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Erstellt im Rahmen des F&E-Projekts „EffGas“ - Primärenergetische Optimierung bestehender Gas-Druckregelanlagen und Maßnahmenentwicklung für den deutschen Anlagenbestand, Laufzeit: 10/2017 bis 12/2022. Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

After surgical removal of the tumour tissue, bladder cancer is treated by intravesical instillation of cytotoxic drugs such as gemcitabine. Gemcitabine, however, is highly hydrophilic and possesses a short half-life due to fast enzymatic deamination. Additionally, continuous dilution by urine, a hardly permeable urothelial barrier and rapid excretion by urination make therapy difficult. To modify lipophilicity of the drug, N-acyl-gemcitabine derivatives with quite different solubility and logP were synthesized, purified and characterized. The loading of PLGA nanoparticles with the N-acyl-gemcitabine derivatives followed by release in artificial urine, revealed that the drug content increases but the subsequent release decreases with lipophilicity. Additionally, acylation increased cytotoxicity and opened passive diffusion as an additional pathway into cancer cells. To address physiological constraints, the surface of the monodisperse nanoparticles was grafted with bioadhesive wheat germ agglutinin. Cytoadhesion to artificial bladder cancer tissue and even uptake into the cells as indicated by microscopic imaging are expected to prolong the retention time in the bladder cavity as well as to promote uptake into the cells. By using N-caprylic-gemcitabine as most appropriate gemcitabine-derivative for drug loading and making use of the bioadhesive characteristics of wheat germ agglutinin for grafting the corona of PLGA-nanoparticles, an innovative strategy towards smart drug delivery for instillative therapy of bladder cancer is proposed.

ispartof: OPTICAL AND INFRARED INTERFEROMETRY AND IMAGING VIII vol:12183 ispartof: Conference on Optical and Infrared Interferometry and Imaging VIII Part of SPIE Astronomical Telescopes and Instrumentation Conference location:CANADA, Montreal date:17 Jul - 22 Jul 2022 status: published

The prevalence of microplastics (MP) pollution in different zones of the environment has been established by several studies [1]. Due to its widespread presence, MP have found its way into food items. Fish, shellfish, water, milk, salt, and sugar are just some examples of the food we commonly consume that are contaminated with MP [2]. Human ingestion of MP is already well-established but there is limited data regarding how MP affect human gastric digestion of food components, especially proteins. In this study, we investigated the effects of polystyrene (PS) MP on pepsin, the major protease in human gastric digestion. Pepsin activity was tested during exposure to two different sizes -10 μm (PS10) and 100 μm (PS100), and three different quantities- low count (142 particles), moderate count (1420 particles), and high count (14200 particles), of PS using haemoglobin as substrate. Results showed that exposure to PS100 has no effect on enzyme activity. However, exposure to high count PS10 considerably reduced pepsin activity from 2957 ± 310 U/mg to 1674 ± 270 U/mg. To test the effect on food digestion, high count PS10 was added to a sample of commercially available liquid bovine milk (defatted). In this case, the static in vitro simulation of gastric digestion was followed to mimic human digestion of food [3]. Milk digesta at different time points (5, 10, 15, 20, 30, 60, 90, 120 minutes) were obtained to monitor the progress of protein degradation. SDS-PAGE showed no difference in the peptide bands from 30-120 minutes. However, bands corresponding to caseins were not observed at 5 minutes when PS10 was present. Additionally, 14 kDa fragments were not observed at 10-20 minutes. Washing of the PS particles followed by SDSPAGE revealed a faint pepsin band from all time points. At 5 and 10 minutes, faint peptide bands >10kDa were also observed. These suggest that pepsin and some milk peptides were adsorbed on the surface of PS10. Zeta potential analysis of PS revealed a slightly negative surface charge which could explain the adsorption and disappearance of peptide bands. This adsorption of pepsin on PS did not seem to affect its overall protease activity. However, the interaction of milk peptides with PS may reduce the nutrients human could acquire from milk. Acknowledgements This study was supported by Ghent University Global Campus; Special Research Fund (BOF) of Ghent University (grant number 01N01718) and IMPTOX European Union’s Horizon 2020 research and innovation program (grant number 965173). References [1] S. Sharma, S. Basu, N. P. Shetti, M. N. Nadagouda, T. M. Aminabhavi (2021) Chem. Eng. J., 408, 127317. [2] K. D. Cox, G. A. Covernton, H. L. Davies, J. F. Dower, F. Juanes, S. E. Dudas (2019) Environ. Sci. Technol., 53(12), 7068–7074. [3] A. Brodkorb et al. (2019) Nat. Protoc., 14(4), 991– 1014.

5-Jahres-Erfolgsrate von Durchmesser-reduzierten Implantaten bei extremer horizontaler Knochenatrophie. Ziel dieser Studie war es, unter Verwendung von Durchmesser-reduzierten Implantaten (DRI) diese minimal-invasive Technik im Hinblick auf Erfolg, Überlebenszeit/-rate sowie Zufriedenheit beim Patienten zu untersuchen. 34 Patienten wurden mit 74 DRI (Durchmesser \(\leq\) 3,1 mm) versorgt. Davon konnten 18 Patienten mit 43 DRI röntgenologisch, 14 Patienten mit 35 DRI zusätzlich klinisch nachuntersucht werden. Postoperativ wurden die Knochenhöhen an den inserierten Implantaten gemessen. Anhand eines Fragebogens wurde die Zufriedenheit der Patienten bestimmt. Die Vermessung der Kieferbreite lag im Mittel bei 3,8 \(\pm\) 1,2 mm. Postoperativ wurden durchschnittliche Knochenhöhen von -1,2 \(\pm\) 0,7 mm röntgenologisch gemessen. Die mittlere klinische Implantat-Beobachtungszeit betrug 5,1 \(\pm\) 2,2 Jahre.

Weltweit zählen Blasenkarzinome zu den am häufigsten auftretenden malignen Erkrankungen. Bei 75% der Patienten manifestiert sich ein Blasenkarzinom des nicht-muskelinvasiven Typs, welcher üblicherweise nach einer Resektion des Tumors durch eine intravesikale Instillation von Zytostatika therapiert wird. Dabei wird häufig auf Gemcitabin zurückgegriffen, ein Desoxycytidin-Analogon aus der Wirkstoffklasse der Antimetaboliten. Es wurden 4-N-Acyl-Gemcitabin-Derivate mit Fettsäuren unterschiedlicher Kettenlänge synthetisiert um die geringe Lipophilie von Gemcitabin zu erhöhen und die Halbwertszeit zu verlängern. Die erfolgreiche Kopplung konnte mittels FTIR, NMR und LogP-Bestimmung bestätigt werden. Im nächsten Schritt wurden die synthetisierten Gemcitabin-Derivate in eine Poly-Lactid-co-Glycolid-Nanopartikelmatrix eingebaut. Es wurden zwei unterschiedliche Partikelherstellungsprotokolle (Herstellung mittels Magnetrührer-Methode und Herstellung mittels Ultraschall-Methode) erarbeitet, wobei hinsichtlich der Reproduzierbarkeit und der Partikelgrößenverteilung die Ultraschallmethode überlegen war. Mit zunehmender Lipophilie des Gemcitabin-Derivats stieg auch der Wirkstoffgehalt der Nanopartikel. In Suspension zeigten die wirkstoffbeladenen Nanopartikel keine Agglomerationstendenzen. Auch die Lyophilisation der Partikel hatte keinen nennenswerten Einfluss auf die durchschnittliche Partikelgröße und den Polydispersitätsindex. Im Zuge der vorliegenden Arbeit wurde ein reproduzierbares Partikelherstellungsprotokoll entwickelt, der Zusammenhang zwischen Lipophilie der Gemcitabin-Derivate und der Einbaurate in die Partikelmatrix beschrieben, sowie die Verkapselungsrate der Gemcitabin-Derivate maximiert.

Neben mathematischen Angriffsmethoden auf Verschl��sselungen existieren seit einigen Jahren auch alternative Angriffsm��glichkeiten ��ber Seitenkan��le, welche die aktuelle elektrische Verlustleistung eines Ger��ts oder die Dauer von Berechnungen benutzen. Damit k��nnen R��ckschl��sse auf interne Schalt- und Rechenvorg��nge gezogen und der geheime Schl��ssel extrahiert werden. Die asymmetrische Verschl��sselungsmethode RSA l��sst sich mit Hilfe von verschiedenen Algorithmen in einem "Field Programmable Gate Array" umsetzen, wodurch eine unterschiedliche Interpretation von Seitenkanalinformationen n��tig ist. Diese Diplomarbeit besch��ftigt sich daher mit Methoden, um diese Algorithmen in einer Blackbox zu identifizieren. Aus den Implementierungen der Algorithmen, die auf dem chinesischen Restsatz, dem bin��ren modularen Potenzieren, der Montgomery- oder der Blakley-Multiplikation basieren, wurden im Zuge dieser Arbeit die geheimen Schl��ssel erfolgreich extrahiert. Die Ergebnisse dazu flie��en in die Erarbeitung von m��glichst generische Detektionsmethoden ein. Viele mathematisch sichere Implementierungen von Verschl��sselungen achten nicht auf die Verwundbarkeit im Seitenkanal. Auch wurden einige Schutzma��nahmen aus der Vergangenheit durch verbesserte Angriffs- und Auswertungsm��glichkeiten umgangen. Daher stehen neben der Algorithmenidentifikation auch Gegenma��nahmen im Fokus, die diese erschweren oder verhindern k��nnen., Aside from the common mathematical approaches for breaking encryption methods a growing number of alternative attacks exist, which are referred to as side channel attacks. Those approaches are using alternative ways like measuring power consumption or computing time of a device. Using this information internal operations can be revealed and secret keys extracted. The asymmetric encryption RSA can be implemented in a field programmable gate array by using different kinds of algorithms, thus requiring different interpretations of the side-channel. This thesis is about methods to identify those algorithms in a blackbox. The analysed implementations consist of the Chinese remainder theorem, the binary exponentiation algorithm, the Montgomery- or the Blakley-Multiplication and were successfully attacked in this work to reveal the hidden key of the implementation. The results were used to develop generic detection methods. Many encryption implementations, which are proven as mathematically secure, do not worry about side-channel leakage. Also a lot of countermeasures were cracked through enhanced attacks and analyses in the past. Therefore, besides the prevention of the algorithm identification, focus is put on countermeasures, which complicate or even block those previously mentioned attacks.