Systematische Rezepturentwicklung von Tabletten aus Lyophilisaten - Grundlage für ein wissensbasiertes System

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Rezepturentwicklung von Tabletten aus Lyophilisaten. Da zunehmend empfindliche Stoffe wie Proteine für die Therapie verschiedener Krankheiten eingesetzt werden, die zudem meistens gefriergetrocknet werden, sollte das Tablettierverhalten dieser Stoffe untersucht werden. Nach der Lyophilisation ergaben sich Unterschiede bezüglich der Bruchfestigkeit der Tabletten: Die Substanzen zeigten vor allem bei niedrigem Pressdruck eine höhere Bruchfestigkeit als native Materialien. Insgesamt betrachtet ist die Kompressionscharakteristik im Vergleich zu den nativen Substanzen leicht verändert, was auf die größere Oberfläche der Lyophilisate verbunden mit einer kleineren Schüttdichte und einer Stoffumwandlung (kristallin à amorph) bei einigen Substanzen durch den Lyophilisationsprozess zurückzuführen ist. Die Friabilität der Tabletten aus Lyophilisaten ist schon bei niedrigen Pressdrücken deutlich geringer als bei Tabletten aus nativen Substanzen; der Zerfall aller Tabletten - egal bei welchem Pressdruck hergestellt - lag innerhalb der Grenzen, die das Arzneibuch vorgibt. Somit lassen sich schon bei niedrigen Pressdrücken erfolgreich Lyophilisate zu Tabletten verpressen. Durch eine vorgeschaltete Lyophilisation könnte es somit gelingen, druckempfindliche Stoffe zu verpressen. Des weiteren bedeuten niedrige Pressdrücke auch eine Schonung der Presswerkzeuge. Physikalische Mischungen verhalten sich annähernd so wie man es anhand ihrer Mischungsanteile errechnen kann. Mischungen, die schon vor der Lyophilisation zusammengestellt wurden, zeigen einen überadditiven Effekt bei den Bruchfestigkeiten. Die Colyophilisate zeigen auch andere thermische Eigenschaften. Somit wird das Kompressionsverhalten einer Mischung nicht alleine von der quantitativen Zusammensetzung bestimmt. Durch die Zumischung von konventionellen (nativen) Tablettierhilfsstoffen können einige Nachteile wie das große Schüttvolumen und die Hygroskopizität der reinen Lyophilisate kaschiert werden. Die ermittelten Daten wurden einem Neuronalen Netz präsentiert, das einen rechnerischen Zusammenhang zwischen Pressdruck, Bruchfestigkeit, Porosität und Zerfall der Tabletten aufstellen konnte. So lässt sich für bislang unbekannte Mischungsverhältnisse der untersuchten Stoffe z. B. der nötige Pressdruck ermitteln, wenn man eine Sollbruchfestigkeit vorgibt. Das Modellprotein Lysozym konnte erfolgreich verpresst werden. Es resultieren Tabletten mit einer ausreichenden Bruchfestigkeit, ohne dass Lysozym seine Aktivität verliert. Letztendlich wurden die ermittelten Daten und Zusammenhänge in einem Expertensystem zusammengefasst, das einen in diesem Gebiet unerfahrenen Anwender bei der Rezepturfindung für Tabletten aus Lyophilisaten unterstützt

Expression of K1 Toxin Derivatives in Saccharomyces cerevisiae Mimics Treatment with Exogenous Toxin and Provides a Useful Tool for Elucidating K1 Mechanisms of Action and Immunity

Killer toxin K1 is a heterodimeric protein toxin secreted by Saccharomyces cerevisiae strains infected with the M1 double-stranded RNA ‘killer’ virus. After binding to a primary receptor at the level of the cell wall, K1 interacts with its secondary plasma membrane receptor Kre1p, eventually leading to an ionophoric disruption of membrane function. Although it has been under investigation for decades, neither the particular mechanisms leading to toxicity nor those leading to immunity have been elucidated. In this study, we constructed derivatives of the K1α subunit and expressed them in sensitive yeast cells. We show that these derivatives are able to mimic the action of externally applied K1 toxin in terms of growth inhibition and pore formation within the membrane, leading to a suicidal phenotype that could be abolished by co-expression of the toxin precursor, confirming a mechanistic similarity of external and internal toxin action. The derivatives were successfully used to investigate a null mutant completely resistant to externally applied toxin. They provide a valuable tool for the identification of so far unknown gene products involved in K1 toxin action and/or immunity

Substitution of cysteines in the yeast viral killer toxin K1 precursor reveals novel insights in heterodimer formation and immunity

The killer toxin K1 is a virally encoded fungal A/B toxin acting by disrupting plasma membrane integrity. The connection of α and β constitutes a critical feature for toxin biology and for decades the formation of three disulphide bonds linking the major toxin subunits was accepted as status quo. Due to the absence of experimental evidence, the involvement of each cysteine in heterodimer formation, K1 lethality and immunity was systematically analysed. Substitution of any cysteine in α led to a complete loss of toxin dimer secretion and toxicity, whereas K1 toxin derivatives carrying mutations of C248, C312 or the double mutation C248-312 were active against spheroplasted cells. Importantly, substitution of the C95 and C107 in the toxin precursor completely abolished the mediation of functional immunity. In contrast, K1 toxicity, i.e. its ionophoric effect, does not depend on the cysteine residues at all. In contrast to the literature, our data imply the formation of a single disulphide bond involving C92 in α and C239 in β. This finding not only refines the current model stated for decades but also provides new opportunities to elucidate the mechanisms underlying K1 toxicity and immunity at the molecular level

Die Umsetzung der funktionalen Einschichtigkeit an Hochschulbibliothekssystemen der hessischen Leihverkehrsregion

Die vorliegende Projektarbeit beschäftigt sich mit der komplexen Thematik der funktionalen Einschichtigkeit an hessischen Hochschulbibliothekssystemen. Dargestellt werden sowohl die historisch ­ politischen Gründe für die Prägung des Begriffs funktionale Einschichtigkeit sowie auch die Zielstellung der mit der Umsetzung verbundenen Veränderungen. Im Bezug darauf nehmen die Bearbeiter Empfehlungen des Wissenschaftsrates und der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie auch andere historische Dokumente genauer unter die Lupe. Um Veränderungsprozesse deutlich erläutern zu können, werden Fallbeispiele geliefert. Hiefür wurden die Bibliothekssysteme Frankfurt am Main, Marburg und Darmstadt untersucht, wobei die Sonderrolle des Marburger Modells in der Arbeit herausgestellt wird. Nach dem Versuch, die Komplexität der Thematik und die damit verbundenen Schwierigkeiten deutlich zu machen, werden letztendlich Schlussfolgerungen gezogen und Ansätze für Lösungen gegeben

Albumin versus crystalloid solutions in patients with the acute respiratory distress syndrome: a systematic review and meta-analysis

INTRODUCTION: In patients with acute respiratory distress syndrome (ARDS) fluid therapy might be necessary. The aim of this systematic review and meta-analysis is to determine the effects of colloid therapy compared to crystalloids on mortality and oxygenation in adults with ARDS. METHODS: Randomized controlled trials (RCTs) were identified through a systematic literature search of MEDLINE, EMBASE, CENTRAL and LILACS. Articles published up to 15(th) February 2013 were independently screened, abstracted, and assessed (Cochrane Risk of Bias Tool) to provide evidence-based therapy recommendations. RCTs were eligible if they compared colloid versus crystalloid therapy on lung function, inflammation, damage or mortality in adults with ARDS. Primary outcome parameters were respiratory mechanics, gas exchange lung inflammation and damage as well as hospital mortality. Kidney function, need for renal replacement therapy, hemodynamic stabilization and intensive care unit (ICU) length of stay served as secondary outcomes. RESULTS: A total of 3 RCTs out of 4130 potential trials found in the databases were selected for qualitative and quantitative analysis totaling 206 patients who received either albumin or saline. Overall risk of bias was unclear to high in the identified trials. Calculated pooled risk of death was not statistically significant (albumin 34 of 100 (34.0%) versus 40 of 104 (38.5%), relative risk (RR) = 0.89, 95% confidence interval (CI) 0.62 to 1.28, P = 0.539). Weighted mean difference (WMD) in PaO(2)/FiO(2) (mmHg) improved in the first 48 hours (WMD = 62, 95% CI 47 to 77, P <0.001, I(2) = 0%) after therapy start and remained stable after 7 days (WMD = 20, 95% CI 4 to 36, P = 0.017, I(2) = 0%). CONCLUSIONS: There is a high need for RCTs investigating the effects of colloids in ARDS patients. Based on the findings of this review, colloid therapy with albumin improved oxygenation but did not affect mortality

Eocene maar sediments record warming of up to 3.5 °C during a hyperthermal event 47.2 million years ago

Eocene hyperthermal events reflect profound perturbations of the global carbon cycle. Most of our knowledge about their onset, timing, and rates originates from marine records. Hence, the pacing and magnitude of hyperthermal continental warming remains largely unaccounted for due to a lack of high-resolution climate records. Here we use terrestrial biomarkers and carbon isotopes retrieved from varved lake deposits of the UNESCO World Heritage site ‘Messel Fossil Pit’ (Germany) to quantify sub-millennial to millennial-scale temperature and carbon isotope changes across hyperthermal event C21n-H1 (47.2 million years ago). Our results show maximum warming of ca. 3.5 °C during C21n-H1. We propose that two components are responsible for the warming pattern across the hyperthermal: (1) the massive release of greenhouse gases into the atmosphere-ocean system and (2) half-precession orbital forcing indicated by ~12.000-year temperature cycles. The carbon isotope record of bulk organic matter indicates a sharp, 7‰ decrease at the peak of the hyperthermal, corresponding to increased organic carbon content and a shift in the lake algal community. Collectively, our proxy data reveal the structure of continental temperature response during the hyperthermal event that is characterized by overall warming with a superimposed pattern of sub-orbital scale temperature fluctuations

Analysis of death in major trauma: value of prompt post mortem computed tomography (pmCT) in comparison to office hour autopsy

Background: To analyze diagnostic accuracy of prompt post mortem Computed Tomography (pmCT) in determining causes of death in patients who died during trauma room management and to compare the results to gold standard autopsy during office hours. Methods: Multiple injured patients who died during trauma room care were enrolled. PmCT was performed immediately followed by autopsy during office hours. PmCT and autopsy were analyzed primarily regarding pmCT ability to find causes of death and secondarily to define exact causes of death including accurate anatomic localizations. For the secondary analysis data was divided in group-I with equal results of pmCT and autopsy, group-II with autopsy providing superior results and group-III with pmCT providing superior information contributing to but not majorly causing death. Results: Seventeen multiple trauma patients were enrolled. Since multiple trauma patients were enrolled more injuries than patients are provided. Eight patients sustained deadly head injuries (47.1 %), 11 chest (64.7 %), 4 skeletal system (23.5 %) injuries and one patient drowned (5.8 %). Primary analysis revealed in 16/17 patients (94.1 %) causes of death in accordance with autopsy. Secondary analysis revealed in 9/17 cases (group-I) good agreement of autopsy and pmCT. In seven cases autopsy provided superior results (group-II) whereas in 1 case pmCT found more information (group-III). Discussion: The presented work studied the diagnostic value of pmCT in defining causes of death in comparison to standard autopsy. Primary analysis revealed that in 94.1% of cases pmCT was able to define causes of death even if only indirect signs were present. Secondary analysis showed that pmCT and autopsy showed equal results regarding causes of death in 52.9%. Conclusions: PmCT is useful in traumatic death allowing for an immediate identification of causes of death and providing detailed information on bony lesions, brain injuries and gas formations. It is advisable to conduct pmCT especially in cases without consent to autopsy to gain information about possible causes of death and to rule out possible clinical errors

Entwicklung eines biologischen Pflanzenschutzmittels aus Süßholz mit sicherer Wirkung im Freiland unter Nutzung effizienter Anwendungstechnik; Arbeitsschwerpunkt 1: Industrielle Forschung und Grundlagen

Zusammenfassung Teilprojekt1: Formulierung, Standardisierung und Extraktionsoptimierung In dem Verbundvorhaben sollte ein praxistaugliches Süßholzpräparat entwickelt und damit Anwendungsstrategien gegen Falschen Mehltau und P. infestans im Freiland an Gurke, Tomate bzw. Kartoffel entworfen werden. Diese sollten eine wirksame Regulierung dieser Schlüssel Pathogene ermöglichen und somit die praxisübliche Anwendung von kupferhaltigen Pflanzenschutzmitteln reduzieren oder sogar ersetzen. In dem zu bearbeitenden Teilprojekt von Trifolio-M lag der Schwerpunkt auf der technischen Optimierung des Extraktionsverfahrens und auf der Entwicklung einer wirkungssicheren Formulierung, die in verschiedenen Test Systemen unter Glas, Semi-Freiland und Freilandbedingungen getestet wird. Die bisher entwickelten Formulierungen wiesen trotz vieler Optimierungen keine ausreichende UV- und Regenstabilität für den Einsatz im Freiland auf, folgende Teilziele wurden jedoch erreicht: - Die Wirksamkeit der drei Hauptinhaltsstoffe, die maßgeblich für die befallshemmende Wirkung des Süßholzextraktes verantwortlich sind, wurde bestätigt. - In vitro und in vivo UV-Tests zur Erfassung der UV-Stabilität der optimierten Formulierungen wurden etabliert. - Ausgewählte Formulierungen demonstrierten einen ausreichend stabilen Wirkstoffgehalt während einer simulierten 2-jährigen Lagerung. - Ein im Hinblick auf Energie-, Zeit- und Lösungsmittelbedarf optimiertes Extraktionsverfahren konnte weitestgehend in eine großtechnische Aufbereitung übertragen werden. - Optimierte Formulierungen lassen sich gut mit praxisüblichen Düsen ausbringen. - Der Wirkstoffbedarf konnte in den Formulierungen um 60% gegenüber dem im Rohextrakt gesenkt werden bei gleicher Wirksamkeit im GWH. - Durch die Kontaktwirkung des Süßholzextraktes muss ein hoher Bedeckungsgrad auf den zu schützenden Pflanzenteilen erreicht werden. Die Forschungsarbeiten zur Entwicklung eines Fungizides aus Süßholz werden mit den während des Projektes gewonnenen Erfahrungen z.T. in weiteren nationalen und internationalen Projekten fortgesetzt. -------------------------------------------------------- Zusammenfassung Teilprojekt 2: Wirkungsmechanismen und Vorprüfungen für Freilandanwendungen Im Projekt "Entwicklung eines biologischen Pflanzenschutzmittels aus Süßholz mit sicherer Wirkung im Freiland unter Nutzung effizienter Anwendungstechnik, Arbeitsschwerpunkt 1: Industrielle Forschung und Grundlagen; Teilprojekt 2: Wirkungsmechanismen und Vorprüfungen für Freilandanwendungen“ wurden die UV Beständigkeit formulierter Süßholzextrakte für die weitere Testung im Freiland geprüft (Arbeitsschwerpunkt 2), sowie Untersuchungen zu wirksamen Fraktionen und zum Wirkmechanismus durchgeführt. Formulierungen mit verbesserter Wirkung wurden identifiziert. Bislang konnte jedoch noch keine ausreichend UV-beständige, direkt für die Praxis nutzbare Formulierung gefunden werden. Ergebnisse, die für die weitere Entwicklung des Extraktes bedeutend sind, waren wie folgt: Formulierungen aus Glycyrrhiza glabra-Extrakt (Suspendierbares Konzentrat, 2 % w/v) sollten in Tomaten/Phytophthora infestans mit ca. 800 L/ha ausgebracht werden, um hohe Anfangswirkungen zu erreichen. In Untersuchungen zu wirksamen Fraktionen erreichte Fraktion 4 (Sterole/ Terpenoide) in Gurke/Pseudoperonspora cubensis bei 2,55 % w/v 50 % Wirkungsgrad. Fraktion 6 (Flavonoide) und der Rohextrakt hatten in Tomate eine EC50 von 0,19 % w/v. Für Fraktion 4 wurde in vitro keine sporozide Wirkung gegen P. infestans gezeigt. Fraktion 6 und der Rohextrakt unterdrückten bei 0,1 % w/v (Fraktion 6) bzw. 0,04 % w/v (P1) die Zoosporenentlassung von P. infestans und hatten auch sporozide Wirkung. Welcher Anteil der indirekten Wirkung von Süßholz gegen Oomyceten an der Gesamtwirkung zukommt, ist noch abschließend zu klären. Allerdings scheint die Hauptwirkung ad planta eine direkte zu sein. Rohextrakt, Fraktion 6 und Fraktion 4 hatten eine positive Wirkung auf die physiologische Leistungsfähigkeit der Pflanzen (Chlophyllfluoreszenz-Messungen). Dies zeigte sich in einer Erhöhung der Stresstoleranz gegen biotischen (P. cubensis) bzw. abiotischen Stress (Seneszenz). Letzterer wurde nur für Fraktion 6 und den Rohextrakt geprüft. Insgesamt lag ein pflanzenstärkender Einfluss nach Süßholzbehandlung in Gurke neben der fungistatisch/fungiziden Wirkung des Extraktes vor. Dies erweitert das Anwendungspotential von G. glabra-Extrakt, nicht nur im Pflanzenschutz gegen Oomyceten, sondern auch für die Pflanzenstärkung