Thermal and mechanical properties of biodegradable polymers as studied by FT-IR Spectroscopy

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden zur Charakterisierung mechanischer, thermischer und struktureller Eigenschaften von biologisch abbaubaren Polymeren verschiedene Kombinationstechniken der FT-IR Spektroskopie angewendet. Die in der Arbeit untersuchten Polymere gehören zur Stoffklasse der Polyhydroxyalkanoate (PHAs), die von Bakterien durch Fermentation synthetisiert werden. Als Vertreter dieser Klasse wurde das Poly(3-hydroxybutyrat) (PHB) Homopolymer und eine Vielzahl seiner Copolymere untersucht. Zudem wurden in dieser Arbeit die Eigenschaften von Poly(-caprolacton) (PCL), einem konventionellen, aber auch biologisch abbaubaren Polymer, untersucht. Des Weiteren wurden PHB/PCL Polymermischungen FT-IR spektroskopisch analysiert. Mittels rheo-optischer FT-IR spektroskopischer Messungen wurden neben den mechanischen Eigenschaften auch durch die gleichzeitige Aufnahme von FT-IR Spektren mit linear polarisierter Strahlung molekulare Orientierungseffekte bzw. Vorzugsorientierungen der Polymerketten im Zuge der Dehnung untersucht. Für PHB konnten aufgrund geringer mechanischer Beanspruchung (etwa 10 % Dehnung) keine Orientierungseffekte charakteristischer Molekülgruppen nachgewiesen werden. Die Untersuchungen der Copolymere von PHB mit PHV, PHO bzw. P6HHx haben gezeigt, dass die mechanischen Eigenschaften mit erhöhten Anteilen der entsprechenden Copolymerkomponente verbessert werden. Dies ist im Wesentlichen auf die geringere Kristallinität der Copolymere als Folge der längeren Seitenkette im Vergleich zum PHB zurückzuführen. Weiterhin wurde herausgefunden, dass das Copolymer P(HB-co-6HHx) (P6HHx=11,1 mol%) die besten mechanischen Eigenschaften hat; es kann bis 90 % Dehnung verstreckt werden. Die Charakterisierung der Orientierungseffekte „kristalliner“ und „amorpher“ Bereiche der P(HB-co-HV) und P(HB-co-6HHx) Copolymere haben ergeben, dass sich die kristallinen Bereiche der Copolymere stärker als die amorphen Domänen orientieren. Weiterhin haben Untersuchungen des P(HB-co-HO) (PHO=17 mol%) Copolymeres gezeigt, dass es bei kleinen Elongationen zu einer negativen Orientierung der kristallinen Domänen kommt. Dieser Orientierungseffekt kommt dadurch zustande, dass die Längsachsen der lamellaren PHB Bereiche durch die aufgrund der längeren Seitenketten weniger geordneten PHO Segmente in Dehnungsrichtung orientiert werden. Im Gegensatz zu den Polyhydroxyalkanoaten zeigt das PCL Homopolymer deutlich bessere mechanische Eigenschaften; so kann es unter mechanischer Beanspruchung bis etwa 285 % Dehnung verstreckt werden. Zur Verdeutlichung der dichroitischen Effekte im Zuge der Dehnung wurden die Orientierungsfunktionen für die kristallin- und amorph-spezifischen Teilflächen der (CH2) Absorptionsbande bestimmt. Dabei wurde auch hier eine ausgeprägte Orientierung der kristallinen Bereiche im Vergleich zu den amorphen Domänen gefunden. Bei den rheo-optischen FT-IR spektroskopischen Untersuchungen einer PHB/PCL (20/80 wt.%) Polymermischung wurden zur Charakterisierung der Orientierung der PHB- und PCL-Ketten im Zuge der Dehnung die PHB- bzw. PCL-spezifischen (CH2) Absorptionsbanden ausgewählt. Basierend auf den Orientierungsfunktionen wurde während der Dehnung eine gegenläufige Orientierung der beiden Polymere beobachtet. So wurde festgestellt, dass sich die teilkristallinen PCL-Polymerketten in Streckrichtung orientieren, wohingegen sich die PHB-Polymerketten bevorzugt senkrecht dazu ausrichten. Zusätzliche Informationen konnten durch Anwendung der 2D Korrelationsspektroskopie gewonnen werden. So separiert die 2DCOS Analyse die PHB- und PCL-spezifischen (CH2) Absorptionsbanden in kristalline und amorphe Beiträge, mit Hilfe derer die Vorzugsorientierungen in diesen Domänen bei mechanischer Beanspruchung detaillierter charakterisiert wurden. Durch Anwendung der FT-IR Spektroskopie in variablen Temperaturmessungen konnten Aussagen über die Änderung der Ordnungszustände der Polymere im Zuge von Aufheiz- und Abkühlvorgängen gemacht werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die strukturellen Änderungen von getempertem und nicht getempertem PHB im Temperaturbereich von 30-200 °C FT-IR spektroskopisch untersucht und durch Anwendung der 2D und PCMW2D Korrelationsspektroskopie analysiert. Im Unterscheid zum getemperten PHB wurde beim nicht getemperten PHB eine Rekristallisation im Temperaturbereich von 30-120 °C festgestellt. Zudem wurde für beide Polymere eine Schmelztemperatur von 180 °C beobachtet. Außerdem konnten mittels der FT-IR 2D Korrelationsspektroskopie jeweils zwei spezifische (C=O) Absorptionsbanden für unterschiedliche Ordnungszustände der kristallinen und amorphen Regionen identifiziert werden. Weiterhin wurde mittels der FT-IR 2D Korrelationsspektroskopie die Ablauffolge der Intensitätsänderungen der kristallin- und amorph-spezifischen (C=O) Banden im Zuge des Heizprozesses bestimmt. Für die temperaturabhängige Untersuchung (30-72 °C) von PCL wurde zur Charakterisierung der strukturellen Änderungen die (C=O) Absorptionsbande herangezogen. Basierend auf der FT-IR Korrelationsspektroskopie (2DCOS und PCMW2D) wurde während der Temperaturerhöhung nur eine kristalline und eine amorphe (C=O) Bande nachgewiesen. Darüber hinaus wurde die ungewöhnliche Beobachtung gemacht, dass die amorphen Domänen im Vergleich zu den kristallinen Bereichen etwas früher auf den Schmelzprozess reagieren. Dieses Phänomen lässt sich im Wesentlichen dadurch erklären, dass noch kleine, leicht geordnete Bereiche im amorphen Zustand existieren, die vor den kristallinen Bereichen schmelzen. Für die temperaturabhängigen FT-IR spektroskopischen Messungen einer PHB/PCL (50/50 wt.%) Polymermischung wurden mittels einer PCMW2D Analyse während des Aufheizvorganges drei Prozesse (Schmelzvorgang von PCL, Rekristallisation von PHB und Schmelzprozess von PHB) differenziert. Dabei wurde im Temperaturbereich von 30-70 °C herausgefunden, dass der Schmelzvorgang des PCL von den strukturellen Änderungen während der Rekristallisation des PHB überlagert wird. Zudem wurde mit der 2D Korrelationsspektroskopie festgestellt, dass die amorphen Bereiche des PHB rekristallisieren bevor die kristallinen Domänen des PCL zu schmelzen beginnen. Für den Temperaturbereich von 70-120 °C wurde gefunden, dass der Rekristallisationsprozess des PHB dominiert. Der Schmelzprozess der PHB-Komponente im Polymerblend wurde im Temperaturbereich von 120-200 °C beobachtet. Die temperaturabhängigen Messungen der Copolymere auf Basis des PHB haben gezeigt, dass sich die FT-IR Spektren sehr ähnlich sehen. Sie unterscheiden sich nur aufgrund des verschiedenen Ordnungszustandes in der Intensität spezifischer „kristalliner“ und „amorpher“ Absorptionsbanden. Des Weiteren wurde mittels Aufheiz- und Abkühlvorgängen das Schmelz- bzw. Kristallisationsverhalten der Copolymere diskutiert. Dabei konnte beobachtet werden, dass das Schmelz- bzw. Kristallisationsverhalten mit Verminderung des PHB-Anteils im Copolymer deutlich vom PHB Homopolymer abweicht. So wurde neben der Erniedrigung der Schmelzpunkte der Copolymere während des Aufheizprozesses auch eine Behinderung der Kristallisation während des Abkühlvorganges beobachtet. Als weitere thermische Analysenmethode wurde die TGA/DTA/FT-IR Spektroskopie eingesetzt. Diese gab Auskunft über die Zersetzungsprozesse der Polymersysteme in verschiedenen Umgebungen (N2 bzw. Ar und O2). Bei der thermischen Zersetzung von PHB in Stickstoff Umgebung wurde eine Zersetzungstemperatur bei etwa 270 °C festgestellt. PHB zersetzt sich dabei über eine cis-Eliminierung zur Crotonsäure bzw. Isocrotonsäure. Diese werden im Zuge der Temperaturerhöhung als Folge einer Decarboxylierung zu Kohlenstoffdioxid und Propen zersetzt. Die thermische Zersetzung von PHB in Sauerstoff Atmosphäre zeigt einen vergleichbaren Zersetzungsprozess wie in Stickstoff Umgebung. So wurden bei der Zersetzung in Sauerstoff Umgebung nur eine größere Menge Kohlenstoffdioxid und die Bildung von Kohlenstoffmonoxid nachgewiesen. Für die thermischen Untersuchungen der Copolymere P(HB-co-HV), P(HB-co-HO) und P(HB-co-6HHx) wurden vergleichbare Zersetzungsprozesse wie beim PHB nachgewiesen. So entsteht neben den Zersetzungsprodukten des PHB aus der entsprechenden Copolymer-komponente über eine cis-Eliminierung die ungesättigte Carbonsäure und bei höheren Temperaturen als Folge einer Decarboxylierung das Alken und Kohlenstoffdioxid. Für die thermische Untersuchung von PCL in Stickstoff Umgebung wurde eine Abhängigkeit der Zersetzung vom Molekulargewicht des PCL festgestellt. So wurden für PCL (Mn=10000 g/mol) und PCL (Mn=80000 g/mol) zwei verschieden Abbauprozesse gefunden. PCL (Mn=10000 g/mol) zersetzt sich ab etwa 310 °C durch eine Depolymerisation zum -Caprolacton. Dieser Zersetzungsschritt wird im Wesentlichen durch die erhöhte Anzahl an Kettenendgruppen im PCL (Mn=10000 g/mol) begünstigt. Bei höheren Temperaturen wurden neben der 5-Hexensäure und Kohlenstoffdioxid in einem weiteren Schritt Methylpentanoat und Spuren von Wasserdampf nachgewiesen. Im Unterschied dazu wurde beim PCL (Mn=80000 g/mol) die Bildung des -Caprolactones nicht identifiziert. So wird angenommen, dass dieses auf die vergleichsweise geringe Anzahl an Polymerendgruppen beim hohen Molekulargewicht zurückzuführen ist. Aus diesem Grund wird die thermische Zersetzung erst bei 400 °C beobachtet und verläuft dann ununterscheidbar vom Abbau des PCL (Mn=10000 g/mol) ab. Bei der thermischen Zersetzung von PCL wurde ein völlig unterschiedlicher Zersetzungsprozess in Sauerstoff Atmosphäre im Vergleich zur Stickstoff Umgebung gefunden. In Sauerstoff Atmosphäre zersetzt sich PCL (Mn=10000 g/mol und Mn=80000 g/mol) unabhängig vom Molekulargewicht bei 250 °C zu kurzkettigen Carbon-säuren, Kohlenstoffdioxid, Wasser und Kohlenstoffmonoxid. Dieses Resultat steht im Gegensatz zur thermischen Zersetzung von PHB in Stickstoff und Sauerstoff Umgebung, bei der vergleichbare Mechanismen nachgewiesen wurden. Durch Anwendung der bildgebenden FT-IR Spektroskopie konnten Erkenntnisse über die räumliche Verteilung der kristallinen Bereiche in PHB Polymerfilmen sowie in deren Copolymeren gewonnen werden. Dabei wurde durch DSC-Vergleichsmessungen die Kontur der FT-IR Bilder in % Kristallinität umgerechnet, wodurch eine Aussage über den Ordnungszustand der Polymersysteme im Messareal von 260 x 260 µm möglich ist. So konnte festgestellt werden, dass die verschiedenen Polymerfilme unterschiedliche Kristallinitäten in der untersuchten Probenfläche aufwiesen. Außerdem wurde mittels der bildgebenden FT-IR Analysentechnik die Verträglichkeit von PHB und PCL in Polymermischungen in Abhängigkeit des Molekulargewichts von PCL untersucht. Bei den Untersuchungen der PHB/PCL (Mn(=42000 g/mol) Mischungen konnte eine Phasenseparation für Blends mit 40 und 50 wt.% PHB erkannt werden. So wurde festgestellt, dass sich PHB „Inseln“ in der PCL Polymermatrix ausbilden. Über eine Kalibration mit den minimalen und maximalen APHB/APCL Werten für die verschiedenen Polymermischungen gegen den Gehalt an PHB wurde abgeleitet, dass die separierten Phasen nicht aus einer Reinkomponente sondern aus einer Anreicherung einer der beiden Komponenten in einem Gemisch bestehen. Analoge Untersuchungen wurden für die PHB/PCL Polymermischungen mit Mn(PCL)=80000 g/mol durchgeführt. Dabei wurde eine Mischungslücke nur für die PHB/PCL Zusammensetzung 50/50 wt.% gefunden. Weiterhin wurde exemplarisch für die PHB/PCL (Mn(PCL)=42000 g/mol) Polymermischung (50/50 wt.%) anhand von kristallinen und amorphen Absorptionsbanden der PHB bzw. PCL Polymerkomponente mit dazugehörigen DSC-Vergleichsmessungen der Grad der Kristallinität innerhalb der Phasenseparation visualisiert. So konnte neben der Phasenseparation gleichzeitig auch eine Aussage zur Kristallinität innerhalb der PHB- bzw. PCL-reichen, phasenseparierten Bereiche gemacht werden

Reporting and Assessing the Quality of Diagnostic Accuracy Studies for Cervical Cancer Screening and Management.

ObjectiveWe adapted the Quality Assessment of Diagnostic Accuracy Studies 2 (QUADAS-2) tool for studies of cervical cancer screening and management and used the adapted tool to evaluate the quality of studies included in a systematic review supporting the 2019 Risk-Based Management Consensus Guidelines.MethodsWe evaluated the quality of all studies included in our systematic review for postcolposcopy (n = 5) and posttreatment (n = 23) surveillance using QUADAS-2 criteria. Subsequently, we adapted signaling questions to indications of cervical cancer screening and management. An iterative process was carried out to evaluate interrater agreement between 2 study authors (M.A.C. and N.W.). Discrepant ratings were discussed, and criteria were adapted accordingly. We also evaluated the influence of study quality on risk estimates and between study variation using stratified subgroup meta-analyses.ResultsTwelve signaling questions for bias assessment that were adapted to or newly developed for cervical cancer screening and management are described here. Interrater agreement on bias assessment increased from 70% to 83% during the adaptation process. Detailed assessment of bias and applicability showed that all studies on postcolposcopy management and 90% of studies on posttreatment management had high risk of bias in at least 1 domain. Most commonly, high risk of bias was observed for the patient selection domain, indicating the heterogeneity of study designs and clinical practice in reported studies.ConclusionsThe adapted QUADAS-2 will have broad application for researchers, evidence evaluators, and journals who are interested in designing, conducting, evaluating, and publishing studies for cervical cancer screening and management

Temporal diabetes-induced biochemical changes in distinctive layers of mouse retina

To discover the mechanisms underlying the progression of diabetic retinopathy (DR), a more comprehensive understanding of the biomolecular processes in individual retinal cells subjected to hyperglycemia is required. Despite extensive studies, the changes in the biochemistry of retinal layers during the development of DR are not well known. In this study, we aimed to determine a more detailed understanding of the natural history of DR in Akita/+ (type 1 diabetes model) male mice with different duration of diabetes. Employing label-free spatially resolved Fourier transform infrared (FTIR) chemical imaging engaged with multivariate analysis enabled us to identify temporal-dependent reproducible biomarkers of the individual retinal layers from mice with 6 weeks,12 weeks, 6 months, and 10 months of age. We report, for the first time, the nature of the biochemical alterations over time in the biochemistry of distinctive retinal layers namely photoreceptor retinal layer (PRL), inner nuclear layer (INL), and plexiform layers (OPL, IPL). Moreover, we present the molecular factors associated with the changes in the protein structure and cellular lipids of retinal layers induced by different duration of diabetes. Our paradigm provides a new conceptual framework for a better understanding of the temporal cellular changes underlying the progression of DR

Toward optimal spatial and spectral quality in widefield infrared spectromicroscopy of IR labelled single cells.

International audienceAdvancements in widefield infrared spectromicroscopy have recently been demonstrated following the commissioning of IRENI (InfraRed ENvironmental Imaging), a Fourier Transform infrared (FTIR) chemical imaging beamline at the Synchrotron Radiation Center. The present study demonstrates the effects of magnification, spatial oversampling, spectral pre-processing and deconvolution, focusing on the intracellular detection and distribution of an exogenous metal tris-carbonyl derivative 1 in a single MDA-MB-231 breast cancer cell. We demonstrate here that spatial oversampling for synchrotron-based infrared imaging is critical to obtain accurate diffraction-limited images at all wavelengths simultaneously. Resolution criteria and results from raw and deconvoluted images for two Schwarzschild objectives (36×, NA 0.5 and 74×, NA 0.65) are compared to each other and to prior reports for raster-scanned, confocal microscopes. The resolution of the imaging data can be improved by deconvolving the instrumental broadening that is determined with the measured PSFs, which is implemented with GPU programming architecture for fast hyperspectral processing. High definition, rapidly acquired, FTIR chemical images of respective spectral signatures of the cell 1 and shows that 1 is localized next to the phosphate- and Amide-rich regions, in agreement with previous infrared and luminescence studies. The infrared image contrast, localization and definition are improved after applying proven spectral pre-processing (principal component analysis based noise reduction and RMie scattering correction algorithms) to individual pixel spectra in the hyperspectral cube

Hematopoietic bone marrow cells participate in endothelial, but not epithelial or mesenchymal cell renewal in adult rats

The extent to which bone marrow (BM) contributes to physiological cell renewal is still controversial. Using the marker human placental alkaline phosphatase (ALPP) which can readily be detected in paraffin and plastic sections by histochemistry or immunohistochemistry, and in ultrathin sections by electron microscopy after pre-embedding staining, we examined the role of endogenous BM in physiological cell renewal by analysing tissues from lethally irradiated wild-type inbred Fischer 344 (F344) rats transplanted (BMT) with unfractionated BM from ALPP-transgenic F344 rats ubiquitously expressing the marker. Histochemical, immunohistochemical and immunoelectron microscopic analysis showed that the proportion of ALPP+ capillary endothelial cells (EC) profoundly increased from 1 until 6 months after BMT in all organs except brain and adrenal medulla. In contrast, pericytes and EC in large blood vessels were ALPP–. Epithelial cells in kidney, liver, pancreas, intestine and brain were recipient-derived at all time-points. Similarly, osteoblasts, chondrocytes, striated muscle and smooth muscle cells were exclusively of recipient origin. The lack of mesenchymal BM-derived cells in peripheral tissues prompted us to examine whether BMT resulted in engraftment of mesenchymal precursors. Four weeks after BMT, all haematopoietic BM cells were of donor origin by flow cytometric analysis, whereas isolation of BM mesenchymal stem cells (MSC) failed to show engraftment of donor MSC. In conclusion, our data show that BM is an important source of physiological renewal of EC in adult rats, but raise doubt whether reconstituted irradiated rats are an apt model for BM-derived regeneration of mesenchymal cells in peripheral tissues

Personalization for unobtrusive service interaction

Increasingly, mobile devices play a key role in the communication between users and the services embedded in their environment. With ever greater number of services added to our surroundings, there is a need to personalize services according to the user needs and environmental context avoiding service behavior from becoming overwhelming. In order to prevent this information overload, we present a method for the development of mobile services that can be personalized in terms of obtrusiveness (the degree in which each service intrudes the user's mind) according to the user needs and preferences. That is, services can be developed to provide their functionality at different obtrusiveness levels depending on the user by minimizing the duplication of efforts. On the one hand, we provide mechanisms for describing the obtrusiveness degree required for a service. On the other hand, we make use of Feature Modeling techniques in order to define the obtrusiveness level adaptation in a declarative manner. An experiment was conducted in order to put in practice the proposal and evaluate the user acceptance for the personalization capabilities provided by our approach. © Springer-Verlag London Limited 2011.This work has been developed with the support of MICINN under the project EVERYWARE TIN2010-18011 and co-financed with ERDF, in the grants program FPU.Gil Pascual, M.; Giner Blasco, P.; Pelechano Ferragud, V. (2012). Personalization for unobtrusive service interaction. Personal and Ubiquitous Computing. 16(5):543-561. https://doi.org/10.1007/s00779-011-0414-0S543561165Abrams M, Phanouriou C, Batongbacal AL, Williams SM, Shuster JE (1999) Uiml: an appliance-independent xml user interface language. In: WWW ’99. Elsevier, North-Holland, pp 1695–1708Ballagas R, Borchers J, Rohs M, Sheridan JG (2006) The smart phone: a ubiquitous input device. 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Breast cancer early detection : a phased approach to implementation

Q1Q1When breast cancer is detected and treated early, the chances of survival are very high. However, women in many settings face complex barriers to early detection, including social, economic, geographic, and other interrelated factors, which can limit their access to timely, affordable, and effective breast health care services. Previously, the Breast Health Global Initiative (BHGI) developed resource-stratified guidelines for the early detection and diagnosis of breast cancer. In this consensus article from the sixth BHGI Global Summit held in October 2018, the authors describe phases of early detection program development, beginning with management strategies required for the diagnosis of clinically detectable disease based on awareness education and technical training, history and physical examination, and accurate tissue diagnosis. The core issues address include finance and governance, which pertain to successful planning, implementation, and the iterative process of program improvement and are needed for a breast cancer early detection program to succeed in any resource setting. Examples are presented of implementation, process, and clinical outcome metrics that assist in program implementation monitoring. Country case examples are presented to highlight the challenges and opportunities of implementing successful breast cancer early detection programs, and the complex interplay of barriers and facilitators to achieving early detection for breast cancer in real-world settings are considered.https://scholar.google.com/citations?user=xFiKCkMAAAAJ&hl=eshttp://scienti.colciencias.gov.co:8081/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000264474Revista Nacional - Indexad

Langzeit-Elektroenzephalographie bei Parkinson-Patienten mit und ohne Schlafattacken

1999 berichteten Frucht und Mitarbeiter von acht Parkinson-Patienten, die plötzlich am Steuer eines Kraftfahrzeuges einschliefen und dadurch Verkehrsunfälle verursachten. Die Autoren gaben dem Einschlafereignis den Begriff der „Schlafattacke“. Daraufhin folgten zahlreiche weitere Publikationen, die sich mit „plötzlichem Einschlafen“ (Sudden Onset of Sleep, SOS), Tagesmüdigkeit und Nachtschlaf bei Morbus Parkinson beschäftigten. Klinisch können zwei Arten von „plötzlichem Einschlafen“ unterschieden werden: SOS mit und ohne vorhergehender Müdigkeit. Bei letzterem wird postuliert, dass die Tagesmüdigkeit zwar vorhanden ist, aber nicht wahrgenommen wird. Bisher gibt es nur wenige und zudem widersprüchliche Publikationen über polysomnographische Aufzeichnung von SOS. Bei einem Patienten entsprach „plötzliches Einschlafen“ im EEG REM-Schlaf und bei insgesamt sieben Patienten Non-REM-Schlaf. Hauptziel der vorliegenden Arbeit war es, „plötzliches Einschlafen“ im EEG zu charakterisieren. Zudem sollte herausgefunden werden, ob sich Parkinson-Patienten mit und ohne Einschlafereignisse im Nachtschlaf, der Tagesmüdigkeit oder der Aufmerksamkeitsleistung unterscheiden. Zur Klärung dieser Fragen wurde eine Fall-Kontroll-Studie konzipiert, bei der wir 7 Patienten mit und 7 ohne SOS einander gegenüberstellten. Aus einem Pool von 6620 Patienten wurden die Studienpatienten rekrutiert und nach verschiedenen Kriterien einander zugeordnet. Tagesmüdigkeit war nur in der Fallgruppe zugelassen. Zur Gewährleistung der Ein- und Ausschlusskriterien und zur Beurteilung von Krankheitsschwere und Tagesmüdigkeit wurden verschiedene Tests durchgeführt und Fragebögen ausgefüllt. Für die Erfassung von Vigilanz und Aufmerksamkeit kamen verschiedene Computertests (TAP) zum Einsatz. Schließlich wurden bei allen Studienpatienten über einen Zeitraum von circa 24 bis 48 Stunden Tagesschläfrigkeit, Schlafattacken, Mikroschlaf, längerer Tagesschlaf und Nachtschlaf mittels EEG, EMG und EOG erfasst. Beim Auftreten von Schlafattacken wurden die Patienten angewiesen, einen Eventmarker zu betätigen. Schlafattacken wurden zu 18 Zeitpunkten von den Patienten der Fallgruppe durch Betätigen des Eventmarkers im EEG markiert. Diese EEG-Abschnitte zeigten Intrusionen von Non-REM-Stadien 1 und 2 in den Wachzustand. Zudem konnte kein Unterschied zwischen den Schlafparametern der Fall- und Kontrollgruppe gefunden werden. Beides spricht dafür, dass Schlafattacken nicht vorzugsweise bei dem Narkolepsie-ähnlichen Typ (mit SOREM-Episoden und gesteigerter Schlafeffizienz) auftreten. Unsere Ergebnisse zeigen weiter, dass Schlafattacken häufig die Kriterien von Mikroschlaf-Episoden erfüllen. Mikroschlaf trat jedoch bei allen Patienten auf und wurde nur von wenigen und nur in geringer Menge bewusst wahrgenommen. Eine Erklärung könnte in dem von uns gezeigten häufigeren Vorkommen von Mikroschlaf-Episoden in der Fallgruppe liegen. Möglicherweise steigt damit die Wahrscheinlichkeit, diese als Schlafattacken wahrzunehmen. In der Literatur wurde beschrieben, dass manche Parkinson-Patienten, die Tagesschlaf-Episoden nicht bemerkten, ihre Tagesmüdigkeit im ESS unterschätzten. Somit könnte die Wahrnehmung von Schlafattacken darin liegen, dass diese Patienten vermehrt Mikroschlaf erleben und sich zudem noch nicht an das Gefühl von Tagesmüdigkeit gewöhnt haben. Unsere Daten lieferten zudem Hinweise darauf, dass Schlafattacken mit gesteigerter Tagesmüdigkeit einhergehen: objektiv mittels Nachweis eines erhöhten Mikroschlaf-Vorkommens und subjektiv mit Hilfe höherer Werte auf der Schläfrigkeitsskala (ESS) in der Fallgruppe. Auch war eine reduzierte Aufmerksamkeit mit dem Vorkommen von Schlafattacken korreliert. Dagegen konnte kein Zusammenhang zwischen SOS und einem gestörten Nachtschlaf gefunden werden. In zukünftigen Studien sollten die Ursachen für Schlafattacken weiter geklärt werden. Zudem müssen Parkinson-Patienten über einen gestörten Nachtschlaf, Tagesmüdigkeit und bewusste, aber auch unbewusste Schlafereignisse tagsüber und die Möglichkeiten zur Reduktion dieser Symptome gründlicher aufgeklärt werden

Langzeit-Elektroenzephalographie bei Parkinson-Patienten mit und ohne Schlafattacken

1999 berichteten Frucht und Mitarbeiter von acht Parkinson-Patienten, die plötzlich am Steuer eines Kraftfahrzeuges einschliefen und dadurch Verkehrsunfälle verursachten. Die Autoren gaben dem Einschlafereignis den Begriff der „Schlafattacke“. Daraufhin folgten zahlreiche weitere Publikationen, die sich mit „plötzlichem Einschlafen“ (Sudden Onset of Sleep, SOS), Tagesmüdigkeit und Nachtschlaf bei Morbus Parkinson beschäftigten. Klinisch können zwei Arten von „plötzlichem Einschlafen“ unterschieden werden: SOS mit und ohne vorhergehender Müdigkeit. Bei letzterem wird postuliert, dass die Tagesmüdigkeit zwar vorhanden ist, aber nicht wahrgenommen wird. Bisher gibt es nur wenige und zudem widersprüchliche Publikationen über polysomnographische Aufzeichnung von SOS. Bei einem Patienten entsprach „plötzliches Einschlafen“ im EEG REM-Schlaf und bei insgesamt sieben Patienten Non-REM-Schlaf. Hauptziel der vorliegenden Arbeit war es, „plötzliches Einschlafen“ im EEG zu charakterisieren. Zudem sollte herausgefunden werden, ob sich Parkinson-Patienten mit und ohne Einschlafereignisse im Nachtschlaf, der Tagesmüdigkeit oder der Aufmerksamkeitsleistung unterscheiden. Zur Klärung dieser Fragen wurde eine Fall-Kontroll-Studie konzipiert, bei der wir 7 Patienten mit und 7 ohne SOS einander gegenüberstellten. Aus einem Pool von 6620 Patienten wurden die Studienpatienten rekrutiert und nach verschiedenen Kriterien einander zugeordnet. Tagesmüdigkeit war nur in der Fallgruppe zugelassen. Zur Gewährleistung der Ein- und Ausschlusskriterien und zur Beurteilung von Krankheitsschwere und Tagesmüdigkeit wurden verschiedene Tests durchgeführt und Fragebögen ausgefüllt. Für die Erfassung von Vigilanz und Aufmerksamkeit kamen verschiedene Computertests (TAP) zum Einsatz. Schließlich wurden bei allen Studienpatienten über einen Zeitraum von circa 24 bis 48 Stunden Tagesschläfrigkeit, Schlafattacken, Mikroschlaf, längerer Tagesschlaf und Nachtschlaf mittels EEG, EMG und EOG erfasst. Beim Auftreten von Schlafattacken wurden die Patienten angewiesen, einen Eventmarker zu betätigen. Schlafattacken wurden zu 18 Zeitpunkten von den Patienten der Fallgruppe durch Betätigen des Eventmarkers im EEG markiert. Diese EEG-Abschnitte zeigten Intrusionen von Non-REM-Stadien 1 und 2 in den Wachzustand. Zudem konnte kein Unterschied zwischen den Schlafparametern der Fall- und Kontrollgruppe gefunden werden. Beides spricht dafür, dass Schlafattacken nicht vorzugsweise bei dem Narkolepsie-ähnlichen Typ (mit SOREM-Episoden und gesteigerter Schlafeffizienz) auftreten. Unsere Ergebnisse zeigen weiter, dass Schlafattacken häufig die Kriterien von Mikroschlaf-Episoden erfüllen. Mikroschlaf trat jedoch bei allen Patienten auf und wurde nur von wenigen und nur in geringer Menge bewusst wahrgenommen. Eine Erklärung könnte in dem von uns gezeigten häufigeren Vorkommen von Mikroschlaf-Episoden in der Fallgruppe liegen. Möglicherweise steigt damit die Wahrscheinlichkeit, diese als Schlafattacken wahrzunehmen. In der Literatur wurde beschrieben, dass manche Parkinson-Patienten, die Tagesschlaf-Episoden nicht bemerkten, ihre Tagesmüdigkeit im ESS unterschätzten. Somit könnte die Wahrnehmung von Schlafattacken darin liegen, dass diese Patienten vermehrt Mikroschlaf erleben und sich zudem noch nicht an das Gefühl von Tagesmüdigkeit gewöhnt haben. Unsere Daten lieferten zudem Hinweise darauf, dass Schlafattacken mit gesteigerter Tagesmüdigkeit einhergehen: objektiv mittels Nachweis eines erhöhten Mikroschlaf-Vorkommens und subjektiv mit Hilfe höherer Werte auf der Schläfrigkeitsskala (ESS) in der Fallgruppe. Auch war eine reduzierte Aufmerksamkeit mit dem Vorkommen von Schlafattacken korreliert. Dagegen konnte kein Zusammenhang zwischen SOS und einem gestörten Nachtschlaf gefunden werden. In zukünftigen Studien sollten die Ursachen für Schlafattacken weiter geklärt werden. Zudem müssen Parkinson-Patienten über einen gestörten Nachtschlaf, Tagesmüdigkeit und bewusste, aber auch unbewusste Schlafereignisse tagsüber und die Möglichkeiten zur Reduktion dieser Symptome gründlicher aufgeklärt werden