An optimized protocol for assessment of sputum macrorheology in health and muco-obstructive lung disease

Background: Airway mucus provides important protective functions in health and abnormal viscoelasticity is a hallmark of muco-obstructive lung diseases such as cystic fibrosis (CF). However, previous studies of sputum macrorheology from healthy individuals and patients with CF using different experimental protocols yielded in part discrepant results and data on a systematic assessment across measurement settings and conditions remain limited. Objectives: The aim of this study was to develop an optimized and reliable protocol for standardized macrorheological measurements of airway mucus model systems and native human sputum from healthy individuals and patients with muco-obstructive lung disease. Methods: Oscillatory rheological shear measurements were performed using bovine submaxillary mucin (BSM) at different concentrations (2% and 10% solids) and sputum samples from healthy controls (n = 10) and patients with CF (n = 10). Viscoelastic properties were determined by amplitude and frequency sweeps at 25°C and 37°C with or without solvent trap using a cone-plate geometry. Results: Under saturated atmosphere, we did not observe any temperature-dependent differences in 2% and 10% BSM macrorheology, whereas in the absence of evaporation control 10% BSM demonstrated a significantly higher viscoelasticity at 37°C. Similarly, during the measurements without evaporation control at 37°C we observed a substantial increase in the storage modulus G′ and the loss modulus G″ of the highly viscoelastic CF sputum but not in the healthy sputum. Conclusion: Our data show systematically higher viscoelasticity of CF compared to healthy sputum at 25°C and 37°C. For measurements at the higher temperature using a solvent trap to prevent evaporation is essential for macrorheological analysis of mucus model systems and native human sputum. Another interesting finding is that the viscoelastic properties are not much sensitive to the applied experimental deformation and yield robust results despite their delicate consistency. The optimized protocol resulting from this work will facilitate standardized quantitative assessment of abnormalities in viscoelastic properties of airway mucus and response to muco-active therapies in patients with CF and other muco-obstructive lung diseases

Unmanned Vehicles in zukünftigen militärischen Szenarien: Vortrag gehalten auf dem DWT-Forum Unmanned Vehicles, Bad Godesberg, 04./05.07.2017

Unbemannte Systeme weisen zahlreiche Vorteile bei militärischen Anwendungen auf. Es ist davon auszugehen, dass sie zukünftig vermehrt und in unterschiedlichsten Variationen auf dem Gefechtsfeld auftreten werden. Wohin wird die Entwicklung gehen? Der Vortrag versucht, mögliche Entwicklungslinien darzustellen und die unterschiedlichen Extrapolationen auf ihre Realisierbarkeit zu untersuchen. Wesentliches Kriterium wird dabei auch die Möglichkeit zur Miniaturisierung sein. Unbemannte Systeme, insbesondere, wenn sie in größeren Mengen eingesetzt werden, müssen zwangsläufig (teil-)autonome Fähigkeiten besitzen. Diese beruhen in großem Maß auf der Entwicklung künstlicher Intelligenz, welche vor allem durch den sprunghaften Wissenszuwachs im Bereich von Hard- und Software getrieben wird. Durch die eingebaute technische Autonomie wohnt den unbemannten Systemen gleichzeitig ein hohes Potential für einen Rüstungswettlauf inne. Entwicklung, Einsatz und Betrieb solcher Waffensysteme sind deshalb in besonderer Weise mit ethischen und juristischen Fragestellungen verbunden; Anstrengungen für die weltweite Kontrolle eines solchen Rüstungswettlaufs sind bereits im Gange

Technik ist gut und böse zugleich: GASTBEITRAG II: Diese Erkenntnis gilt für jedes Werkzeug

Frankensteins Monster, das seinen Schöpfer tötet oder das Computernetzwerk der Matrix, das die gesamte Menschheit unterjocht – Schöpfungen des Menschen, die sich gegen ihn erheben, sind ein beliebtes Thema nicht nur in der fantastischen Literatur

Living in an uncertain world - information, truth, and alternative facts: Presentation held at 4th International Cyber Operations Symposium, ICOS Nr. 4: Resilience in the Cyber and Information Domai, October 10th, 2018, Bonn

Die Bedeutung der Information als wichtigste Ressource des 21. Jahrhunderts erläutert Professor Dr. Michael Lauster, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT. In einem Spannungsfeld zwischen „Wahrheit und Alternativen Fakten“ ist die Validität von Informationen für die Qualität strategischer Entscheidungen von existenzieller Wichtigkeit. In der Folge werden von ihm Ansätze beschrieben, die strategische Entscheidungen gegen den Einfluss von zum Beispiel „Fake News“ härten können

Nach der Krise ist vor der Krise: Prof. Dr. Dr. Michael Lauster, Leiter des Fraunhofer Instituts für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT, Euskirchen

Erinnern Sie sich noch an Roland Emmerichs Film “Independence Day”? Eine außerirdische Lebensform landet in riesigen Raumschiffen auf der Erde und droht, die Menschheit auszurotten. Nach anfänglichen nationalen Alleingängen schließt sich die Menschheit zusammen und besiegt die Bedrohung in einer gemeinsamen Anstrengung. In der Fortsetzung sind alle Konflikte beigelegt und die Menschheit hat sich zu einer weltumspannenden Gemeinschaft zusammengeschlossen, die gemeinsam die globalen Herausforderungen angeht. Soweit die Hollywood-Utopie – aber wie sieht das wirkliche Leben aus