Hallux valgus (HV) is a common deformity of the forefoot in which a deviation of the first metatarsophalangeal joint arises. HV has been described to be characterized by a number of structural factors including radiographic angles, metatarsal length, metatarsal head shape, sesamoid position, first metatarsocuneiform joint flexibility and pes planus. The etiology is not fully resolved. However, HV is associated with gender, age and family history. Moreover, it is limited to shoe-wearing cultures and dependent on footwear in adolescence and adult hood.
There is evidence that surgical site tissue (SSRT) released during orthopedic surgery has a strong mesenchymal regenerative potential. Some data also suggest that this tissue may activate synthetic or natural bone substitute materials and can thus upgrade its osteopromoting properties. In this comparative in vitro study, we investigate the composition of SSRT during total hip replacement (n = 20) harvested using a surgical suction handle. In addition, the osteopromoting effect of the cells isolated from SSRT is elucidated when incubated with porous beta-tricalcium phosphate (β-TCP) or 80% medical-grade poly-ε-caprolactone (PCL)/20% TCP composite material. We identified multiple growth factors and cytokines with significantly higher levels of PDGF and VEGF in SSRT compared to peripheral blood. The overall number of MSC was 0.09 ± 0.12‱ per gram of SSRT. A three-lineage specific differentiation was possible in all cases. PCL-TCP cultures showed a higher cell density and cell viability compared to TCP after 6 weeks in vitro. Moreover, PCL-TCP cultures showed a higher osteocalcin expression but no significant differences in osteopontin and collagen I synthesis. We could demonstrate the high regenerative potential from SSRT harvested under vacuum in a PMMA filter device. The in vitro data suggest advantages in cytocompatibility for the PCL-TCP composite compared to TCP alone.
Knochenersatzmaterialien werden bei Knochendefekten seit Langem in der Orthopädie und Unfallchirurgie erfolgreich eingesetzt. Es gibt jedoch Fälle, insbesondere bei Knochendefekten kritischer Größe, bei denen sich die Therapie kompliziert gestaltet. Es ist heutzutage eine Vielzahl an Knochenersatzmaterialien verfügbar. Autologe Spongiosa gilt bis heute als der Goldstandard unter den Knochenersatzmaterialien. Jedoch stellen die Morbidität an der Entnahmestelle und die begrenzte Verfügbarkeit von autologer Spongiosa Limitationen für deren Anwendung dar. Allogene Spongiosa wird ebenfalls seit Jahren erfolgreich zur Behandlung von Knochendefekten angewandt. Es wurden jedoch Infektionsraten von über 10 % bei der Anwendung von allogener Spongiosa beschrieben. Durch die Einführung von synthetischen Knochenersatzstoffen stehen dem Anwender weitere Materialien zur Verfügung, um Knochendefekte individuell zu behandeln. Dieser Beitrag hat das Ziel, die Vor- und Nachteile verschiedener synthetischer Knochenersatzmaterialien zu demonstrieren.
Fragestellung Über Jahrzehnte stellte die Schaft-Verankerung des humeralen Implantates in der Endoprothetik des Schultergelenkes den Goldstandard dar. Seit ca. 15 Jahren ist ein Trend zu kleineren, schaftfreien Implantaten festzustellen. Aktuelle Studien konnten zeigen, dass schaftfreie Implantate die native Krafteinleitung auf den proximalen Humerus am besten imitieren können. Diesem Vorteil stehen Bedenken bezüglich der Stabilität der metaphysären Verankerung der humeralen Implantate gegenüber.
Due to the lack of specificity of conventional diagnostic tools, the prediction of periprosthetic joint infections (PJI) remains challenging. The purpose of this study was to evaluate the accuracy of synovial fluid neopterin, presepsin, and TNF-α as diagnostic parameters and to compare it to the biomarkers recommended in the 2018 definition of periprosthetic hip and knee infection.Between August 2018 and July 2019, a prospective cohort study was conducted in 80 patients with painful hip, shoulder, and knee arthroplasty. In addition to medical history, clinical and laboratory data were gathered. PJI was diagnosed based on the 2018 definition of periprosthetic hip and knee infection. Synovial joint fluid was analyzed for biomarker measurement using standard quantitative enzyme immunoassay kits.Fifty-three patients (66%) were classified as the aseptic group and twenty-seven patients (34%) as the PJI group. The mean levels of synovial fluid neopterin were significantly higher (p < 0.01) in the PJI group than those in the aseptic group (aseptic 8.3 ± 6.9 vs. PJI 20.9 ± 21.4 nmol/L). The average values of synovial fluid TNF-α and presepsin were not significantly higher in the PJI group than those in the aseptic group (presepsin: aseptic 0.13 ± 0.19 vs. PJI 0.11 ± 0.32 ng/mL, p = 0.08; TNF-α: aseptic 6.6 ± 7.3 vs. PJI 46.3 ± 123.2 pg/mL, p = 0.17). Synovial fluid neopterin was 59% specific and 74% sensitive with a cut-off value of 7.2 nmol/L. The sensitivity and specificity of synovial fluid TNF-α were 63 and 51% with a cut-off value of 3.9 pg/mL. Synovial fluid presepsin was 51% specific and 29% sensitive with a cut-off value above 0.06 ng/mL.Synovial fluid neopterin appears to a reliable diagnostic marker for detection of PJI. In contrast, synovial fluid TNF-α and presepsin are not suitable to exclude or diagnose PJI.Aufgrund der Unzuverlässigkeit der aktuell zur Verfügung stehenden diagnostischen Tests bleibt die Diagnosestellung von periprothetischen Infektionen (PPI) eine Herausforderung. Das Ziel dieser Studie war es, die Zuverlässigkeit von Neopterin, Presepsin und TNF-α aus der Synovialflüssigkeit als Parameter in der Diagnostik von PPI zu bewerten und diese mit denen von Biomarkern, die in der 2018er-Definition von PPI des Knie- und Hüftgelenks empfohlen werden, zu vergleichen.Zwischen August 2018 und Juli 2019 wurde eine prospektive Kohortenstudie mit 80 Patienten, die über Schmerzen bei einliegender Endoprothese an Knie-, Schulter- und Hüftgelenk klagten, durchgeführt. Neben der Anamnese wurden klinische und laborchemische Daten erhoben. Die Diagnose PPI wurde anhand der Definition von periprothetischen Infektionen aus dem Jahr 2018 gestellt. Neopterin, TNF-alpha und Presepsin wurden mit standartisierten ELISA in der Synovialflüssigkeit gemessen ERGEBNISSE: 53 (66%) Patienten wurden als aseptisch und 27 (34%) als die PPI-Gruppe klassifiziert. Die mittleren Konzentrationen von Neopterin in der Synovialflüssigkeit waren bei Patienten mit PPI signifikant höher (p < 0,01) als in der aseptischen Gruppe (aseptisch 8,3 ± 6,9 nmol/l vs. PPI 20,9 ± 21,4 nmol/l). Die mittleren Konzentrationen von synovialem TNF-α und Presepsin waren nicht signifikant höher bei Patienten mit PPI als in der aseptischen Gruppe (Presepsin: aseptisch 0,13 ± 0,19 ng/ml vs. PPI 0,11 ± 0,32 ng/ml, p = 0,08; TNF-α: aseptisch 6,6 ± 7,3 pg/ml vs. PPI 46,3 ± 123,2 pg/ml, p = 0,17). Synoviales Neopterin zeigte eine Spezifität von 59% und eine Sensitivität von 74% bei einem Cut-off-Level von 7,2 nmol/l. Die Sensitivität und Spezifität von snyovialem TNF-α lag bei 63% und 51% bei einem Cut-off-Level von 3,9 pg/ml. Synoviales Presepsin wies eine Sepzifität von 51% und eine Sensitivität von 29% bei einem Cut-off-Level über 0,06 ng/ml auf.Synoviales Neopterin erwies sich als vielversprechender Biomarker in der Diagnostik von periprothetischen Infektionen. Synoviales TNF-α und Presepsin sind nicht geeignet, um eine periprothetische Infektion auszuschließen.
Hemicelluloses, such as xyloglucan, xylan and mannans, consist of a heterogeneous array of plant-derived polysaccharides that form the plant cell wall. These polysaccharides differ from each other in their structure and physiochemical properties, but they share a β-(1,4)-linked sugar backbone. Hemicelluloses can be hydrolyzed by plant-cell-wall-degrading enzymes (PCWDEs), which are widely distributed in phytopathogenic microbes. Recently, it has become apparent that phytophagous beetles also produce their own PCWDEs. Our previous work identified genes encoding putative mannanases belonging to the subfamily 10 of glycoside hydrolase (GH) family 5 (GH5_10) in the genomes of the leaf beetle, Gastrophysa viridula (Chrysomelidae, Chrysomelinae; one gene), and of the bean beetle, Callosobruchus maculatus (Chrysomelidae, Bruchinae; four genes). In contrast to proteins from other GH5 subfamilies, GH5_10 proteins are patchily distributed within the tree of life and have so far hardly been investigated. We addressed the following questions: Are beetle-derived GH5_10s active PCWDEs? How did they evolve? What is their physiological function? Using heterologous protein expression and enzymatic assays, we show that the G. viridula GH5_10 protein is an endo-β-1,4-mannanase. We also demonstrate that only one out of four C. maculatus GH5_10 proteins is an endo-β-1,4-mannanase, which has additional activity on carboxymethyl cellulose. Unexpectedly, another C. maculatus GH5_10 protein has evolved to use xylan instead of mannans as a substrate. RNAi experiments in G. viridula indicate (i) that the sole GH5_10 protein is responsible for breaking down mannans in the gut and (ii) that this breakdown may rather be accessory and may facilitate access to plant cell content, which is rich in nitrogen and simple sugars. Phylogenetic analyses indicate that coleopteran-derived GH5_10 proteins cluster together with Chelicerata-derived ones. Interestingly, other insect-derived GH5_10 proteins cluster elsewhere, suggesting insects have several independent evolutionary origins.
