OPUS 4 | Universitätspublikationen

The pseudoparticle approach for solving path integrals in gauge theories (2005)

Marc Wagner Frieder Lenz

We present a numerical technique for calculating path integrals in non-compact U(1) and SU(2) gauge theories. The gauge fields are represented by a superposition of pseudoparticles of various types with their amplitudes and color orientations as degrees of freedom. Applied to Maxwell theory this technique results in a potential which is in excellent agreement with the Coulomb potential. For SU(2) Yang-Mills theory the same technique yields clear evidence of confinement. Varying the coupling constant exhibits the same scaling behavior for the string tension, the topological susceptibility and the critical temperature while their dimensionless ratios are similar to those obtained in lattice calculations.

Observations of meteoritic material and implications for aerosol nucleation in the winter Arctic lower stratosphere derived from in situ particle measurements (2005)

Joachim Curtius Ralf Weigel Hermann-Josef Vössing Heini Wernli Anja Sabine Werner C.-Michael Volk Paul Konopka Michael Krebsbach Cornelius Schiller Anke Roiger Hans Schlager Volker Dreiling Stephan Borrmann

Number concentrations of total and non-volatile aerosol particles with size diameters >0.01 µm as well as particle size distributions (0.4–23 µm diameter) were measured in situ in the Arctic lower stratosphere (10–20.5 km altitude). The measurements were obtained during the campaigns European Polar Stratospheric Cloud and Lee Wave Experiment (EUPLEX) and Envisat-Arctic-Validation (EAV). The campaigns were based in Kiruna, Sweden, and took place from January to March 2003. Measurements were conducted onboard the Russian high-altitude research aircraft Geophysica using the low-pressure Condensation Nucleus Counter COPAS (COndensation PArticle Counter System) and a modified FSSP 300 (Forward Scattering Spectrometer Probe). Around 18–20 km altitude typical total particle number concentrations nt range at 10–20 cm−3 (ambient conditions). Correlations with the trace gases nitrous oxide (N2O) and trichlorofluoromethane (CFC-11) are discussed. Inside the polar vortex the total number of particles >0.01 µm increases with potential temperature while N2O is decreasing which indicates a source of particles in the above polar stratosphere or mesosphere. A separate channel of the COPAS instrument measures the fraction of aerosol particles non-volatile at 250°C. Inside the polar vortex a much higher fraction of particles contained non-volatile residues than outside the vortex (~24% outside vortex). This is most likely due to a strongly increased fraction of meteoritic material in the particles which is transported downward from the mesosphere inside the polar vortex. The high fraction of non-volatile residual particles gives therefore experimental evidence for downward transport of mesospheric air inside the polar vortex. It is also shown that the fraction of non-volatile residual particles serves directly as a suitable experimental vortex tracer. Nanometer-sized meteoritic smoke particles may also serve as nuclei for the condensation of gaseous sulfuric acid and water in the polar vortex and these additional particles may be responsible for the increase in the observed particle concentration at low N2O. The number concentrations of particles >0.4 µm measured with the FSSP decrease markedly inside the polar vortex with increasing potential temperature, also a consequence of subsidence of air from higher altitudes inside the vortex. Another focus of the analysis was put on the particle measurements in the lowermost stratosphere. For the total particle density relatively high number concentrations of several hundred particles per cm3 at altitudes below ~14 km were observed in several flights. To investigate the origin of these high number concentrations we conducted air mass trajectory calculations and compared the particle measurements with other trace gas observations. The high number concentrations of total particles in the lowermost stratosphere are probably caused by transport of originally tropospheric air from lower latitudes and are potentially influenced by recent particle nucleation.

On the observation of mesospheric air inside the arctic stratospheric polar vortex in early 2003 (2005)

Andreas Engel Tanja Möbius Hans-Peter Haase Harald Bönisch Thomas Wetter Ulrich Schmidt Ingeborg Levin Thomas Reddmann Hermann Oelhaf Gerald Wetzel Katja Grunow Nathalie Huret Michel Pirre

During several balloon flights inside the Arctic polar vortex in early 2003, unusual trace gas distributions were observed, which indicate a strong influence of mesospheric air in the stratosphere. The tuneable diode laser (TDL) instrument SPIRALE (Spectroscopie InFrarouge par Absorption de Lasers Embarqués) measured unusually high CO values (up to 600 ppb) on 27 January at about 30 km altitude. The cryosampler BONBON sampled air masses with very high molecular Hydrogen, extremely low SF6 and enhanced CO values on 6 March at about 25 km altitude. Finally, the MIPAS (Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding) Fourier Transform Infra-Red (FTIR) spectrometer showed NOy values which are significantly higher than NOy* (the NOy derived from a correlation between N2O and NOy under undisturbed conditions), on 21 and 22 March in a layer centred at 22 km altitude. Thus, the mesospheric air seems to have been present in a layer descending from about 30 km in late January to 25 km altitude in early March and about 22 km altitude on 20 March. We present corroborating evidence from a model study using the KASIMA (KArlsruhe Simulation model of the Middle Atmosphere) model that also shows a layer of mesospheric air, which descended into the stratosphere in November and early December 2002, before the minor warming which occurred in late December 2002 lead to a descent of upper stratospheric air, cutting of a layer in which mesospheric air is present. This layer then descended inside the vortex over the course of the winter. The same feature is found in trajectory calculations, based on a large number of trajectories started in the vicinity of the observations on 6 March. Based on the difference between the mean age derived from SF6 (which has an irreversible mesospheric loss) and from CO2 (whose mesospheric loss is much smaller and reversible) we estimate that the fraction of mesospheric air in the layer observed on 6 March, must have been somewhere between 35% and 100%.

Balloon-borne stratospheric BrO measurements: comparison with Envisat/SCIAMACHY BrO limb profiles (2005)

Marcel Dorf Hartmut Bösch Andre Butz Claude C. Camy-Peyret Martyn P. Chipperfield Andreas Engel Florence Goutail Katja Grunow François Hendrick Serhiy Hrechanyy Barbara Naujokat Jean-Pierre Pommereau Michel van Roozendael Christopher E. Sioris Fred Stroh Frank Weidner Klaus Pfeilsticker

For the first time, results of all four existing stratospheric BrO profiling instruments, are presented and compared with reference to the SLIMCAT 3-dimensional chemical transport model (3-D CTM). Model calculations are used to infer a BrO profile validation set, measured by 3 different balloon sensors, for the new Envisat/SCIAMACHY (ENVIronment SATellite/SCanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric CHartographY) satellite instrument. The balloon observations include (a) balloon-borne in situ resonance fluorescence detection of BrO, (b) balloon-borne solar occultation DOAS measurements (Differential Optical Absorption Spectroscopy) of BrO in the UV, and (c) BrO profiling from the solar occultation SAOZ (Systeme d'Analyse par Observation Zenithale) balloon instrument. Since stratospheric BrO is subject to considerable diurnal variation and none of the measurements are performed close enough in time and space for a direct comparison, all balloon observations are considered with reference to outputs from the 3-D CTM. The referencing is performed by forward and backward air mass trajectory calculations to match the balloon with the satellite observations. The diurnal variation of BrO is considered by 1-D photochemical model calculation along the trajectories. The 1-D photochemical model is initialised with output data of the 3-D model with additional constraints on the vertical transport, the total amount and photochemistry of stratospheric bromine as given by the various balloon observations. Total [Bry]=(20.1±2.8)pptv obtained from DOAS BrO observations at mid-latitudes in 2003, serves as an upper limit of the comparison. Most of the balloon observations agree with the photochemical model predictions within their given error estimates. First retrieval exercises of BrO limb profiling from the SCIAMACHY satellite instrument agree to <±50% with the photochemically-corrected balloon observations, and tend to show less agreement below 20 km.

Highly resolved observations of trace gases in the lowermost stratosphere and upper troposphere from the Spurt project: an overview (2005)

Andreas Engel Harald Bönisch Dominik Brunner Herbert Fischer Harald Franke Gebhard Günther Christian Thomas Gurk Michaela I. Hegglin Peter Hoor Rainer Königstedt Michael Krebsbach Rolf Maser Uwe Parchatka Thomas Peter Dieter Schell Cornelius Schiller Ulrich Schmidt Nicole Spelten T. Szabo Uwe Weers Heini Wernli Thomas Wetter Volkmar Wirth

During SPURT (Spurenstofftransport in der Tropopausenregion, trace gas transport in the tropopause region) we performed measurements of a wide range of trace gases with different lifetimes and sink/source characteristics in the northern hemispheric upper troposphere (UT) and lowermost stratosphere (LMS). A large number of in-situ instruments were deployed on board a Learjet 35A, flying at altitudes up to 13.7 km, at times reaching to nearly 380 K potential temperature. Eight measurement campaigns (consisting of a total of 36 flights), distributed over all seasons and typically covering latitudes between 35° N and 75° N in the European longitude sector (10° W–20° E), were performed. Here we present an overview of the project, describing the instrumentation, the encountered meteorological situations during the campaigns and the data set available from SPURT. Measurements were obtained for N2O, CH4, CO, CO2, CFC12, H2, SF6, NO, NOy, O3 and H2O. We illustrate the strength of this new data set by showing mean distributions of the mixing ratios of selected trace gases, using a potential temperature – equivalent latitude coordinate system. The observations reveal that the LMS is most stratospheric in character during spring, with the highest mixing ratios of O3 and NOy and the lowest mixing ratios of N2O and SF6. The lowest mixing ratios of NOy and O3 are observed during autumn, together with the highest mixing ratios of N2O and SF6 indicating a strong tropospheric influence. For H2O, however, the maximum concentrations in the LMS are found during summer, suggesting unique (temperature- and convection-controlled) conditions for this molecule during transport across the tropopause. The SPURT data set is presently the most accurate and complete data set for many trace species in the LMS, and its main value is the simultaneous measurement of a suite of trace gases having different lifetimes and physical-chemical histories. It is thus very well suited for studies of atmospheric transport, for model validation, and for investigations of seasonal changes in the UT/LMS, as demonstrated in accompanying and elsewhere published studies.

Die Rolle der ß1-Integrine, E-Cadherine und EGF-Rezeptoren in der mechanisch induzierten Signalperzeption und Signaltransduktion bei Keratinozyten (2005)

Yvonne Knies

Die mechanische Streckung hat einen großen Einfluss auf Keratinozyten und bei der Transduktion dieses Reizes nehmen ßl-integrine, E-Cadherine und EGF-Rezeptoren eine zentrale Rolle ein: Eine einfache mechanische Dehnung von HaCaT-Zellen um 10% fuhrt innerhalb von 5min zu einer schnellen Umorientierung der ßl-Integrine auf der Zellmembran, ohne dass sich dabei die Menge dieser Oberflächenrezeptoren ändert. Die Integrine sammeln sich in der basalen Membran zu größeren Adhäsionskomplexen. Dies hat Auswirkungen auf das Adhäsionsverhalten der Zellen. Eine Streckung bewirkt, dass die mechanisch stimulierten Zellen gegenüber den Kontrollzellen sowohl schneller an das Substrat anheften als auch eine stärkere Zell-Matrix-Adhäsion aufweisen. Das unterschiedliche Adhäsionsverhalten auf den verschiedenen Substraten (Arginin+Serum, Fibronektin, Kollagen) und Experimente mit funktionsblockierenden Antikörpern gegen ßl-Integrine sind Beweise für die Beteiligung dieser Oberflächenrezeptoren an diesem Vorgang. Da adhärente Zellen, wie Keratinozyten. neben Wachstumsfaktoren den Zell-Matrix-Kontakt benötigen, um in die S-Phase eintreten zu können, hat das unterschiedliche Adhäsionsverhalten von gestreckten und ungestreckten Zellen wiederum Einfluss auf die Proliferation. Diese ist bei den mechanisch gereizten Zellen im Vergleich zu den Kontrollzellen gesteigert und zwar im direkten Verhältnis zu der mechanisch induzierten Steigerung der Adhäsion. Im Rahmen einer Rezeptor-Transaktivierung (siehe vorne) kooperieren ßl-Integrine und E- Cadherine sowohl räumlich als auch funktionell mit dem EGF-Rezeptor bei der Übermittlung des Dehnungsreizes: Räumliche Interaktionen: Eine Koclusterung von ßl-Integrinen mit dem EGF-Rezeptor tritt bereits nach 5minütiger mechanischer Reizung an den Zell-Zell-Grenzen und den Fokalkontakten auf. Eine Kolokalisation zwischen E-Cadherinen und EGF-Rezeptoren besteht ebenfalls, wobei sich allerdings Kontrolle und Streckung nicht unterscheiden. Funktionelle Interaktionen: Eine mechanische Stimulation führt zu einer transienten Aktivierung des EGF-Rezeptors (Aktivitätsmaximum: 5min) und der MAP-Kinase ERK1/2 (Aktivitätsmaximum: 15min). Diese streckungsinduzierte Aktivierung von ERK1/2 wird sowohl durch die Blockierung der ßl-Integrine und E-Cadherine als auch durch die Inhibition des EGF-Rezeptors unterbunden. Weiterhin hemmt die Blockierung der Adhäsionsmoleküle die Aktivierung des EGF-Rezeptors. Dies spricht für die Transaktivierungs-Theorie des EGF- Rezeptors durch die ß1-Integrine und E-Cadherine. Die Zellstrukturen und viele zelluläre Prozesse werden durch eine zellintern erzeugte Grundspannung im Zytoskelett aufrechterhalten. Ohne eine Verankerung der Zelle an der ECM oder den Nachbarzellen, was durch die Blockierung der ßl-Integrine und E-Cadherine erreicht wird, bricht dieses fein ausbalancierte System zusammen; die Zytoskelett-Elemente F-Aktin, Intermediär-Filamente und Mikrotubuli zerfallen. Anhand der Ergebnisse dieser Arbeit wird ersichtlich, welche enorme Bedeutung den Adhäsionsrezerptoren - ßl-Integrine und E-Cadherine - für die Formstabilität und die funktionellen Eigenschaften der Zelle zukommt. Ein Ausfall dieser Adhäsionsmoleküle beeinträchtigt sowohl die Form der Zelle (Adhäsionsvorgänge und Tensigrity-Modell) als auch die Transduktion von Umweltreizen durch die Plasmamembran, z.B. einer mechanischen Stimulation, die letztendlich das Überleben der Zelle und die Proliferation bestimmt. Daher wäre denkbar, das die Ergebnisse dieser Grundlagenforschung in Zukunft zur Behandlung von Hautkrankheiten herangezogen werden können.

Evaluation der periprothetischen Knochendichte des proximalen Femurs nach Implantation einer zementfreien anatomisch-adaptierten Totalendoprothese (CTX-Prothese) der Hüfte mittels Dual Energy X-ray Absorptiometry (DEXA) (2005)

Nicole Mastrodomenico

Nach Implantation einer Totalendoprothese kommt es zu einer veränderten Krafteinleitung in das Femur und zu Knochenumbauprozessen ( Bone Remodeling ). Viele Faktoren, wie z. B: Geschlecht, Alter, Gewicht, Knochenqualität, Design beeinflussen die Menge des Remodelings. Hauptursache des postoperativen Knochendichteverlustes ist jedoch das sogenannte Stress Shielding. Aufgrund der veränderten Krafteinleitung kann es zu proximaler Atrophie und zu distaler Hypertrophie kommen. Dank ihrer hohen Präzision und Reproduzierbarkeit bietet sich die DEXA Technik an, um periprothetische Knochendichteänderungen zu untersuchen. In der vorliegenden Studie wurden osteodensitometrische Untersuchungen des proximalen Femurs nach Implantation einer zementfreien anatomischen CTX-Prothese gemacht. Die Studie umfasste 34 zufällig ausgewählte PatientInnen. Die CTX-Prothese ist aus einer Titanlegierung gefertigt und zeichnet sich durch ihre Antetorsion und ihre relativ kurze Länge aus. Sie ist zu 85 % Hydroxyapatit beschichtet, wobei die Spitze frei ist. Die periprothetische Knochendichtemessungen begannen in der ersten Woche postoperativ und erfolgten dann im Abstand von je 2 Monaten im ersten halben Jahr. Die Abschlussuntersuchung erfolgte 1 Jahr nach der Operation. Die BMD wurde in 7 ROI´s ( Region of interest ) nach Gruen gemessen. Es wurden Doppelmessungen durchgeführt und das arithmetische Mittel für die Statistik verwendet. Postoperativ und nach einem Jahr wurden ebenfalls die LWS und die kontralaterale Hüfte mitgemessen. Während des ersten Jahres nach der Implantaion der CTX-Prothese kam es vor allem im proximalen Teil zu Knochenatrophie, welche sich hauptsächlich im Calcarbereich zeigte ( - 22.3 % nach einem Jahr ). Im mittleren Teil der Prothese wurde nur lateral eine Atrophie von bis zu – 2,7 % gefunden. Medial war während des ganzen Jahres keine statistisch Signifikante Änderung zu beobachten. Im distalen Drittel kam es zu einer leichten Hypertrohie von bis zu + 1,70 %. Die gesamte periprothetische Dichte zeigte jedoch keine Veränderung, so dass man annahmen kann, dass sich proximale Atrophie und distale Hypertrophie kompensieren. Als Ursache des proximalen Verlustes ist das sogenannte Stress shielding aufgrund der fehlenden Krafteinleitung und der postoperativen Entlastungsphase zu nennen. Die distale Zunahme lässt sich mit ungünstiger Krafteinleitung erklären. Es zeigte sich eine enge Korrelation zwischen dem T-Score der Lendenwirbelsäule, als Mass der systemischen Mineralisierung, bzw. dem T-Score der kontralateralen Hüfte, als Mass für den peripheren Mineralisierungsgrad, und der periprothetischen Knochendichteänderung. Die Korrelation bestand hauptsächlich in ROI 7, das auch die grösste Abnahme erfuhr. Die anderen Korrelationskoeffizienten waren insgesamt schwächer ausgebildet oder sogar negativ. Patienten mit einem T-Score > 0 an der Wirbelsäule zeigten einen geringeren periprothetischen Dichteverlust als Patienten mit einem T-Score < 0: - 14,3 % im Gegensatz zu – 24,6 % in ROI 7. Bei Patienten mit Werten < - 2,5 SD war der Verlust sogar noch grösser: bis zu – 40 % der ursprünglichen Knochendichte. Daraus lässt sich schliessen, dass fester Knochen wesentlich stabiler und ausgeglichener auf eine Prothesenimplantation reagiert als osteopenischer Knochen. Der Vergleich mit Daten nach implantierter Geradschaftprothese (PPF) zeigte praktisch keinen Unterschied des periprothteischen Knochenverlustes in den verschiedenen ROI´s. Es zeigt sich lediglich eine geringere distale Hypertrophie während des ersten postoperativen Jahres. Somit weist ein anatomisch-adaptierter CTX-Schaft weder Schutz vor Verlust der Knochendichte auf noch kommt es zu einer Verhinderung des „stess shieldings“. Über den Langzeitverlauf der CTX-Prothese lässt sich zum jetzigen Zeitpunkt noch keine Aussage machen. Ebenso bleibt abzuwarten welchen Stellenwert die Bisphosphonate in der Therapie der Hüftendoprothetik haben werden.

Die Haftfestigkeit von Kompositproben unter Verwendung der Dentinhaftvermittler Syntac Sprint, Scotchbond 1 und Prime & Bond NT mit erfolgter Konditionierung mittels eines Gemisches aus H3PO4 und HF : eine in vitro Studie unter simuliertem Dentinliquorfluss (2005)

Achim Möhrle

Die in den hier durchgeführten Versuchen gewonnenen Ergebnisse und Messwerte lassen eine Verwendung eines Flusssäure-Phosphorsäure-Gemisches nicht nur wegen der toxischen Wirkung auf den menschlichen Organismus zum jetzigen Zeitpunkt und beim jetzigen Stand der Forschung für die Adhäsive Scotchbond 1, Syntac Sprint und Prime & Bond NT nicht sinnvoll erscheinen. Die Konditionierungsergebnisse des Säuregemisches erreichten nicht die gewünschte Qualität. Die resultierenden Haftwerte der abgescherten Kompositzylinder lagen alle unter denen von MAY (2000) bei herkömmlicher Phosphorsäurekonditionierung gemessenen Werten. Bei entsprechender Weiterentwicklung dieses Gemisches soll eine spätere Anwendung jedoch nicht ausgeschlossen werden. Die Applikation von Flusssäure in praxi sollte derzeit auf die Konditionierung von Keramikflächen beschränkt bleiben. Aqua dest. und Ringerlösung sind beide als Spülmedium für eine Dentinliquorflusssimulation grundsätzlich geeignet und einem Versuchsaufbau ohne Dentinliquorflusssimulation auf jeden Fall vorzuziehen. Da die Wirkung der einzelnen Bestandteile noch nicht abschließend geklärt ist, Ringerlösung von ihrer Zusammensetzung jedoch dem Dentinliquor ähnlicher, ist sie dem Aqua dest. vorzuziehen. Die Versuche von SIEPE und die hier durchgeführten Versuche ließen keine Korrelation des Ausmaßes der Scherhaftfestigkeit zu der verwendeten Spüllösung erkennen. Es ist wichtig, diese Fragestellung durch weitere Untersuchungen zu lösen, um möglichst bald einen für weitere wissenschaftliche Studien einheitlichen Standard zu definieren und somit die Vergleichbarkeit erzielter Versuchergebnisse zu fördern.

Eine prospektive Studie zur Inzidenz und klinischen Relevanz von heparin-induzierten Antikörpern in der Gefäßchirurgie (2005)

Judith Antonia Maria Plagemann

Heparine werden seit Jahrzehnten als Medikamente zur Thromboseprophylaxe und Antikoagulation eingesetzt. Die heparin-induzierte Thrombozytopenie (HIT) stellt eine seltene, jedoch lebensbedrohliche Nebenwirkung einer Heparintherapie dar. Es werden zwei verschiedene Formen unterschieden. Die harmlose, nicht immunologische Form der HIT (HIT Typ I) und die seltene, oft lebensbedrohliche, immunologisch bedingte HIT Typ II. Sie ist gekennzeichnet durch eine Immunreaktion, die durch ein Neoantigen (Komplex aus dem von extern applizierten Heparin und dem autologen, aus den α-Granula der Thrombozyten freigesetzten Plättchenfaktor 4) eine Antikörperbildung induziert. Prädisponierte Patienten bilden Antikörper gegen den Heparin-PF4-Komplex, vornehmlich der Klasse IgG. Es entstehen makromolekulare Immunkomplexe, die über ihr Fc-Fragment durch Antikörperadsorption eine Aktivierung der Thrombozyten und Endothelzellen über den FcγIIa-Rezeptor bewirken und im Verlauf zu einer Thrombozytenaggregation mit gleichzeitigem Auftreten von Thrombozytopenien in Verbindung mit Thrombosen führen können. Das eigentlich zur Antikoagulation eingesetzte Heparin wirkt daher paradoxerweise bei der HIT-Typ II prokoagulatorisch. Es kommt zu Thrombozytopenien, die klassischerweise fünf bis 14 Tage nach Beginn einer Heparintherapie auftreten. Die Thrombozytopenien können begleitet sein von thromboembolischen Ereignissen, die eine hohe Rate an Defektheilungen oder gar ein Versterben bedingen können. Die Inzidenz einer HIT Typ II wird kollektivabhängig und nach Art des eingesetzten Heparins in der Literatur mit 0,3 – 2,7 % angegeben. Zur Diagnostik bei Verdacht auf eine heparin-induzierte Thrombozytopenie werden verschiedene kommerziell erhältliche Testsysteme eingesetzt. Diese immunologischen und funktionellen Labortests weisen Antigen-Antikörper-Komplexe direkt oder indirekt nach. Daten bezüglich der Inzidenz einer heparin-induzierten Thrombozytopenie in einem gefäßchirurgischen Kollektiv waren zu Beginn unserer Studie in der Literatur nicht verfügbar. Wir untersuchten daher fünfzig konsekutive Patienten im Alter von durchschnittlich 64,5 Jahren, die sich im Zeitraum von September 1996 bis November 1997 einer gefäßchirurgischen Operation unterziehen mussten, und die im Rahmen dessen über einen Mindestzeitraum von fünf Tagen eine Heparinbehandlung aus medizinischer Indikation benötigten. Die Thrombozytenzahlen wurden bei den Patienten unter Heparintherapie täglich bestimmt. An definierten Zeitpunkten (Tag 3 – 5, Tag 6 – 8, Tag 9 – 11, Tag 12 – 18, Ende der Heparintherapie) wurden Blutproben gewonnen, um diese mit zwei ELISA-Testmethoden (PF4/H-EIA und GTI-EIA) und einem funktionellen Testverfahren, dem heparin-induzierten Plättchen Aktivierungs Test [HIPA]), auf heparin-induzierte Antikörper zu untersuchen. Zum Ende der Heparintherapie wurde zusätzlich auch eine differenzierte Analyse der Antikörpersubklassen (IgG, IgA und IgM) durchgeführt. Während des stationären Aufenthaltes wurden die Patienten täglich auf thromboembolische Ereignisse körperlich untersucht. Ferner wurden die Patienten zum Ende der Heparintherapie und bei suspektem klinischem Befund mit Hilfe der Farbduplexsonographie bezüglich des Auftretens tiefer Beinvenenthrombosen gescreent. Mit zunehmender Dauer der Heparintherapie stieg die Inzidenz der positiven Testergebisse für heparin-induzierte Antikörper kontinuierlich bis auf ein Maximum am Tag 9 – 11 der Heparintherapie an. 54% der Patienten wurden zum Ende der Heparintherapie in mindestens einem der Teste positiv getestet. Offensichtlich entwickeln viele gefäßchirurgische Patienten unter prolongierter Heparintherpie heparin-induzierte Antikörper ohne klinsche Symptome -im Sinne von Thombozytopenien oder/ und thromboembolischen Ereignissen- zu erleiden. Bei der Mehrheit der Patienten wurden IgA-Antikörper (14 %) und IgM-Antikörper (26 %) am Ende der Heparintherapie bei der Antikörpersubklassenanalyse nachgewiesen, bei gleichzeitig positivem HIPA-Ergebnis allerdings vorwiegend IgG-Antikörper (3/ 3 Patienten). Acht Prozent des untersuchten Kollektivs (4/ 50) fielen durch klinische Komplikationen auf (2 Thrombozytopenien, 3 Reverschlüsse). Bei keinem der Patienten wurde ein Zusammenhang mit der HIT-Antikörperentwicklung gesehen, so dass die klinische Relevanz der mit den unterschiedlichen Testsystemen sehr häufig nachgewiesenen HIT-Antikörper in dem untersuchten Kollektiv fraglich ist. Farbduplexsonographisch ließ sich bei keinem der untersuchten Patienten eine tiefe Beinvenenthrombose nachweisen. Ein großer Prozentsatz von gefäßchirurgischen Patienten entwickelt heparin-induzierte Antikörper, ohne klinische Symptome einer HIT Typ II zu zeigen. Keines der angewandten Testverfahren auf heparin-induzierte Antikörper ist daher prädiktiv in Bezug auf eine klinische Manifestation bei asymptomatischen Patienten. Die diagnostische Spezifität sowohl der immunologischen Antigen-, als auch des funktionellen Aktivierungstests scheint daher bei gefäßchirurgischen Patienten gering zu sein. Die Ergebnisse dieser Doktorarbeit konnten bereits im Jahr 2000 in dem internationalen Journal ´Thrombosis Research´ publiziert werden (2000 Thromb Res 97: 387 – 393). Ebenso wurden Auszüge der vorliegenden Arbeit bereits 1997 als Abstract in Thromb Haemost 77 (Suppl. 1): 562 vorgestellt. Ferner wurden die Ergebnisse als Abstract auf dem ´42. Annual Meeting´ der Gesellschaft Thrombose und Hämostasforschung/ GTH im Februar 1998 (1998 Ann Hematol 77 (Suppl. 1): 58 vorgestellt.

Postoperative Strontium-90-Kontaktbestrahlung von Keloiden : Evaluation der Ergebnisse einer Standard-Radiotherapie von Keloiden unter besonderer Berücksichtigung der subjektiven Zufriedenheit der Patienten (2005)

Anja Gerstenhauer

Von Oktober 1990 bis Juli 2000 wurden 66 Patienten mit 83 Keloiden in der Strahlenklinik der Universitätsklinik Frankfurt am Main mit Strontium-90-Kontakttherapie in der frühen postoperativen Phase innerhalb von vier bis fünf Tagen in vier Fraktionen zu je 5 Gy bis zu einer Gesamtdosis von 20 Gy bestrahlt. 41 Patienten mit 53 Keloiden füllten einen Fragebogen aus und konnten nachbeobachtet werden. Davon kamen 24 Patienten mit 31 Keloiden zu einer Nachuntersuchung. Bei der Evaluation der Ergebnisse sollten folgende Hypothesen geprüft werden: Die Bewertung der Therapie durch den Arzt kann von der Bewertung durch den Patienten erheblich differieren. Die Zufriedenheit der Patienten ist nicht ausschließlich vom rezidivfreien Heilungsverlauf abhängig, sondern auch von den Symptomen sowie von Art und Grad der Nebenwirkung. Dazu wurden die Therapieergebnisse objektiv erhoben und mit der subjektiven Patientenbeurteilung verglichen. Quintessenz sind prognostische Faktoren zur Rezidivrate und zur Patientenzufriedenheit sowie Vorschläge für das Erstgespräch mit dem Patienten und die Examination von Keloid und Rezidiv´. Die Symptome der Keloide (kosmetische Beeinträchtigungen und körperliche Beschwerden) sowie die Häufigkeit, Größe, Art und Ausprägung der Therapieergebnisse (Rezidive, rezidivfreie Narben, Nebenwirkungen, Beschwerden) wurden mittels Fragebogen und Nachuntersuchung erhoben. Die Rezidive wurden in Prozent der Fläche der Gesamtnarbe geschätzt. Ein Vollrezidiv wird als größer 80%, ein Teilrezidiv mit 30 bis 80% und ein Randrezidiv als kleiner 30% definiert. Nebenwirkungen (Hyperpigmentierung, Hypopigmentierung, Teleangiektasien, Rötung bzw. Randsaum, Atrophie) wurden entsprechend ihrer Ausprägung (keine, geringe, mäßige, starke) bzw. nach Vorhandensein aufgenommen. 19 Rezidive (36%) traten bei den nachbeobachteten Patienten auf. Davon waren sieben Vollrezidive (13%) und 12 Teil- und Randrezidive (23%). 83% der Patienten hatten nach der Therapie keine oder weniger Beschwerden. Die Rezidivrate läge ohne die Erhebungen im Rahmen dieser Studie anstatt bei 39% bei nur 13%, da nur sieben Rezidive aktenkundig waren. Demnach ist eine Nachbeobachtungszeit von ein bis zwei Jahren zwingend, um eine Vergleichbarkeit von Studien zu gewährleisten. Von den 24 Patienten mit 31 Keloiden, die zur Nachuntersuchung kamen, traten mäßige bis starke Nebenwirkungen in 16% als Hyperpigmentierung, in 35% als Hypopigmentierung, in 39% als Teleangiektasien und in 25% als Rötung auf. Randsäume traten in 42% und Atrophien in 23% der Fälle auf. Das Hauptkriterium einer erfolgreichen Therapie ist laut Schrifttum die Rezidivfreiheit. Definitionen von erfolgreicher rezidivfreier Therapie differieren, weshalb Erfolgsraten´ nicht vergleichbar sind. Die objektive Bewertung der Therapieergebnisse durch den Arzt berücksichtigt die subjektiven Kriterien (körperliche Beschwerden und kosmetische Beeinträchtigung des Patienten) nicht ausreichend. Anhand unserer Ergebnisse wurden signifikante prognostische Faktoren bzgl. der Rezidivrate herausgearbeitet und mit dem Schrifttum verglichen bzw. diskutiert. Prognostisch ungünstige Faktoren für eine Rezidiventwicklung sind familiäre Keloidbelastung, Keloidgrößen von über 2 cm, bereits vorbehandelte Keloide, die Lokalisationen Rumpf bzw. vorderer Thorax, Infektionen und Fremdkörper in der Operationswunde, die Entstehungsursache Verbrennung sowie Behandlung von jungen, noch aktiven Keloiden. Die subjektive Bewertung der Behandlungsergebnisse durch den Patienten hängt von den Symptomen, Art des Rezidivs sowie Art und Ausprägung der Nebenwirkungen ab. Nach unseren Untersuchungen ist mit einer signifikant höheren Patientenzufriedenheit mit der Therapie zu rechnen, wenn die Patienten Ohr- oder Rumpf-Keloide haben, vorher körperliche Beschwerden hatten, die sich verbessert haben oder wenn die Patienten männlich sind. Tendenziell höher ist die Zufriedenheit bei Patienten, die sich vor der Therapie nicht durch das Keloid entstellt fühlten, bei der Entwicklung von Teil- und Randrezidiven anstatt Vollrezidiven und bei geringer Ausprägung der Nebenwirkungen. Von den 41 nachbeobachteten Patienten waren 61% mit der Therapie und 51% mit dem kosmetischen Ergebnis der Therapie sehr bis mäßig zufrieden. Subjektive und objektive Beurteilung der Therapieergebnisse entsprechen einander nicht, da die unzufriedenen Patienten nicht mit den Patienten, die ein Rezidiv haben, identisch sind, obwohl dies aufgrund ähnlicher prozentualer Anteile (unzufriedene Patienten: 39%, Rezidivrate: 36%) zu vermuten wäre. Zwischenzeitlich wurde das Therapieschema an der Strahlenklinik der Uniklinik Frankfurt auf vier Fraktionen zu je 4 Gy bei einer Gesamtdosis von 16 Gy geändert. Teilweise werden jetzt zusätzlich Beschleunigerelektronen als Strahlenquelle in der Keloidtherapie genutzt. Interessant wäre zukünftig eine vergleichende Studie zur Rezidivhäufigkeit, dem Auftreten von Nebenwirkungen und der Zufriedenheit der Patienten. Die vielschichtige Keloidproblematik erfordert einen multidisziplinären Therapieansatz, um objektiv und subjektiv gute Ergebnisse zu erzielen. Die Vorschläge für das Erstgespräch...´ sind auf andere Therapien, z. B. dermatologische Erkrankungen, übertragbar.

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