Wunden löten mit Licht und Nano-Thermometer

Nicht jede Wunde lässt sich mit Nadel und Faden verschliessen. Empa-Forschende haben nun ein Lötverfahren mit Nanopartikeln entwickelt, bei dem Gewebe sanft verschmolzen wird. Die Löttechnik soll Wundheilungsstörungen und lebensbedrohliche Komplikationen bei undichten Nähten verhindern. Das vielversprechende Verfahren hat das Team unlängst im Fachmagazin «Small Methods» publiziert und zum Patent angemeldet.

Irgendwann vor mehr als 5000 Jahren kam der Mensch auf die Idee, eine Wunde mit Nadel und Faden zu vernähen. Seither hat sich an diesem chirurgischen Prinzip nicht viel geändert: Abhängig vom Fingerspitzengfühl der operierenden Person und der Ausrüstung lassen sich Schnitte oder Risse im Gewebe mehr oder weniger perfekt aneinanderfügen. Sind dann beide Seiten einer Wunde sauber aufeinander fixiert, kann der Körper beginnen, die Gewebelücke auf natürliche Weise dauerhaft zu schliessen.

Doch nicht immer erreicht die Naht, was sie soll: Bei sehr weichen Geweben kann der Faden durch das Gewebe schneiden und zusätzliche Verletzungen verursachen. Und wenn der Wundverschluss an inneren Organen nicht dichthält, können durchlässige Nähte ein lebensbedrohliches Problem darstellen. Forschende der Empa und der ETH Zürich haben nun einen Weg gefunden, Wunden mittels Laser zu verlöten.

Temperatur in Echtzeit steuern

Beim Löten werden üblicherweise Werkstoffe mittels Hitze über ein schmelzendes Verbindungsmittel aneinandergefügt. Dass diese thermische Reaktion bei biologischen Materialien in engen Grenzen bleiben muss und gleichzeitig die Temperatur auf nicht-invasive Weise schwierig zu messen ist, war bisher ein Problem für die Anwendung von Lötverfahren in der Medizin. Das Team um Oscar Cipolato und Inge Herrmann vom «Particles Biology Interactions»-Labor der Empa in St. Gallen und dem «Nanoparticle Systems Engineering Laboratory» der ETH Zürich tüftelte daher an einem smarten Wundverschluss-System, bei dem sich das Laser-Löten schonend und effizient steuern lässt. Sie entwickelten hierzu ein Verbindungsmittel mit Metall- und Keramik-Nanopartikeln und setzten ein Nanothermometrie-Verfahren zur Temperaturkontrolle ein.

Die Eleganz des neuen Lötverfahrens beruht dabei auch auf dem Zusammenspiel der zwei Nanopartikel-Arten in der verbindenden Eiweiss-Gelatine-Paste. Während die Paste mittels Laser bestrahlt wird, wandeln Titannitrid-Nanopartikel das Licht in Wärme um. Die eigens synthetisierten Bismutvanadat-Partikel in der Paste wirken hingegen als winzige fluoreszierende Nanothermometer: Sie strahlen temperaturabhängig Licht spezifischer Wellenlänge ab und erlauben so eine äusserst präzise Temperaturregulierung in Echtzeit.

Damit ist die Methode besonders geeignet für die Anwendung in der minimal invasiven Chirurgie, da sie ohne Berührung auskommt und Temperaturdifferenzen mit feinster räumlicher Auflösung in oberflächlichen und tiefen Wunden ermittelt.

Schonendes Infrarotlicht

Nachdem das Team die Bedingungen für das «iSoldering» (Englisch für «intelligentes Löten») über mathematische Modellierungen «in silico» optimiert hatte, konnten die Forschenden die Leistungsfähigkeit des Kompositmaterials untersuchen. Gemeinsam mit Chirurgen und Chirurginnen des Universitätsspital Zürich, der «Cleveland Clinic» (USA) und der tschechischen Karls-Universität erzielte das Team in Labortests mit verschiedenen Gewebeproben eine schnelle, stabile und bioverträgliche Verbindung von Wunden beispielsweise an Organen wie der Bauchspeicheldrüse oder der Leber. Ebenso erfolgreich und schonend verlief das Versiegeln von besonders anspruchsvollen Gewebestücken etwa der Harnröhre, des Eileiters oder des Darms mittels iSoldering. Mittlerweile ist das Nanopartikel-Kompositmaterial denn auch zum Patent angemeldet.
Doch damit gaben sich die Forschenden noch nicht zufrieden: Es gelang ihnen, die Laser-Lichtquelle durch schonenderes Infrarotlicht zu ersetzen. Dies bringt die Löttechnologie einen weiteren Schritt näher zur Anwendung im Spital: «Würde mit bereits medizinisch zugelassenen Infrarotlampen gearbeitet, liesse sich die innovative Löttechnik ohne zusätzliche Laser-Schutzmassnahmen in herkömmlichen Operationssälen verwenden», sagt Empa-Forscherin Inge Herrmann.

Quelle: DeutschesGesundheitsPortal

Vor dem Bildschirm sitzen begünstigt Depressionssymptome

Eine Querschnittsstudie aus Qatar konnte zeigen, dass die sitzend vor dem Bildschirm verbrachte Zeit bei Menschen mit Typ-2-Diabetes mit dem Schweregrad von Depressionssymptomen assoziiert ist.

Depressionen können als Begleiterkrankung bei Typ-2-Diabetes auftreten. Eine aktuelle Studie hat nun den Zusammenhang zwischen der Zeit, die mit bildschirmbasiertem sitzendem Verhalten (SBSB) verbracht wird und dem Schweregrad der Depressionssymptome (DSS) bei Erwachsenen mit Typ-2-Diabetes evaluiert.

Sitzen vor Computer und Fernsehen bei Diabetes: Relevant für Depressionssymptome?

Hierzu wurde eine Querschnittsstudie an Erwachsenen mit Typ-2-Diabetes unter Verwendung von Sekundärdaten der Qatar Biobank (QBB) durchgeführt. Daten zum Schweregrad der Depressionssymptome wurden mit dem PHQ-9-Fragebogen (Patient Health Questionnaire-9) erfasst. Zudem wurde die täglich sitzend vor dem Bildschirm verbrachte Zeit dokumentiert.

Studie mit 2 386 Typ-2-Diabetes-Patienten in Qatar

Die Wissenschaftler analysierten Daten von 2 386 Personen. Probanden, die an Wochentagen 2 – 4 Stunden oder mehr als 4 Stunden pro Tag sitzend am Bildschirm verbrachten (außer Computernutzung), hatten im Vergleich zu Probanden, die weniger als 1 Stunde damit verbrachten, eine höhere Wahrscheinlichkeit für stärkere depressive Symptome:

Stärkere Depression vs. < 1 Std. vor Bildschirmen sitzend

2-4 Std.: 44 %; 95 % Konfidenzintervall, KI: 13 – 83 %

> 4 Std.: 52 %; 95 % KI: 17 – 96 %

Probanden, die an Wochentagen mehr als 4 Stunden pro Tag sitzend am Computer verbrachten, hatten eine um 115 % (95 % KI: 56 – 196 %) höhere Wahrscheinlichkeit für einen höheren Schweregrad der Depressionssymptome als Probanden, die weniger als 1 Stunde am Bildschirm verbrachten. Ähnliche Zusammenhänge wurden zwischen der Bildschirmzeit am Wochenende und Depressionssymptomen beobachtet. Die körperliche Aktivität und die Schlafdauer der Probanden wurde in der statistischen Auswertung berücksichtigt.

Sitzen vor dem Bildschirm mit Depressionssymptomen assoziiert

Vor dem Bildschirm zu sitzen ist demnach bei Erwachsenen mit Typ-2-Diabetes mit einem erhöhten Schweregrad von Depressionssymptomen assoziiert.

Laut der Autoren war der Zusammenhang unabhängig von den verwendeten technischen Geräten oder der Verteilung der Bildschirmzeit in der Woche.

Weniger inaktiv am Bildschirm verbrachte Zeit könnte somit, vermuten die Autoren, Depressionssymptome bei Typ-2-Diabetes entgegenwirken.

Quelle: DeutschesGesundheitsPortal

Pilotstudie: Diabetesprävention mit Low Carb

Eine Pilotstudie aus den USA konnte zeigen, dass eine sehr kohlenhydratarme Diät zur Diabetesprävention durchführbar und für die Teilnehmer akzeptabel ist. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass mit der Intervention ein Gewichtsverlust erreicht werden kann.

Alle medizinischen Zentren für Veteranenangelegenheiten (VA) in den USA bieten das Gewichtsmanagementprogramm MOVE! an. Durch eine kalorienreduzierte, fettarme Ernährung und mehr körperliche Aktivität soll mit dem Programm ein gesundes Gewicht erreicht und gehalten werden.

Die meisten MOVE!-Teilnehmer erreichen allerdings keine klinisch signifikante Gewichtsabnahme von ≥ 5 %. Eine Pilotstudie hat nun untersucht, ob eine kohlenhydratreduzierte Ernährung mehr Veteranen helfen könnte, einen Gewichtsverlust von ≥ 5 % zu erreichen.

Ermittlung von Faktoren welche das Abnehmen erleichtern oder behindern

Die einarmige Pilotstudie mit gemischten Methoden wurde in einem VA durchgeführt. Veteranen mit Prädiabetes und einem Body-Mass-Index ≥ 25 kg/m2 wurden zur Teilnahme an einem gruppenbasierten, virtuellen Präventionsprogramm eingeladen, das aus 23 Sitzungen über 12 Monate bestand. Im Rahmen des sehr kohlenhydratarmen Diabetes-Präventionsprogramm (VLC-DPP) wurde den Teilnehmern vermittelt, sich sehr kohlenhydratarm zu ernähren (definiert als 20 –35 g Nettokohlenhydrate pro Tag). Primäre Ergebnisse waren Messungen von Durchführbarkeit und Akzeptanz des Programms, einschließlich der Teilnahme an den Sitzungen und der Teilnahme am Programm.

Zu den sekundären Ergebnissen gehörten Veränderungen des Gewichts, des HbA1c-Wertes, der Blutfette und der von den Patienten angegebenen Werte für Heißhunger, Stressessen, Gesundheitszustand und Motivation. Nach 6 Monaten wurden Befragungen durchgeführt, um die Faktoren zu ermitteln, die den Teilnehmern das Erreichen eines Gewichtsverlusts von ≥ 5 % erleichterten oder erschwerten.

Pilotstudie mit 21 Veteranen mit Prädiabetes

Von 108 eingeladenen Veteranen nahmen 21 an der Studie teil (19 %), 18 wurden in die Analysekohorte aufgenommen. Im Durchschnitt besuchten die Teilnehmer 12,4/16 wöchentliche Sitzungen und 3,6/8 der zweimonatlichen oder monatliche Sitzungen.

Nach 12 Monaten betrug der durchschnittliche prozentuale Gewichtsverlust 9,4 % (+/- 10,7), wobei 9 Teilnehmer (50 %) einen Gewichtsverlust von mindestens 5 % erreichten. Bereits eine Gewichtsabnahme von mehr als 5 % kann den Blutzucker-, Insulin- und Triglyceridspiegel verbessern und bei Menschen mit Prädiabetes das Fortschreiten zu Typ-2-Diabetes verhindern. Die Veränderung des HbA1c-Wertes gegenüber dem Ausgangswert war nach 6 Monaten nicht statistisch signifikant, wohl aber nach 12 Monaten (p < 0,01).

Drei Faktoren erleichterten die Erreichung eines Gewichtsverlusts von ≥ 5 % bei 10/16 der Befragten:

Freude an kohlenhydratarmen Lebensmitteln

Sorgfältige Überwachung der Kohlenhydrataufnahme

Geringeres Hungergefühl und weniger Heißhungerattacken

Drei Faktoren verhinderten bei 6/16 Befragten eine Gewichtsabnahme von ≥ 5%:

Heißhunger, insbesondere auf Süßigkeiten

Schwierigkeiten beim Führen eines Mahlzeitenprotokolls

Schwierigkeiten bei der Essensplanung

Sehr kohlenhydratarme Ernährung zur Diabetesprävention geeignet

Das sehr kohlenhydratarme Diabetes-Präventionsprogramm (VLC-DPP) ist demnach durchführbar und akzeptabel und zeigt vorläufige Wirksamkeit bei Veteranen mit Prädiabetes. Die Autoren halten deshalb die Überprüfung der Wirksamkeit des Programms zur Gewichtsabnahme im Vergleich zum Standardprogramm MOVE! in einer größeren Studie für gerechtfertigt.

Die Untersuchung deutet somit auf unterstützende Maßnahmen, die Menschen bei der Durchführung eines solchen Programms helfen könnten, beispielsweise Anleitungen zu Mahlzeitenprotokoll und Hilfe bei der Essensplanung.

Quelle: DeutschesGesundheitsPortal

Diäten mit hohem Proteingehalt bei Typ-2-Diabetes sinnvoll?

Für übergewichtige Menschen mit Typ-2-Diabetes wird eine Gewichtsabnahme empfohlen. Eine US-amerikanische Studie hat nun untersucht, ob Proteinquellen, insbesondere rotes Fleisch, einen Einfluss auf die gewichtsverlustinduzierte Verbesserung von Typ-2-Diabetes haben.

Ein Gewichtsverlust von mehr als 10 % verbessert bei Menschen mit Typ-2-Diabetes (T2D) die Blutzuckerkontrolle. In den USA werden häufig Diäten mit hohem Proteingehalt (HP) zur Gewichtsreduktion eingesetzt. Es ist jedoch nicht bekannt, ob Proteinquellen, insbesondere rotes Fleisch, einen Einfluss auf die gewichtsverlustinduzierte Behandlung des Typ-2-Diabetes haben. Eine randomisierte Studie hat nun eine HP-Diät mit Rindfleisch und eine Diät mit normalem Proteinanteil (NP) ohne rotes Fleisch in Bezug auf Gewichtsreduktion, Veränderungen der Körperzusammensetzung und der Glukosekontrolle bei Menschen mit Typ-2-Diabetes verglichen.

Vergleich von High-Protein-Diät mit magerem Rindfleisch und Standardproteinanteil

Insgesamt 106 Erwachsene (80 Frauen) mit T2D nahmen während eines Zeitraums von 52 Wochen an einer Intervention zur Gewichtsreduktion teil. Die Teilnehmer nahmen entweder eine HP-Diät (40 % Protein) mit ≥ 4 wöchentlichen Portionen magerem Rindfleisch oder eine NP-Diät (21 % Protein) ohne rotes Fleisch zu sich. Körpergewicht, Körperzusammensetzung und kardiometabolische Parameter wurden vor und nach der Intervention gemessen.

Kein Unterschied zwischen Diät mit normalem oder hohem Proteinanteil

Der Gewichtsverlust war in beiden Gruppen ähnlich. Er betrug in der HP-Gruppe (-10,2 ± 1,6 kg) und in der NP-Gruppe (-12,7 ± 4,8 kg; p = 0,336). Beide Gruppen konnten den Anteil der Fettmasse reduzieren und den Anteil der fettfreien Masse erhöhen. HbA1c, Glukose, Insulin, Insulinresistenz, Blutdruck und Triglyceride verbesserten sich, ohne Unterschiede zwischen den Gruppen.
Gewichtsreduktion bei Typ-2-Diabetes wichtiger als Proteinanteil
Die Erhöhung des Proteinanteils während einer Diät hatte keinen Einfluss auf den Gewichtsverlust und die kardiometabolische Gesundheit. Laut der Studienautoren sollte deshalb der Gewichtsverlust und nicht die Zusammensetzung der Ernährung das Hauptziel von diätetischen Interventionen zur Behandlung des Typ-2-Diabetes sein.

Quelle: DeutschesGesundheitsPortal

Den Diabetes wegessen: Wie Ernährung einen Typ-2-Diabetes rückgängig machen kann

Lange Zeit galt der Typ-2-Diabetes als eine Erkrankung, die, einmal ausgebrochen, nicht mehr rückgängig zu machen ist. Dieses Bild hat sich in den letzten Jahren gewandelt. Heute weiß man, dass es zumindest in den frühen Stadien des Typ-2-Diabetes durchaus möglich ist, den entgleisten Zuckerstoffwechsel wieder in ein gesundes Gleichgewicht zu bringen. Diese sogenannte Remission sollte daher das Ziel jeder Therapie bei Menschen mit Prädiabetes oder frühem Typ-2-Diabetes sein, betont die Deutsche Diabetes Gesellschaft (DDG).

Der mit Abstand bedeutendste Risikofaktor für die Entstehung eines Typ-2-Diabetes oder seiner Vorstufe, des Prädiabetes, ist Übergewicht. Lebensstilinterventionen, die die Betroffenen zu mehr Bewegung und einer gesünderen, ausgewogeneren Ernährung anhalten, gelten daher als wichtigste Maßnahme, um die Entstehung einer diabetischen Stoffwechselstörung zu verhindern. „Diese Maßnahmen wirken jedoch nicht nur präventiv, sondern sind auch dann noch wichtig, wenn die Blutzuckerwerte bereits auffällig verändert sind“, sagt Professor Dr. med. Diana Rubin, Tagungspräsidentin der Deutschen Diabetes Gesellschaft (DDG) und Chefärztin des Zentrums für Ernährungsmedizin und Diabetologie am Vivantes Humboldt Klinikum und Klinikum Spandau, Berlin. Inzwischen gebe es Studiendaten, die belegten, dass eine intensive Ernährungstherapie selbst einen manifesten Typ-2-Diabetes im Frühstadium in eine Remission bringen könne. Damit sinke auch das Risiko für die schwerwiegenden Folgeerkrankungen des Typ-2-Diabetes, zu denen neben Herzinfarkt und Schlaganfall auch Nieren- und Augenerkrankungen zählen.

Um eine Remission zu erreichen, ist es zunächst wichtig, dass die Patientinnen und Patienten Gewicht verlieren. „Die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Blutzuckerwerte normalisieren, steigt umso mehr, je deutlicher das Körpergewicht reduziert wird“, sagt Rubin. Eine aktuelle Studie des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD) zeigt, dass vor allem die Reduktion des Bauchfetts für den Therapieerfolg entscheidend ist. Denn dieses Fettgewebe, das die inneren Organe auskleidet, kann Entzündungen fördern und die Wirkung des blutzuckersenkenden Hormons Insulin im Körper herabsetzen. Daher sollte laut DZD eine Reduktion des Taillenumfangs von mindestens 4 Zentimetern bei Frauen und 7 Zentimetern bei Männern angestrebt werden.

Um diese Ziele zu erreichen, benötigen die Betroffenen eine intensive ernährungstherapeutische Begleitung. „Diese sollte in den Händen von Ernährungsfachkräften wie Diätassistent*innen, Ernährungswissenschaftler*innen, Ernährungsmediziner*innen oder speziell ausgebildeten Ökotropholog*innen liegen“, sagt Tagungspräsidentin Rubin. Denn eine Ernährungsintervention funktioniere nicht nach dem Prinzip des „One size fits all“, sondern müsse individuell geplant werden. Nur wenn die Lebensumstände der Menschen – etwa der durch Beruf oder Familie vorgegebene Tagesrhythmus und der kulturelle Hintergrund – berücksichtigt würden, sei es möglich, die erforderliche Gewichtsreduktion von 10 bis 15 Prozent nicht nur zu erreichen, sondern auch langfristig zu halten.

Trotzdem gebe es auch Menschen mit Diabetes, für die völlig andere Therapieziele gelten. „Bei älteren Personen etwa, deren Muskelmasse bereits stark verringert ist, wird keine zusätzliche Gewichtsreduktion mehr angestrebt“, erläutert Rubin. Hier liege der Schwerpunkt der ernährungstherapeutischen Intervention auf einer ausreichenden Eiweißversorgung, die zusammen mit Bewegung für eine Kräftigung der Muskulatur sorgt, diese Intervention bessert aber ebenfalls die Blutzuckerwerte.

Auch für Menschen, deren Typ-2-Diabetes bereits seit vielen Jahren besteht oder für Subtypen des Typ-2 Diabetes mit einem Insulinsekretionsdefizit, sei eine Remission oft nicht mehr zu erreichen. In dieser Phase zielt die Ernährungsberatung ebenfalls nicht primär auf einen Gewichtsverlust ab – denn oft geht dieser zulasten der Muskelmasse. Dennoch ist eine traditionell-mediterrane Ernährung auch bei diesen Menschen mit gesundheitlichen Vorteilen verbunden, einschließlich einer verlängerten Überlebenszeit.

„Diese Beispiele zeigen, dass eine an neuesten Forschungserkenntnissen ausgerichtete Diabetes-Therapie auch im Hinblick auf die Ernährung immer individualisierter und differenzierter werden muss“, resümiert Rubin. Leider werde dies in den aktuellen Diabetes-Schulungsprogrammen bislang nicht ausreichend berücksichtigt, auch würden diese häufig nicht von Ernährungsfachkräften angeleitet. Damit bleibe ein großer Teil des ernährungstherapeutischen Potenzials ungenutzt – zum Nachteil der Patientinnen und Patienten, deren Krankheitslast nicht so weit verringert werde, wie es mit einer optimalen Ernährungsbegleitung möglich wäre.

Quelle: DDG

Informationsveranstaltung Diabetische Sehveränderungen

Programm

Apfelessig verbessert Diabetessymptome

Signifikante Reduktion des Nüchternblutzuckers in Apfelessig-Gruppe

Zusatztherapie mit Apfelessig bessert Blutzuckerkontrolle und Lipidprofil

Wunden löten mit Licht und Nano-Thermometer

Temperatur in Echtzeit steuern

Schonendes Infrarotlicht

Presseschau Januar 2024

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Film des DDB zur Diabetischen Ketoazidose:

Vor dem Bildschirm sitzen begünstigt Depressionssymptome

Sitzen vor Computer und Fernsehen bei Diabetes: Relevant für Depressionssymptome?

Studie mit 2 386 Typ-2-Diabetes-Patienten in Qatar

Sitzen vor dem Bildschirm mit Depressionssymptomen assoziiert

Pilotstudie: Diabetesprävention mit Low Carb

Ermittlung von Faktoren welche das Abnehmen erleichtern oder behindern

Pilotstudie mit 21 Veteranen mit Prädiabetes

Sehr kohlenhydratarme Ernährung zur Diabetesprävention geeignet

Diäten mit hohem Proteingehalt bei Typ-2-Diabetes sinnvoll?

Vergleich von High-Protein-Diät mit magerem Rindfleisch und Standardproteinanteil

Kein Unterschied zwischen Diät mit normalem oder hohem Proteinanteil

Presseschau Dezember 2023

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Film des DDB zur Diabetischen Ketoazidose:

Den Diabetes wegessen: Wie Ernährung einen Typ-2-Diabetes rückgängig machen kann

Soviel BE/KE haben die Leckereien auf dem Weihnachtsmarkt: