Notwithstanding the innovative changes in biotechnology, medical devices and other therapeutics, errors in medicine continue to cause harm to patients. Current definitions of medical error do not reflect the full reality of error causation. Medical error taxonomy is narrowly focused on system weaknesses in health institutions and human error. System weaknesses in licensing and monitoring organizations, health care suppliers, health profession self-regulation and government regulating organizations, conduct by leading health professionals and medical research industry risks, all lead to significant harm that is not recognized in medical error accountability. These players do not fulfill their mandates. Evidence demonstrates negligence, incompetence, unethical conduct and institutional interest and self-interest in the decision-making process. Both the principled approach and institutional ethics (IE) principles are powerful tools to require accountability from stakeholders. The contemporary understanding of medical errors is deficient and unsustainable. It has not contributed to a decrease in errors. Appropriate definitions of the confines of systems weaknesses and human error are required. This thesis outlines a method to perceive medical errors in a broader way, combining the many agents of error/harm into one system, thereby highlighting accountability and paving the way for reform. / Malgré les changements innovateurs dans la biotechnologie, l'équipement médical et d'autres approches thérapeutiques, les erreurs dans la pratique de la médecine continuent à provoquer des problèmes médicaux pour un nombre important de patients. Les définitions actuelles d'erreurs médicales ne reflètent pas la réalité complète de la causalité d'erreurs. La taxinomie d'erreurs médicale est aussi strictement concentrée sur les faiblesses du système dans les institutions de santé et l'erreur humaine. Les faiblesses des systèmes qui autorisent et contrôlent les organisations, les fournisseurs de santé publique, les règlements des professions de la santé, les organismes de règlements gouvernemental des professions de la santé et la conduite des professionnels de la santé, et les risques de l'industrie de recherche médicale, tous causent des problèmes importants qui ne sont pas actuellement explicitement reconnu pour leur responsabilité d'erreurs médicales. Ces joueurs ne réalisent pas leurs autorité actuelle. L'évidence démontre de la négligence, de l'incompétence, d'une conduite non étique, d'un intérêt institutionnel et d'un intérêt personnel dans le processus de prise de décision par ces instances. C'est-à-dire, l'approche du principe que les principes de l'éthique institutionnelle sont des instruments puissants pour contraindre la responsabilité de tous les joueurs. La vision contemporaine des erreurs médicales est déficiente et non durable. Une telle vision est déficiente et non supportable. Elle n'a pas contribué à la réduction d'erreurs médicales. Une formulation sur les définitions nécessaires des limitations des systèmes liés à l'être humain est nécessaire. La proposition de cette thèse expose une façon de percevoir les erreurs médicales dans le but de rejoindre les nombreux agents d'erreur et de mal dans un système en mettant ainsi l'emphase sur la responsabilité, et ainsi ouvrant la voie à la réforme.

Distraction osteogenesis (DO) is a common surgical technique for bone lengthening in treatment of limb discrepancies, congenital deformities, traumatic bone loss, infections, and malignancies. It is made of three main phases: the latency phase, the distraction phase, and the consolidation phase. DO is not short of drawbacks. The main drawback of DO is the long consolidation period when the patient is required to keep on the fixator in place for the regenerate bone to consolidate. Thus, any attempt to shorten this process would be greatly beneficial. Bone morphogenetic proteins (BMPs) are crucial in bone and cartilage development. BMP-2, -4, -6, and -7 have been described as the most osteogenic BMPs. BMP-7 has been recently demonstrated to be beneficial in bone formation during distraction osteogenesis in a rat model. However, there are no studies investigating the optimal dose of BMP-7 administration for accelerating bone formation during distraction osteogenesis. Hence, we sought to determine the optimal dose of exogenous BMP-7 administration during DO. For this purpose, DO was performed on the right tibia of 79 wild type male mice (C57BL/6) using a miniature version of the Ilizarov fixator. Mice underwent a latency period of 5 days, followed by a distraction phase of 12 days (0.2 mm every twelve hours) and a consolidation phase of 34 days. Animals were randomized into two major groups according to the time of sacrifice: mid-consolidation (day 34) and end of consolidation (day 51). Each major group was further sub-divided according to the administered dose of BMP-7. Three different doses of BMP-7 were injected at the osteotomy site on the first day of distraction (0.05µg, 0.10µg, 0.50µg corresponding to 2µg/kg, 4µg/kg, and 20µg/kg of BMP-7). Control groups (6 mice for mid-consolidation and 4 mice for end of consolidation) were injected with ultra-pure water. Collected samples were studied using Faxitron X-ray, µCT, static histomorphometry, biomechanical testing, immunohistochemistry, and histology. We saw a reducing effect in bone formation during distraction osteogenesis of wild type mice upon increasing the dose of BMP-7 at mid-consolidation. µCT analysis and static histomorphometry parameters revealed a statistically significant decrease in bone volume/tissue volume ratio (BV/TV) and new regenerate BV upon increasing the BMP-7 dose. However, all groups had greater BV/TV and new regenerate bone volume compared to the control group. Biomechanical evaluation at 34 days showed the greatest stiffness and ultimate work to fracture at the lowest administrated dose. On the other hand, at the end of consolidation, the µCT and static histomorphometry results demonstrated the greatest BV/TV at medium dose (30.09±4.076, 38.73±1.533, 27.02±2.684, and 17.68±3.808 for 2µkg, 4µg/kg, 20µg/kg, and control respectively). Similarly, the new regenerate bone formation had comparable results (4.062±0.4874, 6.969±1.123, and 4.946±0.6362 for 2µkg, 4µg/kg, and 20µg/kg respectively). Biomechanical testing of collected samples at 51 days (end of consolidation) demonstrated a gradual decrease in stiffness (63.72±35.03, 45.56±8.045, 28.99±11.22, and 35.49±17.00 for 2µkg, 4µg/kg, 20µg/kg, and control respectively) and ultimate force to fracture (13.69±5.149, 13.12±2.086, 8.815±2.972, and 8.188±3.334 for 2µkg, 4µg/kg, 20µg/kg, and control respectively) upon increasing the administered dose of BMP-7. In conclusion, results from this study suggest that BMP-7 exerts an important physiological role in new bone regeneration during distraction osteogenesis in wild type mice. Additionally, we demonstrated that upon increasing the administered BMP-7 dosing, the amount of new regenerate bone formation and BV/TV has a decreasing trend. These results were comparable with the biomechanical evaluations obtained at mid-consolidation and end of consolidation. Thus, the dose-response curve does plateau and proceeds downward at higher dosages of exogenous rhBMP-7. / L'ostéogenèse par distraction (DO) est une technique courante de chirurgie pour l'allongement des os dans le traitement des anomalies des membres, des malformations congénitales, de la perte osseuse traumatique, des infections et des tumeurs malignes. Elle est composée de trois phases principales: la phase de latence, la phase de distraction, et la phase de consolidation. DO amène cependant plusieurs inconvénients. Le principal inconvénient de l'ostéogenèse par distraction est la longue période de solidification. Ainsi, toute tentative visant à raccourcir ce processus serait grandement bénéfique. Les protéines morphogénétiques osseuses (BMP) sont cruciales au développement des os et du cartilage. Il a récemment été démontré que la BMP-7 a un effet bénéfique sur la formation osseuse au cours de distraction osseuse sur des rats. Cependant, il n'existe pas d'études pour trouver la dose optimale d'injection de BMP-7. Par conséquent, nous avons cherché à déterminer la dose optimale d'administration de BMP-7 exogène au cours de DO. À cette fin, DO a été effectuée sur le tibia droit de 79 souris mâle sauvages (C57BL / 6) en utilisant une version miniature du fixateur Ilizarov. Les animaux ont été séparés au hasard en deux groupes principaux en fonction du moment d'euthanasie; 45 souris ont été euthanasiées à la mi-solidification et 34 ont été euthanasiées à la fin de la solidification. Chaque groupe a ensuite été subdivisé en fonction de la dose administrée de BMP-7. Trois doses différentes de BMP-7 ont été injectées sur le site de l'ostéotomie au premier jour de la distraction (0.05μg, 0.10μg, 0.50μg correspondant à 2μg/kg, 4μg/kg et 20μg/kg de BMP-7). Les groupes de contrôle ont été injectés avec de l'eau pure. Des échantillons ont été collectés à deux points dans le temps: 34 jours (mi-solidification) et 51 jours (fin de la solidification). Les échantillons prélevés ont été étudiés à l'aide d'un rayon-X Faxitron, d'un μCT, de l'histomorphométrie statique, d'essais biomécaniques, de l'immunohistochimie, et de l'histologie. Les résultats ont démontré qu'il y a un effet réducteur pour accélérer la formation osseuse au cours de distraction osseuse avant l'augmentation de la dose de BMP-7 au mi-solidification. L'analyse μCT et les paramètres histomorphométrie statiques ont révélé une diminution statistiquement significative du volume osseux/volume des tissus (BV/TV) et de la régénération osseuse avant l'augmentation de la dose de BMP-7. L'évaluation biomécanique au 34ième jours a également démontré une plus grande rigidité et de travail ultime avant rupture à la plus faible dose administrée de BMP-7. D'autre part, au fin de la solidification, les résultats histomorphométriques statiques et μCT ont démontré la plus grande BV/TV à la dose moyenne d'administration de 4μg/kg (30.09 ± 4,076, 1,533 ± 38,73, 27,02 ± 2,684 et 17,68 ± 3,808 pour 2μkg, 4μg/kg, 20μg/kg, et le contrôle, respectivement). De même, la formation de osseuse avait des résultats comparables (4,062 ± 0,4874, 6,969 ± 1,123, 4,946 et 0,6362 ± pour 2μkg, 4μg/kg et 20μg/kg respectivement). Les essais biomécaniques sur les échantillons prélevés au fin de la solidification ont démontré une diminution progressive de la rigidité (63,72 ± 35,03, 45,56 ± 8,045, 28,99 ± 11,22 et 35,49 ± 17,00 pour 2μkg, 4μg/kg, 20μg/kg, et le contrôle, respectivement) et la force ultime avant rupture (13,69 ± 5,149, 2,086 ± 13,12, 8,815 ± 2,972, 8,188 et 3,334 ± pour 2μkg, 4μg/kg, 20μg/kg, et le contrôle, respectivement) après l'augmentation de la dose. En conclusion, les résultats de cette étude suggèrent que la BMP-7 exerce un rôle physiologique important dans la régénération osseuse au cours de la DO. Également, nous avons démontré qu'avec l'augmentation de la dose administrée, la quantité de formation osseuse et de BV sont à la baisse. Ces résultats sont comparables avec les évaluations biomécaniques obtenus à mi-solidification et fin de la solidification.

Ovarian cancer is the most lethal gynecological malignancy in North America. The purpose of this study was to evaluate the role of biguanides in the treatment of epithelial ovarian cancer by testing these drugs on cell lines and to identify pathways involved in their effect. The organic cation transporter (OCT1) is known to play an important role in cellular uptake of the biguanide metformin in the liver. We aimed to determine the modulating effect of OCT1 on metformin in cancer tissue. Metformin is a widely used biguanide, commonly used for the treatment of type 2 diabetic patients. Epidemiologic and laboratory data suggest that metformin has antineoplastic activity, and this has led to ongoing clinical trials. Our laboratory recently published a study showing that metformin induced apoptosis in an AMPK-independent manner and provoked cell cycle arrest. Moreover, a synergistic effect between metformin and chemotherapy was observed on apoptosis. We observed that there is heterogeneity between primary human tumours with respect to OCT1 expression, and that knocking down OCT1expression using siRNA reduces the sensitivity of cancer cells to metformin. Interestingly, the actions of the related biguanide phenformin are less influenced by OCT1 inhibition. These results suggest that there may be settings where drug uptake limits direct action of metformin on neoplastic cells, raising the possibility that metformin may not be the optimum biguanide for clinical investigation. / Le cancer de l'ovaire est le cancer gynécologique le plus mortel en Amérique du Nord. Cette thèse évalue le rôle des biguanides dans le traitement du cancer épithélial de l'ovaire et d'identifier les voies moléculaires impliquées. Le transporteur de cations organiques (OCT1) joue un rôle important dans l'absorption cellulaire hépatique du metformin, un biguanide en grande utilisation en clinique. Nous avons cherché à déterminer l'effet de modulation de l'OCT1 sur le metformin dans les tissus cancéreux. Le metformin, fréquemment utilisé pour le traitement du diabète de type 2 a démontré une activité antinéoplasique qui a conduit à desessais cliniques présentement en cours. Notre laboratoire a récemment démontré que le metformin induit l'apoptose d'une manière indépendante de l'AMPK et provoque l'arrêt du cycle cellulaire. De plus, un effet synergique entre le metformin et la chimiothérapie a été observé sur l'induction de l'apoptose. Nous avons observé une hétérogénéité dans l'expression d'OCT1 dans les cancers ovariens primaires. L'inhibition d'OCT1 par siARN réduit la sensibilité des cellules cancéreuses au metformin. A l'inverse l'action d'un biguanide différent, le phenformin n'est pas influencé par l'inhibition d'OCT1. Ces résultats suggèrent qu'il peut y avoir des contextes où l'absorption de drogues comme les biguanides, par les cellules cancéreuses limite l'action sur les cellules néoplasiques, ce qui permet l'hypothèse que le metformin puisse ne pas être le biguanide idéal pour des études cliniques en oncologie.

Introduction: Developmental exposure to estrogens has been shown to affect the musculoskeletal system. Furthermore, recent studies have shown that environmental exposure to estrogen-like compounds is much higher than originally anticipated. The aim of this study was to determine the effects of diethylstilbestrol (DES), a well-known estrogen agonist, on articular cartilage, intervertebral disc (IVD), and bone phenotype. Methods: C57Bl/6 pregnant mice were dosed orally with vehicle (peanut oil) or 0.1, 1.0 and 10 μg/kg/day of DES on gestational days 11-14. Male and female pups were allowed to mature without further treatment until 3 months of age, when swim and sedentary groups were formed. After euthanasia, bone mineral density (BMD), bone mineral content (BMC), bone area (BA), and trabecular bone area (TBA) of the lumbar vertebrae and femur were measured using a PIXImus Bone Densitometer System (GE Medical Systems). Proteoglycan was measured by the DMMB assay. Histological analysis of proteoglycan was performed with Safranin O staining and degeneration parameters scored. Results The lumbar BMC, was significantly increased in female swims at both the highest and lowest dose of DES, while the femoral BMC was only increased at the highest. The males, on the other hand, showed a decreased BMC at the highest dose of DES for both lumbar and femoral bone. Female swim group had an increased BA at the highest dose of DES while the male swims showed a decreased BA for femoral bone. The TBA showed a similar pattern. Proteoglycan analysis of lumbar IVD's showed a decrease at the lowest doses but a significant increase at the highest doses for both males and females. Histology showed morphological changes of the IVD and articular cartilage for all doses of DES. Conclusion: DES significantly impacted the musculoskeletal system of adult mice. Results suggest that environmental estrogen contaminants might impact developmental lumbar bone growth and mineralization in mice. Further studies measuring the impact of environmental estrogen mimics, such as bisphenol A, are then warranted. / Introduction: Il a été démontré que l'exposition aux estrogènes durant le développement avait un effet direct sur le système musculo-squelettique. De plus, des études récentes ont montré que l'exposition environnementale aux estrogènes et autres substances analogues est bien plus importante que suggéré précédemment. L'objectif de cette étude était de déterminer les effets potentiels du diéthylstilbestrol (DES), un modulateur estrogénique de synthèse du système endocrinien, sur le cartilage articulaire, les disques intervertébraux, ainsi que le phénotype osseux. Méthodologie: Une dose orale de vecteur (huile d'arachides, témoin) ou de 0.1, 1.0 et 10 μg/kg/jour de DES fut administrée à des souris enceintes durant les 11ièmes à 14ièmes journées gestationnelles. Les souris naissantes (mâles et femelles) ont poursuivi un développement normal, sans autre traitement, jusqu'à ce qu'ils atteignent l'âge de 3 mois, stade auquel des groupes de juvéniles nageurs ou sédentaires furent formés. Après euthanasie, la densité minérale osseuse (DMO), le contenu minéral osseux (CMO), l'aire osseuse et l'aire osseuse trabéculaire des vertèbres lombaires et du fémur furent mesurés en utilisant un système de densitomètre osseux PIXImus (GE Medical Systems). Les concentrations de protéoglycans furent déterminées par l'assai au DMMB. Une analyse histologique des protéoglycane fut produite par histologie en utilisant la safranin-O, et les paramètres de dégénération catégorisés et partitionnés. Résultats: Le CMO lombaire était significativemtn plus élevé dans les groupes nageurs femelles aux plus petites et plus hautes doses de DES, comparé au groupe témoin, tandis que le CMO fémoral n'était élevé qu'aux plus hautes doses. Les groupes mâles, par contre, ont présenté une diminution du CMO aux plus hautes et plus basses doses d'exposition au DES pour les os lombaires et fémoraux. Les groupes nageurs femelles ont exhibé une aire osseuse augmentée pour la plus haute dose de DES, tandis que les groupes nageurs mâles montraient une aire osseuse diminuée pour les os fémoraux. Les mesures d'aire osseuse trabéculaire suivaient une tendance similaire. Une baisse du contenu en protéoglycans des disques intervertébraux fut observée aux plus petites doses d'exposition,alors qu'une hausse significative fut observée aux plus hautes doses pour les groupes mâles et femelles. L'analyse histologique démontrait des changements de morphologie des disques intervertébraux et du cartilage articulaire pour toutes les doses de DES. Conclusion: Le DES administré à des souris enceintes affecte le système squeletto-musculaire des souris à naitre jusqu'à l'âge adulte. Ces résultats suggèrent que la pollution environnementale par des substances estrogéniques pourrait avoir un impact sur le développement des os lombaires et la minéralisation chez les souris. De études mesurant l'impact de pseudo-estrogènes présents dans notre environnement immédiat (tels que le Bisphénol A), seraient donc on ne peut plus pertinentes.

INTRODUCTION: Lung cancer is the leading cause of cancer death, with low five-year survival rates and high percentage of local or metastatic recurrence. Surgical resection is integral for cure, however this procedure is associated with increased systemic inflammation and circulating tumour cells. This is further compounded by infectious postoperative complications, the most common of which is pneumonia, caused by both gram-positive and gram-negative bacteria. There is emerging clinical data to suggest that bacterial complications after lung cancer surgery may decrease survival, however the mechanism for this finding is not clear. Interactions between bacteria and host cells are mediated by specialized pathogen receptor proteins termed, Toll like receptors. Cancer cells have recently been shown to express Toll ike receptors, but their function in these malignant cells is unknown. The aim of this study is to investigate the mechanisms of bacterial infection facilitated lung cancer metastasis with a particular focus on the roles of Toll like receptors. METHODS: Murine H-59 Lewis lung carcinoma or Human A549 lung cancer cells were employed in a series of in vitro and in vivo experiments. Cancer cells were activated either directly with exposure to heat-inactivated S.pneumonia, E.coli or purified bacterial antigens, or indirectly with exposure to culture media from BEAS-2B bronchial epithelial cell incubation with heat-inactivated bacteria (S.pneumonia or E.coli) or bacterial antigens. In vitro assays include adhesion to extracellular matrix components fibronectin, collagen I and collagen IV, and migration/chemotaxis through a filter towards the BEAS-2B supernatant. In vivo assays include intravital microscopy to quantify in vivo cancer cell migration within the liver sinusoids, and intra-splenic hepatic metastasis assay. In some animals , a highly clinically relevant model of infection, cecal ligation and puncture (CLP) or sham control, was employed. To assess the role of Toll like receptors, we employed transgenic TLR4 knockout mice, monoclonal blocking antibodies, or small molecule inhibitors. RESULTS: Direct and indirect incubation of both H-59 and A549 cells with S.pneumonia and E.coli increased adhesion to extracellular matrix components approximately 2-8 fold and 2-4 fold, respectively. Presence of BEAS-2B culture media after infection with S.pneumonia and E.coli increased in vivo migration of H-59 cells approximately 2-4 fold over negative control, and into the bottom chamber approximately 4-5 fold. Direct and indirect incubation of H-59 cells with S.pneumonia and E.coli increased adhesion to liver sinusoids 2-4 fold. In vivo infection with CLP increased adhesion of H-59 cells to liver sinusoids 3-fold and increased number of liver metastases at 2 weeks post-injection approximately 12 fold. These effects were attenuated with TLR2 and TLR4 inhibition. CONCLUSION: Activation of murine and human lung cancer cells, either directly by S.pneumonia and E.coli, indirectly via activated bronchial epithelial cells, or via an in vivo infection, increases cancer cell adhesion, migration and metastasis, and this effect is mediated by toll like receptors. / INTRODUCTION: Le cancer du poumon est la principale cause de mortalité oncologique. La résection chirurgicale est essentielle dans le traitement et la rémission du cancer du poumon. Toutefois, la résection est aussi associée à une augmentation de l'inflammation systémique et des cellules tumorales circulantes. Cette situation est aggravée par des complications postopératoires de nature infectieuse, la plus fréquente étant la pneumonie causée par les bactéries gram-positives ou gram-négatives. De récentes recherches cliniques suggèrent que les complications de nature infectieuse après une résection chirurgicale d'un cancer du poumon diminuent la survie du patient. Cependant, la raison est présentement inconnue. Les interactions entre les bactéries et les cellules hôtes sont orchestrées par des récepteurs de reconnaissance de motifs moléculaires du nom de récepteurs de type Toll. Récemment, il a été démontré que les cellules cancéreuses expriment les récepteurs de type Toll, mais leur fonction dans les cellules cancéreuses restent inconnue. Le but de cette étude est d'étudier comment les infections bactériennes facilitent la métastase du cancer du poumon avec un regard particulier sur le rôle des récepteurs de type Toll. MÉTHODES: Des cellules cancéreuses pulmonaires de rat Lewis (H-59) ou humaines (A549) ont été employées dans une série d'expériences in vitro et in vivo. Les cellules cancéreuses ont été activées directement par S.pneumonia inactivé par la chaleur, E.coli inactivé par la chaleur ou des antigènes bactériens purifiés, ou indirectement en les exposant à un milieu de culture provenant de cellules épithéliales bronchiques BEAS-2B incubées avec des bactéries inactivées par la chaleur (S.pneumonia, E. coli) ou des antigènes bactériens. Les expériences in vitro réalisées incluent l'adhérence aux éléments de la matrice extracellulaire fibronectine, collagène de type I et collagène de type IV, et la migration/chimiotaxie à travers un filtre vers le surnageant de culture provenant des cellules BEAS-2B. Les expériences in vivo réalisées incluent la quantification de la migration des cellules cancéreuses dans les sinusoïdes hépatiques par microscopie intravitale et des métastases hépatiques suite à l'injection intra-splénique de cellules cancéreuses. Chez certains animaux, un modèle cliniquement pertinent de l'infection, soit la ligature et ponction du caecum, a été employé. Pour évaluer le rôle des récepteurs de type Toll, nous avons utilisé des souris transgéniques knockout pour le gène TLR4, des anticorps monoclonaux bloquant les récepteurs de type Toll, ou des inhibiteurs de petites molécules. RÉSULTATS: L'incubation directe et indirecte des cellules cancéreuses H-59 et A549 avec S.pneumonia et E. coli ont augmenté leur adhérence aux éléments de la matrice extracellulaire d'environ 2 à 8 fois et 2 à 4 fois respectivement. La présence de milieu de culture provenant de cellules BEAS-2B infectées par E. coli et S.pneumonia a augmenté la migration in vivo des cellules H-59 d'environ 2 à 4 fois comparativement au contrôle négatif, et dans la chambre inférieure d'environ 4 à 5 fois. L'incubation directe et indirecte des cellules H-59 avec S.pneumonia et E.coli ont augmenté leur adhérence aux sinusoïdes hépatiques d'environ 2 à 4 fois. L'infection in vivo par le modèle de la ligature et ponction du caecum a augmenté de 3 fois l'adhérence des cellules H-59 aux sinusoïdes hépatiques et a augmenté le nombre de métastases hépatiques d'environ 12 fois deux semaines après injection. Ces observations ont été atténuées par l'inhibition des récepteurs de type Toll TLR2 et TLR4. CONCLUSION: L'activation des cellules cancéreuses pulmonaires murines et humaines, soit directement par S.pneumonia et E. coli, soit indirectement par les cellules épithéliales bronchiques activées, ou soit via une infection in vivo, augmente leur adhérence, migration, et potentiel métastatique à travers les récepteurs de type Toll.

Invasive research procedures, such as biopsy for pharmacodynamic study, often have no value for patient-volunteers in terms of diagnosis or clinical management. Accordingly, their burdens are generally justifiable only by appeal to knowledge value (that is, the benefit to future patients) rather than direct benefit. This thesis is an exploration of knowledge value production as a justification for invasive research biopsy in cancer research. The premise of this thesis is that human investigations can only enable knowledge value insofar as they are reported in ways that enable a broader scientific community to use their findings for planning new investigations. We studied the interruption of knowledge value accrual through two empirically evaluable proxies of knowledge value: publication and reporting quality.The focus of this thesis is on the publication and reporting quality of pharmacodynamic (PD) sub-studies embedded within early phase cancer clinical trials. Early phase cancer trials are designed to measure the safety and toxic effects of an investigational agent and tumor response (i.e. tumor shrinkage). PD sub-studies within them investigate the effects of a drug on its 'targets' (i.e. the inhibition of an enzyme or enzymatic pathway). We found that 37% of early phase cancer trials utilizing biopsy for PD study result in the complete publication of all PD data. A survey of study authors revealed that the most commonly cited barriers to publication were "strategic considerations in publication," which included studies where results were dismissed as uninteresting, uninformative, contradictory or difficult to interpret, and where "scientific disagreement" prevented the publication of pharmacodynamic results (59% of respondents). Quality of reporting varied widely within and across studies, with some important quality assurance practices being sporadically reported, including results of all planned tests (78% trials reporting), use of blinded outcome assessment (43% trials reporting), biopsy dimensions (38% trials reporting), and description of patient flow through the PD portion of the trial (62% trials reporting). PD analysis as a primary endpoint and the use of mandatory biopsy were significantly and positively associated with better quality reporting. A preponderance of positive results (61% of the studies described positive PD results) suggests the possibility of publication bias.Based on our research findings, we recommend that study investigators and IRB members critically evaluate targets for patient recruitment, tissue collection, and PD assay validation. Further, IRBs and investigators should ensure that any laboratories proposing the collection and assay of biopsied tissues have the requisite resources (financial, human, and physical) to complete a validated PD study. The major recommendation of this thesis is that a formalized reporting guideline, similar to CONSORT and REMARK, should be developed for PD investigations. We further recommend that study authors and journal editors consider separate PD publication or the inclusion of supplementary materials in order to provide space for richer methodologic description of PD research. / Les procédés de recherche effractifs, tels que la biopsie dans le cadre d'études pharmacodynamiques, n'ont souvent aucun avantage pour le patient-bénévole en ce qui concerne le diagnostic ou la prise en charge clinique. Le recours à ces procédés n'est souvent fondé que sur l'idée de la valeur des connaissances (ce en quoi ils aideront d'éventuels patients futurs) plutôt que sur l'avantage direct pour le patient.Cette thèse propose d'étudier la justification du recours à des procédés de biopsie effractive dans la recherche sur le cancer par la production de connaissances. Nous proposons comme prémisse que la recherche sur les êtres humains ne peut produire de connaissances de valeur que dans la mesure où les résultats de la recherche sont présentés de manière à permettre à la communauté scientifique élargie de les utiliser à des fins de recherches ultérieures. Nous avons étudié l'interruption de l'accumulation de connaissances de valeur selon deux critères empiriques : la publication et la qualité des renseignements. Cette thèse se concentre particulièrement sur la publication et la qualité des renseignements dans les sous-études pharmacodynamiques contenues dans les essais cliniques de premières phases dans le domaine du cancer. Ces essais visent à mesurer l'innocuité et les effets toxiques potentiels d'un nouveau médicament de recherche, ainsi que la réaction de la tumeur. Les sous-études pharmacodynamiques évaluent les effets du médicament sur ses « cibles » (un enzyme ou une voie enzymatique). Nos résultats indiquent que pour 37% des essais cliniques de premières phases qui comprennent des sous-études pharmacodynamiques utilisant la biopsie, toutes les données pharmacodynamiques ont été publiées. À la suite d'une enquête auprès d'auteurs d'études, les obstacles les plus communs sont les « considérations d'ordre stratégique quant à la publication », dans le cas d'études où on juge que les résultats n'apportent rien de nouveau ou sont sans intérêt, contradictoires ou difficiles d'interprétation, et lorsque des « différends d'ordre scientifique » empêchent la publication de résultats pharmacodynamiques (59% des répondants). La qualité des renseignements varie grandement à travers les études et on remarque que certaines données importantes pour le contrôle de la qualité ne sont qu'irrégulièrement signalées, dont les résultats de tous les tests planifiés (78% des essais), l'évaluation des résultats à l'insu (43% des essais), les dimensions des tissus prélevés (38% des essais) et la description du cheminement du patient durant la section pharmacodynamique de l'étude (62% des essais). Lorsque l'analyse pharmacodynamique est le but premier de l'essai ou que celui-ci comprend un recours obligatoire à la biopsie, l'étude tend considérablement à être de meilleure qualité. La prépondérance de résultats positifs (61% des études) suggère peut-être un biais de publication. Compte tenu des résultats de notre recherche, nous proposons que les investigateurs d'études et les membres de comités d'éthique indépendants évaluent de manière critique les objectifs en matière de recrutement des patients, de prélèvement des tissus et de validation des essais pharmacodynamiques. De plus, les comités d'éthique indépendants et les investigateurs doivent s'assurer que tout laboratoire visant le prélèvement et l'analyse de tissus par la biopsie possèdent les ressources financières, humaines et matérielles nécéssaires pour compléter une étude pharmacodynamique validée. La recommandation principale de cette thèse consiste en l'élaboration d'une ligne directrice formalisée, comparable à CONSORT ou REMARK, pour la publication d'études pharmacodynamiques. Nous recommandons également que les auteurs d'études et les éditeurs de revues envisagent de publier indépendamment les résultats pharmacodynamiques ou d'inclure des matériaux supplémentaires afin de permettre une description méthodologique plus riche de la recherche pharmacodynamique.

Although there have been many improvements in technical aspects of microsurgical reconstructive surgery using free tissue transfer, partial and complete flap failure due to ischemia reperfusion injury still remains a significant clinical problem. Our limited understanding of the pathophysiology of ischemia reperfusion injury has been a major impediment in developing interventions to prevent or minimize this injury in order to reduce patient morbidity associated with major reconstructive procedures. There has been profound interest in the role played by the gaseous free radical nitric oxide in ischemia reperfusion injury in cerebral, myocardial and intestinal tissue. The role of this molecule has not been clearly identified in ischemia reperfusion injured surgical flaps. It has been shown that skin exhibits less of a response to salvage strategies than does skeletal muscle. The objectives of this thesis were to characterize and compare the flow dynamics in reperfused skin and skeletal muscle flaps and to explore the role played by nitric oxide in attenuation of ischemia reperfusion injury in these flaps. In a series of three complementary experiments it was shown that (1) the effect of ischemia reperfusion injury on flow patterns varies significantly between flap skin and skeletal muscle. In flap skeletal muscle, an early hyperemic phase during reperfusion maintains a significant blood flow to all regions including the area of the flap that is destined for necrosis. In flap skin however, there is a marked decrease in flow rates. (2) Ischemia, reperfusion injury causes a significant decrease in the function and availability of constitutive nitric oxide synthase enzymes and (3) infusion of a nitric oxide donor during reperfusion significantly attenuates tissue injury.

The aims of this project were to: (1) successfully design two models of reconstructive tissue transplants in the primate, one with a purely sensory nerve supply, the other a mixed sensory and motor supply and (2) achieve long enough survival for reinnervation to have occurred, assuming it can take place in the presence of the immunosuppressants. / A neurovascular free flap comprised of the entire soft tissue coverage of the second digit and a hand transplant model were successfully designed in the baboon (Papio hamadryas anubis). Seven transplanted neurovascular free flaps and four hand transplants were undertaken. High dose Cyclosporin A was found to be necessary to prevent rejection. Steroids proved to be a necessary part of the immunosuppressive regime. Nine out of 11 transplants survived to or beyond 4 months. In most cases, the end point was determined by the date for evaluation of reinnervation by our neurophysiologist colleagues and not loss of the transplant due to rejection. / Only 3 out of 11 transplants survived with little or no signs of rejection. All others had significant episodes of rejection, most of which were successfully reversed or controlled by using our rejection protocol. In addition, all animals, to varying degrees, demonstrated some of the following side effects: anorexia, anemia, gingival hyperplasia, hepatotoxicity, hirsutism, lymphoma, nephrotoxicity, subcutaneous or intramuscular abscesses and tremors. (Abstract shortened by UMI.)

Secondary peritonitis is a significant cause of morbidity and mortality in the ICU and ICU patients as a group have the highest rate of nosocomial infections. Once recruited to the site of injury, the PMN interacts with endothelial cells (ECs) via rolling adhesion, firm adhesion, and transendothelial migration. Using a murine cecal ligation and puncture peritonitis model and either skin or cremaster injury as the secondary site in a two-front injury model, we examined the role of injury severity on the triage of PMNs to competing sites of injury. We demonstrated that a finite pool of PMNs was recruited to tissues in numbers correlating to the severity major injury. With intravital microscopy we demonstrated that numbers of PMNs involved in rolling adhesion, rolling velocity and stationary adhesion in the presence of one or more sites of injury were predictable, consistent and likely mediated by changes in surface adhesion molecule expression.

Distraction osteogenesis is a form of in vivo tissue engineering used to lengthen bone. Bone morphogenetic proteins (BMPs) are known mediators of bone formation during the distraction of enchondral bones. Their role in the distraction of membranous bones remains unknown. A rabbit model was used to characterize the expression of BMP-2, 4 and 7 during mandibular distraction osteogenesis. Fourteen animals were subjected to a defined distraction protocol. At weekly intervals, two rabbits were sacrificed and the generate bone harvested for radiographic, bone densitometric, histologic and immunohistochemical analyses. The results demonstrate that during distraction, bane forms primarily by intramembranous ossification. BMP-2 and 4 were maximally expressed in osteoblastic cells during the distraction period and in chondrocytes during the consolidation period. The pattern of mandibular BMP expression was different than previously described for long bones. Understanding the pattern of BMP expression may guide the strategic administration of recombinant BMPs to enhance the rate and quality of bone formation during distraction osteogenesis thereby shortening the time required for consolidation of the generate bone.