Background/objectives There are few studies investigating the long-term association between childhood blood pressure (BP) and adult cardiovascular remodeling. We seek to examine the effect of elevated childhood BP on cardiovascular remodeling in early or middle adulthood.Methods We used the "Beijing BP Cohort Study", where 1259 subjects aged 6-18 years old were followed over 24 years from childhood (1987) to early or middle adulthood (2011). Anthropometric measures and BP were obtained at baseline and follow-up examinations. Carotid-femoral pulse wave velocity (cfPWV), carotid intima-media thickness (cIMT), and left ventricular mass index (LVMI) were measured to assess cardiovascular remodeling in early or middle adulthood. Multiple logistic regression models were used to assess the odds ratio (OR) and 95% confidence interval (CI) for cardiovascular remodeling.Results 82 out of 384 children with elevated BP (21.4%) had adult hypertension. Compared to those with normal BP, children with elevated BP were at 2.1 times (95% CI: 1.4-3.1) likely to develop hypertension in early or middle adulthood. Compared to those with normal BP, children with elevated BP were at higher OR of developing high cfPWV (OR = 1.8, 95% CI = 1.3-2.4), high cIMT (1.4, 1.0-1.9), or high LVMI (1.4, 1.0-1.9) in early or middle adulthood. The ORs for remodeling (for any measures) were 1.4 (0.9-2.0) in early adulthood for children age 6-11 years, and 1.6 (1.1-2.4) in middle adulthood for those aged 12-18 years.Conclusions Children with elevated BP from 6 years old have accelerated remodeling on both cardiac and arterial system in early or middle adulthood.

Osteopontin, also called cytokine Eta-1, is a multifunctional protein containing Arg-Gly-Asp-Ser (RODS) cell-binding sequence. It interacts with αvβ1, αvβ3 and αvβ5 integrins and CD44 receptors. OPN is suggested to play a role during inflammation via the recruitment and retention of macrophages and T-cells to inflamed sites. OPN regulates the production of inflammatory cytokines and nitric oxide in macrophages. In this review, we will discuss diverse roles of OPN related to cardiovascular diseases, including atherosclerosis, valvular stenosis, hypertrophy, myocardial infarction and heart failure.

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The resolution of functional mitral valve regurgitation (MR) in patients awaiting left ventricular assist device (LVAD) implantation is discussed controversially. The present study analyzed MR and echocardiographic parameters of the third-generation LVAD HeartMate 3 (HM3) over 3 years. Of 135 LVAD patients (with severe MR, n = 33; with none, mild, or moderate MR, n = 102), data of transthoracic echocardiography were included preoperatively to LVAD implantation, up to 1 month postoperatively, and at 1, 2, and 3 years after LVAD implantation. Demographic data and clinical characteristics were collected. Severe MR was reduced immediately after LVAD implantation in all patients. The echocardiographic parameters left ventricular end-diastolic diameter (P < .001), right ventricular end-diastolic diameter (P < .001), tricuspid annular plane systolic excursion (P < .001), and estimated pulmonary artery pressure (P < .001) decreased after HM3 implantation independently from the grade of MR prior to implantation and remained low during the 2 years follow-up period. Following LVAD implantation, right heart failure, ventricular arrhythmias, ischemic stroke as well as pump thrombosis and bleeding events were comparable between the groups. The incidences of death and cardiac death did not differ between the patient groups. Furthermore, the Kaplan-Meier analysis showed that survival was comparable between the groups (P = .073). HM3 implantation decreases preoperative severe MR immediately after LVAD implantation. This effect is long-lasting in most patients and reinforces the LVAD implantation without MR surgery. The complication rates and survival were comparable between patients with and without severe MR.

Patienten mit schweren Herzerkrankungen, wie z.B. Herzinsuffizienz (HI), zählen zu Risikopatienten in der zahnärztlichen Praxis und erfordern eine besondere Aufmerksamkeit in der zahnärztlichen Betreuung (Prävention, Behandlung und Nachsorge). Das Endstadium der HI führt häufig zur Notwendigkeit einer Kreislaufunterstützung im Sinne eines Herzunterstützungssystems, insbesondere eines sog. left ventricular assist devices (LVAD), und/oder zu einer Herztransplantation (HTx) [4-6] . Patienten nach HTx sind u.a. aufgrund der lebenslangen Immunsuppression als Risikopatienten einzustufen. Auch bei Patienten mit LVAD-Systemen besteht durch die Verbindung der extrakorporalen Steuereinheit nach endothorakal eine erhöhte Infektionsgefahr. In diesem Kontext wurde jedoch festgestellt, dass betroffene Patienten dieser Klientel einen hohen parodontalen Behandlungsbedarf und eine hohe Prävalenz moderater bis schwerer Parodontitis aufweisen. Zudem zeigt sich ein unzureichendes Mundgesundheitsverhalten. Parodontitis erhöht nachweislich das Risiko einer oralen Bakteriämie und schlussendlich das Risiko infektiöser Komplikationen, wie beispielsweise einer Endokarditis. Eine frühzeitige zahnärztliche Behandlung mit langfristiger präventiver Betreuung der genannten Risikopatienten ist daher zu fordern. Die vorliegende Beobachtungsstudie mit prospektiver Verlaufsbeurteilung verfolgte das Ziel festzustellen, ob eine standardisierte (bedarfsorientierte) Zuweisung zum (Haus-)Zahnarzt zu einer verbesserten Mundgesundheitssituation bei Patienten mit HI bzw. Z. n. HTx und LVAD-Implantation führt. Zudem sollten mögliche Ursachen für eine ausbleibende Verbesserung der Mundgesundheit bzw. unzureichende zahnärztliche Therapie aufgezeigt werden. Hierzu wurden zweihunderteins Patienten der Universitätsklinik für Herzchirurgie des Herzzentrums Leipzig im Rahmen einer Querschnittsstudie mit prospektiver Verlaufskontrolle zunächst (standardisiert) zahnärztlich untersucht und befragt (Baseline). Die klinisch-zahnärztliche Untersuchung umfasste die dentale und parodontale Beurteilung der Patienten. Hierfür wurden zum einen fehlende, kariöse und gefüllte Zähne (DMF-T-Index) erfasst und im Weiteren Sondierungstiefen (ST) und Attachmentverlust (AV) erhoben. Aus ST und AV wurde der Schweregrad einer vorliegenden Parodontitis ermittelt (keine/milde, moderate oder schwere Parodontitis). Zudem wurden der dentale und parodontale Behandlungsbedarf aus den vorliegenden Befunden abgeleitet: dentaler Behandlungsbedarf = Vorliegen mindestens einer behandlungsbedürftigen kariösen Läsion (D-T>0), parodontaler Behandlungsbedarf = Sondierungstiefe von ≥3.5mm in mindestens zwei Sextanten. Aus Vorliegen des dentalen und/oder parodontalen Behandlungsbedarfes wurde der gesamtheitliche zahnärztliche Behandlungsbedarf bestimmt. Weiterhin wurde das Mundgesundheits- und Inanspruchnahmeverhalten zahnärztlicher Leistungen mit einem standardisierten Fragebogen ermittelt. Zudem wurde das Mundhygieneverhalten der Patienten (Häufigkeit der täglichen Mundhygiene, Mundhygienehilfsmittel) erfasst. Anschließend erfolgte die standardisierte, zielgerichtete Zuweisung zum (Haus-)Zahnarzt mit einem Arztbrief, welcher die Information über die erfolgte zahnärztliche Untersuchung beinhaltete sowie den aktuell vorliegenden zahnärztlichen Behandlungsbedarf aufzeigte. Nach zwölf Monaten konnten achtundachtzig (HTx = 31, LVAD = 43, HI= 14) der initial untersuchten Patienten erneut unter standardisierten Bedingungen untersucht werden (Follow-up). Hierbei wurden die gleichen Parameter erfasst wie zum Zeitpunkt der Baseline- Untersuchung. Zusätzlich wurden sie in Bezug auf die Zahnarztkonsultation mittels eines standardisierten Fragebogens befragt. Dabei richtete sich die Befragung inhaltlich nach fünf thematischen Schwerpunkten aus: Auswirkung des zahnärztlichen Empfehlungsschreibens auf ein Vorstellen des Patienten beim (Haus-)Zahnarzt, Inhalt des Zahnarztbesuches (z.B. Erfragung der stattgefundenen Therapiemaßnahmen), Antibiotika-Prophylaxe beim (Haus-)Zahnarzt, Fachlicher Kenntnisstand des (Haus-)Zahnarztes in Bezug auf den Umgang mit der Grunderkrankung des Patienten (z.B. regelmäßiges Aktualisieren der Medikamentenanamnese des Patienten), Individuelles Mundgesundheitsverhalten im Zusammenhang mit der Grunderkrankung (z.B. Veränderungen in der persönlichen Mundhygiene seit Diagnosestellung) Die statistische Analyse wurde mit SPSS für Windows, Version 24.0 (SPSS, Inc., US) durchgeführt. Für metrische Parameter wurde der Mann-Whitney-U-Test angewandt. Kategorische Daten wurden mittels Chi-Quadrat- und Fischer-Test analysiert (p<0.05). Zum Zeitpunkt der Eingangsuntersuchung (Baseline) lag der parodontale Behandlungsbedarf der gesamten Patientengruppe bei 91%, die Anzahl der zerstörten Zähne (D-T) bei 0.4 ± 1.5 und die Anzahl fehlender Zähne (M-T) bei 10.7 ± 9.0. Die Auswertung der Fragebögen zeigte, dass die Mehrheit der Patienten (79,5%) der Zuweisung zum (Haus-)Zahnarzt folgte. Dabei waren keine signifikanten Unterschiede in den einzelnen Patientengruppen (HTx: 87%, LVAD: 74%, HI: 79%, p=0.41) festzustellen. Am häufigsten wurde nach Angaben der Patienten, die ihren (Haus-)Zahnarzt besucht hatten, eine professionelle Zahnreinigung (PZR) durchgeführt (53% aller Patienten). In der Gruppe der LVAD-Patienten erhielten jedoch signifikant weniger Patienten eine PZR (40%) als in der Gruppe der HTx- und HI-Patienten (68% und 64%, p=0.04). Lediglich 10% der gesamten Patientengruppe gaben trotz hohem parodontalen Behandlungsbedarf (Baseline 91%) an, dass während der letzten zwölf Monate eine Parodontitistherapie beim (Haus-)Zahnarzt eingeleitet bzw. erfolgt sei. Insbesondere HTx-Patienten gaben an, das Mundgesundheitsverhalten (Häufigkeit der täglichen Mundhygiene, Mundhygienehilfsmittel) seit Beginn der Herzerkrankung konsequenter umzusetzen (HTx: 52% vs. LVAD: 21% und HI: 36%, p=0.03). Ebenso räumten HTx-Patienten der Mundhygiene seit Beginn der Diagnosestellung einen größeren Stellenwert ein (61%), im Vergleich zu LVAD- und HI-Patienten (LVAD: 26% und HI: 21%, p˂0.01). Der Vergleich zwischen Mundgesundheit zum Zeitpunkt der Ausgangsuntersuchung (Baseline) und Kontrolluntersuchung nach zwölf Monaten (Follow-up) zeigt einige Veränderungen: Dabei war ein Anstieg der Karies (D-T; Baseline: 0.4 ± 1.5, Follow-up: 0.6 ± 1.1, p=0.03) und der fehlenden Zähne (M-T; 10.7 ± 9.0 vs. 11.1 ± 9.2, p<0.01) auffällig. Zudem war nur eine geringfügige Reduktion des parodontalen Behandlungsbedarfes der gesamten Kohorte von 91% (Baseline) zu 75% (Follow-up) festzustellen. In der Gruppe der Patienten mit HTx konnten jedoch keine bedeutenden Unterschiede der Mundgesundheits-parameter zwischen Baseline und Follow-up evaluiert werden. In der Gruppe der Patienten mit LVAD zeigte sich im Vergleich Follow-up und Baseline ein leichter Anstieg der fehlenden Zähne (M T; 13.9 ± 8.8 vs. 14.4 ± 9.0, p˂0.01) sowie ein reduzierter parodontaler Behand-lungsbedarf zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung (88% vs. 70%, p=0.01). Die HI-Patienten-klientel fällt lediglich durch eine Zunahme der Anzahl fehlender Zähne auf (M-T; 9.8 ± 9.9 vs. 10.3 ± 9.9; p=0.03). Bei der Analyse der Mundgesundheitsparameter unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Befragung konnten keine signifikanten Zusammenhänge gezeigt werden; so zeigte beispielsweise der parodontale Behandlungsbedarf keine Assoziationen zu einer nach Angaben der Patienten erfolgten Parodontaltherapie (p=0.69) bzw. zu einem Zahnarztbesuch im Allgemeinen (p=0.54). Des Weiteren gibt es ebenso keine Assoziationen zwischen dentalem Behandlungsbedarf und restaurativen zahnärztlichen Therapiemaßnahmen (p=0.72) sowie Zahnextraktionen (p=0.71). Die einmalige bedarfsorientierte Zuweisung zum (Haus-)Zahnarzt ist schlussendlich nicht ausreichend, um stabile mundgesunde Verhältnisse, insbesondere in Bezug auf die parodontale Behandlungsbedürftigkeit bei Patienten mit schweren Herzerkrankungen zu gewährleisten. Insgesamt liegt ein Verbesserungsbedarf sowohl im Mundgesundheitsverhalten als auch im Mundgesundheitszustand bei Patienten mit HI, LVAD und HTx vor. Obwohl der Status als Risikopatient eine intensive zahnärztliche Betreuung erfordern würde, scheinen die (Haus-)Zahnärzte unter den aktuellen Voraussetzungen nicht imstande zu sein, den derzeitigen parodontalen Versorgungsbedarf schwer Herzerkrankter abzudecken. Eine multidisziplinäre zahnmedizinische Betreuung mit Aufbau und Etablierung von „Special Care“- Einrichtungen mit spezialisierten Zahnärzten ist daher ein zu empfehlender Ansatz. Diese sollten im interdisziplinären Team mit Kardiologen/ Herzchirurgen und anderen beteiligten Fachdisziplinen eine präventionsorientierte Versorgung unter Berücksichtigung der Besonderheiten schwer herzerkrankter Patienten gewährleisten.:Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Einführung 1.2 Risikopatienten in der zahnärztlichen Praxis 1.2.1 Allgemeine Zusammenhänge 1.2.2 Patienten mit schweren Herzerkrankungen (HI, LVAD und HTx) 1.3 Mundgesundheit bei zahnmedizinischen Risikopatienten mit Schwerpunkt auf HI, LVAD und HTx 1.3.1 Bedeutung der Mundgesundheit bei Patienten mit schweren Herzerkrankungen 1.3.2 Mundgesundheitszustand bei Patienten mit schweren Herzerkrankungen (HI, LVAD und HTx/Tx) . . . 1.4 Zahnmedizinische Behandlungsempfehlungen bei Risikopatienten mit Schwerpunkt auf HI, LVAD und HTx 1.5 Ursachenforschung im Hinblick auf eine Verbesserung der Mundgesundheits-situation der Patienten mit schweren Herzerkrankungen . . . . . 1.6 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . 2 Publikationsmanuskript 3 Zusammenfassung der Arbeit 4 Ausblick 5 Literaturverzeichnis 6 Wissenschaftliche Präsentationen 7 Darstellung des eigenen Beitrags 8 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 9 Lebenslauf 10 Danksagung

A Left Ventricular Assist Device (LVAD) is a mechanical pump that helps patients with heart failure conditions. This rotary pump works in parallel to the ailing heart and provides an alternative path for blood flow from the weak left ventricle to the aorta. The LVAD is controlled by the power supplied to the pump motor. An increase in the pump motor power increases the pump speed and the pump flow. The LVAD is typically controlled at a fixed setting of pump power. This basically means that the controller does not react to any change in the activity level of the patient. An important engineering challenge is to develop an LVAD feedback controller that can automatically adjusts its pump motor power so that the resulting pump flow matches the physiological demand of the patient. To this end, the development of a mathematical model that can be used to accurately simulate the interaction between the cardiovascular system of the patient and the LVAD is essential for the controller design. The use of such a dynamic model helps engineers and physicians in testing their theories, assessing the effectiveness of prescribed treatments, and understanding in depth the characteristics of this coupled bio-mechanical system. The first contribution of this dissertation is the development of a pump power-based model for the cardiovascular-LVAD system. Previously, the mathematical models in the literature assume availability of the pump speed as an independent control variable. In reality, however, the device is controlled by pump motor power which, in turn, produces the rotational pump speed. The nonlinear relationship between the supplied power and the speed is derived, and interesting observations about the pump speed signal are documented. The second contribution is the development of a feedback controller for patients using an LVAD as either a destination therapy or a bridge to transplant device. The main objective of designing this controller is to provide a physiological demand of the patient equivalent of that of a healthy individual. Since the device is implanted for a long period of time, this objective is chosen to allow the patient to live a life as close to normal as possible. The third contribution is an analysis of the aortic valve dynamics under the support of an LVAD. The aortic valve may experiences a permanent closure when the LVAD pump power is increased too much. The permanent closure of the aortic valve can be very harmful to the patients using the device as a bridge to recovery treatments. The analysis illustrates the various changes in the hemodynamic variables of the patient as a result of aortic valve closing. The results establish the relationship between the activity level and the heart failure severity with respect to the duration of the aortic valve opening.

Background: Peripartum cardiomyopathy (PPCM) is a rare, life-threatening form of heart disease, frequently associated with gene alterations and, in some cases, presenting with advanced heart failure. Little is known about ventricular assist device (VAD) implantation in severe PPCM cases. We describe long-term follow-up of PPCM patients who were resistant to medical therapy and received mechanical circulatory support or heart transplant. Methods and results: A total of 13 patients were included with mean follow-up of eight years. Mean age of PPCM onset was 33.7 ± 7.7 years. All patients were initially treated with angiotensin-converting enzyme inhibitors and beta-blockers, and four received bromocriptine. Overall, five patients received VADs (three biventricular, two isolated left ventricular) at median 27 days (range: 3 to 150) following childbirth. Two patients developed drive line infection. Due to the short support time, none of those patients had a stroke or VAD thrombosis. In total, five patients underwent heart transplantation, of which four previously had implanted VADs. Median time to transplantation from PPCM onset was 140 days (range: 43 to 776), and time to transplantation from VAD implantation were 7, 40, 132, and 735 days, respectively. All patients survived until most recent follow up, with the exception of one patient who died following unrelated abdominal surgery two years after PPCM recovery. Conclusions: In patients with severe, life-threatening PPCM refractory to medical management, mechanical circulatory support with or without heart transplantation is a safe therapeutic option.

Background: To assess whether the standardized recommendation of patients with heart failure (HF), left-ventricular assist device (LVAD) and heart transplantation (HTx) to visit their dentist leads to improved oral conditions after 12 months. Methods: Patients from the Department of Cardiothoracic Surgery, Leipzig Heart Centre, Germany were examined at baseline and after 12 months. A dental (decayed-, missing-, and filled-teeth index (DMF-T)) and periodontal examination (periodontal probing depth, clinical attachment loss) was performed. At baseline, patients received a standardized recommendation to visit their dentist. At follow-up, a standardized questionnaire regarding the dental consultation was applied. Results: Eighty-eight participants (HTx: 31, LVAD: 43, HF: 14) were included. The majority of patients (79.5%) followed the recommendation to visit their dentist. Within the total cohort, periodontal treatment need was significantly reduced from 91% (baseline) to 75% (follow-up; p < 0.01). Only 10% of total cohort stated that they received periodontal treatment. The outcome in periodontal and dental treatment need at follow-up appointment revealed no statistically significant associations to the questionnaire regarding dentist consultation (p > 0.05). Conclusions: The simple recommendation to visit the dentist appears not enough to obtain sufficient dental and periodontal conditions in patients with severe heart diseases. Thereby, a lack in periodontal treatment of patients with HF, HTx and LVAD was identified, making interdisciplinary dental special care programs recommendable.

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Remarkable advances have been made in the treatment of cardiovascular diseases (CVD), however, CVD still accounts for the most deaths in industrialized nations. Ischemic heart disease (IHD) can lead to acute coronary syndrome (ACS) (myocardial infarction [MI]). The standard of care is reperfusion therapy followed by pharmacological intervention to attenuate clinical symptoms related to the MI. While survival from MI has dramatically increased with the implementation of reperfusion therapy, these individuals will inevitably suffer progressive pathological remodeling leaving them predispose to develop heart failure (HF). HF is a clinical syndrome defined as the impairment of the heart to maintain organ perfusion at rest and/or during times of exertion (i.e. exercise intolerance). Clinically, this is accompanied by dyspnea, pulmonary or splanchnic congestion and peripheral edema. Physiologically, there is neurohormal activation through the classical β–adrenergic and PKA–dependent signalin / Physiology