Willkommen bei JLUpub
JLUpub ist das institutionelle Repositorium der Justus-Liebig-Universität.
JLUpub bietet Mitgliedern und Angehörigen der Universität die Möglichkeit neben wissenschaftlichen Dokumenten auch Forschungsdaten elektronisch zu veröffentlichen und dauerhaft zugänglich zu machen. Alle Veröffentlichungen erhalten einen Digital Object Identifier (DOI) und werden über nationale und internationale Bibliothekskataloge sowie Suchmaschinen nachgewiesen und auffindbar.
Neue Veröffentlichungen:
Adaptive user assistance in virtual reality shopping
(2024-09-15) Weiß, Tobias
This dissertation is comprised of five publications in the domain of adaptive user assistance in virtual reality shopping:
Weiß, T., Pfeiffer, J. and Pfeiffer, T. (2024). "Early Bird – Predict healthy product choices in virtual commerce". ECIS 2024 Proceedings. 3.
Weiß, T. and Pfeiffer, J. (2024). Consumer decisions in virtual commerce: Predict good help-timing based on cognitive load. Journal of Neuroscience, Psychology, and Economics, 17(2), 119.
Weiß, T., Merkl, L., & Pfeiffer, J. (2023). Customer decision-making processes revisited: insights from an eye tracking and ECG study using a hidden Markov model. In NeuroIS Retreat (pp. 221-230). Cham: Springer Nature Switzerland.
Weiß, T., Eilks, A., Pfeiffer, J., Putze, F., and Schultz, T. (2024). "Real agents in virtual commerce". Working paper.
Weiß, T., Pfeiffer, J., and Meißner, M. (2024). "Adaptive product comparison assistance in virtual reality". Working paper.
Entwicklung von graphitischen Kathodenmaterialien für die Al-Ionen Batterie
(2025) Eckert, Martin-Michael
Die vorliegende Arbeit beschäftigte sich zum einen mit der eingehenden Synthese und Charakterisierung von Kohlenstoff Xerogelen für die Aluminium Ionen Batterie und zum anderen mit dem Mechanismus der elektrochemischen Aluminiumabscheidung und -auflösung aus ionischen Flüssigkeiten. Die Aluminium Ionen Batterie stellt einen weiteren Vertreter von neuartigen sekundären Batterietypen dar, der notwendig ist, um die Energiewende erfolgreich zu bestreiten. Aufgrund ihrer Eigenschaften zählt die Aluminium Ionen Batterie zum Typ der Hochleistungsbatterien, was eine breite Anwendungsmöglichkeit für bspw. stationäre Speichersysteme darstellen könnte.
Die Erforschung von Kohlenstoffen mit definierter Porenstruktur und hoher spezifischer Oberfläche ist von grundlegender Bedeutung, um langlebige Elektrodenmaterialien zu gewinnen. Hierzu wurden bei unterschiedlichen Katalysatorkonzentrationen zunächst die Xerogele synthetisiert und daraufhin bei moderaten Temperaturen karbonisiert. Im Anschluss wurden die so hergestellten Kohlenstoffe eingehend mittels physikalischer Methoden wie Ramanspektroskopie und Röntgendiffraktometrie charakterisiert und mit natürlichen Graphiten verglichen. Hierbei zeigte sich, dass je nach eingestellter Katalysatorkonzentration, signifikante Unterschiede in der Porosität gemessen wurden. Dies zeigte sich insbesondere bei hohen Katalysatorkonzentrationen bei denen mehrheitlich mesoporöse Strukturen erhalten wurden. Die elektrochemische Charakterisierung dieser Kohlenstoffe in der Aluminium Ionen Batterie ergab jedoch, dass aufgrund von zu geringer kristallographischer Ordnung der Kohlenstoffe eine im Vergleich zu kommerziellen Graphiten um den Faktor drei geringere Kapazität gemessen wurde. Dies konnte auf mehrheitliche Ladungsspeicherung in der Doppelschicht zurückgeführt werden. Aus diesem Grunde wurden alle weiteren Optimierungen mit natürlichem Graphit durchgeführt. Hierbei konnte der Mechanismus der Ladungsspeicherung und der Effekt der Aktivierung auf die Batterie untersucht und nachgewiesen werden.
Die Abscheidung von metallischem Aluminium aus ionischen Flüssigkeiten ist von entscheidender Bedeutung für den Betrieb der Aluminium Ionen Batterie, da während des Lade- bzw. Entladevorgangs reversibel Aluminium abgeschieden bzw. aufgelöst wird. In der vorliegenden Arbeit wurden grundlegende Arbeiten zum Mechanismus dieser Reaktion auf hochreinem Aluminium und zwei kommerziellen Aluminium Legierungen durchgeführt und die Kinetik der Reaktion untersucht. Da hochreines Aluminium durch zusätzliche Prozesse kostenintensiv aufgereinigt werden muss, wurden bewusst kostengünstige und weltweit eingesetzte Legierungen gewählt. Die eingehende elektrochemische Untersuchung dieser Legierungen ergab, dass mit der Wahl von geeigneten Legierungen eine signifikante Steigerung der Kinetik der Reaktion erreicht werden kann. Des Weiteren konnte in Langzeitmessungen nachgewiesen werden, dass die Batterien mit Legierungen höhere Kapazitäten zeigten. Außerdem konnten durch Tafel-Auftragungen die jeweiligen geschwindigkeitsbestimmenden Schritte der elektrochemischen Reaktion bestimmt werden.
Diese Arbeit stellt einen grundlegenden Beitrag zum Verständnis der Aluminium-Ionen Batterie dar und ist für die Weiterentwicklung dieses Batterietyps von Bedeutung. Gleichzeitig konnten auch ansatzweise bereits beschriebene Fehlermechanismen beobachtet und quantifiziert werden.
Mikrovaskuläre Lappentransplantate in der MKG-Chirurgie – Wird das Transplantatüberleben durch Bluttransfusion gefährdet?
(2024) Androne, Beatrice Petra
Radialis- und Fibulatransplantate werden heute standardmäßig zur Rekonstruktion und Wiederherstellung der Oberflächen/-Knochenkontinuität in der Mund-Kiefer- und Gesichtschirurgie verwendet. Die meisten Patienten bedurften einer ablativen Tumorchirurgie, aber auch nicht-maligne Prozesse und Traumata können somit behandelt werden.
Unsere Studie untersucht den Einfluss von Erythrozytenkonzentrat-Transfusionen auf das Ergebnis der Rekonstruktionschirurgie und evaluiert den Hb-Wert beider Gruppen. Die Datenerhebung erfolgte retrospektiv und schließt Falldaten von 2001 bis 2019 ein. Die Transplantaterfolgsrate dieser Studie lag bei 90,2 %. Es wurden zu 48,1 % Radialislappen (RFF) und zu 42,4 % Fibulatransplantate (FFF) verwendet. Zusätzlich zur Tumorresektion erfolgte in 53,5 % der Fälle eine unilaterale und in 24,1 % eine bilaterale Neck dissection.
Es konnte gezeigt werden, dass das Transplantatüberleben für beide Gruppen unabhängig von einer stattgefundenen Transfusion ist und auch die Hb-Werte sich zwischen erfolgreicher/ nicht-erfolgreicher Rekonstruktion im Verlauf nicht signifikant unterscheiden. FFF erhielten intraoperativ signifikant mehr Erythrozytenkonzentrate als RFF. Des Weiteren können erhöhtes Alter (> 60 Jahre), weibliches Geschlecht, eine hohe ASA-Klasse (ASA-3 und -4) und Normalgewicht (gemäß WHO-Definition) als Risikofaktoren für die Notwendigkeit einer Transfusion und einen erniedrigten Hb-Wert prä- und intraoperativ festgestellt werden. Patienten mit FFF wurden häufiger primär tracheotomiert, wohingegen die meisten sekundären Tracheotomien, wenn auf selten, bei RFF durchgeführt wurden. Tracheotomierte Patienten wurden ebenfalls häufiger transfundiert und hatten einen längeren Krankenhausaufenthalt.
Um weitere, das Free-Flap-Outcome negativ beeinflussende Parameter identifizieren zu können, müssten prospektive, multizentrische Studien angelegt werden. Insbesondere sollte ein Transfusionsalgorithmus etabliert und der Einsatz von Vasopressoren kritisch evaluiert werden, um eine patientenorientierte und ressourcenschonende Versorgung zu gewährleisten.
Unsere Studie untersucht den Einfluss von Erythrozytenkonzentrat-Transfusionen auf das Ergebnis der Rekonstruktionschirurgie und evaluiert den Hb-Wert beider Gruppen. Die Datenerhebung erfolgte retrospektiv und schließt Falldaten von 2001 bis 2019 ein. Die Transplantaterfolgsrate dieser Studie lag bei 90,2 %. Es wurden zu 48,1 % Radialislappen (RFF) und zu 42,4 % Fibulatransplantate (FFF) verwendet. Zusätzlich zur Tumorresektion erfolgte in 53,5 % der Fälle eine unilaterale und in 24,1 % eine bilaterale Neck dissection.
Es konnte gezeigt werden, dass das Transplantatüberleben für beide Gruppen unabhängig von einer stattgefundenen Transfusion ist und auch die Hb-Werte sich zwischen erfolgreicher/ nicht-erfolgreicher Rekonstruktion im Verlauf nicht signifikant unterscheiden. FFF erhielten intraoperativ signifikant mehr Erythrozytenkonzentrate als RFF. Des Weiteren können erhöhtes Alter (> 60 Jahre), weibliches Geschlecht, eine hohe ASA-Klasse (ASA-3 und -4) und Normalgewicht (gemäß WHO-Definition) als Risikofaktoren für die Notwendigkeit einer Transfusion und einen erniedrigten Hb-Wert prä- und intraoperativ festgestellt werden. Patienten mit FFF wurden häufiger primär tracheotomiert, wohingegen die meisten sekundären Tracheotomien, wenn auf selten, bei RFF durchgeführt wurden. Tracheotomierte Patienten wurden ebenfalls häufiger transfundiert und hatten einen längeren Krankenhausaufenthalt.
Um weitere, das Free-Flap-Outcome negativ beeinflussende Parameter identifizieren zu können, müssten prospektive, multizentrische Studien angelegt werden. Insbesondere sollte ein Transfusionsalgorithmus etabliert und der Einsatz von Vasopressoren kritisch evaluiert werden, um eine patientenorientierte und ressourcenschonende Versorgung zu gewährleisten.
P2X4 and P2X7 receptors in the expression and release of interleukin-1β
(2024-09) Dippel, Marie Suzanne
Pro-inflammatory cytokines of innate immunity play a pivotal role in host defence against infection by modulating the gene expression of numerous target genes, including cytokines, cell surface receptors, and their own expression in neighbouring cells. Their expression can be induced by pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) and damage-associated molecular patterns (DAMPs), such as lipopolysaccharide (LPS) and extracellular adenosine triphosphate (ATP). ATP can be released in large quantities by damaged cells, activating the P2RX7 in innate immune cells. The pro-inflammatory cytokine IL-1β is produced in its inactive form by mononuclear phagocytes upon ‘priming’ with LPS, while subsequent ATP-mediated P2RX7 activation leads to the maturation and release of the bioactive cytokine.
The present study aimed to investigate the role of the P2RX4, another ATP-sensitive receptor, in the secretion of IL-1β by human mononuclear phagocytes. Moreover, the function of the P2RX4 and the P2RX7 in the priming of mononuclear phagocytes was examined. The human monocytic THP 1 cell line, THP 1 cell-derived M1 like macrophages as well as primary human peripheral blood mononuclear cells and human peritoneal macrophages were primed with LPS and stimulated with the P2RX agonists BzATP or ATP or with nigericin in the absence or presence of different P2RX4 and P2RX7 antagonists, and the release of IL-1β was quantified.
The results demonstrated that the P2RX4 is also involved in the ATP-dependent secretion of IL-1β by mononuclear phagocytes. Furthermore, cells were primed with LPS in the presence of the antagonists, and the release of IL-1β and the pro-inflammatory IL-6, as well as the mRNA levels of IL1B, IL6, IL10 and other cytokines, were analysed by ELISA or by real-time RT-PCR, respectively. In monocytic cells, treatment with the P2RX4 antagonist 5 B before priming resulted in increased IL1B mRNA expression and in increased ATP independent IL-1β release. Additionally, there was a slight increase in IL6 mRNA and IL-6 secretion, as wells as a clear-cut increase in IL10 mRNA. Treatment with 5 B also resulted in the activation of caspase 3/ 7 in monocytic THP 1 cells, which suggests that 5 B may induce apoptosis.
During major surgery or accidental trauma, the extensive release of ATP leads to massive cytokine release, which can cause life-threatening systemic hyperinflammation. While 5 B enhances the LPS-induced inflammation, which essentially contributes to host defence against infection, 5 B dampens IL-1β maturation and release in response to extracellular ATP, a potent trauma-associated DAMP. Presumably, the effects of 5 B are mediated via P2RX4. These findings may pave the way towards novel therapeutic strategies that protect surgical and traumatized patients against infection, while efficiently preventing sterile hyperinflammation.
The present study aimed to investigate the role of the P2RX4, another ATP-sensitive receptor, in the secretion of IL-1β by human mononuclear phagocytes. Moreover, the function of the P2RX4 and the P2RX7 in the priming of mononuclear phagocytes was examined. The human monocytic THP 1 cell line, THP 1 cell-derived M1 like macrophages as well as primary human peripheral blood mononuclear cells and human peritoneal macrophages were primed with LPS and stimulated with the P2RX agonists BzATP or ATP or with nigericin in the absence or presence of different P2RX4 and P2RX7 antagonists, and the release of IL-1β was quantified.
The results demonstrated that the P2RX4 is also involved in the ATP-dependent secretion of IL-1β by mononuclear phagocytes. Furthermore, cells were primed with LPS in the presence of the antagonists, and the release of IL-1β and the pro-inflammatory IL-6, as well as the mRNA levels of IL1B, IL6, IL10 and other cytokines, were analysed by ELISA or by real-time RT-PCR, respectively. In monocytic cells, treatment with the P2RX4 antagonist 5 B before priming resulted in increased IL1B mRNA expression and in increased ATP independent IL-1β release. Additionally, there was a slight increase in IL6 mRNA and IL-6 secretion, as wells as a clear-cut increase in IL10 mRNA. Treatment with 5 B also resulted in the activation of caspase 3/ 7 in monocytic THP 1 cells, which suggests that 5 B may induce apoptosis.
During major surgery or accidental trauma, the extensive release of ATP leads to massive cytokine release, which can cause life-threatening systemic hyperinflammation. While 5 B enhances the LPS-induced inflammation, which essentially contributes to host defence against infection, 5 B dampens IL-1β maturation and release in response to extracellular ATP, a potent trauma-associated DAMP. Presumably, the effects of 5 B are mediated via P2RX4. These findings may pave the way towards novel therapeutic strategies that protect surgical and traumatized patients against infection, while efficiently preventing sterile hyperinflammation.
Auswirkungen von Examensstress auf die Cortisolreaktion: Cortisol Awakening Response und Reaktion auf eine akute psychische Belastung
(2024) Becker, Lara Ilona
Stress gilt als Risikofaktor hinsichtlich der Entwicklung einer Vielzahl an physischen wie psychischen Erkrankungen, wobei eine Dysregulation der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HHNA) in diesem Kontext als Mediator zwischen chronischem Stress und Morbidität diskutiert wird. Die vorliegende Arbeit untersucht unter quasi-experimentellen, prospektiven und kontrollierten Bedingungen, ob es unter chronischen, d. h. länger andauernden, Stressbedingungen, zu einer veränderten Reagibilität der HHNA kommt. Eine andauernde Stressphase wurde über die Teilnahme am Ersten Abschnitt der Ärztlichen Prüfung operationalisiert. Als Maß für die Reagibilität der HHNA wurde die akute Cortisolreaktion auf einen standardisierten Laborstressor (Redestressparadigma) über messwiederholt entnommene Speichelproben erfasst. Verglichen wurden Medizinstudierende, die sich in der Examensphase befanden (n = 40), mit Medizinstudierenden ohne Examensbelastung (n = 40). In einem Zeitraum von insgesamt zehn Tagen vor der schriftlichen Prüfung durchliefen alle Teilnehmenden an jeweils zwei aufeinanderfolgenden Tagen eine akute Stress- sowie eine Ruhebedingung in randomisierter, gegenbalancierter Abfolge. Parallel zur akuten Cortisolstressreaktion erfolgte hier eine Erfassung der akuten psychischen Stressreaktion. Als physiologisches Maß für eine andauernde Belastung wurde zusätzlich die Cortisol-Aufwachreaktion (CAR) an insgesamt vier Messzeitpunkten über die Examensphase hinweg erhoben. Dazu entnahmen die Probandinnen und Probanden an jedem Messzeitpunkt unmittelbar nach dem Aufwachen sowie 30 und 40 Minuten danach je eine Speichelprobe. Es sollte als zweite Hauptfragestellung dieser Arbeit eine veränderte CAR bei Studierenden unter chronischer Stressbelastung dargestellt werden.
Entgegen der Hypothese, dass längerfristige Belastung einen möglichen Moderator für die Reagibilität der HHNA in einer Akutstresssituation darstellt, konnten trotz erfolgreicher Akutstressinduktion weder für die psychische noch für die Cortisolreaktion ein signifikanter Unterschied zwischen den Studierenden mit und ohne Examensbelastung aufgezeigt werden. Aufgrund mangelnder Compliance bei der Entnahme der morgendlichen Speichelproben erfolgte die Auswertung der CAR bei einer reduzierten Stichprobegröße (n = 54). Während alle Probandinnen und Probanden eine typische Aufwachreaktion mit ansteigenden Cortisolkonzentrationen aufwiesen, zeigten sich auch hier keine signifikanten Gruppenunterschiede.
Trotz nicht signifikanter Resultate hinsichtlich der Fragestellungen konnten deskriptiv Geschlechtsunterschiede sowohl für die psychische als auch die physische Stressreaktion auf einen akuten und auch einen andauernden Stressor festgestellt werden, die für eine unterschiedliche Bewertung und daraus folgend eine unterschiedliche Reaktion von Männern und Frauen auf Akutstress unter chronischer Stressbelastung sprechen. Weibliche und männliche Probanden scheinen einer längerfristigen, akademischen Belastung unterschiedliche Qualitäten beizumessen, was in unterschiedlichen Copingstrategien unseres Stresssystems und daraus folgend einem abweichenden Aktivierungsmuster der HHNA resultieren könnte. Dieser Ansatz sollte in prospektiven Studien unter Einbezug größerer Stichproben und breiter gefächerter Stichprobenzusammensetzung weiterverfolgt werden.