Ulm, Univ., Diss., 2008.

Univ., Diss.--Göttingen, 2000.

Ulm, Univ. Diss., 2006.

Darmstadt, Techn. Univ., Diss., 2005. / Dateien im PDF-Format

Einleitung: Eine operative Alternative bei Bypassoperationen stellen bei fehlender Eigenvene alloplastische Kunststoffprothesen dar. Die Langzeitprognosen vor allem bei kleinkalibrigem Durchmesser zeigen sich eher ernüchternd. In der hier vorliegenden Arbeit wird über die Entwicklung einer neuen multifunktionellen Gefässprothese zur Verbesserung oben genannter Probleme berichtet. Material und Methoden: Es erfolgte die Silikonbeschichtung herkömmlicher Polysterprothesen (Fa. Intervascular, 6mm Durchmesser, "Micron®") mit anschliessender Oberflächenmodifizierung mit unterschiedlichen Molekülen. Im Anschluss wurden Substanzen in die Matrix eingebracht, welche in Abhängigkeit von der Zeit wieder frei eluieren konnten. Danach folgte die Testung der physikaltischen/biologischen Eigenschaften. Ergebnisse: Physikalisch: Im Vergleich zu herkömmlichen Prothesen konnten ab einer Beschichtung von 16-20 mg/cm2 Silikon physikalisch keine Unterschiede in Bezug auf Dichtigkeit, Compliance oder Steifigkeit gesehen werden. Biologisch: Die PVA und PC- Prothese zeigten bezüglich der thrombogenen Eigenschaft deutlich positive Ergebnisse. Medikamentenelution: Es konnte bestätigt werden, dass die inkorporierten Substanzen an die Umgebung und das Medium abgegeben wurden. Diskussion: Es gelang die Herstellung einer multifunktionellen Prothese mit beliebig wählbaren physikalischen Eigenschaften. Ausserdem wurde eine Verbesserung der Hämokompatibilität der getesteten Materialien gezeigt. Die lokale Medikamentenwirkung kann durch Einbringung unterschiedlicher Substanzen in Zukunft weiter ausgebaut werden. / Introduction: A surgical solution for bypass operations represents alloplastic polyester prostheses, if veins are not possible to use. Long-range prognosis psecially by small gauged diameters are deflating The present paper contains the development of a multifunctional polyester graft for a advancement of those problems. Methods: Normal polyester prostheses were coated with silicone (Micron®, Fa. Intervascular) followed by modified surface with different molecules. Next the substances were incorporated into the bulk with the aim of elution against the time. Thereafter we analyzed them physical and biological characteristics. Results: Physical: in comparison to a coating of 16-20mg/cm2 there were no differents in density, compliance or stiffness in accord to normal prostheses. Biological: the polyvenylalcohol and phosphorylcholine-modified prostheses showed in terms of thrombogenicity clear positive results. Drug-eluting: we confirm the dispensary of the substances at the ambiance and the medium. Discussion: We managed to fabricate a multifunctional prosthesis with user-defined physical features. Also we showed a enhanced hemocompatibility of the examinated materials. For the future the impact of the drugs can be extended by adding of different substances.

Im Alter reduziert sich die Anzahl und Funktion zirkulierender endothelialer Pro-genitorzellen (EPC). Gleichzeitig sinken die Spiegel des Insulin-like growth fac-tor-1 (IGF-1), und das Risiko, arteriosklerotische Läsionen auszubilden, steigt. Unsere Daten weisen auf einen direkten Zusammenhang zwischen Alter, IGF-1-Spiegeln sowie Zahl und Funktion zirkulierender EPC hin. IGF-1 stimuliert nicht nur die Angiogenese, sondern besitzt auch vasoprotektive Eigenschaften. In dieser Studie wurde die Anzahl und Funktion der EPC ge-sunder männlicher Probanden (n=16) vor und nach 10tägiger Behandlung mit humanem rekombinantem Wachstumshormon (0,4 mg s.c./Tag) untersucht. Als Kontrollgruppe dienten junge Studienteilnehmer (n=10). Sowohl ihre IGF-1-Spiegel (223,1±15,7 ng/ ml vs 126,0±7,2 ng/ml) als auch die Anzahl zirkulieren-der CD133+/VEGF-2+ EPC waren im Vergleich mit der älteren Teilnehmergrup-pe höher. Zusätzlich zeigten sich eine bessere EPC-Funktion und eine höhere Telomeraseaktivität. Die Behandlung mit Wachstumshormon erhöhte die IGF-1-Spiegel und die Anzahl der zirkulierenden EPC bei den älteren Probanden deut-lich. Auch zeigten sie eine erhöhte Fähigkeit, Kolonien zu bilden und eine ver-mehrte Migrationskapazität. Außerdem war der Einbau in gefäßähnliche Strukturen durch Wachstumshormon- behandlung verbessert und die Telomeraseakti-vität mit der jungen Kontrollgruppe vergleichbar. In vitro-Untersuchungen zeigten, daß Expression, Phosphorylierung und Aktivi-tät der endothelialen NO-Synthase (eNOS) in EPC von IGF-1 mittels des IGF-1-Rezeptors stimuliert werden. IGF-1 erhöht in vivo und in vitro die Funktion der EPC über den IGF-1-Rezeptor sowie den Phosphatidyl-Inositol-3- Kinase (PI3K)/Akt-Signalweg. Die durch Wachstumshormon vermittelte Erhöhung von IGF-1 könnte eine neue Therapiestrategie zur Verminderung vaskulärer Defekte bei Patienten mit ver-minderter Anzahl und Funktion von EPC darstellen. Weitere Untersuchungen sowie klinische Studien sollten durchgeführt werden. / Aging is associated with an increased risk for atherosclerosis. A possible cause is low numbers and dysfunction of endothelial progenitor cells (EPC) which insufficiently repair damaged vascular walls. We hypothesized that decreased levels of IGF-1 during age contribute to dysfunctional EPC. We therefore measured the effect of growth hormone (GH), which increases endogenous insulin-like growth factor-1 (IGF-1) levels, on EPC in mice and human subjects. We compared EPC number and function in healthy middle-aged male volunteers (57.4 ± 1.4 years) before and after a ten day treatment with recombinant GH (0.4 mg/day) with that of younger and elderly male subjects (27.5 ± 0.9 and 74.1 ± 0.9 years). Middle-aged and elderly subjects had lower circulating CD133+/VEGFR-2+ EPC with impaired function and increased senescence. GH treatment in middle-aged subjects elevated IGF-1 levels (126.0±7.2ng/ml vs. 241.1±13.8ng/ml; p<0.0001), increased circulating EPC with improved colony forming and migratory capacity, enhanced incorporation into tube-like structures, and augmented endothelial nitric oxide synthase (eNOS) expression in EPC comparable to that of the younger group. EPC senescence was attenuated, whereas telomerase activity was increased after GH treatment. Treatment of aged mice with GH (7 days) or IGF-1 increased IGF-1 and EPC levels and improved EPC function, whereas a two day GH treatment did not alter IGF-1 or EPC levels. Ex vivo treatment of EPC from elderly individuals with IGF-1 improved function and attenuated cellular senescence. IGF-1 stimulated EPC differentiation, migratory capacity and the ability to incorporate into forming vascular networks in vitro via the IGF-1 receptor. IGF-1 increased telomerase activity, eNOS expression, phosphorylation and activity in EPC in a phosphoinositide-3-kinase/Akt dependent manner. Small interference RNA-mediated knockdown of eNOS in EPC abolished the IGF-1 effects. Growth hormone-mediated increase in IGF-1 reverses age-related EPC dysfunction and may be a novel therapeutic strategy against vascular disorders with impairment of EPC.

Diabetes mellitus und Herzinsuffizienz gehen mit einer stark erhöhten kardiovaskulären Morbidität einher. Bei beiden Krankheiten besteht eine Endotheldysfunktion und eine verstärkte Thrombozytenaktivierung. Daraus resultieren wiederum frühe atherosklerotische Läsionen bzw. eine Progression der Herzinsuffizienz. Das Chemokin Fractalkine wurde als Risikofaktor für eine schwere koronare Herzerkrankung beschrieben. Der Fractalkine-Rezeptor ist mit einem erhöhten Atherosklerose-Risiko assoziiert. Auch ist Fractalkine in der Lage, eine Endotheldysfunktion sowie eine Thrombozytenaktivierung zu induzieren bzw. zu verstärken. Es lag daher nahe, den Effekt von Fractalkine auf Endothel und Thrombozyten von Ratten mit Herzinsuffizienz und Diabetes mellitus zu untersuchen. Die Expression von Fractalkine wie auch seines Rezeptors war in der Aorta bei Herzinsuffizienz und Diabetes mellitus gesteigert. Auch das lösliche Fractalkine im Serum war bei beiden Krankheitsmodellen erhöht. Auf der Thrombozytenoberfläche zeigte sich eine stärkere Fractalkine-Rezeptor-Expression. Durch Stimulation mit Fractalkine konnte bei beiden Modellen eine signifikant akzelerierte Thrombozytenaktivierung erzielt werden. Bei den herzinsuffizienten Tieren zeigte sich eine signifikante Verschlechterung der schon bestehenden endothelialen Dysfunktion nach Inkubation mit Fractalkine. Deshalb kann man davon ausgehen, dass Fractalkine eine bedeutende Rolle sowohl für die Atherosklerose bei Diabetes mellitus als auch bei Herzinsuffizienz spielt. Man könnte sich nun Fractalkine und seinen Rezeptor als einen neuen therapeutischen Ansatzpunkt für die Verhinderung der Progression sowohl atherosklerotischer Läsionen als auch der Inflammation bei Herzinsuffizienz vorstellen. Dadurch wäre eine Reduzierung weiterer atherosklerotischer Komplikationen wie Myokardinfarkt oder Schlaganfall eventuell möglich. / Diabetes mellitus and congestive heart failure are associated with increased cardiovascular morbidity and mortality. Both diseases display endothelial dysfunction and increased platelet activation resulting in early atherosclerotic lesion development or progression of heart failure. The chemokine fractalkine has been described as a risk factor for severe coronary artery disease. The fractalkine-receptor is associated with enhanced probability for atherosclerosis. Furthermore, fractalkine is able to induce endothelial dysfunction and to aggravate platelet activiation. Therefore, the effect of fractalkine on endothelium and platelets was investigated in rats with heart failure and diabetes mellitus. The expression of fractalkine itself as well as of its receptor was increased in rat aorta during heart failure and diabetes. Although, soluble fractalkine serum levels were increased in both disease models. Fractalkine-receptor expression on the platelet surface was strongly enhanced in both models. Stimulating platelets from these disease models with fractalkine resulted in significant enhancement of platelet activation. In animals with congestive heart failure, incubation with fractalkine induced a significant deterioration of the preexisting endothelial dysfunction. Therefore, it has to be assumed, that fractalkine is a central regulator for atherosclerosis in diabetes and in heart failure. Fractalkine as well as its receptor might be useful as a novel therapeutic target to prevent atherosclerotic lesion progression in diabetes or inflammation in heart failure. This could potentially further reduce atherosclerotic complications such as myocardial infarction or stroke.

Hypercholesterinämie ist ein wichtiger Risikofaktor für die Arteriosklerose und ihre Folgeerkrankungen. Zur Prävention kardiovaskulärer Erkrankungen zählt eine cholesterinsenkende Therapie heute zum üblichen Standard. Die bislang am häufigsten eingesetzte Präparate, die Statine verfügen neben der primären cholesterinsenkenden Wirkung auch über sogenannte pleiotrope Effekte: andere, den Krankheitsverlauf günstig beeinflussende Wirkungen, die unter Anderem über eine verbesserte endotheliale NO-Verfügbarkeit vermittelt werden. Ezetimib ist ein neuartiges Medikament, welches die Cholesterinresorption im Darm hemmt, das ebenfalls die Arterioskleroseentwicklung bremst und von dem wenig über zusätzliche, von der Cholesterinsenkung unabhängige Effekte bekannt ist. Um die Rolle der endothelialen NO-Synthase für die arterioprotektive Wirkung von Ezetimib näher beleuchten zu können wurde apoE-Ko und apoE/eNOS-Doppelknockoutmäusen eine fetthaltige Diät mit oder ohne 0,05 % Ezetimib verabreicht. Sowohl in apoE-Ko, als auch in apoE/eNOS-Dko Tieren bewirkte Ezetimib eine deutliche Senkung der Konzentration des Gesamtcholesterins und der atherogenen Lipoproteine. Aorten von apoE-Ko Mäusen, die mit Ezetimib gefüttert wurden, enthielten die gleiche Menge eNOS wie die von Tieren, denen Ezetimib vorenthalten wurde. In allen Gruppen konnte die Krankheitsprogression, gemessen an der Gesamtfläche der arteriosklerotischen Läsionen in den Aorten, durch Ezetimib signifikant günstig beeinflusst werden. Im Vergleich des Ausmaßes der Plaquereduktion zwischen apoE-Ko und apoE/eNOS-Dko Tieren fiel eine deutlich verstärkte Wirkung von Ezetimib in den männlichen apoE-Ko Mäusen auf. Obwohl in weiterführenden Untersuchungen weder eine Hochregulierung der Expression noch der Aktivität von eNOS durch Ezetimib nachzuweisen war, könnte dieses Phänomen durch eine Verbesserung der Bioverfügbarkeit von NO in direkter Plaquenähe zu erklären sein. / Hypercholesterolemia is an important risk factor for atherosclerosis and its complications. For prevention of cardiovascular disease, a cholesterol-lowering therapy is standard practice. The hitherto most widely used drugs, the statins have additional so-called pleiotropic effects beside the primary cholesterol-lowering effect: other effects which favourable influence the disease and which are among others mediated, through an enhanced endothelial NO availability. Ezetimibe is a novel drug that inhibits the absorption of cholesterol in the intestine, which also slows the development of atherosclerosis. Of this drug, little is known about additional effects which are independent of the cholesterol lowering effect. To investigate the role of endothelial NO synthase for the arterioprotektive effect of ezetimibe, a fatty diet with or without 0.05% ezetimibe was administered to apoE-ko and apoE / eNOS-doubleknockoutmice. Both in apoE-ko, as well as in apoE / eNOS-dko animals ezetimibe caused a significant reduction in the concentration of total cholesterol and atherogenic lipoproteins. Aortas of apoE-ko mice that were fed with ezetimibe contained the same amount of eNOS as the animals, which ezetimibe was withheld. In all groups the disease progression as measured by the total area of atherosclerotic lesions in the aorta, is affected significantly favorable by ezetimibe. When comparing the extent of plaque reduction between apoE-ko and apoE / eNOS-dko animals, the effect of ezetimibe was significantly enhanced in male apoE-Ko mice. Although further studies proved neither an upregulation of the expression nor of the activity of eNOS by ezetimibe, this phenomenon could be explained by an improved the bioavailability of NO in the immediate surroundings of the plaque by ezetimibe.

Universiẗat, Diss., 2007--Frankfurt (Main).

Universiẗat, Diss.--Jena, 2008.