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Objectives: To measure and assess the economic impact of adherence to a single quality indicator (QI) regarding weaning from invasive ventilation.
Design: Retrospective observational single-centre study, based on electronic medical and administrative records.
Setting: Intensive care unit (ICU) of a German university hospital, reference centre for acute respiratory distress syndrome.
Participants: Records of 3063 consecutive mechanically ventilated patients admitted to the ICU between 2012 and 2017 were extracted, of whom 583 were eligible adults for further analysis. Patients’ weaning protocols were evaluated for daily adherence to quality standards until ICU discharge. Patients with <65% compliance were assigned to the low adherence group (LAG), patients with ≥65% to the high adherence group (HAG).
Primary and secondary outcome measures: Economic healthcare costs, clinical outcomes and patients’ characteristics.
Results: The LAG consisted of 378 patients with a median negative economic results of −€3969, HAG of 205 (−€1030), respectively (p<0.001). Median duration of ventilation was 476 (248; 769) hours in the LAG and 389 (247; 608) hours in the HAG (p<0.001). Length of stay (LOS) in the LAG on ICU was 21 (12; 35) days and 16 (11; 25) days in the HAG (p<0.001). LOS in the hospital was 36 (22; 61) days in the LAG, and within the HAG, respectively, 26 (18; 48) days (p=0.001).
Conclusions: High adherence to this single QI is associated with better clinical outcome and improved economic returns. Therefore, the results support the adherence to QI. However, the examined QI does not influence economic outcome as the decisive factor.
In this paper, we evaluate the application of Bayesian Optimization (BO) to discrete event simulation (DES) models. In a first step, we create a simple model, for which we know the optimal set of parameter values in advance. We implement the model in SimPy, a framework for DES written in Python. We then interpret the simulation model as a black box function subject to optimization. We show that it is possible to find the optimal set of parameter values using the open source library GPyOpt. To enhance our evaluation, we create a second and more complex model. To better handle the complexity of the model, and to add a visual component, we build the second model in Simio, a commercial off-the-shelf simulation modeling tool. To apply BO to a model in Simio, we use the Simio API to write an extension for optimization plug-ins. This extension encapsulates the logic of the BO algorithm, which we deployed as a web service in the cloud.
The fact that simulation models are black box functions with regard to their behavior and the influence of their input parameters makes them an apparent candidate for Bayesian Optimization (BO). Simulation models are multivariable and stochastic, and their behavior is to a large extent unpredictable. In particular, we do not know for sure which input parameters to adjust to maximize (or minimize) the model’s outcome. In addition, the complex models can take a substantial amount of time to run.
Bayesian Optimization is a sequential and self-learning algorithm to optimize black box functions similar to as we find them in simulation models: they contain a set of parameters for which we want to identify the optimal set, they are expensive to evaluate, and they exhibit stochastic noise. BO has proven to efficiently optimize black box functions from varius disciplines. Among those, and most notably, it is successfully applied in machine learning algorithms to optimize hyperparameters.
SimBO is a flexible framework for optimizing discrete event-driven simulations (DES) using sequential optimization algorithms. While specifically designed for Bayesian Optimization (BO) in the context of DES, SimBO can be applied to any black-box problem with other optimization algorithms. The framework consists of four encapsulated components - the black-box problem, the sequential optimization algorithm, a database for experiment configuration and results, and a web-based graphical user interface - that communicate via well-defined interfaces. Each component can be run in different environments, allowing for cooperation between different hardware- and software configurations. In our research context, SimBO’s architecture enabled BO algorithms to be run on a high-performance cluster with GPU support, while the simulation is executed on a local Windows machine using the Simio simulation software. The framework’s flexibility also makes it suitable for evolving from a research-focused tool to a production-ready, cloud-based optimization tool for modern algorithms.
Introduction Postoperative delirium (POD) is seen in approximately 15% of elderly patients and is related to poorer outcomes. In 2017, the Federal Joint Committee (Gemeinsamer Bundesausschuss) introduced a ‘quality contract’ (QC) as a new instrument to improve healthcare in Germany. One of the four areas for improvement of in-patient care is the ‘Prevention of POD in the care of elderly patients’ (QC-POD), as a means to reduce the risk of developing POD and its complications.
The Institute for Quality Assurance and Transparency in Health Care identified gaps in the in-patient care of elderly patients related to the prevention, screening and treatment of POD, as required by consensus-based and evidence-based delirium guidelines. This paper introduces the QC-POD protocol, which aims to implement these guidelines into the clinical routine. There is an urgent need for well-structured, standardised and interdisciplinary pathways that enable the reliable screening and treatment of POD. Along with effective preventive measures, these concepts have a considerable potential to improve the care of elderly patients.
Methods and analysis The QC-POD study is a non-randomised, pre–post, monocentric, prospective trial with an interventional concept following a baseline control period. The QC-POD trial was initiated on 1 April 2020 between Charité-Universitätsmedizin Berlin and the German health insurance company BARMER and will end on 30 June 2023. Inclusion criteria: patients 70 years of age or older that are scheduled for a surgical procedure requiring anaesthesia and insurance with the QC partner (BARMER). Exclusion criteria included patients with a language barrier, moribund patients and those unwilling or unable to provide informed consent. The QC-POD protocol provides perioperative intervention at least two times per day, with delirium screening and non-pharmacological preventive measures.
Ethics and dissemination This protocol was approved by the ethics committee of the Charité-Universitätsmedizin, Berlin, Germany (EA1/054/20). The results will be published in a peer-reviewed scientific journal and presented at national and international conferences.
A brief questionnaire for measuring alarm fatigue in nurses and physicians in intensive care units
(2023)
When exposed to hundreds of medical device alarms per day, intensive care unit (ICU) staff can develop “alarm fatigue” (i.e., desensitisation to alarms). However, no standardised way of quantifying alarm fatigue exists. We aimed to develop a brief questionnaire for measuring alarm fatigue in nurses and physicians. After developing a list of initial items based on a literature review, we conducted 15 cognitive interviews with the target group (13 nurses and two physicians) to ensure that the items are face valid and comprehensible. We then asked 32 experts on alarm fatigue to judge whether the items are suited for measuring alarm fatigue. The resulting 27 items were sent to nurses and physicians from 15 ICUs of a large German hospital. We used exploratory factor analysis to further reduce the number of items and to identify scales. A total of 585 submissions from 707 participants could be analysed (of which 14% were physicians and 64% were nurses). The simple structure of a two-factor model was achieved within three rounds. The final questionnaire (called Charité Alarm Fatigue Questionnaire; CAFQa) consists of nine items along two scales (i.e., the “alarm stress scale” and the “alarm coping scale”). The CAFQa is a brief questionnaire that allows clinical alarm researchers to quantify the alarm fatigue of nurses and physicians. It should not take more than five minutes to administer.
The present study investigates consumers’ acceptance of Se-biofortified apples, as well as Se health and nutrition claims that have been approved by the European Commission. Despite indications that such statements are more likely to be accepted if the carrier product itself has a healthy image, unprocessed fruits biofortified with Se have not been investigated in this context yet. Apples as the most frequently-consumed type of fresh fruit in Germany may offer the potential to improve the Se status of consumers when the produce is enriched with Se. Therefore, an online survey of 356 German adults was conducted to analyze different aspects that could affect the perception of and preference for the proposed product concept by consumers. The findings indicate a moderate acceptance of Se-biofortified apples, as well as of Se health and nutrition claims among the participants. Additional information about beneficial health effects of Se had a significant impact on consumer acceptance. People who regularly eat convenience food and prefer to buy apples at supermarkets were particularly attracted by the product idea. In conclusion, the results of the study indicate good prospects for a successful introduction of Se-rich apples in the German food market, if the produce is advertised with approved health and nutrition claims.
The study aimed to investigate inactivation of naturally occurring microorganisms and quality of red pepper paste treated by high pressure processing (HPP). Central composite rotatable design was employed to determine the impacts of pressure (100–600 MPa) and holding time (30–600 s). HPP at 527 MPa for 517 s reduced aerobic mesophilic bacteria count by 4.5 log CFU/g. Yeasts and molds counts were reduced to 1 log CFU/g at 600 MPa for 315 s. Total phenols, carotenoids and antioxidants activity ranged from 0.28 to 0.33 g GAE/100 g, 96.0–98.4 mg βc/100 g and 8.70–8.95 μmol TE/g, respectively. Increase (2.5–6.7%) in these variables was observed with increasing pressure and holding time. Total color difference (ΔE∗) values (0.2–2.8) were within the ranges of ‘imperceptible’ to ‘noticeable’. Experimental results were fitted satisfactorily into quadratic model with higher R2 values (0.8619–0.9863). Optimization process suggested treatment of red pepper paste at 536 MPa for 125 s for maximum desirability (0.622). Validation experiments confirmed comparable percentage of relative errors. Overall, this technique could be considered as an efficient treatment for the inactivation of microorganisms that naturally occur in red pepper paste with minimal changes in its characteristics.
Red pepper (Capsicum annuum L.) is one of the major spices consumed globally, recognized for its aroma and nutrient properties, and it has a major economic value for high producing countries. However, characterization of its techno-functional properties and in-depth understanding of oxidative stability is needed to produce food of high quality and stability. Thus, this work focused on the chemical, functional, thermal, oxidative stability and rheological properties of red pepper powder and paste. Experiment was designed in a Completely Randomized Design (CRD) fashion. The red pepper powder contained 14.50 g/100 g, 44.00 g/100 g and 7.57 g/100 g of crude fat, crude fiber and ash, respectively. The concentration of total phenols, carotenoids and antioxidants activity of the powder were 1.04 g GAE/100 g, 374 mg βc/100 g and 38.61 μmol TE/g, respectively. Functional properties showed lower bulk density (395.1 kg/m3) and higher tapped density (583.4 kg/m3) indicating the higher compressibility of the powder. In contrast, Hausner ratio (1.48), Carr’s index (32%) and angle of repose (45°) indicated poor flowability of the powder. Particle size distribution also indicated that the volume weighted mean values D[4,3] of the powder and paste were 262.20 and 201.46, respectively. Emulsifying capacity of the powder was 47.5%. Oil and water absorption capacities varied from 1.41 to 1.73 and 0.86 to 2.29 g/g of initial weight, respectively. Higher glass transition temperature was observed for the powder (62.54°C) than the paste (45.64°C). The induction period indicated that red pepper was more stable against oxidation in powder (5.2 h) than in the paste form (3.2 h). Rheological analysis revealed that the paste exhibited shear-thinning behavior. Overall, understanding of the properties of red pepper could contribute to enhance quality.
Den autochthonen Baumarten geht es unter den klimatischen Veränderungen des Klimawandels so- wohl in der freien Landschaft als auch im urbanen Raum zunehmend schlechter (vgl. fIetz & burger 2021; mlV.nrW 2022). Gleichzeitig können in natürlichen Waldökosystemen Anpassungsdynamiken an diese veränderten klimatischen Bedingungen im Rahmen der Laurophyllisierung beobachtet werden, bei dem sich die mitteleuropäischen sommergrünen Laubwälder in teilweise immergrünen Hartlaubwaldgesell- schaften entwickeln (s. frey et al. 2010: 41). Grund hierfür sind die klimatischen Veränderungen bedingt durch den Klimawandel und Gartentrends (s. berger 2008; deHnen-scHmutz et al. 2006). Der Klimawandel scheint daher günstige Bedingungen für wärmebedürftige und frostempfindliche Immergrüne zu bieten, die an die zu erwartenden Klimaten gut angepasst sind (s. WIttIg 2008: 20). Die Immergrünen, durch die der Prozess der Laurophyllisierung maßgeblich beeinflusst wird, haben ihr natürliches Verbreitungsgebiet überwiegend in der subtropischen vollhumiden Klimazone. Das Klimaxstadium dieser Klimate ist ein im- mergrüner Lorbeerwald, der als Zonobiom V zusammengefasst wird (s. brecKle & rafIqPoor 2019).
Auch in deutschen Städten ist eine solche Anpassung der Stadtbäume an sich ändernde klimatische Bedingungen notwendig. Neben dem Klimawandel spielt im urbanen Raum das Stadtklima eine wich- tige Rolle, welches die Standortbedingungen der Pflanzen zusätzlich beeinflusst und die Auswirkungen des Klimawandels verstärkt (s. HennInger & Weber 2020; WeIscHet & endlIcHer 2018; Kuttler 1998). Die vorlie- gende Arbeit soll daher untersuchen, inwiefern sich die Herkünfte der Arten, die am Prozess der Lauro- phyllisierung beteiligt sind, für die Verwendung im städtischen Raum eignen und somit beantworten, inwiefern die Laurophyllisierung eine Chance für die klimaresiliente Gehölzverwendung in der Stadt dar- stellen kann.
Dafür werden die unterschiedlichen Baumstandorte einer Stadt anhand thermischer und hygrischer Verhältnisse zu schematischen Baumstandorttypen zusammengefasst. Während sich durch die ther- mischen Verhältnisse vor allem zentral und dezentral gelegene Baumstandorttypen differenzieren las- sen, trennen die hygrischen Verhältnisse naturnahe Baumstandorttypen von Baumstandorttypen mit eingeschränktem Wurzelraum. Für diese vier Baumstandorttypen wird dann für vier unterschiedliche Städte Deutschlands das zukünftige Mikroklima mithilfe des RCP8.5 in Form eines Klimadiagramms er- mittelt. Durch die differenzierte Auswahl der Untersuchungsgebiete Hamburg, Düsseldorf, München und Berlin können so Aussagen zu regionalen Auswirkungen des Klimawandels getroffen werden. Zudem dienen die Klimadiagramme der unterschiedlichen Baumstandorttypen als Grundlage für den klimati- schen Vergleich mit den Klimaten der Herkünfte der immergrünen Arten des Zonobiom V. Anhand die- ses Vergleiches können Subzonobiome ausfindig gemacht werden, die mehr oder weniger dem Klima der Baumstandorttypen entsprechen. Eines der Subzonobiome, welches eine gute klimatische Referenz darstellt, wird anschließend im Hinblick auf die prägnantesten immergrünen Arten näher betrachtet. Die Auswahl in dieser Arbeit ist auf das sommerregengeprägte Subzonobiom Ost-Asiens gefallen, aus dem insgesamt 20 immergrüne Laubbaumarten, neun Koniferen und eine Palmenart in Form von Steck- briefen näher beschrieben und auf die Eignung für die Verwendung innerhalb der Mirkoklimate der vier Baumstandorttypen eingeschätzt werden.
Iron deficiency is still widespread as a major health problem even in countries with adequate food supply. It mainly affects women but also vegans, vegetarians, and athletes and can lead to various clinical pictures. Biofortification of vitamin C-rich vegetables with iron may be one new approach to face this nutritional challenge. However, so far, little is known about the consumer acceptance of iron-biofortified vegetables, particularly in developed countries. To address this issue, a quantitative survey of 1000 consumers in Germany was conducted. The results showed that depending on the type of vegetable, between 54% and 79% of the respondents were interested in iron-biofortified vegetables. Regression analysis showed a relationship between product acceptance, gender, and area of residence. In addition, relationships were found between consumer preferences for enjoyment, sustainability, and naturalness. Compared to functional food and dietary supplements, 77% of respondents would prefer fresh iron-rich vegetables to improve their iron intake. For a market launch, those iron-rich vegetables appear especially promising, which can additionally be advertised with claims for being rich in vitamin C and cultivated in an environmentally friendly way. Consumers were willing to pay EUR 0.10 to EUR 0.20 more for the iron-biofortified vegetables.
Background:
Etomidate is typically used as an induction agent in cardiac surgery because it has little impact on hemodynamics. It is a known suppressor of adrenocortical function and may increase the risk for post-operative infections, sepsis, and mortality. The aim of this study was to evaluate whether etomidate increases the risk of postoperative sepsis (primary outcome) and infections (secondary outcome) compared to propofol.
Methods:
This was a retrospective before–after trial (IRB EA1/143/20) performed at a tertiary medical center in Berlin, Germany, between 10/2012 and 01/2015. Patients undergoing cardiac surgery were investigated within two observation intervals, during which etomidate and propofol were the sole induction agents.
Results:
One-thousand, four-hundred, and sixty-two patients, and 622 matched pairs, after caliper propensity-score matching, were included in the final analysis. Sepsis rates did not differ in the matched cohort (etomidate: 11.5% vs. propofol: 8.2%, p = 0.052). Patients in the etomidate interval were more likely to develop hospital-acquired pneumonia (etomidate: 18.6% vs. propofol: 14.0%, p = 0.031).
Conclusion:
Our study showed that a single-dose of etomidate is not statistically associated with higher postoperative sepsis rates after cardiac surgery, but is associated with a higher incidence of hospital-acquired pneumonia. However, there is a notable trend towards a higher sepsis rate.
The benzodiazepine, midazolam, is one of the most frequently used sedatives in intensive care medicine, but it has an unfavorable pharmacokinetic profile when continuously applied. As a consequence, patients are frequently prolonged and more deeply sedated than intended. Due to its distinct pharmacological features, including a cytochrome P450-independent metabolization, intravenous lormetazepam might be clinically advantageous compared to midazolam. In this retrospective cohort study, we compared patients who received either intravenous lormetazepam or midazolam with respect to their survival and sedation characteristics. The cohort included 3314 mechanically ventilated, critically ill patients that received one of the two drugs in a tertiary medical center in Germany between 2006 and 2018. A Cox proportional hazards model with mortality as outcome and APACHE II, age, gender, and admission mode as covariates revealed a hazard ratio of 1.75 [95% CI 1.46–2.09; p < 0.001] for in-hospital mortality associated with the use of midazolam. After additionally adjusting for sedation intensity, the HR became 1.04 [95% CI 0.83–1.31; p = 0.97]. Thus, we concluded that excessive sedation occurs more frequently in critically ill patients treated with midazolam than in patients treated with lormetazepam. These findings require further investigation in prospective trials to assess if lormetazepam, due to its ability to maintain light sedation, might be favorable over other benzodiazepines for sedation in the ICU.
Acute post-operative delirium (POD) and long-term post-operative cognitive dysfunction (POCD) are frequent and associated with increased mortality, dependency on care giving and institutionalization rates. The POCD-related cost burden on the German long-term care insurance provides an indication for the savings potential from risk-adapted treatment schemes. Comprehensive estimates have not been assessed or published so far.
A model-based cost-analysis was designed to estimate POCD-related costs in the long-term care insurance. Comprehensive analysis of inpatient operations and procedures (OPS-codes) served as the base for case number calculations, which were then used as input to the actual cost model. POCD-incidence rates were obtained from the BioCog study. Various sensitivity analyses were performed to assess uncertainty of the model results.
Total POCD related annual costs in the German long-term care insurance account for approximately 1.6 billion EUR according to the base case of our analysis. Total annual costs for all POCD cases depend on surgery numbers, incidence rates, other assumptions, and uncertain input parameters.
The financial burden to the long-term care insurance is substantial, even in a conservative scenario of the cost model. Variability of results stems from uncertain assumptions, POCD-incidence rates and from uncertain patient numbers who are undergoing surgery and are therefore at risk to develop POCD.
In der vorliegenden Arbeit wird die Anwendung eines Schlitzplatten-Mikromischers zur Produktion von O/W-Emulsionen in der Lebensmittelindustrie untersucht. Das verwendete System besteht aus dem Modularen MikroReaktions System (MMRS) der Firma Ehrfeld BTS, einer Mahr Mikrozahnradpumpe, einer HNPM Mikrozahnringpumpe, einer Temperiervorrichtung und Kapillaren zur Verbindung der einzelnen Komponenten. Zur Beurteilung des Emulgierergebnisses wird die Tropfengröße der Öltröpfchen mithilfe eines Malvern Mastersizers 2000 bestimmt. Hierzu erfolgt zunächst eine Identifikation der relevanten Prozessparameter. Mithilfe einer ausführlichen Evaluation der Mischgeometrie, der Geschwindigkeit der Fluide und der Ölkonzentration können die Effekte und Wechselwirkungen herausgearbeitet werden. Alle hergestellten Emulsionen weisen eine bimodale Tropfengrößenverteilung auf. Dennoch kann festgestellt werden, dass die Geschwindigkeit, dicht gefolgt von der Konzentration, den größten Einfluss auf das Emulgierergebnis hat. Hierbei kann die Geschwindigkeit analog zum Energieeintrag betrachtet werden. Eine weiterführende Untersuchung der Parameter Temperatur und Energieeintrag zeigt, dass die Temperatur einen starken Einfluss auf das Emulgierergebnis hat. Die Versuchsergebnisse zeigen bei einer Prozesstemperatur von 75 °C eine monomodale Tropfengrößenverteilung mit einem Tropfendurchmesser von d90,3= 6,07 µm und d3,2= 2,28 µm. Die Untersuchung der Energieeinträge erfolgt in beiden Phasen getrennt voneinander. Es ist nicht möglich, eine klare Aussage über diese Einflüsse zu machen. Als Anwendungsbeispiel für die Lebensmittelindustrie wird die Evaluation unterschiedlicher lebensmitteltauglicher Emulgatoren gewählt. Als Emulgatoren dienen enzymatisch modifiziertes Sojalecithin, Milchphospholipide auf einem Träger, Polysorbat 80 und SDS. Die Untersuchung erfolgt bei drei unterschiedlichen Temperaturen und einem konstanten Energieeintrag. Es ergibt sich eine klare Abhängigkeit der Emulgatorwirkung von der Temperatur. Alle lebensmitteltauglichen Emulgatoren weisen im Temperaturbereich von 25 °C bis 65 °C eine bimodale Tropfengrößenverteilung auf. Der Vergleich der Versuchsergebnisse mit herkömmlichen Emulgierverfahren macht deutlich, dass ein großes Potential in der Anwendung eines Schlitzplatten-Mikromischers in der Lebensmittelindustrie liegt. Im Vergleich zur Literatur ergeben sich bei der Anwendung des MMRS bei gleichen Energieeinträgen ähnlich Tropfengrößen wie bei Membranemulgierverfahren.
Chitin is an abundant waste product from shrimp and mushroom industries and as such, an appropriate secondary feedstock for biotechnological processes. However, chitin is a crystalline substrate embedded in complex biological matrices, and, therefore, difficult to utilize, requiring an equally complex chitinolytic machinery. Following a bottom-up approach, we here describe the step-wise development of a mutualistic, non-competitive consortium in which a lysine-auxotrophic Escherichia coli substrate converter cleaves the chitin monomer N-acetylglucosamine (GlcNAc) into glucosamine (GlcN) and acetate, but uses only acetate while leaving GlcN for growth of the lysine-secreting Corynebacterium glutamicum producer strain. We first engineered the substrate converter strain for growth on acetate but not GlcN, and the producer strain for growth on GlcN but not acetate. Growth of the two strains in co-culture in the presence of a mixture of GlcN and acetate was stabilized through lysine cross-feeding. Addition of recombinant chitinase to cleave chitin into GlcNAc2, chitin deacetylase to convert GlcNAc2 into GlcN2 and acetate, and glucosaminidase to cleave GlcN2 into GlcN supported growth of the two strains in co-culture in the presence of colloidal chitin as sole carbon source. Substrate converter strains secreting a chitinase or a β-1,4-glucosaminidase degraded chitin to GlcNAc2 or GlcN2 to GlcN, respectively, but required glucose for growth. In contrast, by cleaving GlcNAc into GlcN and acetate, a chitin deacetylase-expressing substrate converter enabled growth of the producer strain in co-culture with GlcNAc as sole carbon source, providing proof-of-principle for a fully integrated co-culture for the biotechnological utilization of chitin.
Hintergrund
Die Anämie hat eine hohe Prävalenz bei Patienten vor Hüftgelenkrevisionsoperation und ist mit einer erhöhten Komplikationsrate assoziiert. Die vorliegende Arbeit untersucht erstmals den Zusammenhang von Kosten, realen DRG-Erlösen und Falldeckung der präoperativen Anämie bei elektiven Hüftgelenkrevisionsoperationen.
Methoden
Für alle Patienten, die sich von 2010 bis 2017 an 2 Campi der Charité – Universitätsmedizin Berlin einer Hüftgelenkrevisionsoperation unterzogen, wurden Daten zu Patienten sowie Transfusionen, Kosten und Erlösen gesammelt. Subgruppen- und lineare Regressionsanalysen untersuchten die Falldeckung anämischer und nichtanämischer Patienten.
Ergebnisse
Von 1187 eingeschlossenen Patienten waren 354 (29,8 %) präoperativ anämisch. Insgesamt wurden 565 (47,6 %) Patienten, mit einem deutlichen Überwiegen anämischer Patienten (72,6 % vs. 37,0 %, p < 0,001), transfundiert. Kosten (12.318 € [9027;20.044 €] vs. 8948 € [7501;11.339 €], p < 0,001) und Erlöse (11.788 € [8992;16.298 €] vs. 9611 € [8332;10.719 €], p < 0,001) waren für anämische Patienten höher, die Fallkostendeckung defizitär (−1170 € [−4467;1238 €] vs. 591 € [−1441;2103 €] €, p < 0,001). Bei anämischen Patienten nahm die Falldeckung mit zunehmender Transfusionsrate ab (p ≤ 0,001). Komorbiditäten hatten keinen signifikanten ökonomischen Einfluss.
Schlussfolgerung
Die präoperative Anämie und perioperative Transfusionen bei Hüftgelenkrevisionsoperationen sind mit erhöhten Behandlungskosten und einer finanziellen Unterdeckung für Kostenträger im Gesundheitswesen verbunden. Konzepte zur Behandlung der präoperativen Anämie (z. B. Patient Blood Management) könnten mittelfristig Behandlungskosten senken.
Hintergrund
Die Anämie hat eine hohe Prävalenz bei Patienten vor Hüftgelenkrevisionsoperation und ist mit einer erhöhten Komplikationsrate assoziiert. Die vorliegende Arbeit untersucht erstmals den Zusammenhang von Kosten, realen DRG-Erlösen und Falldeckung der präoperativen Anämie bei elektiven Hüftgelenkrevisionsoperationen.
Methoden
Für alle Patienten, die sich von 2010 bis 2017 an 2 Campi der Charité – Universitätsmedizin Berlin einer Hüftgelenkrevisionsoperation unterzogen, wurden Daten zu Patienten sowie Transfusionen, Kosten und Erlösen gesammelt. Subgruppen- und lineare Regressionsanalysen untersuchten die Falldeckung anämischer und nichtanämischer Patienten.
Ergebnisse
Von 1187 eingeschlossenen Patienten waren 354 (29,8 %) präoperativ anämisch. Insgesamt wurden 565 (47,6 %) Patienten, mit einem deutlichen Überwiegen anämischer Patienten (72,6 % vs. 37,0 %, p < 0,001), transfundiert. Kosten (12.318 € [9027;20.044 €] vs. 8948 € [7501;11.339 €], p < 0,001) und Erlöse (11.788 € [8992;16.298 €] vs. 9611 € [8332;10.719 €], p < 0,001) waren für anämische Patienten höher, die Fallkostendeckung defizitär (−1170 € [−4467;1238 €] vs. 591 € [−1441;2103 €] €, p < 0,001). Bei anämischen Patienten nahm die Falldeckung mit zunehmender Transfusionsrate ab (p ≤ 0,001). Komorbiditäten hatten keinen signifikanten ökonomischen Einfluss.
Schlussfolgerung
Die präoperative Anämie und perioperative Transfusionen bei Hüftgelenkrevisionsoperationen sind mit erhöhten Behandlungskosten und einer finanziellen Unterdeckung für Kostenträger im Gesundheitswesen verbunden. Konzepte zur Behandlung der präoperativen Anämie (z. B. Patient Blood Management) könnten mittelfristig Behandlungskosten senken.
Introduction: Patients undergoing revision total hip surgery (RTHS) have a high prevalence of mild and moderate preoperative anemia, associated with adverse outcomes. The aim of this study was to investigate the association of perioperative allogeneic blood transfusions (ABT) and postoperative complications in preoperatively mild compared to moderate anemic patients undergoing RTHS who did not receive a diagnostic anemia workup and treatment before surgery. Methods: We included 1,765 patients between 2007 and 2019 at a university hospital. Patients were categorized according to their severity of anemia using the WHO criteria of mild, moderate, and severe anemia in the first Hb level of the case. Patients were grouped as having received no ABT, 1–2 units of ABT, or more than 2 units of ABT. Need for intraoperative ABT was assessed in accordance with institutional standards. Primary endpoint was the compound incidence of postoperative complications. Secondary outcomes included major/minor complications and length of hospital and ICU stay. Results: Of the 1,765 patients, 31.0% were anemic of any cause before surgery. Transfusion rates were 81% in anemic patients and 41.2% in nonanemic patients. The adjusted risks for compound postoperative complication were significantly higher in patients with moderate anemia (OR 4.88, 95% CI: 1.54–13.15, p = 0.003) but not for patients with mild anemia (OR 1.93, 95% CI: 0.85–3.94, p < 0.090). Perioperative ABT was associated with significantly higher risks for complications in nonanemic patients and showed an increased risk for complications in all anemic patients. In RTHS, perioperative ABT as a treatment for moderate preoperative anemia of any cause was associated with a negative compound effect on postoperative complications, compared to anemia or ABT alone. Discussion: ABT is associated with adverse outcomes of patients with moderate preoperative anemia before RTHS. For this reason, medical treatment of moderate preoperative anemia may be considered.
Background
Beta-blocker (BB) therapy plays a central role in the treatment of cardiovascular diseases. An increasing number of patients with cardiovascular diseases undergoe noncardiac surgery, where opioids are an integral part of the anesthesiological management. There is evidence to suggest that short-term intravenous BB therapy may influence perioperative opioid requirements due to an assumed cross-talk between G-protein coupled beta-adrenergic and opioid receptors. Whether chronic BB therapy could also have an influence on perioperative opioid requirements is unclear.
Methods
A post hoc analysis of prospectively collected data from a multicenter observational (BioCog) study was performed. Inclusion criteria consisted of elderly patients (≥ 65 years) undergoing elective noncardiac surgery as well as total intravenous general anesthesia without the use of regional anesthesia and duration of anesthesia ≥ 60 min. Two groups were defined: patients with and without BB in their regular preopreative medication. The administered opioids were converted to their respective morphine equivalent doses. Multiple regression analysis was performed using the morphine-index to identify independent predictors.
Results
A total of 747 patients were included in the BioCog study in the study center Berlin. 106 patients fulfilled the inclusion criteria. Of these, 37 were on chronic BB. The latter were preoperatively significantly more likely to have arterial hypertension (94.6%), chronic renal failure (27%) and hyperlipoproteinemia (51.4%) compared to patients without BB. Both groups did not differ in terms of cumulative perioperative morphine equivalent dose (230.9 (BB group) vs. 214.8 mg (Non-BB group)). Predictive factors for increased morphine-index were older age, male sex, longer duration of anesthesia and surgery of the trunk. In a model with logarithmised morphine index, only gender (female) and duration of anesthesia remained predictive factors.
Conclusions
Chronic BB therapy was not associated with a reduced perioperative opioid consumption.
Besides yield reduction weeds have positive effects, like enhancing biodiversity or reducing soil erosion. The aim of the work is to enhance biodiversity without yield losses. In growing season 2021/22 a field experiment with winter triticale was conducted to experience the impact of mechanical weed control, sowing date and sowing rate. Especially hoeing had a positive impact on vegetative growth and grain yield while weed growth was inhibited but weed biodiversity stayed equal or increased. A lower seed rate or an earlier sowing date made in general no difference at flowering or harvesting stage.
Die Entwicklung von Virtual Realitiy-Technologien spielt im digitalen Zeitalter des 21. Jahrhundert eine immer bedeutendere Rolle und bietet Potential für zahlreiche Branchen. In der Branche des Garten- und Landschaftsbaus lässt sich dies beispielsweise durch die Einbettung von Baummodellen in interaktive Planungsprozesse ableiten, um Fehler und Missverständnisse im Planungsprozess zu vermeiden. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich in diesem Zuge mit den Möglichkeiten und Potentialen von generierten Echtzeit-Baummodellen auf der Grundlage von terrestrischem Laserscanning.
Aufgrund von fehlenden Erfahrungswerten und Messuntersuchungen wird durch diese Arbeit ein optimiertes Standardverfahren für die Baumaufnahme mittels terrestrischem Laserscanning aufgestellt. Dies geschieht auf der Basis von mehreren Baumaufnahmen und Programmuntersuchungen. Das Standardverfahren beinhaltet alle Bearbeitungsschritte von der Aufnahme bis zum Echtzeit-Visualisierungsmodell. In diesem Zuge werden zu erwartende Einschränkungen durch Windeinflüsse, Dateigrößen und verschiedene Vegetationsperioden genauer untersucht. Durch den Wind entstehende Messrauschfehler lassen sich mittels Filtervorgänge reduzieren, jedoch nicht ganzheitlich entfernen.
Sowohl das terrestrische Laserscanning als auch die 3D-Visualisierung bieten ein breit gefächertes Grundlagenspektrum, mit dem sich vor der Bearbeitung auseinander gesetzt werden muss. Weiterhin spielen Faktoren der menschlichen Wahrnehmung eine wichtige Rolle, um eine zielgerichtete Visualisierung umzusetzen.
Auf der Basis von Probeaufnahmen werden Scaneinstellungsparameter getestet, um Qualitätsmerkmale zu definieren. Weiterhin werden insgesamt 9 auf dem Markt vertretene Weiterverabeitungsprogramme detailliert untersucht und auf Funktionen getestet. In Abhängigkeit von der Baumgröße und Vegetationsperiode ergeben sich unterschiedlich anzuwendende Scaneinstellungen. Aufgrund der besten Ergebniserzielung und geringsten Gesamtzeitaufwendung wird Faro Scene als geeignetes Weiterverarbeitungsprogramm ausgewählt und in das Standardverfahren eingebettet. Da im Zuge einer Vermaschung keine zielführenden Ergebnisse erreicht werden, erfolgt die Darstellung der Baummodelle in Form einer Punktwolkenvisualisierung. Hierzu wird 3ds Max Design mit einem Vray Renderer als geeignetes Programm ausgewählt. Durch den Vergleich mit bestehenden 3D-Gehölzdatenbanken wird die Tauglichkeit der Punktwolkenvisualisierung bekräftigt.
Die aus den Probeaufnahmen gewonnenen Erkenntnisse werden für die Aufnahmen weiterer Baummodelle angewendet. Hierzu wird das entwickelte Standardverfahren mit einem Anwendungsbeispiel von 2 Bäumen gleicher Gattung und Art unterschiedlichen Alters durchgeführt.
Easy and inexpensive methods for measuring ammonia emissions in multi-plot field trials allow the comparison of several treatments with liquid manure application. One approach that might be suitable under these conditions is the dynamic tube method (DTM). Applying the DTM, a mobile chamber system is placed on the soil surface, and the air volume within is exchanged at a constant rate for approx. 90 s. with an automated pump. This procedure is assumed to achieve an equilibrium ammonia concentration within the system. Subsequently, a measurement is performed using an ammonia-sensitive detector tube. Ammonia fluxes are calculated based on an empirical model that also takes into account the background ammonia concentration measured on unfertilized control plots. Between measurements on different plots, the chamber system is flushed with ambient air and cleaned with paper towels to minimize contamination with ammonia. The aim of this study was to determine important prerequisites and boundary conditions for the application of the DTM.
We conducted a laboratory experiment to test if the ammonia concentration remains stable while performing a measurement. Furthermore, we investigated the cleaning procedure and the effect of potential ammonia carryover on cumulated emissions under field conditions following liquid manure application. The laboratory experiment indicated that the premeasurement phase to ensure a constant ammonia concentration is not sufficient. The concentration only stabilized after performing more than 100 pump strokes, with 20 pump strokes (lasting approximately 90 s) being the recommendation.
However, the duration of performing a measurement can vary substantially, and linear conversion accounts for those differences, so a stable concentration is mandatory. Further experiments showed that the cleaning procedure is not sufficient under field conditions. Thirty minutes after performing measurements on high emitting plots, which resulted in an ammonia concentration of approx.
10 ppm in the chamber, we detected a residual concentration of 2 ppm. This contamination may affect measurements on plots with liquid manure application as well as on untreated control plots. In a field experiment with trailing hose application of liquid manure, we subsequently demonstrated that the calculation of cumulative ammonia emissions can vary by a factor of three, depending on the degree of chamber system contamination when measuring control plots. When the ammoni background values were determined by an uncontaminated chamber system that was used to measure only control plots, cumulative ammonia emissions were approximately 9 kg NH3-N ha1.
However, when ammonia background values were determined using the contaminated chamber system that was also used to measure on plots with liquid manure application, the calculation of cumulative ammonia losses indicated approximately 3 kg NH3-N ha1. Based on these results, it can be concluded that a new empirical DTM calibration is needed for multi-plot field experiments with high-emitting treatments.
Zurzeit wird die Digitalisierung in der Baubranche forciert. Im Hochbau ist dabei Building Information Modeling (BIM) als neue Planungsmethode im Vormarsch. In der Landschaftsarchitektur-Branche findet jedoch noch keine systematische Auseinandersetzung mit dieser Thematik statt.
Das Ziel ist daher, fundierte Informationen zu erarbeiten, die das Thema Building Information Modeling aus der Perspektive der deutschen Landschaftsarchitektur beleuchten und eine Basis für eine im Berufsfeld zu führende Diskussion legen. Aufbauend auf einer Bestandsaufnahme zu vorliegenden Entwicklungen, Definitionen, Standards und technologischen Grundlagen werden eine Online-Umfrage sowie Experteninterviews mit BIM-Anwendern und Softwareherstellern durchgeführt. Ein BIM-Test-Projekt dient der Prüfung, inwieweit für die Landschaftsarchitektur typische Planungsschritte mit branchentypischer Software BIMgerecht bearbeitet werden können.
Die hohe Rücklaufquote der Online-Umfrage, 266 Rückläufer bei 707 kontaktierten Landschaftsarchitekturbüros, bestätigt die Brisanz des Themas. Ca. 80 % der befragten Büros haben noch nie von der Methode gehört oder sich noch nicht damit auseinander gesetzt. Weniger als 4 % sind BIM-Anwender oder planen den Umstieg. Die Auswertung gibt Hinweise auf BIM-hemmende Faktoren, u. a. die vorherrschende 2D-Planung und kleinteilige Bürostruktur, sowie positive und negative Erwartungen der Landschaftsarchitekten an eine BIM-Umstellung.
Sowohl aus den Experteninterviews als auch aus der Bearbeitung des Testprojektes ergibt sich, dass erste Softwarelösungen BIM-Prozesse in der Außenanlagenplanung unterstützen. Jedoch fehlen landschaftsarchitektonische Bauteile sowie die Standards, diese in der verbreitet angewandten IFC-Schnittstelle adäquat zu definieren. Insbesondere in der Definition dieser IFC-Klassen und Objekte mit zugehörigen Genauigkeitsstufen in Geometrie und Informationsgehalt ('Levels of Detail' - LOD und 'Levels of Information' - LOI) wird dringender Forschungs- und Entwicklungsbedarf gesehen. Hilfreich wäre eine branchenspezifische BIMArbeitsgruppe. Die Auseinandersetzung mit BIM könnte zur Optimierung der Arbeitsprozesse, Softwarelösungen und Austauschformate beitragen. So wäre eine Angliederung an BIM-Prozesse auch in der Landschaftsarchitektur möglich.
Quantitative Umweltbewertungen sind von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht, effektiv auf nachhaltige Produktions- und Verbrauchsmuster hinzuarbeiten. In den letzten Jahrzehnten haben sich Lebenszyklusanalysen (LCA) als praktikables Mittel zur Messung der Umweltauswirkungen von Produkten entlang der Lieferkette etabliert. In Bezug auf Nutzer- und Konsummuster wurden jedoch methodische Schwächen festgestellt, und es wurden mehrere Versuche unternommen, Ökobilanzen entsprechend zu verbessern, beispielsweise durch Einbeziehung von Effekten höherer Ordnung und verhaltenswissenschaftlicher Unterstützung. In einer Diskussion solcher Ansätze zeigen wir, dass den Konzepten des Verbrauchs keine explizite Aufmerksamkeit geschenkt wurde, was häufig zu produktzentrierten Bewertungen führt. Wir führen Theorien sozialer Praktiken ein, um Konsummuster für LCA zugänglich zu machen. Soziale Praktiken sind routinierte Handlungen, die aus miteinander verbundenen Elementen (Materialien, Kompetenzen und Bedeutungen) bestehen, die sie als eine Einheit denkbar machen (z. B. Kochen). Da die meisten sozialen Praktiken eine Art von Verbrauch (Material, Energie, Luft) beinhalten, konnten wir einen Rahmen entwickeln, der soziale Praktiken mit der Ökobilanz verbindet. Der vorgeschlagene Rahmen bietet eine neue Perspektive für quantitative Umweltbewertungen, indem er den Schwerpunkt von Produkten oder Nutzern auf soziale Praktiken verlagert. Dementsprechend sehen wir die Chance darin, die reduktionistische Sichtweise zu überwinden, dass Menschen nur Nutzer von Produkten sind, und sie stattdessen als Praktiker in sozialen Praktiken zu sehen. Dieser Wandel könnte neue Methoden der interdisziplinären Konsumforschung ermöglichen, die beabsichtigte Sozialwissenschaften und wirkungsorientierte Bewertungen einbeziehen. Allerdings bedarf der Rahmen einer weiteren Überarbeitung und vor allem einer empirischen Validierung.
Die Autoren präsentieren einen innovativen Ansatz für Circular Economy (CE)-Strategien mit hohem Umweltpotenzial. Dieser Ansatz betont Verweigerung, Umdenken und Reduzieren, indem die Perspektive vom Verbraucher auf soziale Praktiken verschoben wird. Dabei wird Suffizienz als Schlüsselkonzept eingeführt, das entscheidend ist, um Umweltbelastungen durch CE zu reduzieren und die Transformation des Produktions- und Konsumsystems zu fördern. Die Autoren betonen, dass nachhaltige Kreislaufwirtschaft ohne Suffizienz nicht möglich ist.
Die Studie berichtet über einen Fall, in dem die Über-Verfügbarkeit durch das Konzept der Genügsamkeit ersetzt wurde. Die Autoren beobachten, wie Suffizienz in die Lebensstile der Teilnehmer integriert wird, insbesondere durch einen Farmboxing-Ansatz. Obwohl die Verallgemeinerung des Falls begrenzt ist, zeigt die Studie das Potenzial niedrigschwelliger Einführungen von Suffizienz, wie beispielsweise öffentlicher Raum für gärtnerische Aktivitäten.
Die Autoren betonen jedoch die Notwendigkeit weiterer empirischer Arbeit, um die Bedeutung von Suffizienz in verschiedenen sozialen Praktiken zu verstehen. Sie schlagen vor, dass der Zeitpunkt für solche Forschungen günstig ist, angesichts aktueller globaler Entwicklungen und der steigenden Nachfrage nach Strategien zur Ressourcenverringerung.
Die Studie identifiziert Herausforderungen, darunter unklare Faktoren, die nicht berücksichtigt wurden, wie die Rolle des sozialen Umfelds und die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Lebensbereiche. Die Autoren planen bereits eine Folgestudie mit quantitativen und qualitativen Analysen sowie Lebenszyklusanalysen.
Abschließend schlagen die Autoren vor, klare Definitionen für Wiederverwendung, Umdenken und Reduzierung zu entwickeln, basierend auf empirischen Daten und Beispielen sozialer Praktiken. Sie fordern auch dazu auf, Theorien sozialer Praktiken auf andere CE-Strategien anzuwenden, da soziale Praktiken nicht auf privaten Konsum beschränkt sind.
Der Konsumbereich „Ernährung“ verantwortet in Deutschland rund 15 % der Treibhausgasemissionen (THG). Aufgrund der hohen Nachfrage hat die Außer-Haus-Verpflegung eine starke Hebelwirkung, um eine klimaeffiziente Ernährung voranzutreiben – so auch Schulküchen. Aktuell sind der Verpflegung jedes Schulkindes, welches ganzjährig an der Mittagsverpflegung teilnimmt, pro Jahr etwa 264 kg THG-Emissionen zuzuschreiben.
Im Projekt KEEKS „Klima- und energieeffiziente Küche in Schulen” wurden deshalb in 22 Schulküchen von Ganztagsschulen mit täglich insgesamt 5 000 Mittagessen der Status Quo ermittelt. Dies geschah mittels Energiemessungen, Analyse von Ausstattung, Technik und Prozessen der Küchen sowie leitfadengestützten Interviews mit den Küchenleitungen. Treibhausgasemissionen von Menüs und Küchenprozessen wurden bilanziert, Einsparpotenziale identifiziert sowie Handlungsempfehlungen entwickelt und erprobt. Die effektivsten Maßnahmen – die Reduktion und Substitution von Fleisch und Fleischprodukten sowie der Aufbau eines effizienten Abfallmanagements – sparen rund 10 % des Treibhausgasausstoßes einer Schulküche ein. Die erarbeiteten Handlungsempfehlungen können Küchenpersonal dabei unterstützen, eine klimafreundliche, kindgerechte, gesunde und bezahlbare Schulküche zu gestalten.
Dieser Artikel befasst sich mit dem bundesweiten Niveau der Treibhausgas (THG)-Emissionen und des Ressourcenverbrauchs in der deutschen Gemeinschaftsverpflegung im Segment "Business" und deren Einsparpotenziale durch verschiedene Szenarien der ungestützten und gestützten Rezeptüberarbeitung. Unter "ungestützt" verstehen wir in dieser Arbeit die intuitive Optimierung von Rezepten durch die Mitarbeiter von Betrieben der Gemeinschaftsverpflegung. Die "unterstützten" Ansätze mussten dagegen bestimmte Zielvorgaben erfüllen, zum Beispiel der Deutschen Gesellschaft für Ernährung; engl. Deutschen Gesellschaft für Ernährung oder das nachhaltige Niveau. Konkret Konkret wird getestet, wie sich (A) eine ungestützte Rezeptüberarbeitung, (B) eine Rezeptüberarbeitung auf Basis von Ernährungsempfehlungen und (C) eine Rezeptüberarbeitung mit wissenschaftlicher Begleitung die Umweltauswirkungen eines Gerichtes beeinflussen. Als methodischer Rahmen diente eine Online-Befragung von Unternehmen der Gemeinschaftsverpflegung sowie eine Szenarioanalyse auf Menüebene und auf nationaler Ebene durchgeführt. Die Ergebnisse basieren zum einen auf empirischen Daten und zum anderen auf Hochrechnungen. Die Ergebnisse zeigen, dass die die bundesweite Umsetzung der Rezepturüberarbeitung nach wissenschaftlichen Vorgaben - wie konkrete Zielvorgaben für die THG Emissionen pro Portion - bis zu 44% des Ressourcenverbrauchs in der deutschen Betriebsgastronomie einsparen kann (das entspricht 3,4 Millionen Tonnen Ressourcen pro Jahr) und bis zu 40 % der THG-Emissionen (0,6 Millionen Tonnen THG-Emissionen pro Jahr) einsparen.
Transition road maps – an investigative approach to map the daily life consumption of individuals
(2014)
The present paper aims at investigating an innovative approach to guide consumers’ daily life choices in Germany towards a more sustainable way of acting. This should be achieved by introducing a new concept: transition road maps. Transition road maps bear the capability of illustrating courses of consumption behaviour without being prohibitive. These schemes foster self-determined behaviour and encourage the consumer to rethink and restructure his or her habits of consumption, with a focus on sustainability. The innovative thought is, not to simply stick to the usual triad of spheres of activity, consisting of nutrition, mobility and housing. Instead further aspects of consumers’ daily routines are considered, such as leisure activities, time usage or financial activities. Moreover the transition road maps are based on a new ideology of combining and connecting the qualitative algorithm of time use, financial spending and resource impact of social practices in the area of private consumption. In the long-term, the transition road maps could e.g. be used in sustainability communication or consumer counselling.
Jede Ernährung hat Auswirkungen auf den Gesundheitszustand des Einzelnen, auf die Umwelt und auf soziale Belange. Eine wachsende Zahl von Mahlzeiten wird in der Außer-Haus-Verpflegung eingenommen, in der eine systematische Nachhaltigkeitsbewertung nicht zur gängigen Praxis gehört. Um diese Lücke zu schließen, wurde im Rahmen des NAHGAST-Projekts ein Instrument entwickelt. Nach mehr als einem Jahr des Einsatzes des NAHGAST-Online-Tools soll nun überprüft werden, welche positiven Umwelteinflüsse durch den Einsatz des Instruments realisiert werden können. Aus diesem Grund befasst sich dieser Artikel mit der Frage, ob ein Online-Tool Akteure aus dem Bereich des Außer-Haus-Verzehrs in die Lage versetzen kann, ihre Mahlzeiten im Hinblick auf Aspekte einer nachhaltigen Ernährung zu überarbeiten. Darüber hinaus wird die Frage beantwortet, wie sich konkrete Rezeptüberarbeitungen der beliebtesten Mittagsgerichte auf den materiellen Fußabdruck sowie auf den Carbon Footprint auswirken.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Online-Tool individuelle Nachhaltigkeitspfade für Akteure im und ermöglicht eine eigenständige Rezeptüberarbeitung für bereits bestehende Gerichte. Mahlzeiten. Die Ergebnisse zeigen, dass bereits geringfügige Änderungen in den Rezepten zu Einsparungen von bis zu einem Drittel führen können beim CO2-Fußabdruck sowie beim Materialfußabdruck führen können. Bezogen auf den Außer-Haus-Verzehr Außer-Haus-Verzehr ergibt sich daraus das Potenzial für erhebliche Multiplikationseffekte, die den Weg für die Verbreitung von nachhaltiger Ernährung ebnen.
Quantitative Umweltbewertungen sind von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht, effektiv auf nachhaltige Produktions- und Verbrauchsmuster hinzuarbeiten. In den letzten Jahrzehnten haben sich Lebenszyklusanalysen (LCA) als praktikables Mittel zur Messung der Umweltauswirkungen von Produkten entlang der Lieferkette etabliert. In Bezug auf Nutzer- und Konsummuster wurden jedoch methodische Schwächen festgestellt, und es wurden mehrere Versuche unternommen, Ökobilanzen entsprechend zu verbessern, beispielsweise durch Einbeziehung von Effekten höherer Ordnung und verhaltenswissenschaftlicher Unterstützung. In einer Diskussion solcher Ansätze zeigen wir, dass den Konzepten des Verbrauchs keine explizite Aufmerksamkeit geschenkt wurde, was häufig zu produktzentrierten Bewertungen führt. Wir führen Theorien sozialer Praktiken ein, um Konsummuster für LCA zugänglich zu machen. Soziale Praktiken sind routinierte Handlungen, die aus miteinander verbundenen Elementen (Materialien, Kompetenzen und Bedeutungen) bestehen, die sie als eine Einheit denkbar machen (z. B. Kochen). Da die meisten sozialen Praktiken eine Art von Verbrauch (Material, Energie, Luft) beinhalten, konnten wir einen Rahmen entwickeln, der soziale Praktiken mit der Ökobilanz verbindet. Der vorgeschlagene Rahmen bietet eine neue Perspektive für quantitative Umweltbewertungen, indem er den Schwerpunkt von Produkten oder Nutzern auf soziale Praktiken verlagert. Dementsprechend sehen wir die Chance darin, die reduktionistische Sichtweise zu überwinden, dass Menschen nur Nutzer von Produkten sind, und sie stattdessen als Praktiker in sozialen Praktiken zu sehen. Dieser Wandel könnte neue Methoden der interdisziplinären Konsumforschung ermöglichen, die beabsichtigte Sozialwissenschaften und wirkungsorientierte Bewertungen einbeziehen. Allerdings bedarf der Rahmen einer weiteren Überarbeitung und vor allem einer empirischen Validierung.
Integration of nutritional and sustainable aspects is a complex task tackled by a few scientific concepts. They include multiple dimensions and functions of food systems trying to provide solutions for harmonic co-evolution of humanity and planet Earth. “Nutritional Sustainability” is differentiated from other concepts which combine nutrition and sustainability as it not only sets environmental sustaining capacity as a baseline level for balanced nutrition, but also aims for the search of food system driving nodes. It does not aim for the support of solutions of producing enough or more food for increasing population (sustainable nutrition), neither does it contradict other similar concepts [sustainable nutrition security, nutritional life cycle assessment (LCA)]. However, it calls for more definite estimation of the carrying capacity of the environment on personal, local, and national levels for the development of more efficient solutions of nutrition balanced in the limits of environmental carrying capacity. The review is providing a few examples of advances in nutritional science (personalized nutrition, nutrigenetics), food technology (personalized food processing, food ecodesign), and food complex systems (artificial intelligence and gut microbiome), which have a great potential to progress sustainable food systems with Nutritional Sustainability set as a guiding concept.
Intensive care units (ICU) are often overflooded with alarms from monitoring devices which constitutes a hazard to both staff and patients. To date, the suggested solutions to excessive monitoring alarms have remained on a research level. We aimed to identify patient characteristics that affect the ICU alarm rate with the goal of proposing a straightforward solution that can easily be implemented in ICUs. Alarm logs from eight adult ICUs of a tertiary care university-hospital in Berlin, Germany were retrospectively collected between September 2019 and March 2021. Adult patients admitted to the ICU with at least 24 h of continuous alarm logs were included in the study. The sum of alarms per patient per day was calculated. The median was 119. A total of 26,890 observations from 3205 patients were included. 23 variables were extracted from patients' electronic health records (EHR) and a multivariable logistic regression was performed to evaluate the association of patient characteristics and alarm rates. Invasive blood pressure monitoring (adjusted odds ratio (aOR) 4.68, 95%CI 4.15–5.29, p < 0.001), invasive mechanical ventilation (aOR 1.24, 95%CI 1.16–1.32, p < 0.001), heart failure (aOR 1.26, 95%CI 1.19–1.35, p < 0.001), chronic renal failure (aOR 1.18, 95%CI 1.10–1.27, p < 0.001), hypertension (aOR 1.19, 95%CI 1.13–1.26, p < 0.001), high RASS (aOR 1.22, 95%CI 1.18–1.25, p < 0.001) and scheduled surgical admission (aOR 1.22, 95%CI 1.13–1.32, p < 0.001) were significantly associated with a high alarm rate. Our study suggests that patient-specific alarm management should be integrated in the clinical routine of ICUs. To reduce the overall alarm load, particular attention regarding alarm management should be paid to patients with invasive blood pressure monitoring, invasive mechanical ventilation, heart failure, chronic renal failure, hypertension, high RASS or scheduled surgical admission since they are more likely to have a high contribution to noise pollution, alarm fatigue and hence compromised patient safety in ICUs.
Background
To detect changes in biological processes, samples are often studied at several time points. We examined expression data measured at different developmental stages, or more broadly, historical data. Hence, the main assumption of our proposed methodology was the independence between the examined samples over time. In addition, however, the examinations were clustered at each time point by measuring littermates from relatively few mother mice at each developmental stage. As each examination was lethal, we had an independent data structure over the entire history, but a dependent data structure at a particular time point. Over the course of these historical data, we wanted to identify abrupt changes in the parameter of interest - change points.
Results
In this study, we demonstrated the application of generalized hypothesis testing using a linear mixed effects model as a possible method to detect change points. The coefficients from the linear mixed model were used in multiple contrast tests and the effect estimates were visualized with their respective simultaneous confidence intervals. The latter were used to determine the change point(s). In small simulation studies, we modelled different courses with abrupt changes and compared the influence of different contrast matrices. We found two contrasts, both capable of answering different research questions in change point detection: The Sequen contrast to detect individual change points and the McDermott contrast to find change points due to overall progression. We provide the R code for direct use with provided examples. The applicability of those tests for real experimental data was shown with in-vivo data from a preclinical study.
Conclusion
Simultaneous confidence intervals estimated by multiple contrast tests using the model fit from a linear mixed model were capable to determine change points in clustered expression data. The confidence intervals directly delivered interpretable effect estimates representing the strength of the potential change point. Hence, scientists can define biologically relevant threshold of effect strength depending on their research question. We found two rarely used contrasts best fitted for detection of a possible change point: the Sequen and McDermott contrasts.
The kiwifruit processing industry is focused on product yield maximization and keeping energy costs and waste effluents to a minimum while maintaining high product quality. In our study, pulsed electric field (PEF) pretreatment enhanced kiwifruit processing to facilitate peelability and specific peeling process and enhanced valorization of kiwifruit waste. PEF optimization was applied to obtain the best treatment parameters. A 32 factorial design of response surface methodology was applied to find the effect of time elapsed after PEF treatment and the PEF-specific energy input on specific peeling force and kiwifruit firmness as response criteria. Under the optimized condition, the specific peeling force decreased by 100, and peelability increased by 2 times. The phenolic content and antioxidant capacity of PEF-treated kiwifruit bagasse were 5.1% and 260% richer than the control sample. Overall, the optimized PEF pretreatments incorporated into kiwifruit processing led to decreased energy demand and increased productivity.
Inhalt dieser Arbeit ist die Entwicklung und Durchführung eines BIM-Workflows für die Erfassung, Aufbereitung und Weiterbearbeitung von Gelände-Bestandsdaten in der Landschaftsarchitektur. Der entwickelte Workflow basiert auf der Analyse vorliegender BIM-Richtlinien und Leitfäden aus dem Bereich der Infrastrukturplanung. Es wird herausgestellt, welche Anforderungen an Bestandsdaten in BIM gestellt werden. Diese können auf Grund überschneidender Inhalte auf die Fachdisziplin der Freiraumplanung übertragen werden. Der Workflow integriert auf der einen Seite 3D-Bestandsdaten der Vermessungsämter, auf der anderen Seite Vermesserdaten aus der Ingenieurvermessung. Die Daten werden für die Weiterverwendung in BIM-Softwares aufbereitet und an diese übergeben. Auf Grundlage eines Projektbeispiels wird in fünf verschiedenen BIM-Programmen die Erstellung eines Digitalen Geländemodells anhand derselben Punktedatei durchgeführt und dokumentiert. Die erstellten Geländemodelle werden in dasselbe Datenformat exportiert und hinsichtlich ihrer Übereinstimmung und Genauigkeit mittels ausgewählter Vergleichsmethoden geprüft. Abschließend werden einige Werkzeuge des Plug-ins ‚Environment‘ für die Modellierung und Weiterbearbeitung von Geländemodellen in Autodesk Revit getestet und bewertet. Die praktische Umsetzung des entwickelten Workflows wird detailliert im Anhang aufgezeigt.
Stainless steel made to rust: a robust water-splitting catalyst with benchmark characteristics
(2015)
The oxygen evolution reaction (OER) is known as the efficiency-limiting step for the electrochemical cleavage of water mainly due to the large overpotentials commonly used materials on the anode side cause. Since Ni–Fe oxides reduce overpotentials occurring in the OER dramatically they are regarded as anode materials of choice for the electrocatalytically driven water-splitting reaction. We herewith show that a straightforward surface modification carried out with AISI 304, a general purpose austenitic stainless steel, very likely, based upon a dissolution mechanism, to result in the formation of an ultra-thin layer consisting of Ni, Fe oxide with a purity >99%. The Ni enriched thin layer firmly attached to the steel substrate is responsible for the unusual highly efficient anodic conversion of water into oxygen as demonstrated by the low overpotential of 212 mV at 12 mA cm−2 current density in 1 M KOH, 269.2 mV at 10 mA cm−2 current density in 0.1 M KOH respectively. The Ni, Fe-oxide layer formed on the steel creates a stable outer sphere, and the surface oxidized steel samples proved to be inert against longer operating times (>150 ks) in alkaline medium. In addition Faradaic efficiency measurements performed through chronopotentiometry revealed a charge to oxygen conversion close to 100%, thus underpinning the conclusion that no “inner oxidation” based on further oxidation of the metal matrix below the oxide layer occurs. These key figures achieved with an almost unrivalled-inexpensive and unrivalled-accessible material, are among the best ever presented activity characteristics for the anodic water-splitting reaction at pH 13.
Die Verschwendung von Lebensmitteln im Haushalt wird durch eine komplexe Reihe von routinemäßigen Verhaltensweisen bestimmt, und eine Unterbrechung dieser Routinen könnte zu einer Verringerung dieser enormen Menge an Lebensmittelabfällen führen. In der vorliegenden Studie wird eine solche Unterbrechung der Haushaltsroutinen untersucht: die Essensbox.
Das Potenzial von Essensboxen zur Verringerung verschiedener Arten von Lebensmittelabfällen in Haushalten wird zum ersten Mal in verschiedenen Ländern untersucht. Nachdem wir einen Rahmen für den Vergleich der Auswirkungen verschiedener Mahlzeitentypen auf die Lebensmittelverschwendung geschaffen haben, untersuchen wir anschließend die Auswirkungen einer abonnementbasierten Lebensmittelversorgung (d. h. Mahlzeitendosen) auf die gesamte Lebensmittelverschwendung sowie auf die verschiedenen Arten der Lebensmittelverschwendung: Zubereitung, Kochen und Tellerabfälle. Unser Datensatz enthält 8747 Beobachtungen von Mahlzeiten aus 955 Haushalten in sechs Ländern. Die Ergebnisse eines Bayes'schen Mehrebenen-Hurdle-Lognormal-Modells mit zufälligem Intercept zeigen, dass Essensboxen im Vergleich zu traditionell gekochten Mahlzeiten insgesamt zu einer Verringerung der gesamten Essensabfälle führen (38 % weniger). Mahlzeitendosen verringern vor allem das Auftreten und die Menge der verschwendeten Pfannen- und Topfgerichte (d. h. Kochabfälle) sowie die Menge der Mahlzeitenzubereitungsabfälle, führen jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Mahlzeiten zu einem höheren Aufkommen von Zubereitungs- und Tellerabfällen. Dies zeigt, wie sich die Unterschiede zwischen den einzelnen Mahlzeiten auf die Lebensmittelabfälle in den Haushalten auswirken, ein Aspekt, der bisher in der Forschung wenig Beachtung gefunden hat. Während sich die meisten früheren Untersuchungen auf die gesamte Lebensmittelverschwendung in Haushalten konzentrierten, zeigt unsere Studie, dass die Unterscheidung zwischen verschiedenen Arten von Lebensmittelabfällen in Haushalten wichtige neue Erkenntnisse liefern kann.
Taking the transdisciplinary research study “Green fingers for a climate resilient city”, funded by the German Ministry of education and research (BMBF), as an example, this paper follows the hypothesis that processes of landscape planning and designing multifunctional green spaces and processes of co-creation need to be combined to stimulate climate resilient city transformation. The findings are that efforts to combine these processes benefit from making complex climate-resilient city planning accessible for people of different professional backgrounds. The paper showcases how storytelling (Schmidt 2019), mapping (Langner 2009) and guided walks (Schultz 2019) are means to mutually engage with, perceive and understand multifunctional green spaces, inspire ownership, and build capacity for the city’s climate-resilient transformation.
The contribution follows the hypothesis that the concept of transformative resilience can be a driver in transdisciplinary processes bringing together landscape planning and landscape design. Combining processes of generating, structuring and spatializing knowledge on landscape functions and designing visions for sustainable landscapes on different scales benefits from the creative use of mappings.
Da urbane Räume besonders von den Folgen des Klimawandels wie Hitzewellen und Starkregen betroffen sind, gibt es vielerorts einen steigenden Bedarf an grüner Infrastruktur bei gleichzeitiger Verringerung des Anteils an Grünflächen durch Bebauung. Extensive Dachbegrünungen können bei fachgerechter Ausführung einen Beitrag zur Verbesserung des Stadtklimas leisten. Werden Dächer mit gebietseigenen Wildpflanzenarten begrünt, so können sie auch zur Förderung regionaltypischer Pflanzen- und Tierarten beitragen. Diese Art der Dachbegrünung ist bislang jedoch wenig erprobt. Dieser auf Ergebnissen des EFRE-Projekts RooBi (Roofs for Biodiversity) basierende Leitfaden für extensive Dachbegrünungen mit gebietseigenen Wildpflanzen soll Impulse für die Realisierung und weitere Erprobung dieser Form der Dachbegrünung geben. Vegetationstechnische Anforderungen, die Auswahl geeigneter Wildpflanzen für Dächer in Nordwestdeutschland und deren Pflege auf dem Dach werden beschrieben ebenso wie Hinweise zu Fördermöglichkeiten. Anhand von Praxisbeispielen wird aufgezeigt, mit welchen Methoden und Materialien sich extensive Dachbegrünungen mit Pflanzenarten nordwestdeutscher Sandmagerrasen umsetzen lassen und wie sich die Vegetation in den ersten Jahren entwickelt.
Der Leitfaden richtet sich an Menschen aus Wissenschaft und Praxis der Stadt- und Landschaftsplanung sowie des Garten- und Landschaftsbaus und des Naturschutzes.
In urban areas, open space including brownfields often became rare due to increasing urbanisation. Urban brownfields can be important for biodiversity, but especially brownfields in early successional stages seem to be refused by urban residents due to their sparse vegetation and less aesthetic appearance. The aim of this study was to revegetate a young demolition site in the city core of Osnabrück, Germany and thereby to support native plant diversity and aesthetic values. We developed two seed mixtures of native plant species and tested them in a large-scale field experiment over two growing seasons.
Both seed mixtures developed towards structurally diverse and flower-rich vegetation. Establishment rates of sown species were consistently larger than 75%. Revegetation of the predominantly bare anthropogenically transformed soil by introduced species occurred fast. Vascular plant cover and vegetation height were higher on sown plots than in controls, but did not differ between the seed mixtures. Seeding did not increase plant species richness and did not reduce the establishment of a potentially invasive non-native plant species. The cover of Red-List species from the spontaneous vegetation was significantly higher in control plots. Our results indicate that not all aims can be reached on one restoration site. It has to be discussed if it is better to invest a restoration budget for measures aiming to increase acceptance of endangered pioneer plant species from the spontaneous vegetation or to introduce more attractive and more competitive species of later successional stages.
Die Analyse der kommunalen Planungspraxis zur Auswahl und Bewertung von Siedlungsflächen in der Flächennutzungsplanung zeigt auf, welchen Einfluss Forschungsergebnisse auf die aktuelle Planungspraxis haben. Aufbauend auf einer Analyse des Forschungsstandes und der rechtlichen Rahmenbedingungen wird die Bewertung von Siedlungsflächen in 29 verschiedenen Flächennutzungsplänen untersucht. Als Ergebnis wurde ermittelt, dass in der Planungspraxis die Anzahl der Bewertungskriterien und die Komplexität der Bewertung in den letzten Jahren stark zugenommen hat. Außerdem kann gezeigt werden, dass und wie stark sich die Planungsmethodik und die verwendeten Kriterien zur Auswahl und Bewertung von Siedlungsflächen zwischen den einzelnen Gemeinden unterscheiden. Trotz umfangreicher anwendungsorientierter Forschung seit den 1990er Jahren zur Bewertung und Auswahl von Siedlungsflächen lassen sich jedoch nur indirekte Einflüsse der Forschungsergebnisse auf die Planungspraxis identifizieren. Teilweise wurde allerdings festgestellt, dass auch von den Gemeinden selbst neue Kriterien und Vorgehensweisen entwickelt werden.
1. Flower strips are a fundamental part of agri-environment schemes (AESs) introduced by the European Union to counteract the loss of biodiversity and related ecosystem services in agricultural landscapes. Although vegetation composition of the strips is essential for most fauna groups, comprehensive studies analysing vegetation development and influencing factors are rare.
2. From 2017 to 2019, we investigated the vegetation composition of 40 perennial wildflower strips (WFSs) implemented in 2015 or 2016, and 20 cereal fields without WFS across Saxony-Anhalt, Germany. We analysed environmental factors on plot (cover of grasses, shading, soil fertility) and four landscape-scale levels (habitat diversity, proportion of WFS and open habitats). The provision of nectar and pollen resources was estimated by the newly developed Pollinator Feeding Index (PFI). All strips had been implemented by farmers as AES with species- rich seed mixtures comprising 30 native forbs.
3. In all study years, forb species richness, cover and related nectar and pollen supply were much higher on WFSs than on controls, confirming the effectiveness of this AES. Although sown native forbs contributed the most to the high PFI values, spontaneously established forbs expanded the total range of species considerably, especially in winter and spring. While sown forb communities remained similar over time, spontaneous forbs showed a higher species turnover. Altogether, shading and grass cover had the greatest negative effect on the performance of the sown forbs. Landscape variables had only minor effects and were inconsistent in their importance across scale levels and years.
4. Synthesis and applications. Successfully established perennial wildflower strips (WFSs) sown with species-rich native seed mixtures provided a forb-rich and diverse vegetation throughout the AES funding period of 5 years. By supplying feeding resources for pollinators under various landscape situations, WFSs have significant potential to promote farmland biodiversity and related ecosyste services. We recommend the mandatory use of species-rich wildflower mixtures for perennial flower strips and to avoid their creation in heavily shaded field edges. Advisory services for farmers are necessary to prevent failures in WFS implementation and management and to improve their ecological effectiveness.
Background:
Cardiac surgery patients represent a high-risk cohort in intensive care units (ICUs). Central venous pressure (CVP) measurement seems to remain an integral part in hemodynamic monitoring, especially in cardio-surgical ICUs. However, its value as a prognostic marker for organ failure is still unclear. Therefore, we analyzed postoperative CVP values after adult cardiac surgery in a large cohort with regard to its prognostic value for morbidity and mortality.
Methods:
All adult patients admitted to our ICUs between 2006 and 2019 after cardiac surgery were eligible for inclusion in the study (n = 11,198). We calculated the median initial CVP (miCVP) after admission to the ICU, which returned valid values for 9802 patients. An ROC curve analysis for optimal cut-off miCVP to predict ICU mortality was conducted with consecutive patient allocation into a (a) low miCVP (LCVP) group (≤11 mmHg) and (b) high miCVP (HCVP) group (>11 mmHg). We analyzed the impact of high miCVP on morbidity and mortality by propensity score matching (PSM) and logistic regression.
Results:
ICU mortality was increased in HCVP patients. In addition, patients in the HCVP group required longer mechanical ventilation, had a higher incidence of acute kidney injury, were more frequently treated with renal replacement therapy, and showed a higher risk for postoperative liver dysfunction, parametrized by a postoperative rise of ≥ 10 in MELD Score. Multiple regression analysis confirmed HCVP has an effect on postoperative ICU-mortality and intrahospital mortality, which seems to be independent.
Conclusions:
A high initial CVP in the early postoperative ICU course after cardiac surgery is associated with worse patient outcome. Whether or not CVP, as a readily and constantly available hemodynamic parameter, should promote clinical efforts regarding diagnostics and/or treatment, warrants further investigations.
ZUKUNFTSBÄUME FÜR MÜNSTER – ERARBEITUNG EINES BAUMENTWICKLUNGSKONZEPTES MIT STANDORTSPEZIFISCHEN ARTENEMPFEHLUNGEN UNTER ZUKÜNFTIGEN KLIMABEDINGUNGEN UNTER BERÜCKSICHTIGUNG DES KLIMAHÜLLENKONZEPTES
Durch den voranschreitenden Klimawandel werden die ohnehin ungünstigen Standortbedingungen von Bäumen im urbanen Raum zunehmend schwieriger. Gleichzeitig steigt die Bedeutung von Stadtbäumen, denn im Rahmen der Klimaanpassung haben ihre Ökosystemleistungen einen besonders hohen Stellenwert. Viele der gängigen Arten leiden allerdings stark unter den bereits spürbaren Auswirkungen des Klimawandels – auch im klimatisch vergleichsweise milden Münster. In der vorliegenden Arbeit wird eine vereinfachte Typologisierung der urbanen Baumstandorte in Münster vorgenommen. Unter Berücksichtigung der stadtklimatischen Besonderheiten und spezifischen Einschränkungen wird das Klimahüllenkonzept von Kölling auf die jeweiligen Standorttypen übertragen und in Bezug zu den zukünftig erwarteten klimatischen Verhältnissen gesetzt. Hierbei zeigt sich, dass zum Ende des aktuellen Jahrhunderts nicht mehr viele der klassischen Arten als Stadtbäume in Münster geeignet sein werden. Daher werden standortbezogene Zukunftsbaum-Empfehlungen in Form eines vereinfachten Baumentwicklungskonzeptes erarbeitet. Die Standortgerechtigkeit und die Diversität des urbanen Baumbestandes werden im Hinblick auf die geänderten klimatischen Bedingungen in Zukunft enorm an Bedeutung gewinnen. Die Erweiterung und Optimierung des zukünftigen Stadtbaumsortiments ist insofern ein wichtiger Baustein zur Anpassung des urbanen Baumbestandes an den voranschreitenden Klimawandel.
Background
In mucosal barrier interfaces, flexible responses of gene expression to long-term environmental changes allow adaptation and fine-tuning for the balance of host defense and uncontrolled not-resolving inflammation. Epigenetic modifications of the chromatin confer plasticity to the genetic information and give insight into how tissues use the genetic information to adapt to environmental factors. The oral mucosa is particularly exposed to environmental stressors such as a variable microbiota. Likewise, persistent oral inflammation is the most important intrinsic risk factor for the oral inflammatory disease periodontitis and has strong potential to alter DNA-methylation patterns. The aim of the current study was to identify epigenetic changes of the oral masticatory mucosa in response to long-term inflammation that resulted in periodontitis.
Methods and results
Genome-wide CpG methylation of both inflamed and clinically uninflamed solid gingival tissue biopsies of 60 periodontitis cases was analyzed using the Infinium MethylationEPIC BeadChip. We validated and performed cell-type deconvolution for infiltrated immune cells using the EpiDish algorithm. Effect sizes of DMPs in gingival epithelial and fibroblast cells were estimated and adjusted for confounding factors using our recently developed “intercept-method”. In the current EWAS, we identified various genes that showed significantly different methylation between periodontitis-inflamed and uninflamed oral mucosa in periodontitis patients. The strongest differences were observed for genes with roles in wound healing (ROBO2, PTP4A3), cell adhesion (LPXN) and innate immune response (CCL26, DNAJC1, BPI). Enrichment analyses implied a role of epigenetic changes for vesicle trafficking gene sets.
Conclusions
Our results imply specific adaptations of the oral mucosa to a persistent inflammatory environment that involve wound repair, barrier integrity, and innate immune defense.
Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit im Studiengang Landschaftsarchitektur an der Hochschule Osnabrück wurden Untersuchungen zur Winteraktivität der Zwergfledermaus (Pipistrellus pipistrellus) in Osnabrück (Niedersachsen) durchgeführt und Methoden zum ultraschallakustischen Nachweis von Gebäudequartieren erprobt und weiterentwickelt. Vorausgegangen war eine Online-Umfrage bei 17 Mitarbeitenden Unterer Naturschutzbehörden in Niedersachsen zur Verfahrenspraxis bei fledermauskritischen Gebäudesanierungen und Abrissen. Defizite bestehen demnach möglicherweise nicht nur in der Qualität fledermauskundlicher Erfassungen, sondern auch in einer gravierenden Kenntnislücke der zuständigen Behörden über Vorhaben, bei denen gebäudebewohnende Fledermäuse und ihre Quartiere beeinträchtigt werden. Das Feststellen von schwärmenden Zwergfledermäusen kann dazu dienen, noch während der Überwinterung eine Quartiersnutzung festzustellen. Winterschwärmkontrollen sollten daher in allgemeine Methodenempfehlungen Eingang finden, um bei Artenschutzprüfungen eine bessere Wissensgrundlage über die phänologische Quartiersfunktion und -nutzung zu ermöglichen.
Akustische Quartiersnachweise können sowohl über aktive Untersuchungen als auch unter bestimmten Voraussetzungen mithilfe passiver automatischer Ultraschallerfassungen erfolgen. Optische Hilfsmittel, vorzugsweise moderne Wärmebildkameras, sollten darüber hinaus unbedingt hinzugezogen werden. In der Stadt Osnabrück konnten in einer mehrtägigen Frostperiode Ende Dezember 2021 vier neue Winterquartiere der Zwergfledermaus bei Begehungen mit Detektor gefunden werden. Ein parallel durchgeführtes Dauermonitoring an einem großen Winterquartier über den Zeitraum 29.10.2021 bis 01.03.2022 offenbarte erhöhte Schwärmaktivität nicht nur bei Frost, sondern ebenfalls nach kräftigen Temperaturanstiegen mit Nachttemperaturen bis über 10°C. Die genauen Zusammenhänge zwischen allgemeiner Aktivität und Witterungsbedingungen sind komplex und benötigen weitergehender Untersuchungen. Auch auf Grundlage des derzeitigen Kenntnisstandes können großräumige Quartierssuchen in Form von winterlichen Schwärmkontrollen bereits jetzt dazu beitragen, essentielle Quartiere der Zwergfledermaus zu identifizieren. Den Unteren Naturschutzbehörden wird u.a. vorgeschlagen, ein Kataster über diese Quartiere in ihrem Zuständigkeitsbereich zu führen und beständig zu aktualisieren.
High levels of meat consumption are increasingly being criticised for ethical, environmental, and social reasons. Plant-based meat substitutes have been with reservations identified as healthy sources of protein in comparison to meat. This alternative offers several social, environmental, and probably health benefits, and it may play a role in reducing meat consumption. However, there has been a lack of research on how specific meat substitute attributes can influence consumers to replace or partially replace meat in their diets. Research has demonstrated that, in many countries, consumers are highly attached to meat. They consider it to be an essential and integral element of their daily diet. For the consumers that are not interested in vegan or vegetarian alternatives to meat, so-called meathybrids could be a low-threshold option for a more sustainable food consumption behaviour. In meathybrids, only a fraction of the meat product (e.g., 20% to 50%) is replaced with plant-based proteins. In this paper, the results of an online survey with 500 German consumers are presented with a focus on preferences and attitudes relating to meathyrids. The results show that more than fifty percent of consumers substitute meat at least occasionally. Thus, approximately half of the respondents reveal an eligible consumption behaviour with respect to sustainability and healthiness to a certain degree. Regarding the determinants of choosing either meathybrid or meat, it becomes evident that the highest effect is exerted by the health perception. The healthier meathybrids are perceived, the higher is the choice probability. Thus, this egoistic motive seems to outperform altruistic motives, like animal welfare or environmental concerns, when it comes to choice for this new product category.
When the ECLAS Conference took place in 1972 western societies were undergoing profound change: They transformed from industrial to postindustrial societies – the so-called service societies. 50 years later, the knowledge society is emerging: Knowledge is considered the key resource of this era. Digitalization and widespread dissemination of ICT allow information to be obtained anywhere anytime. This has severe implications for individual lifestyles and everyday practices. Different aspects of living, learning and working are no longer bound to physical limitations but can be enhanced by or even transferred to the virtual space. So being on the move today means travelling in hybrid spaces. We call this the space and practice “en route”.
At the University of Applied Sciences Osnabrück we explore the following questions:
What does “en route” mean and look like in landscapes of higher education?
How is it perceived individually?
(How) can landscape architecture shape it?
Our transdisciplinary research project EN ROUTE aims to meet current challenges at universities (e.g. digitalisation, sustainable development) with a comprehensive understanding of space and practices “en route”. In a transdisciplinary process, researchers from various disciplines – landscape architecture, geography, urban planning, business administrations and marketing, energy technology and computer science – develop concepts and strategies for sustainable and digital mobility in the higher education sector. New “EN ROUTE” types provide insights into the individual production and utilization of spaces “en route”.
The campuses of the University of Applied Science Osnabrück as well as the virtual and physical space network of its members serve as research example. Initial findings will be presented at the conference. While the ECLAS conference in 1972 focused on physical scales, landscape architecture has to reflect them critically and ask: What could be an innovative understanding of spaces “en route”?
Der Ökologische Landbau hat als Ziel die Biodiversität, die vor allem durch die Flora beeinflusst wird, zu stärken. In Verbindung mit dem Ertragsziel der landwirtschaftlichen Produktion ergibt sich dadurch die Frage, mit welchen Maßnahmen sowohl eine höhere Beikrautbiodiversität als auch die Ertragssicherung kombiniert werden können.
Hierzu wurde in der Nähe von Osnabrück ein einjähriger Versuch mit ökologisch angebauter Wintertriticale angelegt. Der Versuch wurde als Split-Plot-Design mit 4 Blöcken und Variationen von Saattermin, Saatstärke und mechanischer Beikrautregulierung an zwei Terminen im Frühjahr, auch mit Hackvarianten in 25 cm Reihenabstand, angelegt und von März 2022 bis zur Ernte im Juli 2022 regelmäßig auf vegetative und später auch generative Triticaleparameter sowie auf das Auftreten verschiedener Beikrautarten und den Beikrautdeckungsgrad geprüft.
Durch den frühen Saattermin am 18.10.2021 konnte verglichen mit dem späten Saattermin am 01.11.2021 aufgrund der längeren Wachstumsphase ein erhöhtes vegetatives Wachstum der Triticale erreicht werden. Ebenso wurde die Zahl der Beikrautindividuen und -arten gefördert, da sich insbesondere Herbstkeimer durch die zeitige Aussaat besser etablieren konnten. Eine erhöhte Konkurrenzwirkung konnte aufgrund von indifferentem Beikrautdeckungsgrad und gleichbleibender Beikrautbiomasse nicht festgestellt werden. Der Kornertrag wurde nicht beeinflusst, aber der Proteingehalt stieg um etwa 0,5 Prozentpunkte an. Entsprechend kann geschlussfolgert werden, dass die Beikrautbiodiversität durch die frühere Aussaat gefördert wurde, während der Strohertrag stieg, der Kornertrag gleichblieb und der Proteingehalt marginal sank.
Die erhöhte Saatstärke führte wie zu erwarten zu einer höheren Bestandesdichte, die auch zu einem höheren Kulturdeckungsgrad führte. Die daraus resultierende höhere Konkurrenzkraft der Triticale führte zu weniger Beikrautbiomasse und weniger Beikrautindividuen sowie -arten. Allerdings konnte in puncto Kornertrag kein Einfluss der Saatstärke festgestellt werden, da die höhere Ährendichte bei höherer Saatstärke durch das Ährengewicht ausgeglichen wurde. Der Proteingehalt stieg sogar durch die reduzierte Saatstärke. Entsprechend kann die reduzierte Aussaatstärke empfohlen werden, da sie positiv für die Beikräuter, indifferent für Stroh- und Kornertrag und positiv für den Proteingehalt eingeschätzt wird. Darüber hinaus können Saatgutkosten eingespart werden.
Den stärksten Einfluss auf Beikräuter und Triticale hatte allerdings die mechanische Beikrautregulierung. Das vegetative und generative Wachstum der einfachen Hackvariante in 25 cm Reihenabstand hat im Vergleich zur Striegelvariante deutliche Vorteile gezeigt. Auch der Proteingehalt und -ertrag konnte erhöht werden. Die intensive Hackvariante mit zusätzlichem Einsatz einer Rotary Hoe verhielt sich intermediär, da sie vermutlich die Kulturpflanze geschädigt hat.
Dagegen wies die Striegelvariante im Vergleich zur intensiven Hackvariante die höchste Zahl an Beikrautarten auf, während allerdings auch Beikrautdeckungsgrad, -biomasse und -individuenzahl maximal waren. Die intensive Hackvariante wies dagegen das ausgeglichenste Beikrautartenverhältnis auf (geringe Dominanz, hohes SDI). Bezüglich der Beikrautparameter verhielt sich die normale Hackvariante intermediär. Bei der normalen Hackvariante konnten entsprechend sämtliche Ertragsparameter maximiert werden, während sich die Beikrautparameter nicht signifikant veränderten. Die Beikrautvielfalt und -abundanz tendierte zu sinken, während die Ausgeglichenheit der Beikrautarten zunahm und entsprechend dominante Arten, wie Acker-Frauenmantel (Aphanes arvensis L.) an Bedeutung verloren haben, was eine Zönose vorbeugt.
What Leads to Lunch-How Social Practices Impact (Non-)Sustainable Food Consumption/Eating Habits
(2017)
Der Bereich der Ernährung wird in den kommenden Jahrzehnten mit zahlreichen Herausforderungen konfrontiert sein, die sich aus den globalen Konsummustern ergeben und zu einem hohen Ressourcenverbrauch führen. Die Akteure des Gaststättengewerbes sehen sich bei der Förderung ihrer Lösungen für eine nachhaltigere Situation in ihrem Bereich mit Schwierigkeiten konfrontiert, unter anderem mit der mangelnden Akzeptanz der Verbraucher. Wir müssen uns die Frage stellen, wie wir das Verbraucherverhalten beeinflussen und einen Übergang zu einem nachhaltigeren Lebensmittelkonsum herbeiführen können. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer qualitativen Bewertung von Ernährungsgewohnheiten vorgestellt. Eine Gruppe von zehn Verbrauchern nahm an problemzentrierten Interviews teil und machte Angaben zu ihrem Essverhalten im Laufe von zwei Wochen. Mit Hilfe des theoretischen Ansatzes der Praxistheorie wurden die in dieser Studie gesammelten Daten verwendet, um ein Verständnis der Praxis des Auswärtsessens zu entwickeln, wobei der Schwerpunkt auf den täglichen Routinen lag, die die Wahl der Verbraucher beeinflussen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Praxis des Auswärtsessens in hohem Maße von externen Faktoren abhängt. Vielbeschäftigte Lebensstile, Mobilitätsroutinen und ein wahrgenommener Zeitmangel führen zu der Entscheidung, auswärts zu essen. Die Verbraucher tun dies bewusst, um Zeit und Mühe zu sparen und ihren Zeitplan zu straffen. Mobilität scheint ein wichtiger Grund für das Auswärtsessen zu sein. Die Teilnehmer versuchen, die Möglichkeiten, auswärts zu essen, einzuschränken, kehren aber häufig spontan zwischen zwei Terminen zum Essen ein. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Ernährungswissen und eine nachhaltige Denkweise wenig Einfluss auf die Essensentscheidungen außerhalb des Hauses haben: Die Teilnehmer zeigen ein hohes Maß an Misstrauen gegenüber Qualitätsansprüchen und stellen ihre gesundheitlichen Bedenken beim Essen außer Haus zurück. Daraus lässt sich schließen, dass das Auswärtsessen stark von den täglichen Routinen und den Praktiken, die ihm vorausgehen oder folgen, beeinflusst wird. Veränderungen der Arbeits- und Mobilitätsmuster werden sich höchstwahrscheinlich auf die Art und Weise auswirken, wie die Verbraucher außer Haus essen.
Duckweeds are fast-growing and nutritious plants, which are gaining increased attention in different fields of application. Especially for animal nutrition, alternative protein sources are needed to substitute soybean meal. The current bottleneck is the standardized production of biomass, which yields stable quantities of a defined product quality. To solve this problem, an indoor vertical farm (IVF) for duckweed biomass production was developed. It consists of nine vertically stacked basins with a total production area of 25.5 m2. The nutrient solution, a modified N-medium, re-circulated within the IVF with a maximum flow rate of 10 L min−1. Nutrients were automatically added based on electrical conductivity. In contrast, ammonium was continuously supplied. A water temperature of 23 °C and a light intensity of 105 μmol m−2 s−1 with a photoperiod of 12:12 h were applied. During a 40-day production phase, a total of 35.6 kg of fresh duckweed biomass (equals 2.1 kg of dried product) was harvested from the IVF. On average, 0.9 kg day−1 of fresh biomass was produced. The dried product contained 32% crude protein (CP) and high levels of proteinogenic amino acids (e.g. lysine: 5.42 g, threonine: 3.85 g and leucine: 7.59 g/100 g CP). Biomass of this quality could be used as a protein feed alternative to soybean meal. The described IVF represents a modular model system for duckweed biomass production in a controlled environment and further innovations and upscaling processes.
In order to produce protein-rich duckweed for human and animal consumption, a stable cultivation process, including an optimal nutrient supply for each species, must be implemented. Modified nutrient media, based on the N-medium for duckweed cultivation, were tested on the relative growth rate (RGR) and crude protein content (CPC) of Lemna minor and Wolffiella hyalina, as well as the decrease of nitrate-N and ammonium-N in the media. Five different nitrate-N to ammonium-N molar ratios were diluted to 10% and 50% of the original N-medium concentration. The media mainly consisted of agricultural fertilizers. A ratio of 75% nitrate-N and 25% ammonium-N, with a dilution of 50%, yielded the best results for both species. Based on the dry weight (DW), L. minor achieved a RGR of 0.23 ± 0.009 d−1 and a CPC of 37.8 ± 0.42%, while W. hyalina’s maximum RGR was 0.22 ± 0.017 d−1, with a CPC of 43.9 ± 0.34%. The relative protein yield per week and m2 was highest at this ratio and dilution, as well as the ammonium-N decrease in the corresponding medium. These results could be implemented in duckweed research and applications if a high protein content or protein yield is the aim.
Duckweeds can be potentially used in human and animal nutrition, biotechnology or wastewater treatment. To cultivate large quantities of a defined product quality, a standardized production process is needed. A small-scale, re-circulating indoor vertical farm (IVF) with artificial lighting and a nutrient control and dosing system was used for this purpose. The influence of different light intensities (50, 100 and 150 µmol m−2 s−1) and spectral distributions (red/blue ratios: 70/30, 50/50 and 30/70%) on relative growth rate (RGR), crude protein content (CPC), relative protein yield (RPY) and chlorophyll a of the duckweed species Lemna minor and Wolffiella hyalina were investigated. Increasing light intensity increased RGR (by 67% and 76%) and RPY (by 50% and 89%) and decreased chlorophyll a (by 27% and 32%) for L. minor and W. hyalina, respectively. The spectral distributions had no significant impact on any investigated parameter. Wolffiella hyalina achieved higher values in all investigated parameters compared to L. minor. This investigation proved the successful cultivation of duckweed in a small-scale, re-circulating IVF with artificial lighting.
Applications of pulsed electric fields for processing potatoes: Examples and equipment design
(2022)
In the last two decades, pulsed electric fields (PEF) have successfully been introduced into the food industry, as one of the most promising and "game changing" technologies. This review is devoted to the recent applications of pulsed electric fields used in processing potatoes. The potato processing market size was estimated to be ca. USD 24.83 billion (2018) and with an annual growth rate of 5.2%. The physicochemical characteristics of potatoes and the specificity of potato processing lines makes a pulsed electric field very versatile and flexible allowing one to achieve different technological aims by its implementation into technological lines. In this paper, a short analysis of the potato structure and its nutritional properties, applications of moderate electric fields, ohmic heating, and pulsed electric fields are presented. Moreover, the basic electroporation effects, metabolic responses, texture modification and different PEF assisted processes applied to the potato are discussed. Finally, some examples of commercial applications and a brief description of the available equipment for the PEF processing of potatoes are presented.
Olive oil holds significant importance in the European diet and is renowned globally for its sensory attributes and health benefits. The effectiveness of producing olive oil is greatly influenced by factors like the maturity and type of olives used, as well as the milling techniques employed. Generally, mechanical methods can extract approximately 80% of the oil contained in the olives. The rest 20% of the oil remains in the olive waste generated at the end of the process. Additionally, significant amounts of bioactive compounds like polyphenols are also lost in the olive pomace. Traditionally, heat treatment, enzymes, and other chemicals are used for the enhancement of oil extraction; however, this approach may impact the quality of olive oil. Therefore, new technology, such as pulsed electric field (PEF), is of great benefit for nonthermal yield and quality improvements.
The production of food-grade substances and complex biocatalysts used as additives or active ingredients – mainly for food applications – can be achieved in the eukaryotic expression system of Aspergillus niger. Food proteins or food enzymes e.g., casein, ovalbumin, phytase or glucoamylase are highly complex polymers. Most of them could be used as nitrogen or energy source for animals and humans, while others are industrial relevant biomass-degrading enzymes used for biological waste processing and food production.
However, the successful production of novel recombinant proteins can be challenging, resource- and time consuming. Therefore, A. niger mutant libraries are needed to understand the “adjusting screws” to produce high yields of recombinant proteins, preferably even in a kind of generic, transferable system. In order to establish a universal and multipurpose expression platform, there is the need to overcome the lack of high throughput assays first.
To tackle this problem, we designed a modular, quantitative and feasible high-throughput screening system to express and screen recombinant proteins regarding their stability and functionality in A. niger. For this purpose a dual-luciferase reporter gene system, which is applicable in small scale will be established for A. niger. After the generation of an A. niger secretion mutant library, the system will be transferred and tested to other proteins of interest. The technology can be integrated into bio-regenerative life support systems for the autonomous production of e.g., food, food additives and food enzymes on earth as well as in deep-space.
Complete diets for laying hens are usually offered in meal form. This form initially promotes the laying hens’ natural feed intake behavior and allows them to satisfy their pecking behavior. At the same time, it can also cause difficulties, because it consists of different particles and is not a homogeneous unit. A homogeneous mixture is essential to ensure that each laying hen in the flock can meet its nutritional needs. If feed exhibits a wide particle size distribution, this can promote feed segregation during transport and selective feed intake behavior of laying hens. These two processes sometimes lead to significant differences between the composition of the feed produced and the composition of the feed that is finally ingested by the laying hens. Multi-stage sampling can be used to investigate progressing differences in feed composition. In this study, samples of different complete diets for laying hens (n = 76) were collected from ten organic farms in Germany to examine their particle size distributions (dry sieve analysis). Samples were taken at four different locations (V1 = loading, V2 = silo, V3 = at the beginning of the feed chain, V4 = at the end of the feed chain) in each farm. There was a tendency for V1 and V2 to be characterized by high proportions of particles between 1400 and 3150 µm (V1 = 61.2%, V2 = 43.5%). V3 and V4 consisted mainly of particles of size 500–800 µm and 200–400 µm, respectively. The lowest proportions across all variants were in the range above 3150 µm (V1 = 2.20%, V2 = 1.30%, V3 = 1.00%, V4 = 0.400%) and between 400 and 500 µm (V1 = 2.50%, V2 = 4.50%, V3 = 5.70%, V4 = 6.60%). The mean value comparison of the proportions of sieve mesh sizes from 200 to 1000 µm resulted in: V1 < V2 < V3 < V4; and of sieve mesh sizes between 1400 and 2000 µm in: V1 > V2 > V3 > V4. This observation can be explained by segregation of the feed during transport and a selective feeding behavior of the laying hens. However, trends were discontinuous and varied between the farms. Deviations from the guideline values were found in particular for particle sizes in the range of 1000 to 1400 µm.
Durch die Verbreitung von VR und den möglichen Potenzialen für die Landschaftsarchitektur, gewinnt die Auseinandersetzung mit der Verwendung als Präsentationsmedium an Relevanz. Aufgrund der geringen Anzahl an Fallstudien zu dieser Thematik, war es das Ziel dieser Arbeit, eine vollständige und praxisnahe VR-Erfahrung anhand eines Beispielprojekts zu erstellen. Hierfür wurde das Wohnbauprojekt „Teilerhöfe“ in Hannover ausgewählt.
Im Rahmen der Arbeit konnte ein Arbeitsablauf für die Erstellung einer VR-Erfahrung aufgestellt und erfolgreich durchgeführt werden. Das Ergebnis bildet eine auf der Unreal Engine basierende virtuelle Echtzeit-Umgebung, die durch ein VR-Headset erkundet werden kann. Trotz einiger notwendiger Kompromisse konnten alle Inhalte des Entwurfs angemessen dargestellt werden. Auf dieser Basis werden mögliche Potenziale und Grenzen für den Einsatz in der Landschaftsarchitektur diskutiert. Hieraus resultiert die Erkenntnis, das VREs einen erheblichen Mehrwert bieten können, aber mit Bedacht eingesetzt werden sollten.
Background
A peripheral venous catheter (PVC) is the most widely used device for obtaining vascular access, allowing the administration of fluids and medication. Up to 25% of adult patients, and 50% of pediatric patients experience a first-attempt cannulation failure. In addition to patient and clinician characteristics, device features might affect the handling and success rates. The objective of the study was to compare the first-attempt cannulation success rate between PVCs with wings and a port access (Vasofix® Safety, B. Braun, abbreviated hereon in as VS) with those without (Introcan® Safety, B. Braun, abbreviated hereon in as IS) in an anesthesiological cohort.
Methods
An open label, multi-center, randomized trial was performed. First-attempt cannulation success rates were examined, along with relevant patient, clinician, and device characteristics with univariate and multivariate analyses. Information on handling and adherence to use instructions was gathered, and available catheters were assessed for damage.
Results
Two thousand three hundred four patients were included in the intention to treat analysis. First-attempt success rate was significantly higher with winged and ported catheters (VS) than with the non-winged, non-ported design (IS) (87.5% with VS vs. 78.2% with IS; PChi < .001). Operators rated the handling of VS as superior (rating of “good” or “very good: 86.1% VS vs. 20.8% IS, PChi < .001). Reinsertion of the needle into the catheter after partial withdrawal—prior or during the catheterization attempt—was associated with an increased risk of cannulation failure (7.909, CI 5.989–10.443, P < .001 and 23.023, CI 10.372–51.105, P < .001, respectively) and a twofold risk of catheter damage (OR 1.999, CI 1.347–2.967, P = .001).
Conclusions
First-attempt cannulation success of peripheral, ported, winged catheters was higher compared to non-ported, non-winged devices. The handling of the winged and ported design was better rated by the clinicians. Needle reinsertions are related to an increase in rates of catheter damage and cannulation failure.
Response of petunia to wood fibre amended peat substrate under ebb-and-flow irrigation (Abstract)
(2024)
Adventitious root (AR) formation is the basis of vegetative propagation in rose, be it via stem cuttings or via stenting. During this process, wounding plays a pivotal role since cell reprogramming takes place at the tissue adjacent to the wound. We investigated the effects of wounding on AR formation on leafy single-node stem cuttings of the rose rootstock R. canina ‘Pfänder’ (codes R02-3 and R02-6) and the cut rose cultivar Rosa ‘Tan09283’ (Registration name ‘Beluga’). Laser wounding treatments were based on the assisted removal of tissue layers located in the bark. The positioning of wounding was studied based on two marking directions: along the cutting base (strip pattern) and around the cutting base (ring pattern). Additionally, the effects of external supply of indole-butyric acid (IBA 1 mg L-1) on rootingwere analyzed. Results showedthat inorder toremovespecific tissue layers, the calculation of the laser energy density (J cm-2) in terms of cutting diameter was necessary. Interestingly, the application of energy densities from 2.5 J cm-2 up to approximately 8.5 J cm-2 were sufficient to expose the tissue layers of epidermis up to regions of phloem. Regarding AR formation for R. canina ‘Pfänder’, characterized by a low rooting response, an increase in the rooting percentage was registered when the laser treatment eliminated the tissue up to phloem proximities. Analysis of the nodal position showed that bud location was a preferential place for AR formation independently of wounding treatment. In case of Rosa ‘Tan09283’, laser treatments did not reduce its high rooting capacity, but an apparent reduction in rooting quality due to an investment in tissue healing was observed when wounding reached deeper layers such as parenchyma and sclerenchyma. Results also showeda strongARformation directly fromwounded regions in case of Rosa ‘Tan09283’ specifically when the woundwas located below the axillary bud. In conclusion, wounding by assisted-elimination of layers by laser can induce positive effects on AR formation of single-node stemcuttings of the rose if energy applied is able to expose phloemproximities,a longitudinalorientation, and relative position to the axillary bud are considered.
Die Landwirtschaft ist ein Wirtschaftszweig mit massiven Auswirkungen auf die biologische und agrobiodiverse Vielfalt. Nachhaltige Ernährung ist ein entscheidender politischer Hebel und eine realistische Chance, die Umweltauswirkungen des Agrar- und Ernährungssektors zu verringern und gleichzeitig die menschliche Gesundheit zu verbessern. Auswärts essen ist für viele Verbraucher eine immer häufiger anzutreffende Gewohnheit, und indem sie nachhaltige Gerichte anbieten, können Catering-Unternehmen eine zentrale Rolle spielen. Dazu müssen sie die Nachhaltigkeit ihres Lebensmittelangebots verstehen und richtig einschätzen können, aber es gibt noch keine gut etablierten Bewertungsinstrumente. Im Rahmen des NAHGAST-Projekts, zu dem diese Studie gehörte, wurde ein Instrument zur Bewertung der Nachhaltigkeit für Catering-Unternehmen entwickelt und getestet, das auf konkreten, pro Mahlzeit definierten Zielen basiert. Diese Studie befasst sich mit dem Mangel an Methoden zur Bewertung der Auswirkungen von Lebensmitteln auf die biologische Vielfalt, wobei der Schwerpunkt auf der Agrobiodiversität liegt. Die Arbeit veranschaulicht eine kontextspezifische Anwendung eines erweiterten DPSIR-Modells zur Strukturierung von Informationen und Auswahl von Indikatoren und schlägt eine transdisziplinäre Nutzung bestehender Messgrößen vor. Weitere Forschungsarbeiten sind erforderlich, um wissenschaftlich fundierte Zielwerte oder Nachhaltigkeitsspannen für jeden Indikator pro Mahlzeit zu definieren, damit diese berechnet werden können.
Die Stärken und Grenzen der Studie werden diskutiert.
The increased consumption of reduced-fat or non-fat products leads to a reduced intake of fat-soluble bioactive substances, such as fat-soluble vitamins. Due to their natural role as transport systems for hydrophobic substances, casein micelles (CM) might depict a viable system. The structure of CM is characterized by a lipophilic core stabilized by an electric double layer-like structure. Modification allows accessibility of the core and, therefore, the inclusion of fat-soluble bioactive substances. Well-known modifications are pH reduction and use of rennet enzyme. A completely new procedure to modify CM structure is offered by pulsed electrical fields (PEF). The principle behind PEF is called electroporation and affects the electric double layer of CM so that it is interrupted. In this way, lipophilic substances can be incorporated into CM. In this work, we evaluated integration of β-carotene into native CM by an industry-compatible process to overcome disadvantages associated with the use of Na-caseinate and avoid great technical effort, e.g., due to treatment with high hydrostatic pressure. Our research has shown that PEF can be used for disintegration of CM and that significant amounts of β-carotene can be incorporated in CM. Furthermore, after disintegration using PEF, a combination of another PEF and thermal treatment was applied to restructure CM and trap significant amounts of β-carotene, permanently, ending up with an encapsulation efficiency of 78%.
Objective:
The cervical mucus plugs are enriched with proteins of known immunological functions. We aimed to characterize the anti-HIV-1 activity of the cervical mucus plugs against a panel of different HIV-1 strains in the contexts of cell-free and cell-associated virus.
Design:
A cohort of consenting HIV-1-negative and HIV-1-positive pregnant women in labour was recruited from Mthatha General Hospital in the Eastern Cape province of South Africa, from whom the cervical mucus plugs were collected in 6 M guanidinium chloride with protease inhibitors and transported to our laboratories at −80 °C.
Methods:
Samples were centrifuged to remove insoluble material and dialysed before freeze--drying and subjecting them to the cell viability assays. The antiviral activities of the samples were studied using luminometric reporter assays and flow cytometry. Time-of-addition and BlaM-Vpr virus-cell fusion assays were used to pin-point the antiviral mechanisms of the cervical mucus plugs, before proteomic profiling using liquid chromatography-tandem mass spectrometry.
Results:
The proteinaceous fraction of the cervical mucus plugs exhibited anti-HIV-1 activity with inter-individual variations and some degree of specificity among different HIV-1 strains. Cell-associated HIV-1 was less susceptible to inhibition by the potent samples whenever compared with the cell-free HIV-1. The samples with high antiviral potency exhibited a distinct proteomic profile when compared with the less potent samples.
Conclusion:
The crude cervical mucus plugs exhibit anti-HIV-1 activity, which is defined by a specific proteomic profile.
25-hydroxycholecalciferol (25-OHD3) formed via hepatic hydroxylation from vitamin D, cholecalciferol, represents the precursor of the biologically active vitamin D hormone, 1,25-dihydroxyvitamin D. Due to a higher absorption rate and the omission of one hydroxylation, dietary supplementation of 25-OHD3 instead of vitamin D3 is considered to be more efficient as plasma concentrations of 25-OHD3 are increased more pronounced. The present review summarises studies investigating potential beneficial effects on mineral homeostasis, bone metabolism, health status and performance in sows, piglets and fattening pigs. Results are inconsistent. While most studies could not demonstrate any or only a slight impact of partial or total replacement of vitamin D3 by 25-OHD3, some experiments indicated that 25-OHD3 might alter physiological processes when animals are challenged, for example, by a restricted mineral supply.
To investigate the influence of two dietary sources of vitamin D on the vitamin D status, bone metabolism, welfare and birth progress of gestating and lactating sows, forty-nine multiparous sows were randomly assigned to one of two diets: “CON” (n = 25; 50 μg vitamin D3/kg feed) and “HYD” (n = 24; 50 μg 25-hydroxycholecalciferol/kg feed). The basal diets were protein- and phosphorus-reduced. The trial started on day 3 ante insemination of the sows and ended with weaning of the piglets on day 28 postpartum. Dietary supplementation of 25-hydroxycholecalciferol resulted in improved maternal vitamin D status (p < 0.001), fewer gait changes (p < 0.01) and longer standing time after feeding (day 5 ante partum; p < 0.05) compared to vitamin D3. However, the bone markers CrossLaps and osteocalcin were not affected. Overall, the present results suggest that sows fed 25-hydroxycholecalciferol instead of vitamin D3 showed improved locomotion and stance strength. However, this outcome is probably not related to altered bone metabolism. The underlying mechanisms must be investigated in further studies.
Mountainbiking ist eine stark wachsende Natursportart mit einer hohen Teilnehmerzahl an Downhill- Mountainbikern im nördlichen Harz. Aufgrund der Wegebelastung entstehen soziale Konflikte und ökologische Auswirkungen, weshalb attraktive Strecken entwickelt und umweltschonende Lenkungsmaßnahmen durchgeführt werden müssen. Die Umfrage, die im Zuge dieser Arbeit durchgeführt wurde, ergab, dass die Anforderungen der Mountainbiker naturnahe, schmale und technisch anspruchsvolle Strecken sind. Die Auswirkungen des Mountainbikings betreffen die Tierwelt und sensible Gebiete abseits vorhandener Wege. Für die erfolgreiche Lenkung der Mountainbiker ist Kommunikation zwischen allen Beteiligten in der Landschaftsplanung erforderlich. Es ist auf eine umweltschonende Bauweise, gezielte Streckenführung, klare Beschilderungen, technische Herausforderungen und Wegequalitäten zu achten. Der Ausbau vorhandener Wegeinfrastruktur und aktive Lenkungsmaßnahmen im Harz können zu einer konfliktfreien und umweltfreundlichen Situation des Mountainbikings führen. Zusätzliche Forschungsarbeiten mit konkreten Schwerpunkten einzelner Lenkungskriterien oder ökologischen Auswirkungen können das Management von Mountainbike- Strecken erleichtern.
Grasslands are ubiquitous globally, and their conservation and restoration are critical to combat both the biodiversity and climate crises. There is increasing interest in implementing effective multifunctional grassland restoration to restore biodiversity concomitant with above- and belowground carbon sequestration, delivery of carbon credits and/or integration with land dedicated to solar panels. Other common multifunctional restoration considerations include improved forage value, erosion control, water management, pollinator services, and wildlife habitat provisioning. In addition, many grasslands are global biodiversity hotspots. Nonetheless, relative to their impact, and as compared to forests, the importance of preservation, conservation, and restoration of grasslands has been widely overlooked due to their subtle physiognomy and underappreciated contributions to human and planetary well-being. Ultimately, the global success of carbon sequestration will depend on more complete and effective grassland ecosystem restoration. In this review, supported by examples from across the Western world, we call for more strenuous and unified development of best practices for grassland restoration in three areas of concern: initial site conditions and site preparation; implementation of restoration measures and management; and social context and sustainability. For each area, we identify the primary challenges to grassland restoration and highlight case studies with proven results to derive successful and generalizable solutions.
Vor dem Hintergrund der Umweltprobleme, die sich aus dem zunehmenden Abbau natürlicher Ressourcen und der Erschöpfung der Ressourcen ergeben, ist die Verwirklichung einer nachhaltigen Entwicklung eine unverzichtbare Herausforderung des 21. Jahrhunderts.
In diesem Artikel wollen wir zeigen, wie soziotechnische und produktbezogene Dienstleistungsinnovationen soziale Praktiken - das routinemäßige Tun im Alltag - verändern und damit den Wandel soziotechnischer Systeme unterstützen können. Wir stellen theoretische Überlegungen dazu vor, wie Theorien sozialer Praktiken und der Rahmen der Mehrebenenperspektive in der Transformationsforschung miteinander verbunden werden können, um Transformationsprozesse aus einer Mikro-Makro-Verbindungsperspektive besser zu verstehen. Anhand von Fallbeispielen aus dem Bereich der Bade-, Heiz- und Ernährungspraktiken wird aufgezeigt, wie sich diese in den letzten Jahrzehnten verändert haben. Darauf aufbauend werden Beispiele für Konzepte zur nachhaltigen Produkt-Dienstleistungs-Gestaltung in diesen Bereichen als Hebel zur Veränderung sozialer Praktiken im Alltag vorgestellt. Diese wurden in Forschungsprojekten bzw. in Seminararbeiten von Designstudenten entwickelt. Wir argumentieren, dass dies bedeutet, dass nachhaltige Produkt-Service-Systeme in einem nutzer- und akteursintegrierten Rahmen entwickelt werden sollten, wie z.B. in Sustainable LivingLabs. Die Einbindung von Nutzern und anderen Akteuren in partizipative Co-Creation-Prozesse ermöglicht maßgeschneiderte Lösungen, die tatsächliche Routinen und Abhängigkeiten ernsthaft berücksichtigen.
The impact of Pulsed Electric Field (PEF) processing pre-treatment on the texture and kinetics of in vitro starch digestibility of French fries made from two potato cultivars (Solanum tuberosum L.) containing dry matter content ranging from 19 to 22% was investigated. Whole and steam-peeled potato tubers were treated with a pilot scale PEF unit (electric field strength of 1.1 and 1.9 kV/cm with energy input <10 kJ/kg or ∼50 kJ/kg). This trial was carried out in a commercial French-fry plant using an industrial scale cutter, blancher, fryer and blast-freezer to prepare the frozen par-fried French fry samples. After subsequent final batch frying of the frozen fries, at 180 °C for 3 min to mimic the typical preparation practice at restaurant, retail and household, the outer crust of the fries produced from PEF-treated potatoes was significantly harder (9.4–16.3 N) than crust produced from untreated potatoes (6.9–8.5 N). High intensity (1.9 kV/cm with energy input ∼50 kJ/kg) PEF processing was found to cause defects (i.e. hollowness in the internal core) in the fries. A fractional conversion model was a good fit for the starch digestion kinetics of all French fry samples during the small intestinal phase (based on standardised INFOGEST static in vitro digestion assay). A lower % of total starch hydrolysis was predicted for French fries produced from high dry matter (>21%) tubers pretreated with PEF at electric field strength of 1.9 kV/cm. The findings generated in this study demonstrate PEF pretreatment may influence the texture of French fries and the extent of starch digestion that occurs.
Background
The population-based mammography screening program (MSP) was implemented by the end of 2005 in Germany, and all women between 50 and 69 years are actively invited to a free biennial screening examination. However, despite the expected benefits, the overall participation rates range only between 50 and 55 %. There is also increasing evidence that belonging to a vulnerable population, such as ethnic minorities or low income groups, is associated with a decreased likelihood of participating in screening programs. This study aimed to analyze in more detail the intra-urban variation of MSP uptake at the neighborhood level (i.e. statistical districts) for the city of Dortmund in northwest Germany and to identify demographic and socioeconomic risk factors that contribute to non-response to screening invitations.
Methods
The numbers of participants by statistical district were aggregated over the three periods 2007/2008, 2009/2010, and 2011/2012. Participation rates were calculated as numbers of participants per female resident population averaged over each 2-year period. Bayesian hierarchical spatial models extended with a temporal and spatio-temporal interaction effect were used to analyze the participation rates applying integrated nested Laplace approximations (INLA). The model included explanatory covariates taken from the atlas of social structure of Dortmund.
Results
Generally, participation rates rose for all districts over the time periods. However, participation was persistently lowest in the inner city of Dortmund. Multivariable regression analysis showed that migrant status and long-term unemployment were associated with significant increases of non-attendance in the MSP.
Conclusion
Low income groups and immigrant populations are clustered in the inner city of Dortmund and the observed spatial pattern of persistently low participation in the city center is likely linked to the underlying socioeconomic gradient. This corresponds with the findings of the ecological regression analysis manifesting socioeconomically deprived neighborhoods as risk factors for low attendance in the MSP. Spatio-temporal surveillance of participation in cancer screening programs may be used to identify spatial inequalities in screening uptake and plan spatially focused interventions.
In dieser Arbeit soll an der Schnittstelle zwischen nachhaltiger Ernährung und nachhaltiger Landwirtschaft ein konkreter Planungsvorschlag eines AFS zur Anlage an der Hochschule (HS) Osnabrück entworfen werden. Auf diese Weise soll aufgezeigt werden, wie Agroforstsysteme zur Realisierung der Ziele der Planetary Health Diet beitragen können. Das so entstehende AFS soll zukünftig auch zu einem ernährungswissenschaftlichen Ort des Lehrens und
Lernens weiterentwickelt werden können – zum Beispiel einem Lehr- und Lerngarten. Auf diese Weise soll eine nachhaltige Ernährungsweise, die PHD in einem zukunftsweisenden Anbausystem, dem AFS pflanzenbaulich dargestellt werden. Hierzu sollen auch Standortfaktoren und Betriebsspiegel des Versuchsbetriebes der Hochschule geschickt einbezogen werden.
In this study the effect of PEF pre-treatment on the microstructure of freeze-dried strawberry dices was investigated. The PEF treatment has been performed at an electric field intensity of 1.07 kV/cm and a specific energy input of 1 kJ/kg. The samples were freeze-dried at a temperature of 45 °C and a pressure of 1 mbar. The microstructure of dried material was evaluated by different physical and optical methods, such as SEM, μ-CT and thermogravimetry. Moreover, mechanical and acoustic properties as well as the colour of processed material have been analyzed. PEF pre-treated strawberry dices showed a more uniform shape, a better retention of volume and a visual better quality compared to untreated ones. Moreover, PEF pre-treatment led to a more homogeneous distribution and a greater thickness of pores. In accordance, analysis of textural properties evidenced that PEF treated freeze-dried strawberry dices were crispier than untreated ones. Measurement of L*a*b*-values showed that PEF treated material was characterized by a more preserved colour after freeze-drying than untreated ones.
To assess the effect of intercropping on malting quality a field trial with spring barley (Hordeum vulgare) and legume (pea) as well as non-legume (camelina and linseed) intercrops in two additive seeding ratios as well as sole cops was established in 2017 at the organic experimental station of University of Applied Sciences Osnabrück in North-Western Germany. Two tested malting barley cultivars (cv. Marthe and cv. Odilia) showed different performance, but all variants achieved brewing quality. Results after two years indicate that linseed and camelina were able to limit protein content. For best land-use efficiency of malting barley production intercropping with linseed showed best results. Mixed intercropping can help to promote internal efficiency loops and is therefore a promising sustainable intensification strategy for more resilient future crop production under changing climate conditions.
In dieser Abschlussarbeit wird ein mehrstufiges Konzept zur Erfassung des baulichen Zustandes von Rückhalteeinrichtungen aus unbeschichtetem Beton entwickelt. Speziell betrachtet werden Anlagen zum Lagern, Abfüllen, Umschlagen, Herstellen, Behandeln und Verwenden von wassergefährdenden Stoffen.
Im Stand der Technik wird ein Überblick über die zusätzlichen Anforderungen aus Bauordnungs- und Wasserrecht zusammengestellt. Diese Anforderungen werden innerhalb des Konzeptes berücksichtigt. Im Unterschied zu herkömmlichen Betonbauteilen muss bei flüssigkeitsundurchlässigen Bauteilen neben der Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und der Dauerhaftigkeit auch die Flüssigkeitsundurchlässigkeit berücksichtigt werden. Nach § 62, Absatz 1, WHG muss sichergestellt werden, dass eine nachteilige Veränderung der Eigenschaften der Gewässer nicht zu besorgen ist. Dieser Besorgnisgrundsatz wird durch Verordnungen, Richtlinien und Normen konkretisiert.
Der Grundgedanke des mehrstufigen Konzeptes ist die vorangehende Betrachtung des baulichen Gesamtzustandes und dessen Schnellerfassung. Auf Basis dieser Erfassung soll darüber entschieden werden, ob die Flüssigkeitsundurchlässigkeit aus technischer, wirtschaftlicher und kosmetischer Sicht durch Einzelinstandsetzungen oder durch das Aufbringen eines Ersatzsystems wiederhergestellt werden soll. Durch Instrumente, welche den einzelnen Stufen zugeordnet werden, soll die Erfassung standardisiert, systematisiert und vereinfacht werden.
Animal husbandry methods also play an important role in public discussion, as animal welfare is often valued in society by visual perceptions. In this context, there is often an idealized idea of livestock husbandry and nutrition, which is staged by ideal-typical images. In the minds of many citizens, nature-loving images trigger a positive imagination that results from the longings of urban living conditions. Media and stakeholder analyses indicate that the use of straw in livestock husbandry and nutrition also has a positive impact on the welfare of livestock. According to this, straw is preferred by the public for more animal welfare.
But what is not considered is the fact that the straw must be of impeccable hygienic quality. Fungal infestation and the formation of mycotoxins in straw can cause diseases in livestock with consequences for animal welfare.
The first evaluation of a perfect straw quality also takes place in science through sensory tests, i.e. through smell, grip, colour and impurities. Only in the case of abnormalities in the sensory tests are further examinations indicated, such as microbiological examination procedures.
The hygienic properties of straw were examined on the basis of these assessment criteria. In addition to the microbiological-hygienic tests, the sensors of the straw were also tested.
The results show that there are no abnormalities in the sensory examination of the hygiene status. This was to observe an impeccable hygiene status.
However, the microbiological-hygienic investigations showed that the straw had microbiological as well as mycotoxin loads above the orientation values. This can have negative health effects, such as diseases for farm animals.
The scientific results led to the conclusion: The public discussion about animal welfare, which is often conducted primarily on the basis of visual impressions, could gain in scientific resilience if it includes objective results such as microbiological analyses in addition to images in order to evaluate animal welfare in livestock farming
Background
In DNA methylation analyses like epigenome-wide association studies, effects in differentially methylated CpG sites are assessed. Two kinds of outcomes can be used for statistical analysis: Beta-values and M-values. M-values follow a normal distribution and help to detect differentially methylated CpG sites. As biological effect measures, differences of M-values are more or less meaningless. Beta-values are of more interest since they can be interpreted directly as differences in percentage of DNA methylation at a given CpG site, but they have poor statistical properties. Different frameworks are proposed for reporting estimands in DNA methylation analysis, relying on Beta-values, M-values, or both.
Results
We present and discuss four possible approaches of achieving estimands in DNA methylation analysis. In addition, we present the usage of M-values or Beta-values in the context of bioinformatical pipelines, which often demand a predefined outcome. We show the dependencies between the differences in M-values to differences in Beta-values in two data simulations: a analysis with and without confounder effect. Without present confounder effects, M-values can be used for the statistical analysis and Beta-values statistics for the reporting. If confounder effects exist, we demonstrate the deviations and correct the effects by the intercept method. Finally, we demonstrate the theoretical problem on two large human genome-wide DNA methylation datasets to verify the results.
Conclusions
The usage of M-values in the analysis of DNA methylation data will produce effect estimates, which cannot be biologically interpreted. The parallel usage of Beta-value statistics ignores possible confounder effects and can therefore not be recommended. Hence, if the differences in Beta-values are the focus of the study, the intercept method is recommendable. Hyper- or hypomethylated CpG sites must then be carefully evaluated. If an exploratory analysis of possible CpG sites is the aim of the study, M-values can be used for inference.
A comparison study on modeling of clustered and overdispersed count data for multiple comparisons
(2021)
Data collected in various scientific fields are count data. One way to analyze such data is to compare the individual levels of the factor treatment using multiple comparisons. However, the measured individuals are often clustered – e.g. according to litter or rearing. This must be considered when estimating the parameters by a repeated measurement model. In addition, ignoring the overdispersion to which count data is prone leads to an increase of the type one error rate. We carry out simulation studies using several different data settings and compare different multiple contrast tests with parameter estimates from generalized estimation equations and generalized linear mixed models in order to observe coverage and rejection probabilities. We generate overdispersed, clustered count data in small samples as can be observed in many biological settings. We have found that the generalized estimation equations outperform generalized linear mixed models if the variance-sandwich estimator is correctly specified. Furthermore, generalized linear mixed models show problems with the convergence rate under certain data settings, but there are model implementations with lower implications exists. Finally, we use an example of genetic data to demonstrate the application of the multiple contrast test and the problems of ignoring strong overdispersion.
Plant-based proteins are rapidly emerging, while novel technologies are explored to offer more efficient extraction processes. The current study aimed to evaluate the effects of pulsed electric fields (PEFs) and temperature on the extraction of soluble proteins from nettle leaves (Urtica dioica L.) and identify an optimal operational range for the highest yield of soluble proteins. Extractions and kinetic modeling were conducted with whole and ground dried leaves at different temperatures (30–70 °C) and specific energy of PEF (0–30 kJ kg−1) with extraction times of up to 60 min. The influence of temperature and specific energy on the soluble protein extraction yields was investigated and modeled using composite central design and response surface methodology. The experimental results were fitted to Peleg's kinetic model, which satisfactorily described the extraction process (R2 > 0.902), and PEF treated samples resulted in a higher soluble protein yield and shortened processing time. Response surface methodology showed that the linear effect of temperature and quadratic effect of PEF (p < 0.01) were highly significant for protein yield. In the optimized PEF-extraction region (specific energy between 10 and 24 kJ kg−1, and 70–78 °C), soluble protein yield was higher than 60% after 5 minutes of extraction. The achieved results are relevant for developing processes for PEF assisted extraction of soluble proteins from leaves. Understanding the effects of PEFs and process parameters is crucial to obtain high protein yields, while requiring low energy and short processing time.
Selenium and iodine are essential micronutrients for humans. They are often deficient in food supply due to low phytoavailable concentrations in soil. Agronomic biofortification of food
crops is one approach to overcome micronutrient malnutrition. This study focused on a pre-launch exploration of German consumers’ willingness to purchase selenium- and/or iodine-biofortified apples. For this purpose, an online survey was carried out. In this context, consumers were asked to choose their most preferred apple product from a set card of product alternatives in a discrete choice experiment (DCE). The multinomial logit model results demonstrated that German consumers’ have a particular preference for iodine-biofortified apples. Furthermore, apple choice was mainly influenced by price, health claims, and plastic-free packaging material. Viewed individually, selenium did not exert an effect on product choice whereas positive interactions between both micronutrients exist.
During gestation, the most drastic change in oxygen supply occurs with the onset of ventilation after birth. As the too early exposure of premature infants to high arterial oxygen pressure leads to characteristic diseases, we studied the adaptation of the oxygen sensing system and its targets, the hypoxia-inducible factor- (HIF-) regulated genes (HRGs) in the developing lung. We draw a detailed picture of the oxygen sensing system by integrating information from qPCR, immunoblotting, in situ hybridization, and single-cell RNA sequencing data in ex vivo and in vivo models. HIF1α protein was completely destabilized with the onset of pulmonary ventilation, but did not coincide with expression changes in bona fide HRGs. We observed a modified composition of the HIF-PHD system from intrauterine to neonatal phases: Phd3 was significantly decreased, while Hif2a showed a strong increase and the Hif3a isoform Ipas exclusively peaked at P0. Colocalization studies point to the Hif1a-Phd1 axis as the main regulator of the HIF-PHD system in mouse lung development, complemented by the Hif3a-Phd3 axis during gestation. Hif3a isoform expression showed a stepwise adaptation during the periods of saccular and alveolar differentiation. With a strong hypoxic stimulus, lung ex vivo organ cultures displayed a functioning HIF system at every developmental stage. Approaches with systemic hypoxia or roxadustat treatment revealed only a limited in vivo response of HRGs. Understanding the interplay of the oxygen sensing system components during the transition from saccular to alveolar phases of lung development might help to counteract prematurity-associated diseases like bronchopulmonary dysplasia.
Im Rahmen des BMBF-Projekts ProSaum wurde ein Praxisleitfaden erstellt, der Informationen für die Neuanlage und Aufwertung von Säumen und Feldrainen in Agrarlandschaften und urbanen Räumen bereitstellt. Neben Hinweisen zur Planung von Ansaatmischungen mit Wildpflanzen, zur Bodenvorbereitung und zur Umsetzung der Maßnahme (Ansaatzeitpunkt, Ansaatmethode, Ansaatstärke) werden auch Empfehlungen zur Entwicklungs- und Folgepflege gegeben. Darüber hinaus werden Fördermöglichkeiten und vergaberechtliche Aspekte erörtert. Anhand von Praxisbeispielen werden bereits erfolgreich umgesetzte Maßnahmen aus Niedersachsen und Sachsen-Anhalt vorgestellt. Das Kapitel "Aus Fehlern lernen" zeigt kurz und prägnant, wie Misserfolge vermieden werden können. Insgesamt dokumentiert der Leitfaden, wie monotone Grasstreifen nach einer intensiven Bodenstörung, einer Ansaat mit zertifizierten, gebietseigenen Wildpflanzen und einer angepassten Entwicklungs- und Folgepflege erfolgreich in ausdauernde, blütenreiche Bestände umgewandelt werden können, die vielfältige Ökosystemdienstleistungen erfüllen und die Biodiversität erhöhen.
Повышение эффективности снятия покровной ткани с плодов томата импульсным электрическим полем
(2022)
Electrophysical technologies are a global trend of sustainable agriculture and food industry. Peeling is an energy-intensive procedure of fruit and vegetable processing. The research featured the effect of pulsed electric field (PEF) treatment on tomato peeling effectiveness. The assessment included such factors as specific effort, energy costs, and product losses in comparison with thermal and electrophysical methods. Tomatoes of Aurora variety underwent a PEF treatment at 1 kV/cm. The expended specific energy was 1, 5, and 10 kJ/kg. The tomatoes were visually evaluated with optical microscopy before and after processing. The peeling effectiveness and mass loss were measured with a texture analyzer and digital scales. The PEF treatment decreased the specific force of mechanical peel removal by 10% (P < 0.05). The mass loss decreased by 4% (P < 0.05) at 1 kJ/kg. The PEF method resulted in cell electroporation, which activated the internal mass transfer of moisture from the endocarp region between the mesocarp and the integumentary tissue. The hydrostatic pressure produced a layer of liquid, which facilitated the peeling. In comparison with thermal treatment (blanching), ohmic heating, and ultrasonic processing, the PEF technology had the lowest production losses and energy costs. The research proves the prospects of the PEF treatment in commercial tomato processing.
Der Wassergehalt beeinflusst die technologischen, mikrobiologischen und sensorischen Eigenschaften von Lebensmitteln. Für die Bestimmung des Wassergehalts in Lebensmitteln stehen verschiede Verfahren zur Verfügung, welche allerdings auch aufwendig und zeitintensiv sein können. Die Wassergehaltbestimmung mittels Mikrowellenresonanz zeichnet sich durch eine sehr kurze Messzeit, zerstörungsfreie Messung und hohe Eindringtiefe in die zu messende Substanz aus.
Ziel dieser Arbeit war es, unter Einsatz von pulverförmigen Lebensmittel die Genauigkeit der Wassergehaltsbestimmung mittels der Mikrowellenresonanz zu ermitteln und messbestimmende Einflussgrößen zu identifizieren. Mit den Untersuchungen sollte die mögliche Einsetzbarkeit des Verfahrens in der Praxis überprüft werden.
Die notwendigen Referenzmaterialien mit unterschiedlichen Feuchten wurden mit Hilfe einer feuchten Atmosphäre im Klimaschrank befeuchtet oder mit einer kontrollierten Trocknung im Trockenschrank hergestellt. Diese wurden genutzt um produktspezifische Kalibrierungen zu erstellen. Als Referenzverfahren wurde das Trockenschrankverfahren verwendet.
Als mögliche Einflussgrößen wurden die Probentemperaturen, Schüttdichten, Füllhöhen, sowie das Referenzverfahren anhand der Weizenstärke, des Magermilchpulvers und Hühnereiweißpulvers untersucht. Folgende Ergebnisse wurden ermittelt:
Die Probentemperatur hat einen Einfluss auf die ausgegebenen Messwerte der untersuchten Lebensmittel. Mit zunehmender Temperatur steigen die ausgegebenen Messwerte. Der Temperatureinfluss wird mit zunehmenden Wassergehalt größer und ist zwischen den Substanzen spezifisch
Bei dem Magermilchpulver konnte bei zunehmender Verdichtung kein nennenswerter Dichteeinfluss festgestellt werden. Dagegen zeigten sich ein Dichteeinfluss bei der Weizenstärke und dem Hühnereiweißpulver ab einer 10-fachen-Aufklopfung des Materials mit maximalen absoluten Veränderungen zwischen 0,16 % (m/m) bis 0,18 % (m/m). Der Grad des Dichteeinflusses kann durch den Verdichtungstest der Messgerät-Software beeinflusst werden.
Bei einer Abnahme der Füllhöhe von 100 % auf bis zu 40 % zeigten sich keine ausgeprägten Veränderungen in den Messwerten. Ab einer Proben-Füllhöhe von 20 % wurde ein starker Einfluss der Probenhöhe festgestellt. Es traten bei allen Lebensmitteln Veränderungen der Messwerte von bis zu 1,81 % (m/m) auf
Mit der Thermowaage und dem Wärmestrom-Kalorimeter wurden Temperaturen bestimmt, welche das Ende der Wasserverdampfung markieren. Die Trocknung an der Grenze zu diesen Temperaturen ergab tendenziell höhere Massenverluste als im Trockenschrankverfahren. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass durch die Verwendung der Trockenschrankverfahren-Vorgaben nicht das gesamte Wasser detektiert wird.
Die Untersuchungen zur Genauigkeit des Mikrowellenresonanzverfahrens wurden am Beispiel der Weizenstärke mit der zugrunde liegenden Kalibrierung mit einer Korrelation von r = 0,998 und einer Reststandardabweichung von 0,235 % (m/m) durchgeführt. Der Arbeitsbereich lag zwischen 2,03 % (m/m) bis 14,77 % (m/m). Die Messwerte wurden unter Wiederholbedingungen gewonnen.
Die Variationskoeffizienten der Messpräzision und Methodenpräzision befanden sich über den gesamten untersuchten Wassergehalt-Bereich innerhalb der zulässigen Grenzen. In der Messpräzision wurde eine maximale Wiederholstandardabweichung von 0,060 % (m/m) beobachtet. Bei der Untersuchung der Methodenpräzion wurde eine maximale Wiederholstandardabweichung von 0,232 % (m/m) festgestellt. Das Mikrowellenresonanzverfahren kann sehr präzise Messwerte liefern
Die statistische Auswertung der Richtigkeit wurde mit dem Sollwert-t-Test durchgeführt. Über einen Feuchtebereich von 2,03 % (m/m) bis 14,77 % (m/m) wiesen, bei einer Wahrscheinlichkeit von 95 %, von den 8 der untersuchten Proben 7 einen signifikanten Unterschied zu den mittels Trockenschrank ermittelten Messwerten auf. Die größte festgestellte systematische Abweichung von 1,00 % (m/m) lag bei einer Referenzfeuchte von 2,03 % (m/m). Im Feuchte-Bereich von 4,81 % (m/m) bis 14,77 % lag die größte festgestellte systematische Messabweichung bei 0,51 % (m/m) vom Referenzwert
Das Ziel des Projektes bestand darin, die Eignung männlicher Legehybriden zur Mast, unter den Bedingungen der Ökologischen Landwirtschaft, zu untersuchen. Dafür wurden 256 Lohmann Brown (LB) und 254 Lohmann Brown plus (LB+) als Eintagsküken und als Mischherde in einem modifizierten Mobilstall für Legehennen („Hümo 225“, Weiland) nach ökologischen Richtlinien aufgestallt und 70 Tage unter intensiver Nutzung eines Grünauslaufes gemästet. Die LB+ Tiere wurden bei Einstallung mittels Flügelmarke markiert. Die Tiere erhielten Zugang zu Futter und Wasser ad libitum. Während der Mastperiode erfolgte wöchentlich eine Wägung von 120 zufällig ausgewählten Tieren / Herkunft. Weiterhin wurde durch Ein- und Auswaage des Futters der Futterverbrauch ermittelt. Die gesamte Kohorte wurde nach 70-tägiger Mast geschlachtet und je 30 zufällig ausgewählte Tiere / Genetik einer Zerlegung zugeführt. Während des Prozesses erfolgte die Erfassung der Schlachtgewichte sowie der Gewichte und Anteile der Teilstücke. Die intakten Schlachtkörper wurden zum Abschluss im Rahmen eines 7-Gänge Menüs in der gehobenen Gastronomie verköstigt, um die Qualität und die sensorischen Eigenschaften des Fleisches und das Potential der männlichen Legehybriden zur Vermarktung als Delikatesse in einem Nischenmarkt einzuschätzen. Die Herkünfte LB und LB+ zeigten, über die gesamte Mastperiode hinweg, eine ähnliche Gewichtsentwicklung, wobei die Herkunft LB+ in der Tendenz und an drei Terminen signifikant (p ≤ 0,05; ANOVA) höhere Körpergewichte aufwiesen. Das mittlere Lebendgewicht der LB+ bzw. LB betrug am 49. Tag 752 bzw. 734 g (p = 0,0270), am 60. Tag 1082 bzw. 1074 g (p = 0,0301) und zum Ende der Mast (Tag 70) 1357 bzw. 1328 g (p = 0,0082). Über den 10-wöchigen Versuchszeitraum hinweg wiesen die Tiere der Herkunft LB+ mittlere tägliche Zunahme von 18,9 g und die Tiere der Herkunft LB von 18,4 g auf. Die LB+ Tiere wiesen ein etwas höheres Schlachtgewicht auf als die Herkunft LB (816 vs. 793 g). Auch bei den Gewichten und den prozentualen Anteilen der wertvollen Teilstücke (Brustfilets, Keulen) hinsichtlich der Schlachtkörperzusammensetzung war die Herkunft LB+ der Herkunft LB, in der Tendenz, überlegen. Eine ökonomische Betrachtung (Vollkostenrechnung) zeigte, dass das Kilogramm Schlachtkörper für ca. 10 Euro produziert werden kann. Wesentliche Mehrkosten verursachen die erhöhten Futterkosten aufgrund einer schlechten Futterverwertung und die hohen Investitionskosten pro Mastplatz für den Mobilstall. Der notwendige Preisaufschlag, um die gegenüber einer konventionellen Masthähnchenproduktion erhöhten Produktionskosten (Faktor 5) zu decken, kann vermutlich über eine direkte Vermarktung erzielt werden. Es zeichnet sich ab, dass es förderlich ist, die regionale, ökologische Produktionsweise in Kombination mit dem Tierschutzaspekt, als Gesamtkonzept mit dem Verbraucher bzw. potentiellen Kunden zu kommunizieren.
Die Umstände des globalen Klimawandels erfordern zukünftig auch in Hannover eine Neuauswahl der Stadtbaumarten zugunsten hitze- und trockenheitstoleranter Arten. In Zusammenarbeit mit der Stadt Hannover wurde ein Baumentwicklungskonzept für zukünftige Baumpflanzungen in der Landeshauptstadt erarbeitet. Im Konflikt zwischen Schutz der heimischen Flora und Fauna und Maßnahmen der Klimaanpassung wurde die „Assisted Migration“ als Ansatz und Kompromiss zwischen beiden Bereichen gewählt. Hierbei werden Arten durch gezielte Eingriffe parallel zum Verlauf der theoretischer Arealverschiebung der Klimaerwärmung bewegt. Um mögliche Herkunftsgebiete für diese Arten zu finden, wurden auf europäischer Ebene klimatische Analoggebiete für Hannovers zukünftiges Klima gesucht. Das Klima verschiedener Standorttypen Hannovers wurde mithilfe von aktuellen klimatischen Szenarios für den Zeitraum 2080-2100 projektiert und anschließend europaweit mit dem lokalen Klima der Periode 1970-2000 verglichen. Gebiete Süd- und Südosteuropas verfügen über klimatischen Eigenschaften, welche dem in Hannover zukünftig erwarteten Klima entsprechen. Sie wurden auf ihr Gehölzvorkommen untersucht. Unter Einbezug der natürlichen Standortbedingungen und bereits gemachter Erfahrungen wurde eine umfangreiche Artenliste erarbeitet. Diese schlägt Baumarten vor, die zukünftig an die Klimabedingungen angepasst sind und jetzt und im Verlauf der nächsten Jahrzehnte an verschiedenen Standorten Hannovers gepflanzt werden können.
Animal husbandry methods also play an important role in public discussion, as animal welfare is often valued in society by visual perceptions. In this context, there is often an idealized idea of livestock husbandry and nutrition, which is staged by ideal-typical images. In the minds of many citizens, nature-loving images trigger a positive imagination that results from the longings of urban living conditions. Media and stakeholder analyses indicate that the use of straw in livestock husbandry and nutrition also has a positive impact on the welfare of livestock. According to this, straw is preferred by the public for more animal welfare. But what is not considered is the fact that the straw must be of impeccable hygienic quality
Background and Objectives
Despite the long-standing consensus on the importance of tumor size, tumor number and carcinoembryonic antigen (CEA) levels as predictors of long-term outcomes among patients with colorectal liver metastases (CRLM), optimal prognostic cut-offs for these variables have not been established.
Methods
Patients who underwent curative-intent resection of CRLM and had available data on at least one of the three variables of interest above were selected from a multi-institutional dataset of patients with known KRAS mutational status. The resulting cohort was randomly split into training and testing datasets and recursive partitioning analysis was employed to determine optimal cut-offs. The concordance probability estimates (CPEs) for these optimal cut offs were calculated and compared to CPEs for the most widely used cut-offs in the surgical literature.
Results
A total of 1643 patients who met eligibility criteria were identified. Following recursive partitioning analysis in the training dataset, the following cut-offs were identified: 2.95 cm for tumor size, 1.5 for tumor number and 6.15 ng/ml for CEA levels. In the entire dataset, the calculated CPEs for the new tumor size (0.52), tumor number (0.56) and CEA (0.53) cut offs exceeded CPEs for other commonly employed cut-offs.
Conclusion
The current study was able to identify optimal cut-offs for the three most commonly employed prognostic factors in CRLM. While the per variable gains in discriminatory power are modest, these novel cut-offs may help produce appreciable increases in prognostic performance when combined in the context of future risk scores.
Objectives: Evaluation of multislice-CT (MSCT) during diagnosis and therapeutic decision-making in patients with suspected non-occlusive mesenteric ischemia (NOMI).
Methods: Retrospective, institutional review board-approved study of 30 patients (20 men, 10 women, mean age 64.6±14.2 years, range 24-87 years) undergoing biphasic abdominal MSCT followed by digital subtraction angiography (DSA) due to suspected NOMI. MSCT and DSA were qualitatively and quantitatively evaluated independently by two radiologists with respect to the possible diagnosis of NOMI. MSCT analysis included quantitative measurements, qualitative evaluation of contrast enhancement and assessment of secondary findings (bowel wall thickening, hypo-enhancement, intestinal pneumatosis). MSCT diagnosis and secondary findings were compared against DSA diagnosis.
Results: NOMI was diagnosed in a total of n = 28 patients. No differences were found when comparing the R1-rated MSCT diagnosis (p = 0.09) to the "gold standard", while MSCT diagnosis was slightly inferior with R2 (p = 0.02). With R1, vessel-associated parameters revealed the best correlation, i.e. qualitative vessel width (r = -0.39;p = 0.03) and vessel contrast (r = 0.45;p = 0.01). Moderate correlations were found for quantitative vessel diameters in the middle segments (r = -0.48,p = 0.01), increasing to almost high correlations in the distal (r = -0.66;p<0.00001) superior mesenteric artery (SMA) segments. No significant correlation was apparent from secondary findings.
Conclusions: MSCT is an appropriate non-invasive method for diagnosing NOMI and leads to adequate and immediate therapeutic stratificatio
Ohmic heating (OH) is an alternative sustainable heating technology that has demonstrated its potential to modify protein structures and aggregates. Furthermore, certain protein aggregates, namely amyloid fibrils (AF), are associated with an enhanced protein functionality, such as gelation. This study evaluates how Ohmic heating (OH) influences the formation of AF structures from ovalbumin source under two electric field strength levels, 8.5 to 10.5 and 24.0–31.0 V/cm, respectively. Hence, AF aggregate formation was assessed over holding times ranging from 30 to 1200 sunder various environmental conditions (3.45 and 67.95 mM NaCl, 80, 85 and 90 °C, pH = 7). AF were formed under all conditions. SDS-PAGE revealed that OH had a higher tendency to preserve native ovalbumin molecules. Furthermore, Congo Red and Thioflavin T stainings indicated that OH reduces the amount of AF structures. This finding was supported by FTIR measurements, which showed OH samples to contain lower amounts of beta-sheets. Field flow fractioning revealed smaller-sized aggregates or aggregate clusters occurred after OH treatment. In contrast, prolonged holding time or higher treatment temperatures increased ThT fluorescence, beta-sheet structures and aggregate as well as cluster sizes. Ionic strength was found to dominate the effects of electric field strength under different environmental conditions.
Die vorliegende Abschlussarbeit befasst sich mit der Arbeitsweise des Building Information Modeling (BIM) in der Landschaftsarchitektur und der Untersuchung von Modellierungsop-tionen für Vegetationsobjekte. Wenngleich Vegetation einen wesentlichen Bestandteil der Planung von Außenanlagen darstellt, gibt es für den allgemeinen Umgang mit Bepflanzung in BIM bisher noch keine ausgereiften Konzepte. Insbesondere die Planung von Stauden-flächen wird in digitalen Modellen bisher kaum thematisiert. Es fehlen darüber hinaus allge-meine Workflows, um die Bepflanzungsplanung in den Prozess des Building Information Modeling zu integrieren. Das vorrangige Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung von exemplarischen Arbeitsab-läufen für das Aufgabenfeld der Bepflanzungsplanung innerhalb der 3D-Modellierungssoft-ware Autodesk Revit. Um die Potentiale des Programms bestmöglich zu nutzen, werden zudem die visuellen Programmierwerkzeuge des Softwaremoduls Dynamo verwendet. Die in Dynamo entwickelten benutzerdefinierten Tools ergänzen die Standardfunktionen von Revit und können für spezifische Modellierungsaufgaben wiederholt zum Einsatz kommen. Zum einen basiert die Modellierung in Revit auf den BIM-Grundlagen der Fertigstellungsgrade und Anwendungsfälle. Zum anderen soll durch das Modell ein automatisiertes Ableiten von Bepflanzungsplänen ermöglicht werden. Eine Analyse spezialisierter Softwareprodukte für die ‚Grüne Branche‘ gibt Aufschluss über die möglichen Funktionen der zu erstellenden Skripte in Dynamo. Der Workflow in Revit wird an einem Beispielprojekt veranschaulicht. Anhand eines Entwurfes für die Außenanlagen des Wohnkomplexes ‚Charlie Living‘ in Berlin wird somit ein vereinfachtes Modell angefertigt. Das Vegetationsmodell wird sukzessive für die Fertigstellungsgrade 100 bis 300 detailliert und enthält Bepflanzungselemente für Bäume, Hecken, Stauden und Pflanzflächen. Die Vegetationselemente werden mit zusätzlichen alphanumerischen Daten versehen und abschließend in einem Bepflanzungsplan dargestellt. Der Modellierungsprozess wird insgesamt mit zehn verschiedenen benutzerdefinierten Dynamo-Tools unterstützt und automatisiert. Anhand des Modellierungserfolges konnte eine generelle Eignung der BIM-Software Revit für die Anforderungen der Bepflanzungsplanung festgestellt werden. Die dargelegten Workflows in dieser Abschlussarbeit könnten demnach auch für das Modellieren von Vegetationsobjekten in anderen BIM-Projekten mit vergleichbarer Software Anwendung finden.