Laser generated functional nanoparticle-polymer-composites as ion release systems for medical applications

Die Wundheilung beim Menschen ist ein äußerst komplexer Prozess, der insbesondere bei schweren Brandverletzungen aufgrund möglicher Infektionen einen langen Zeitraum in Anspruch nehmen kann. Durch die Verletzung ist der Haushalt der Metallionen, welche essentiell an der Wundheilung beteiligt sind, gestört. Ein vielversprechender Ansatz zur Unterstützung der Heilung liegt daher in der Ionenzugabe aus Verbandsmaterialien, wofür sich besonders lasergenerierte Nanopartikel-Polymer-Komposite anbieten. In dieser Arbeit wurde die Herstellung eines Kompositmaterials mit lasergenerierten Nanopartikeln als Ionendepot, in situ eingebettet in eine Copolymermatrix, auf rein wässriger Basis durchgeführt. Dadurch konnten die hohen Reinheitsansprüche für medizinische Anwendungen erfüllt werden. Bei der Herstellung von Nanopartikeln wurde für eine möglichst hohe Produktivität eine Optimierung der Laser-, Prozess-, Material- und Fluidparameter durchgeführt. Darüber hinaus wurde eine Untersuchung der Laser-Material-Wechselwirkung anhand der Erzeugung von laser-induzierten periodischen Oberflächenstrukturen durchgeführt, wobei der Einfluss der Lösungsmitteleigenschaften auf die Strukurbildung gezeigt wurde. Dies ermöglichte ein besseres Verständnis des Laserabtragsprozesses. Damit wurden Komposite mit unterschiedlichen Zusammensetzungen hergestellt, welche anschließend durch Elektrospinnen zu einem Fasernetzwerk als Wundauflage oder durch Bioextrusion zu einem Scaffold weiterverarbeitet werden konnten. Die Systeme zeigten eine stabile Einbettung der Nanopartikel im Polymer sowie eine gute Biokompatibilität. Ionenfreisetzungsstudien belegten eine kontinuierliche Ionenabgabe eines oder mehrerer Elemente über einen Zeitraum von 105 h. Nach der Bestimmung des Ionengehalts in einer Wunde zu verschiedenen Heilungszeiten anhand von Rattenhaut zeigte dies, dass die Komposite für eine Unterstützung aller Heilungsstadien genutzt werden können. Zudem konnte durch die Eisenionenfreisetzung auch eine Verbesserung der Zelladhäsion und Viabilität von humanen Endothelzellen, sowie in ersten Experimenten ein Einfluss auf die frühe Stammzelldifferenzierung erzielt werden. Die Studien dieser Arbeit zeigten, dass die hergestellten Nanopartikel-Polymer-Komposite durch ihre einfache und flexible Herstellung für verschiedene Anwendungen schnell angepasst und in verschiedenen Bereichen der Medizin angewendet werden können.Human wound healing is a really complex process which could take a long time, especially for severe burn wounds due to infections. Caused by the thermal injury, the balance of metal ions, which are essentially involved in wound healing, is disturbed. A promising solution to support the wound healing process is the addition of ions by wound coverages. For this purpose the use of laser-generated nanoparticle-polymer composites is a very good opportunity. In this work a composite material consisting of laser-generated nanoparticles serving as ion depot, embedded in situ into a copolymer matrix, was prepared using a completely water-based synthesis route. Thus, the high purity standard for medical applications was fulfilled. To reach the highest possible nanoparticle productivity, an optimization of laser, process, material and liquid parameters was conducted. In addition to that, an examination of the laser-material-interaction was made to get a better understanding of the laser ablation process. This was done by the generation of laser-induced periodic surface structures where the influence of the liquid characteristics on the formation mechanism was shown. Using this synthesis route, composites of various compositions were prepared, which could be electrospun to a fiber network functioning as wound coverage or bioextruded to scaffolds. These systems showed a stable embedding of nanoparticles in the polymer matrix and a good biocompatibility. Ion release studies verified a continuous ion release of one or more elements for at least 105 h. After the determination of the content of ions in a wound at different wound healing durations using the skin of rats, it could be shown that the composite materials could be used to support all stages of wound healing. Additionally, the release of ions from iron nanoparticles led to an improved cell adhesion and viability of human endothelial cells, as well as first experiments showed an influence on the early differentiation of stem cells. The studies of this work demonstrated, that the prepared nanoparticle-polymer composites could be quickly adapted for different applications due to their easy and flexible synthesis route. Therefore they could be used in many fields of medicine

The Refiguration of Spaces and Methodological Challenges of Cross-Cultural Comparison

In most reflections on cross-cultural comparison, scholars assume that "cultures" can be relatively clearly demarcated spatially and that "space" itself is a given entity. However, theories such as the theory of refiguration of spaces have stressed both that it is important to deconstruct the category "space" itself and that social processes have been characterized by major spatial transformations since the mid-twentieth century. Based on this idea, in two FQS thematic issues scholars from various disciplines will ask what consequences the refiguration of spaces has for cross-cultural comparison and what one can methodologically learn from research on cross-cultural comparison about the analysis of refiguration of spaces. In the first issue, authors from sociology and historical sciences are focusing mostly on the methodological issues. In this article, we provide a frame for this debate by ordering the earlier discussion on cross-cultural comparison along four questions: Why do we compare? Who or what are we comparing where and when? How can we compare? What methodological conclusions can be drawn from the debate on cross-cultural comparison concerning the analysis of social processes across different spatial scales and time layers in order to assess causality?In Debatten zum Kulturvergleich gehen Forschende oft davon aus, dass sich "Kulturen" räumlich relativ klar abgrenzen lassen und dass "Raum" selbst eine gegebene Entität sei. Vertreter*innen von raumsoziologischen Ansätzen wie etwa der Theorie der Refiguration von Räumen unterstreichen jedoch, dass die die Kategorie "Raum" selbst dekonstruiert werden muss und dass empirisch seit der Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts große räumliche Transformationen beobachtet werden können. Ausgehend von dieser Beobachtung befassen sich in zwei FQS-Themenschwerpunkten Autor*innen aus verschiedenen Disziplinen damit, was aus der Refiguration von Räumen für den Kulturvergleich folgt und welche methodologischen Lehren man umgekehrt aus der kulturvergleichenden Forschung für die Analyse der Refiguration von Räumen ziehen kann. Im ersten Schwerpunkt fokussieren Autor*innen aus der Soziologie und den Geschichtswissenschaft vorwiegend auf methodologische Fragen. In diesem Beitrag rahmen wir diese Diskussion, indem wir die bisherige Forschung zum Kulturvergleich anhand von vier Fragen ordnen: Warum vergleichen wir? Wen oder was vergleichen wir wo und wann? Wie können wir vergleichen? Welche methodischen Schlussfolgerungen lassen sich aus der Debatte um den kulturübergreifenden Vergleich für die Analyse sozialer Prozesse über verschiedene räumliche Skalierungsebenen und Zeitschichten hinweg ziehen, um Kausalbeziehungen zu analysieren

The Refiguration of Spaces and the Refiguration of Epistemic Cultures: The Changing Balance of Involvement and Engagement in Fundamental and Applied Research

Dieser zweite FQS-Schwerpunkt zum Thema "Die Refiguration von Räumen und Kulturvergleich" unterscheidet sich vom ersten dadurch, dass die Autor*innen 1. aus anderen Disziplinen stammen, 2. weniger die zeitlichen, dafür stärker die räumlichen Aspekte der Refiguration von Räumen betonen sowie sich 3. stärker auf Vergleichspraktiken von Forschenden statt auf den Vergleich substanzieller Unterschiede im Gegenstandbereich konzentrieren. Wie stark sich Praktiken von Forschenden unterscheiden können, wird durch den Vergleich von Grundlagenwissenschaften wie der Soziologie mit angewandten Wissenschaften wie der Stadtplanung deutlich. Wir veranschaulichen dies, indem wir zunächst zeigen, dass Forschende in ihrer Praxis eine Balance zwischen Engagement und Distanzierung im Sinne von Norbert ELIAS (2007 [1987]) herstellen müssen. Wissenskulturen von Disziplinen unterscheiden sich durch spezifische Balancen von Engagement und Distanzierung. Wir erläutern am Beispiel eines Vergleichs der deutschsprachigen Soziologie und der Stadtplanung, wie in Grundlagenwissenschaften und angewandten Wissenschaften in der Forschungspraxis diese Balance zwischen Engagement und Distanzierung austariert wird und wie sich diese Balance im Zuge der Refiguration von Räumen wandelt. Wir diskutieren abschließend, wie Unterschiede in der Balance von Engagement und Distanzierung in verschiedenen Wissenskulturen die Wechselwirkung zwischen Praktiken des Vergleiches und der Refiguration von Räumen beeinflussen sowie welche Fragen sich für die künftige Forschung stellen.The second FQS thematic issue on "The Refiguration of Spaces and Cross-Cultural Comparison" differs from the first as follows: 1. it covers a wider range of disciplines, 2. authors emphasize more strongly the spatial instead of the temporal aspects of the refiguration of spaces, and 3. focus is placed on researchers' practices of comparison rather than on how to compare different subject matters. These practices of comparison become particularly obvious when comparing "fundamental" sciences such as sociology with applied sciences such as urban planning. In research practice, researchers have to balance what Norbert ELIAS (2007 [1987]) called "involvement" and "detachment." In different disciplines with diverging epistemic cultures, involvement and detachment have been balanced differently. Using the examples of German-language sociology and urban planning, we illustrate this by discussing how fundamental and applied scientists weigh involvement and detachment in research practice and how this relationship of involvement and detachment has been changing in the course the refiguration of spaces. We conclude by reflecting on how differences in the balance between involvement and detachment in different epistemic cultures influence the relationship between practices of cross-cultural comparison and the refiguration of spaces, as well as what question should be asked in future research

Moyo Vol. VIII N 1

Durica, Paul Editor\u27s Letter . 4. Thackeray, Alex. Postcard from the sXe . 5. Ward, Luc. Gods & Monsters (Hook-Up at Church) . 6. Anshuman, Karan. The India Nobody Knows (Mysticism and Misconceptions Revealed) . 8. Clements, Nina and Betsy Falconer. God as One of Us: Diverse Faiths Thrive at Denison . 10. Million, Chris. Splendor in the Fall (First Year Love Bittersweet) . 16. Grindstaff, Michelle. Beer by Night, Bed by Morning . 17. Hart, Madeline and Meredith Newman. Smoke Alarm: Reading This may Cause Lung Cancer, Heart Disease, Emphysema, and Complicate Pregnancy . 21. Almirall, Sara and Kirsten Werne. 20 Best Spots to Smoke on Campus . 22. Werne, Kirsten. An Interview with Painted Thin . 23. Burt, Kara. All in All, We\u27re Just Paper o the Wall (Dorm Art Clue to Denison Identity) . 25. Levine, Robert. Less Talk, Moore Rock (Thurston\u27 Sound Uplifts Soul) . 30. Almirall, R.R. Turtles . 31. Almirall, RR. The Warthog Feels He Has Much in Common With Paul Newman, Others Don\u27t . 20

Target genes, variants, tissues and transcriptional pathways influencing human serum urate levels.

Elevated serum urate levels cause gout and correlate with cardiometabolic diseases via poorly understood mechanisms. We performed a trans-ancestry genome-wide association study of serum urate in 457,690 individuals, identifying 183 loci (147 previously unknown) that improve the prediction of gout in an independent cohort of 334,880 individuals. Serum urate showed significant genetic correlations with many cardiometabolic traits, with genetic causality analyses supporting a substantial role for pleiotropy. Enrichment analysis, fine-mapping of urate-associated loci and colocalization with gene expression in 47 tissues implicated the kidney and liver as the main target organs and prioritized potentially causal genes and variants, including the transcriptional master regulators in the liver and kidney, HNF1A and HNF4A. Experimental validation showed that HNF4A transactivated the promoter of ABCG2, encoding a major urate transporter, in kidney cells, and that HNF4A p.Thr139Ile is a functional variant. Transcriptional coregulation within and across organs may be a general mechanism underlying the observed pleiotropy between urate and cardiometabolic traits.The Genotype-Tissue Expression (GTEx) Project was supported by the Common Fund of the Office of the Director of the National Institutes of Health, and by NCI, NHGRI, NHLBI, NIDA, NIMH, and NINDS. Variant annotation was supported by software resources provided via the Caché Campus program of the InterSystems GmbH to Alexander Teumer

Culturomics Discloses Anti-Tubercular Enterococci Exclusive of Pulmonary Tuberculosis: A Preliminary Report

Mycobacterium tuberculosis causes pulmonary tuberculosis, a deadly infection of which the clinical expression and prognosis are not fully understood at the individual level, apart from genetic susceptibility traits. We investigated whether individual gut microbiota may correlate with pulmonary tuberculosis status. Culturomics investigations of gut microbiota in two pulmonary tuberculosis patients and two controls in Burkina Faso found 60 different bacterial species in patients and 97 in controls, including 45 in common. Further analysis of the results at the individual level indicated seven bacteria, including Enterococcus mundtii and Enterococcus casseliflavus, which were exclusively cultured in controls. Blind quantitative PCR-based exploration of faeces samples in two cohorts in Burkina Faso and in France confirmed a nonsignificant association of E. mundtii and E. casseliflavus with controls. Further in vitro explorations found four E. mundtii and E. casseliflavus strains inhibiting the growth of M. tuberculosis strains representative of four different lineages as well as Mycobacterium africanum, Mycobacterium canettii, and Mycobacterium bovis, in an inoculum-dependent manner. Heat-killed E. mundtii or E. casseliflavus were ineffective. These unprecedented observations of direct interactions between gut E. mundtii and E. casseliflavus with M. tuberculosis complex mycobacteria suggest that gut microbiota may modulate the expression of pulmonary tuberculosis

Iron Nanoparticle Composite Hydrogels for Studying Effects of Iron Ion Release on Red Blood Cell In Vitro Production

Growing numbers of complex surgical interventions increase the need for blood transfusions, which cannot be fulfilled by the number of donors. Therefore, the interest in producing erythrocytes from their precursors—the hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs)—in laboratories is rising. To enable this, in vitro systems are needed, which allow analysis of the effects of essential factors such as iron on erythroid development. For this purpose, iron ion-releasing systems based on poly(ethylene glycol) (PEG)–iron nanocomposites are developed to assess if gradual iron release improves iron bioavailability during in vitro erythroid differentiation. The nanocomposites are synthesized using surfactant-free pulsed laser ablation of iron directly in the PEG solution. The iron concentrations released from the material are sufficient to influence in vitro erythropoiesis. In this way, the production of erythroid cells cultured on flat PEG–iron nanocomposite hydrogel pads can be enhanced. In contrast, erythroid differentiation is not enhanced in the biomimetic macroporous 3D composite scaffolds, possibly because of local iron overload within the pores of the system. In conclusion, the developed iron nanoparticle-PEG composite hydrogel allows constant iron ion release and thus paves the way (i) to understand the role of iron during erythropoiesis and (ii) toward the development of biomaterials with a controlled iron release for directing erythropoiesis in culture