paper place Archiv 2. Quartal

Modulares Ausbildungsmodell für die Ausbildung von Studenten in restaurativer und prothetischer Zahnheilkunde

Ein Team aus der Zahnärztlichen Prothetik hat ein neuartiges modulares Übungsmodell für die zahnmedizinische Lehre entwickelt und hergestellt.

Übersicht der Konstruktion und Einzelteile eines kompletten Oberkiefermodells (links). Ansicht eines kompletten gedruckten Modells (rechts).

Mit diesem Modell können die meisten restaurativen und prothetischen Behandlungen realistisch an einem einzigen Übungsmodell durchgeführt werden. Das verwendete Modell ist allen bekannten konventionellen Modellen in Bezug auf Aussehen, Kosten und Haptik überlegen. Ein weiterentwickeltes Modell befindet sich bereits in der Erprobung.

 

Christian Höhne, Michael Del Hougne, Laura Gärtner, Anna Winter, Marc Schmitter. Modular training model for education of students in restorative and prosthodontic dentistry. Eur J Dent Educ. 2024 Feb;28(1):347-357. doi: 10.1111/eje.12956. Epub 2023 Oct 7. PMID: 37804044.

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Übersicht der Konstruktion und Einzelteile eines kompletten Oberkiefermodells (links). Ansicht eines kompletten gedruckten Modells (rechts).
Etablierung eines Goldstandards für die Bewertung von KI-Kariesdiagnostik

Auch in der Zahnmedizin hält die KI Einzug.

Links: echte, humane, extrahierte Zähne; Mitte: Röntgenaufnahmen der extrahierten Zähne; Rechts: Automatisierte Auswertung der Röntgenaufnahmen

Auf dem Markt konkurrieren mehrere Anbieter, deren Produkte unter anderem damit werben, die Erkennung von Karies auf Röntgenbildern zu erleichtern und deutlich zuverlässiger zu machen, ohne jedoch eine genaue Grundlage zu liefern. Die Metriken, also wie viel richtiger und genauer diese Pathologien erkannt werden, sind Gegenstand der Untersuchung einer Forschungsgruppe der Zahnklinik. In langwieriger Arbeit wurde ein Goldstandard entwickelt, mit dem die Vorhersagen solcher KI-basierter Programme erstmals wissenschaftlich valide überprüft werden können. Diese Arbeit wurde im September 2024 mit dem DGZMK/BZÄK/Dentsply Sirona Förderpreis ausgezeichnet. 

 

Julian Boldt, Matthias Schuster, Gabriel Krastl, Marc Schmitter, Jonas Pfundt, Angelika Stellzig-Eisenhauer, and Felix Kunz. 2024. Developing the Benchmark: Establishing a Gold Standard for the Evaluation of AI Caries Diagnostics. Journal of Clinical Medicine 13, no. 13: 3846. doi: 10.3390/jcm13133846.

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Links: echte, humane, extrahierte Zähne; Mitte: Röntgenaufnahmen der extrahierten Zähne; Rechts: Automatisierte Auswertung der Röntgenaufnahmen
Mamma-MRT

Als Brustzentrum und Familiäres Brust- und Eierstockkrebszentrum, kurz FBREK-Zentrum, führt die Frauenklinik jährlich bei mehr als 1.000 Patientinnen MRT-Untersuchungen der Brust durch. Die Publikationen unterstreichen das tägliche Bemühen um Erkenntnisgewinn und bestmögliche Versorgung der Patientinnen.

Die Forscherinne und Forscher (v.l.n.r.): Philipp Gruschwitz, Sauer Stephanie, Bauer Jonas, Christner Sara, Diessner Joachim, Schlaiß Tanja

Verbesserte Beurteilung für Läsionen der Brust im MRT

In der Studie, die in der Fachzeitschrift Magnetic Resonance Imaging veröffentlicht wurde, beurteilte das Team der Frauenklinik und Radiologie die Morphologie von Veränderungen im Brustgewebe, so genannte Brustläsionen, mit hohen b-Werten (1600 s/mm2) und Standard-b-Werten (800 s/mm2) in der diffusionsgewichteten Bildgebung (DWI) bei 3 Tesla. 

DWI ist eine spezielle Form der MRT, die die Diffusion von Wasser in Gewebe misst und so detaillierte Informationen über die Mikrostruktur des Gewebes liefern kann. Traditionell wird DWI mit kontrastverstärkter Bildgebung (DCE) durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass DWI, insbesondere bei höheren b-Werten, zuverlässig zur Unterscheidung zwischen bösartigen und gutartigen Läsionen eingesetzt werden kann. Hohe b-Werte erhöhten die diagnostische Genauigkeit, während die Messung der Läsionsgröße mit dem Standardwert von 800 s/mm² genauer war.

 

Sara Aniki Christner, Jan-Peter Grunz, Tanja Schlaiß, Carolin Curtaz, Andreas Steven Kunz, Henner Huflage, Theresa Sophie Patzer, Thorsten Alexander Bley, Stephanie Tina Sauer. Breast lesion morphology assessment with high and standard b values in diffusion-weighted imaging at 3 Tesla. Magnetic Resonance Imaging. Volume 107. Pages 100-110. ISSN 0730-725X (2024). doi:10.1016/j.mri.2024.01.005

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Bildgebung bei Wiederauftreten von Brustkrebs 

In der im Journal of Cancer Research Clinical Oncology veröffentlichten Arbeit beschreibt das Team den Stellenwert der verschiedenen bildgebenden Verfahren bei der Diagnose von Brustkrebsrezidiven in der Normalbevölkerung und bei Patientinnen mit familiärem Hochrisiko.

Bei jeder fünften Brustkrebspatientin treten in den ersten 20 Jahren nach der Erstdiagnose Rezidive in der gleichen Brust oder in der benachbarten Region (ILRR für isolierte lokoregionäre Rezidive) oder Tumore in der gegenüberliegenden Brust (CBC für kontralateralen Brustkrebs) auf. Die Früherkennung ist entscheidend, daher ist die Verbesserung der Brustbildgebung wichtig. Patientinnen mit hereditärem Brust- oder Eierstockkrebs (HBOC) werden in der Brustkrebsnachsorge mit MRT, Mammographie und Ultraschall untersucht, während Patientinnen ohne HBOC (nHBOC) in der Regel keine MRT erhalten. Um die Erkennungsraten der verschiedenen bildgebenden Verfahren zu vergleichen, analysierte das Team die Daten von 1499 ehemaligen Brustkrebspatientinnen, die zwischen 2015 und 2020 an einem Universitätsklinikum untersucht wurden. 176 Patientinnen wurden mit ILRR oder CBC diagnostiziert. Die Sensitivität für rezidivierende Malignität betrug 97,9% für MRT, 66,3% für Mammographie und 67,8% für Ultraschall. Die Detektionsraten waren unabhängig von einer HBOC-Anamnese ähnlich. Eine geringere Brustdichte und eine größere Tumorgröße verbesserten die Entdeckungsrate. MRT könnte also die Früherkennung von ILRR und CBC bei Brustkrebsüberlebenden mit und ohne HBOC verbessern.

 

Tanja Schlaiß, Lisa Bott, Saskia-Laureen Herbert, Catharina Bartmann, Matthias Kiesel, Jessica Salmen, Stephanie Tina Sauer, Sara Aniki Christner, Bernhard Petrisch, Jan-Peter Grunz, Achim Wöckel, Sanja Löb, Joachim Diessner. Imaging for local recurrence of breast cancer. Journal of Cancer Research Clinical Oncology 150, 200 (2024). doi:10.1007/s00432-024-05709-2

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Die Forscherinne und Forscher (v.l.n.r.): Philipp Gruschwitz, Sauer Stephanie, Bauer Jonas, Christner Sara, Diessner Joachim, Schlaiß Tanja
Translationale Pädiatrie: γδ T-Zellen: die erste Verteidigungslinie für Neugeborene

Frühgeborene haben ein hohes Risiko, an einer neonatalen Sepsis zu erkranken, da ihr Immunsystem noch nicht richtig entwickelt ist.

Eine wichtige Rolle im Immunsystem von Neugeborenen spielen γδ T-Zellen. Diese Immunzellen haben Forscherinnen und Forscher der Medizinischen Hochschule Hannover gemeinsam mit dem Institut für Translationale Pädiatrie des UKW im Rahmen des Exzellenzclusters RESIST in einer longitudinalen Kohorte von Frühgeborenen mittels Next-Generation-Sequenzierung, Durchflusszytometrie und funktionellen Tests untersucht, um ihre Entwicklung und ihr Verhalten bei Infektionen besser zu verstehen.

Im ersten Lebensjahr zeigten die Vγ9Vδ2 T-Zell-Untergruppen dynamische phänotypische Veränderungen - sie traten vermehrt bei Babys mit Sepsis auf. Eine spezielle Gruppe von γδ T-Zellen exprimierte Gene, die mit der Antigenpräsentation in Verbindung stehen. Weiterhin zeigte sich, dass γδ T-Zellen bei Neugeborenen anders reagieren als bei Erwachsenen. So produzierten die aktivierten Zellen ein bestimmtes Protein namens CD83, während bei Erwachsenen vermehrt CD86 gebildet wurde, das vermutlich der Schlüsselrezeptor für die Induktion der CD4-T-Zellproliferation ist, also wichtig für die Aktivierung anderer Immunzellen. Die Ergebnisse könnten helfen, bessere Therapien für Frühgeborene zu entwickeln, die an Infektionen leiden.

Die Publikation wurde von Joshua I. Gray and Donna L. Farber im Journal of Experimental Medicine gehighlighted.

 

Ximena León-Lara, Alina S. Fichtner, Maike Willers, Tao Yang, Katharina Schaper, Lennart Riemann, Jennifer Schöning, Anna Harms, Vicente Almeida, Anja Schimrock, Anika Janssen, Laura Ospina-Quintero, Constantin von Kaisenberg, Reinhold Förster, Matthias Eberl, Manuela F. Richter, Sabine Pirr, Dorothee Viemann, Sarina Ravens. γδ T cell profiling in a cohort of preterm infants reveals elevated frequencies of CD83+ γδ T cells in sepsis. J Exp Med; 221 (7): e20231987 (2024). doi:10.1084/jem.20231987

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Erstmaliger Nachweis eines lokalen Biomarkers zur Vorhersage schwerer Schlaganfallverläufe

Ein interdisziplinäres Team aus Neuroradiologie und Neurologie identifiziert das Enzym MMP-9 direkt in Blutgefäßen des betroffenen Hirnareals als entscheidenden Biomarker für schwerste Schlaganfallverläufe nach mechanischer Gerinnselentfernung, noch bevor therapeutische Schritte erfolgen.

Das Forscher-Team im Labor
An der Studie beteiligte Forscher am Fluoreszenzmikroskop mit aktiven MMP-9 positiven Entzündungszellen aus einem betroffenen Hirngefäß (v.l.n.r.): Alexander Kollikowski, Michael Schuhmann, Guido Stoll und Mirko Pham. © Vivian Vogt
MMP-9-expressierende Zellen unterm Fluoreszenzmikroskop
Erstmalige Beobachtung stark MMP-9-expressierender neutrophiler Granulozyten aus einer betroffenen Hirnregion bei hyperakutem ischämischem Schlaganfall. © Alexander Kollikowski

 

Alexander M. Kollikowski, Mirko Pham, Alexander G. März, Jörn Feick, Marius L. Vogt, Yanyan Xiong, Marc Strinitz, Christoph Vollmuth, Fabian Essig, Hermann Neugebauer, Karl Georg Haeusler, Christian Hametner, Lena Zimmermann, Guido Stoll, Michael K. Schuhmann. MMP-9 release into collateral blood vessels before endovascular thrombectomy to assess the risk of major intracerebral haemorrhages and poor outcome for acute ischaemic stroke: a proof-of-concept study. eBioMedicine, Volume 103 (2024). doi:10.1016/j.ebiom.2024.105095 

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Das Forscher-Team im Labor
An der Studie beteiligte Forscher am Fluoreszenzmikroskop mit aktiven MMP-9 positiven Entzündungszellen aus einem betroffenen Hirngefäß (v.l.n.r.): Alexander Kollikowski, Michael Schuhmann, Guido Stoll und Mirko Pham. © Vivian Vogt
MMP-9-expressierende Zellen unterm Fluoreszenzmikroskop
Erstmalige Beobachtung stark MMP-9-expressierender neutrophiler Granulozyten aus einer betroffenen Hirnregion bei hyperakutem ischämischem Schlaganfall. © Alexander Kollikowski
Erstmaliger Nachweis eines lokalen Biomarkers zur Vorhersage schwerer Schlaganfallverläufe

Ein interdisziplinäres Team aus Neuroradiologie und Neurologie identifiziert das Enzym MMP-9 direkt in Blutgefäßen des betroffenen Hirnareals als entscheidenden Biomarker für schwerste Schlaganfallverläufe nach mechanischer Gerinnselentfernung, noch bevor therapeutische Schritte erfolgen.

An der Studie beteiligte Forscher am Fluoreszenzmikroskop mit aktiven MMP-9 positiven Entzündungszellen aus einem betroffenen Hirngefäß (v.l.n.r.): Alexander Kollikowski, Michael Schuhmann, Guido Stoll und Mirko Pham. © Vivian Vogt
Erstmalige Beobachtung stark MMP-9-expressierender neutrophiler Granulozyten aus einer betroffenen Hirnregion bei hyperakutem ischämischem Schlaganfall. © Alexander Kollikowski

Ein interdisziplinäres Forscherteam des UKW unter der Leitung von Dr. Alexander Kollikowski und Prof. Dr. Michael Schuhmann hat in einer wegweisenden Studie die Rolle von Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) bei akutem ischämischem Schlaganfall untersucht. Durch die Analyse weniger Tropfen Gehirnblut, die direkt während eines akuten Schlaganfalls gewonnen wurden, konnten sie zeigen, dass von Entzündungszellen freigesetztes MMP-9 ein relevanter Biomarker zur Identifizierung von Hochrisikopatientinnen und -patienten für schwere Verläufe nach einer mechanischen Thrombektomie ist, noch bevor therapeutische Schritte erfolgen. Die Ergebnisse liefern erstmals einen Konzeptnachweis für früheste lokale Biomarker und könnten zukünftig dazu beitragen, neue und individuellere Behandlungsstrategien bei akutem Schlaganfall zu entwickeln. 

Alexander M. Kollikowski, Mirko Pham, Alexander G. März, Jörn Feick, Marius L. Vogt, Yanyan Xiong, Marc Strinitz, Christoph Vollmuth, Fabian Essig, Hermann Neugebauer, Karl Georg Haeusler, Christian Hametner, Lena Zimmermann, Guido Stoll, Michael K. Schuhmann. MMP-9 release into collateral blood vessels before endovascular thrombectomy to assess the risk of major intracerebral haemorrhages and poor outcome for acute ischaemic stroke: a proof-of-concept study. eBioMedicine, Volume 103 (2024). doi:10.1016/j.ebiom.2024.105095 

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An der Studie beteiligte Forscher am Fluoreszenzmikroskop mit aktiven MMP-9 positiven Entzündungszellen aus einem betroffenen Hirngefäß (v.l.n.r.): Alexander Kollikowski, Michael Schuhmann, Guido Stoll und Mirko Pham. © Vivian Vogt
Erstmalige Beobachtung stark MMP-9-expressierender neutrophiler Granulozyten aus einer betroffenen Hirnregion bei hyperakutem ischämischem Schlaganfall. © Alexander Kollikowski
MRT-Biomarker zum besseren Verständnis der Schmerzsymptomatik bei Morbus Fabry

Morbus Fabry ist eine X-chromosomal vererbte lysosomale Speicherkrankheit, die häufig mit Schmerzen einhergeht.

Visualisierung des T2-Signals der Spinalganglien (DRG) bei Fabry-Schmerzen. Patient mit Fabry-Schmerzen (C; T2 = 60,2 a.u.) im Vergleich zu einem Fabry-Patienten ohne Fabry-Schmerzen (B; T2 = 37,8 a.u.) und einer gesunden Kontrollperson (A; T2 = 33,5 a.u.).

Morbus Fabry ist eine X-chromosomal vererbte lysosomale Speicherkrankheit, die häufig mit Schmerzen einhergeht. Bei Morbus Fabry führt ein Defekt des Enzyms Alpha-Galaktosidase A zu einer Anhäufung des Moleküls Globotriaosylceramid (Gb3) in den Spinalganglien (dorsale Wurzelganglien). Diese befinden sich entlang des Rückenmarks und enthalten die Zellkörper der sensorischen Neuronen, die für die Weiterleitung von Sinnesinformationen wie Schmerz und Temperatur verantwortlich sind - also der Ort aller primär sensiblen Neuronen am Übergang vom PNS zum ZNS.

Die in der Fachzeitschrift Brain Communications veröffentlichte Studie untersuchte, ob hochauflösende Magnetresonanztomographien der Nervenwurzeln im Rücken Hinweise auf die für Morbus Fabry typischen Schmerzen geben können. Durch die Analyse der Spinalganglien konnte erstmals gezeigt werden, dass die Subgruppe der Fabry-Patientinnen und -Patienten ohne Schmerzsymptomatik anhand der Signalintensität der Spinalganglien von den Fabry-Patientinnen und -Patienten mit Schmerzen unterschieden werden kann. Die Schmerzpatientinnen und -patienten wiesen ein stärkeres Signal in diesen Nervenwurzeln auf als die Gruppe ohne Schmerzen. Diese Entdeckung stellt einen wichtigen methodischen Schritt dar, nicht nur für die Erforschung dieser seltenen Erkrankung, sondern auch für die generelle Untersuchung bzw. Objektivierung von Schmerzsyndromen mittels nicht-invasiver Bildgebung bei Schmerzpatientinnen und -patienten.

 

Magnus Schindehütte, Simon Weiner, Katharina Klug, Lea Hölzli, Christopher Nauroth-Kreß, Florian Hesenauer, Thomas Kampf, György A Homola, Peter Nordbeck, Christoph Wanner, Claudia Sommer, Nurcan Üçeyler, Mirko Pham. Dorsal root ganglion magnetic resonance imaging biomarker correlations with pain in Fabry disease. Brain Communications, Volume 6, Issue 3, 2024, fcae155. doi:10.1093/braincomms/fcae155

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Visualisierung des T2-Signals der Spinalganglien (DRG) bei Fabry-Schmerzen. Patient mit Fabry-Schmerzen (C; T2 = 60,2 a.u.) im Vergleich zu einem Fabry-Patienten ohne Fabry-Schmerzen (B; T2 = 37,8 a.u.) und einer gesunden Kontrollperson (A; T2 = 33,5 a.u.).