Oscillatory Microrheology, Creep Compliance and Stress Relaxation of Biological Cells Reveal Strong Correlations as Probed by Atomic Force Microscopy

The mechanical properties of cells are important for many biological processes, including wound healing, cancers, and embryogenesis. Currently, our understanding of cell mechanical properties remains incomplete. Different techniques have been used to probe different aspects of the mechanical properties of cells, among them microplate rheology, optical tweezers, micropipette aspiration, and magnetic twisting cytometry. These techniques have given rise to different theoretical descriptions, reaching from simple Kelvin-Voigt or Maxwell models to fractional such as power law models, and their combinations. Atomic force microscopy (AFM) is a flexible technique that enables global and local probing of adherent cells. Here, using an AFM, we indented single retinal pigmented epithelium cells adhering to the bottom of a culture dish. The indentation was performed at two locations: above the nucleus, and towards the periphery of the cell. We applied creep compliance, stress relaxation, and oscillatory rheological tests to wild type and drug modified cells. Considering known fractional and semi-fractional descriptions, we found the extracted parameters to correlate. Moreover, the Young’s modulus as obtained from the initial indentation strongly correlated with all of the parameters from the applied power-law descriptions. Our study shows that the results from different rheological tests are directly comparable. This can be used in the future, for example, to reduce the number of measurements in planned experiments. Apparently, under these experimental conditions, the cells possess a limited number of degrees of freedom as their rheological properties change

Quere vs. mediane Laparotomie bei Etappenlavage für Peritonitis: eine Fallserie

Background: Staged lavage was first introduced in the 1970s and now serves as a therapeutic option for septic patients with peritonitis. A central aspect of this treatment concept is leaving the abdomen open after a wide incision. To evaluate the influence of transverse vs. median access to the abdomen in staged lavage, data from the authors' patients were analyzed.Methods: To evaluate patients with peritonitis, prospective intensive care data were examined together with data on the surgical details. The main aspects covered here were the surgical details of the lavage (namely, transverse vs. median laparotomy), number of lavages, fascia closure, wound-healing disorders, and observed lethality, in combination with the preoperatively evaluated SAPS-II score, expected hospital lethality, patient age, and the Mannheim Peritonitis Index.Results: Between January 2008 and December 2018, 522 patients were treated with open abdomen and staged lavage. The mean age of the patients was 66.0 years (standard deviation (SD) 15.9 years). A median incision was used in 140 cases, and transverse laparotomy was performed in 382. The mean SAPS-II score was 46.5 (SD 15.7), expected lethality was 39.6% (SD 26.3%), and observed lethality was 19.9%. On average, two lavages were performed after the index operation. Transverse incision was significantly less likely to cause wound-healing disorder (p=0.03), and fascial dehiscence was observed less frequently in the transverse laparotomies group than in median incisions in the statistical trend (p=0.06).Conclusion: In summary, staged lavage reduced expected lethality in patients with peritonitis. Transverse incision caused wound-healing disorders and fascial dehiscence less often. Therefore, the indication for transverse laparotomy should be generous, as this form of treatment is advantageous in case of peritonitis.Hintergrund: Die sogenannte Etappenlavage wurde erstmals in den 1970er Jahren eingeführt und dient bis heute als therapeutische Option für septische Patienten mit Peritonitis. Ein zentraler Aspekt dieses Behandlungskonzepts ist es, den Bauch nach einer weiten Laparotomie offen zu belassen. Um den Einfluss der queren vs. medianen Laparotomie bei der Etappenlavage zu bewerten, wurden eigene Daten analysiert.Methoden: Zur Beurteilung von Patienten mit Peritonitis wurden prospektive Intensivmedizindaten zusammen mit Daten zu chirurgischen Details untersucht. Die wichtigsten Aspekte waren die chirurgischen Details der Lavage (nämlich quere vs. mediane Laparotomie), Anzahl der Lavagen, Faszienverschluss, Wundheilungsstörungen und beobachtete Letalität, in Kombination mit dem präoperativ ausgewerteten SAPS-II-Score, der erwarteten Krankenhausmortalität, dem Patientenalter und dem Mannheimer Peritonitis-Index.Ergebnisse: Zwischen Januar 2008 und Dezember 2018 wurden 522 Patienten mit offenem Bauch und Etappenlavage behandelt. Das Durchschnittsalter der Patienten betrug 66,0 Jahre (Standardabweichung (SD) 15,9 Jahre). In 140 Fällen wurde ein medianer Schnitt verwendet, und die quere Laparotomie wurde in 382 Fällen durchgeführt. Der durchschnittliche SAPS-II-Score lag bei 46,5 (SD 15,7), die erwartete Letalität lag bei 39,6% (SD 26,3%) und die beobachtete Letalität bei 19,9%. Im Durchschnitt wurden nach der Indexoperation zwei Lavages durchgeführt. Die quere Laparotomie führte dabei signifikant seltener zu Wundheilungsstörungen (p=0,03), und die fasziale Dehiszenz wurde in der Gruppe der queren Laparotomien ebenfalls seltener beobachtet als bei medianen Einschnitten im statistischen Trend (p=0,06).Schlussfolgerung: Zusammenfassend reduzierte Etappenlavage die erwartete Letalität bei Patienten mit Peritonitis. Die quere Laparotomie verursachte seltener Wundheilungsstörungen und Fasziendehiszenzen. Daher sollte die Indikation für die transversale Laparotomie großzügig sein, da diese Behandlungsform bei Peritonitis vorteilhaft ist