Mechanische Herzkreislaufunterstützung: Künftig eine echte Alternative zur Herztransplantation?

Das seit Jahren eingeschränkte Angebot an Spenderherzen und die damit verbundenen längerwerdenden Wartezeiten hat die Suche nach therapeutischen Alternativen ausgelöst. In den vergangenen 30 Jahren haben mechanische Herz- und Kreislaufunterstützende Systeme an Bedeutung zugenommen. Gegenwärtig wird zunehmend an miniaturisierten, voll implantierbaren Geräten gearbeitet, denn ausser hoher technischer Zuverlässigkeit und Effektivität sollen diese Geräte den Patienten auch eine annehmbare Lebensqualität ermöglichen.

Einfluss von Politursystemen auf Oberflächenrauigkeit und mechanische Eigenschaften von CAD/CAM-Materialien

Zielsetzung: Das Ziel dieser Studie war, den Einfluss von drei Politursystemen auf die Oberflächenrauigkeit von verschiedenen Materialien für computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) Restaurationen mittels Profilometrie sowie die mikromechanischen Eigenschaften der Materialien mittels Mikrohärtemessgerät zu analysieren. Materialien und Methoden: Von dem CAD/CAM-Kompositmaterial Paradigm MZ100 (3M ESPE), der CAD/CAM-Feldspatkeramik VITABLOCS Mark II (VITA Zahnfabrik) und den CAD/CAM-Hybridmaterialien Lava Ultimate (3M ESPE), VITA ENAMIC (VITA Zahnfabrik) und AMBARINO High-Class (Creamed) wurden je 60 Prüfkörper zugeschnitten, gekennzeichnet und standardisiert aufgerauht. Die standardisierte Aufrauhung wurde mit Baseline-Rauigkeitsmessungen überprüft (Ra und Rz; µm). Die Prüfkörper wurden mit einem von drei Politursystemen poliert (n=20 pro CAD/CAM-Material): 1) Sof-Lex Scheiben (Disc-System, 3 Politurschritte: medium, fein und superfein; 3M ESPE), 2) VITA Polishing Set Clinical (Silikonpolitursystem, 2 Politurschritte: medium und fein; VITA Zahnfabrik) oder 3) KENDA Nobilis (Silikonpolierer, 1 Politurschritt (universal); KENDA Dental). Nach Politur der Prüfkörper wurden Ra und Rz sowie die mikromechanischen Eigenschaften Oberflächenhärte (VHN; Vickers Härte) und Elastizitätsmodul (EM; GPa) gemessen. In den darauf folgenden sechs Monaten wurden die Prüfkörper in Leitungswasser gelagert und insgesamt sechs Mal einem maschinellem Zahnbürsten zugeführt. Anschliessend wurden erneut Ra und Rz sowie VHN und EM gemessen. Ra-, Rz-, VHN- und EM-Werte wurden mittels nichtparametrischer ANOVA global analysiert und die p-Werte mittels Bonferroni-Holm Korrektur für multiples Testen korrigiert. Als post-hoc Tests wurden Kruskal-Wallis-Tests sowie exakte Wilcoxon Rangsummen-Tests verwendet und die p-Werte wurden nicht korrigiert. Das Signifikanzniveau wurde auf α=0,05 festgelegt. Resultate: Für alle drei CAD/CAM-Hybridmaterialien ergaben Sof-Lex Scheiben nach der Politur die tiefste Oberflächenrauigkeit (d. h. die tiefsten Ra- und Rz-Werte), gefolgt von KENDA Nobilis und von dem VITA Polishing Set Clinical. Bei dem CAD/CAM-Kompositmaterial sowie bei der CAD/CAM-Feldspatkeramik ergaben Sof-Lex Scheiben und KENDA Nobilis ähnliche Resultate, gefolgt von dem VITA Polishing Set Clinical. Bei einigen CAD/CAM-Materialien zeigten sich – zum Teil in Abhängigkeit des Politursystems – nach maschinellem Zahnbürsten und Lagerung signifikant höhere Ra- und Rz-Werte. Die CAD/CAM-Materialien zeigten unabhängig des Politursystems und der Lagerung signifikant verschiedene VHN- und EM-Werte. Bei einigen CAD/CAM-Materialien zeigten sich – zum Teil ebenfalls in Abhängigkeit des Politursystems – nach maschinellem Zahn-bürsten und Lagerung signifikant tiefere VHN- und EM-Werte. Schlussfolgerungen: Die Wahl des Politursystems beeinflusste die Oberflächenrauigkeit der CAD/CAM-Materialien markant, wobei Sof-Lex Scheiben insgesamt die besten Politurresultate zeigten, gefolgt von dem Silikonpolierer KENDA Nobilis. Von der Verwendung des Silikonpolitursystems VITA Polishing Set Clinical muss eher abgeraten werden. Das CAD/CAM-Kompositmaterial Paradigm MZ100 und die CAD/CAM-Hybridmaterialien Lava Ultimate und AMBARINO High-Class als weichere und elastischere Materialien liessen sich insgesamt besser polieren, waren aber bezüglich mechanischer Eigenschaften anfälliger auf Lagerung als die härtere CAD/CAM-Feldspatkeramik VITABLOCS Mark II und das CAD/CAM-Hybridmaterial VITA ENAMIC.

Chirurgische Maßnahmen zur Wiederherstellung der Körperform und -kontur nach massiver Gewichtsreduktion

The consequences of massive weight loss through bariatric procedures as well as diet are overall positive. However, the sequelae of massive weight loss present themselves as soft tissue redundancies in the areas of the lower abdomen, upper thigh, upper arm and breast as well as face and neck. This condition presents significant mechanical, physical and social day-to-day limitations for the quality of life of these patients. Surgical techniques are indicated for the reconstruction of the body shape and therapy of the above named problems and the coexistent psychosocial component. These surgical techniques involve dermolipectomies in different body areas and can lead to significant improvement. In view of the worldwide increase of adipositas and the increasing need for bariatric surgery, a parallel increase in demand for such reconstructive post-bariatric interventions can be foreseen. Early and precise information is crucial for the patients before engaging in weight reduction, as is the coverage of the costs of the resulting secondary reconstructive body contouring interventions by the insurance companies.

Mechano-Biologie von bovinen Bandscheiben belastet unter Kompression und Torsion

Einleitung: Bandscheiben wirken als Schockabsorbierer in der Wirbelsäule und auf diese wirken meistens komplexe Kräfte, zusammengesetzt aus Kompression, Torsion und Flexion. Die biomechanishe Umgebung einer Bandscheibe ist denn auch geprägt von komplexen Belastungen. Die Forschung über die in vitro Bandscheibenbiologie hat sich bisher um die axiale Kompression konzentriert, wobei die Bedeutung von Torsion und insbesondere dem Zusammenspiel von Kompression und Torsion (="Twisting") praktisch noch nie untersucht wurde an lebenden Organkultur-Explantaten. Wir präsentieren neue mechanobiologische Daten über die Überlebenswahrscheinlichkeit von Bandscheibenzellen kultiviert in einem neuartigen, kompakten Design eines bi-axialen Bioreaktors, um die Bedeutung von Kompression und Torsion zu verstehen. Material/Methode: Bovine Schwanzbandscheiben mit den Endplatten wurden isoliert wie bereits beschrieben [2] und mechanische Belastung wurde angewendet mit einem 2 DoF Bioreaktor für 14 Tage [3]. Die Bandscheiben wurden in verschiedene Belastungsgruppen eingeteilt: 1) Keine Belastung (NL), 2) zyklische Kompression (CC) [8h: axiale Kompression mit 0.6 ± 0.2 MPa, 0.2 Hz], 3) zyklische Torsion (CT) [8h: ± 2° torsion, 0.2 Hz, 0.2 MPa compression], 4) zyklische Kompression und Torsion (CCT) [8h: 0.6 ± 0.2 MPa, 0.2 Hz & ± 2° torsion, 0.2 Hz]. Das Bandscheibengewebe wurde mit LIVE/DEAD gefärbt und miteinem konfokalen Mikroskop visualisiert um die Überlebensrate zu bestimmen. Zell Apoptosis wurde quantifiziert mit einem Caspase 3/7 Kit normalisiert zum totalen Proteingehalt (Bradford). Relative Gen-Expression von wichtigen Genen für die Bandscheibe wurde bestimmt von anabolischen, katabolischen und inflammatorischen Genen mittels real-time RT-PCR. Die Morphologie der Bandscheibenzellen wurde mittels Histologie bestimmt. Ergebnisse: Die Resultate zeigten einen starken Abfall der Zellüberlebenswahrscheinlichkeit im Zentrum der Bandscheiben, dem Nulceus Pulposus (NP), i.e. 10%, in der Gruppe mit CCT. Hingegen die Überlebenswahrscheinlichkeit im Annulus fibrosus (AF) war stabilisiert bei über 60% im NP und im AF in allen anderen Gruppen (Fig 1). Apoptotische Aktivität war statistisch signifikant erhöht in der CC-Gruppe, aber nicht in der CCT-Gruppe, was die Vermutung nahe legt, dass der erhöhte Zellverlust im NP nicht mit Apoptose sondern mit Nekrose erklärt werden kann. Die Gen Expression der anabolischen Gene COL1, COL2 und Biglycan war signifikant erhöht im AF in der CCT Gruppe, ebenfalls waren Remodeling-Gene angeschaltet wie ADAMTS4 und MMP-13 in der CCT Gruppe (Fig. 2). Der Glykosaminoglykan (GAG) Gehalt war generell im AF erhöht in den Gruppen unter mechanischer Belastung, jedoch nicht statistisch signifikant. Schlussfolgerung: Zyklische Torsion kombiniert mit zyklischer Kompression waren in dieser Studie erfolgreich und nach unserem besten Wissen zum ersten Mal an Bandscheibenexplantaten in einer 14- tägigen Organkultur angewendet worden in einem dafür speziell konzipierten Bioreaktor. Die Resultezeigten überraschend einen negativen Effekt bei physiologischen Parametern, was die Belastung (0.6MPa ± 0.2MPa) und die Torsion (± 2°) angeht. Dieser negative Effekt des "Twistings" auf die Überlebenswahrscheinlichkeit der Zellen war jedoch nur regional im NP von Bedeutung, wohingegen im AF keine Effekte zu detektieren waren.

[Ventricular assist device – Possibilities of long-term mechanical circulatory support]

In Switzerland 200’000 people suffer from congestive heart failure. Approximately 10’000 patients find themselves in an advanced state of the disease. When conservative treatment options are no longer available heart transplantation is the therapy of choice. Should this not be an option due to long waiting lists or medical issues assist device therapy becomes an option. Assist device therapy is separated in short-term and long-term support. Long-term support is nowadays performed with ventricular assist devices (VADs). The native heart is still in place and supported in parallel to the remaining function of the heart. The majority of patients are treated with a left ventricular assist device (LVAD). The right ventrical alone (RVAD) as well as bi-ventricular support (BiVAD) is rarely needed. The modern VADs are implantable and create a non-pulsative bloodflow. A percutaneous driveline enables energy supply and pump-control. Indication strategies for VAD implantations include bridge to transplant (short term support), bridge to candidacy and bridge to transplant. VADs become more and more a definite therapeutic option (destination therapy). VAD therapy might be a realistic alternative to organ transplantation in the near future.

Einfluss des therapeutischen Qi auf die Herzratenvariabilität bei Akupunktur: Eine randomisierte kontrollierte Studie

Hintergrund: In einer kürzlich durchgeführten Studie konnten Probanden bei der Akupunktur eine Stimulation mittels «therapeutischem Qi» wahrnehmen, obwohl mechanische und psychologische Faktoren ausgeschlossen wurden. Nun untersuchten wir, ob das therapeutische Qi auch die Herzratenvariabilität messbar beeinflusst. Methoden: Es handelte sich um eine randomisierte, kontrollierte, einfach verblindete Crossover-Studie mit 30 Probanden. Mithilfe einer Vorrichtung wurde eine Akupunkturnadel in den Akupunkt Pe6 eingeführt. Mit einer weiteren Vorrichtung wurde der herausragende Teil der Nadel so fixiert, dass bei Berührung des Nadelendes die Übertragung von mechanischen Bewegungen auf die Nadelspitze ausgeschlossen werden konnte. Bei der anschließenden Prüfintervention wurde das Nadelende zur Stimulation des Qi durch den Therapeuten berührt, bei der Kontrollintervention wurde die Nadel nicht berührt, sodass das Qi nicht stimuliert wurde. Bei der Nullintervention wurde keine Nadel gesetzt. Bei jeder Intervention wurden jeweils vorher und nachher Parameter der Herzratenvariabilität (HRV) ermittelt. Ergebnisse: Zwischen den drei Interventionen konnten keine signifikanten Unterschiede der HRV-Parameter festgestellt werden. Zwischen Baseline- und Endmessung sank die Herzfrequenz bei der Kontroll- und Prüfintervention (-2 min-1, d = 0,24 bzw. -2 min-1, d = 0,24), die RMSSD stieg mit der Nadelberührung bzw. der Stimulation des Qi signifikant an (+9.7 ms, d = -0.32). Schlussfolgerung: Die zuvor subjektiv wahrgenommene Stimulation mit therapeutischem Qi konnte innerhalb dieses Settings anhand von HRV-Parametern nicht ausreichend bestätigt werden.

Physik vor Gericht. Die forensische Physik am Institut für Rechtsmedizin der Universität Bern

Die Physik ist als Teil der exakten Wissenschaften objektiv und beschreibt alle in unserer Umwelt vorkommenden Ereignisse und ist deshalb als „neutrale Zeugin“ vor Gericht von zunehmender Bedeutung. Die forensische Physik beschäftigt sich wie die Physik allgemein mit Fragen zu den Gesetzmäßigkeiten der Natur und basiert auf der mathematischen Beschreibung von Ursache und Wirkung. Sie beantwortet u. a. Fragestellungen aus dem Bereich der Justiz, wobei das Augenmerk auf mechanische Einwirkungen auf Strukturen des menschlichen Körpers gerichtet wird. Dabei beschränkt sie sich hauptsächlich auf stumpfe und scharfe Gewalteinwirkung, wobei erstere den Sturz mit einschließt. Geschosse, die bekanntlich auch mechanisch auf den Körper einwirken, werden in der forensischen Ballistik bearbeitet. Die physikalischen Gesetze und das Wissen aus der forensischen Physik werden genutzt, um Tathergänge zu rekonstruieren, Gewalteinwirkungen – auch potenzielle – nach ihrer Gefährlichkeit zu beurteilen und um Zeugenaussagen auf ihre Vereinbarkeit mit den physikalischen Gesetzen zu prüfen.