Bone healing and graft resorption of autograft, anorganic bovine bone and beta-tricalcium phosphate. A histologic and histomorphometric study in the mandibles of minipigs

OBJECTIVE: The purpose was to qualitatively and quantitatively compare the bone formation and graft resorption of two different bone substitutes used in both orthopedic and oral surgery, with autogenous bone as a positive control. MATERIALS AND METHODS: Three standardized bone defects were prepared in both mandibular angles of 12 adult minipigs. The defects were grafted with either autograft, anorganic bovine bone (ABB), or synthetic beta-tricalcium phosphate (beta-TCP). Sacrifice was performed after 1, 2, 4, and 8 weeks for histologic and histomorphometric analysis. RESULTS: At 2 weeks, more new bone formation was seen in defects filled with autograft than with ABB (P approximately 0.0005) and beta-TCP (P approximately 0.002). After 4 weeks, there was no significant difference between beta-TCP and the two other materials. Defects grafted with ABB still exhibited less bone formation as compared with autograft (P approximately 0.004). At 8 weeks, more bone formation was observed in defects grafted with autograft (P approximately 0.003) and beta-TCP (P approximately 0.00004) than with ABB. No difference could be demonstrated between beta-TCP and autograft. beta-TCP resorbed almost completely over 8 weeks, whereas ABB remained stable. CONCLUSION: Both bone substitutes seemed to decelerate bone regeneration in the early healing phase as compared with autograft. All defects ultimately regenerated with newly formed bone and a developing bone marrow. The grafting materials showed complete osseous integration. Both bone substitutes may have a place in reconstructive surgery where different clinical indications require differences in biodegradability.

The effect of tocopheryl phosphates on atherosclerosis progression in rabbits fed with a high cholesterol diet

The effect of tocopheryl phosphate on atherosclerosis progression has been studied in rabbits, fed with a 2% cholesterol diet and compared with an equivalent amount of alpha-tocopheryl acetate. The results show that the atherosclerotic-preventing effect of the phosphate derivative was more pronounced than that of the acetate derivative. alpha-Tocopheryl phosphate was also more potent in diminishing the expression of CD36 than the acetate derivative.

Increased expression of transglutaminase-1 and PPARgamma after vitamin E treatment in human keratinocytes

In skin, vitamin E acts as the predominant lipophilic antioxidant with a protective function against irradiation and oxidative stress. In addition to that, vitamin E can also modulate signal transduction and gene expression. To study whether the four natural tocopherol analogues (alpha-, beta-, gamma-, delta-tocopherol) can influence transcriptional activity by modulating the activity of nuclear receptors, a human keratinocytes cell line (NCTC 2544) was transfected with plasmids containing the luciferase reporter gene under control by direct repeat elements (DR1-DR4), representing binding sites for four different classes of nuclear receptors. In this model, the tocopherols positively modulated only the reporter construct containing a consensus element for peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs). The induction was strongest with gamma-tocopherol and was most likely the direct consequence of stimulation of PPARgamma protein expression in keratinocytes. Vitamin E treatment also led to increased expression of a known PPARgamma target gene involved in terminal keratinocytes differentiation, the transglutaminase-1.

Maxillary sinus grafting with Bio-Oss or Straumann Bone Ceramic: histomorphometric results from a randomized controlled multicenter clinical trial

INTRODUCTION: This investigation was designed to compare the histomorphometric results from sinus floor augmentation with anorganic bovine bone (ABB) and a new biphasic calcium phosphate, Straumann Bone Ceramic (BCP). MATERIALS AND METHODS: Forty-eight maxillary sinuses were treated in 37 patients. Residual bone width was > or =6 mm and height was > or =3 mm and <8 mm. Lateral sinus augmentation was used, with grafting using either ABB (control group; 23 sinuses) or BCP (test group; 25 sinuses); sites were randomly assigned to the control or test groups. After 180-240 days of healing, implant sites were created and biopsies taken for histological and histomorphometric analyses. The parameters assessed were (1) area fraction of new bone, soft tissue, and graft substitute material in the grafted region; (2) area fraction of bone and soft tissue components in the residual alveolar ridge compartment; and (3) the percentage of surface contact between the graft substitute material and new bone. RESULTS: Measurable biopsies were available from 56% of the test and 81.8% of the control sites. Histology showed close contact between new bone and graft particles for both groups, with no significant differences in the amount of mineralized bone (21.6+/-10.0% for BCP vs. 19.8+/-7.9% for ABB; P=0.53) in the biopsy treatment compartment of test and control site. The bone-to-graft contact was found to be significantly greater for ABB (48.2+/-12.9% vs. 34.0+/-14.0% for BCP). Significantly less remaining percentage of graft substitute material was found in the BCP group (26.6+/-5.2% vs. 37.7+/-8.5% for ABB; P=0.001), with more soft tissue components (46.4+/-7.7% vs. 40.4+/-7.3% for ABB; P=0.07). However, the amount of soft tissue components for both groups was found not to be greater than in the residual alveolar ridge. DISCUSSION: Both ABB and BCP produced similar amounts of newly formed bone, with similar histologic appearance, indicating that both materials are suitable for sinus augmentation for the placement of dental implants. The potential clinical relevance of more soft tissue components and different resorption characteristics of BCP requires further investigation.

Kindesmisshandlung: Behandlung von psychischen Störungen im Zusammenhang mit Gewalt an Kindern

Auszug Im November 2006 stellten die Vereinten Nationen (UN) den jüngsten von einem unabhängigen Experten erstellten internationalen Bericht zu Gewalt an Kindern vor, wonach im Jahre 2002 weltweit schätzungsweise 53.000 Kinder durch Totschlag starben sowie 150 Mio. Mädchen und 73 Mio. Jungen unter 18 Jahren Opfer sexueller Misshandlungen wurden. In 31 von 200 Staaten sind körperliche Strafen von Auspeitschen bis Amputationen erlaubt und in knapp der Hälfte der Staaten ist die Körperstrafe an Schulen erlaubt (Pinheiro 2006). In Deutschland und Großbritannien sterben pro Woche zwei, in Frankreich drei, in Japan vier und in USA 27 Kinder an Misshandlung und Vernachlässigung. In einer vorangegangen Studie der UNICEF, dem Kinderhilfswerk der Vereinten Nationen, wurde festgestellt, dass in den reichen Ländern auf 100.000 Kinder jährlich zwischen 0, 1 und 3, 7 Kinder unter 15 Jahren als Folge von Misshandlung oder Vernachlässigung sterben (⊡ Abb. 48.1 ). Schätzungen gehen davon aus, dass auf einen Todesfall rund 150 Fälle von Kindesmisshandlung ohne Todesfolge kommen (UNICEF 2003).

Transport of anti-IL-6 antigen binding fragments into cartilage and the effects of injury

The efficacy of biological therapeutics against cartilage degradation in osteoarthritis is restricted by the limited transport of macromolecules through the dense, avascular extracellular matrix. The availability of biologics to cell surface and matrix targets is limited by steric hindrance of the matrix, and the microstructure of matrix itself can be dramatically altered by joint injury and the subsequent inflammatory response. We studied the transport into cartilage of a 48 kDa anti-IL-6 antigen binding fragment (Fab) using an in vitro model of joint injury to quantify the transport of Fab fragments into normal and mechanically injured cartilage. The anti-IL-6 Fab was able to diffuse throughout the depth of the tissue, suggesting that Fab fragments can have the desired property of achieving local delivery to targets within cartilage, unlike full-sized antibodies which are too large to penetrate beyond the cartilage surface. Uptake of the anti-IL-6 Fab was significantly increased following mechanical injury, and an additional increase in uptake was observed in response to combined treatment with TNFα and mechanical injury, a model used to mimic the inflammatory response following joint injury. These results suggest that joint trauma leading to cartilage degradation can further alter the transport of such therapeutics and similar-sized macromolecules.

Cis-retinoids and the chemistry of vision

We discuss here principal biochemical transformations of retinoid molecules in the visual cycle. We focus our analysis on the accumulating evidence of alternate pathways and functional redundancies in the cycle. The efficiency of the visual cycle depends, on one hand, on fast regeneration of the photo-bleached chromophores. On the other hand, it is crucial that the cyclic process should be highly selective to avoid accumulation of byproducts. The state-of-the-art knowledge indicates that single enzymatically active components of the cycle are not strictly selective and may require chaperones to enhance their rates. It appears that protein–protein interactions significantly improve the biological stability of the visual cycle. In particular, synthesis of thermodynamically less stable 11-cis-retinoid conformers is favored by physical interactions of the isomerases present in the retina with cellular retinaldehyde binding protein

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.