборнике представлены материалы докладов Международной научно-технической молодежной конференции «Перспективные материалы конструкционного и медицинского назначения» и VIII Международной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Высокие технологии в современной науке и технике». В настоящее время возникает необходимость разработки и применения принципиально новых подходов к созданию перспективных конструкционных материалов, материалов медицинского назначения и новых производственных технологий. Решение разработки перспективных материалов возможно на пути глубокой интеграции фундаментальной науки и образования с широким привлечением научной молодежи от студентов до аспирантов. Рассматривались следующие направления исследований: химические технологии и биотехнологии; рациональное использование природного и техногенного минерального сырья и водных ресурсов; фотонные технологии и световая инженерия; проблемы надежности машиностроения и машиностроительные технологии. Целью конгресса является развитие кооперации российских и зарубежных молодых ученых и студентов в проведении научных исследований в области современных высоких технологий. Сборник представляет интерес для студентов, аспирантов и молодых ученых, интересующихся проблемами современного материаловедения, новых материалов и рационального использования природного сырья