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Background/Aim: The aim of this study was the development of a new osteoconductivity index to determine the bone healing capacities of bone substitute materials (BSM) on the basis of 3D microcomputed tomographic (μ-CT) data. Materials and Methods: Sinus biopsies were used for the comparative analysis of the integration behavior of two xenogeneic BSM (cerabone® and Bio Oss®). 3D μ-CT and data sets from histomorphometrical measurements based on 2D histological slices were used to measure the bone-material-contact and the tissue distribution within the biopsies. The tissue reactions to both BSM were microscopically analyzed. Results: The 3D and 2D results of the osteoconductivity measurements showed comparable material-bone contacts for both BSM, but the 2D data were significantly lower. The same results were found when tissue distribution was measured in both groups. The histopathological analysis showed comparative tissue reactions in both BSM. Conclusion: Osteoconductivity index is a reliable measurement parameter for determining the healing capacities of BSM. The observed differences between both measurement methods could be assigned to the resolution capacity of μ-CT data that did not allow for a precise interface distinction between both BSM and bone tissue. Histomorphometrical data based on histological slides still allow for a more exact evaluation.
Vitamin E (VitE) additives are important in treating osteoarthritis inclusive cartilage regeneration due to their antioxidant and anti-inflammatory properties. The present research study focuses on the ability of biological antioxidant VitE (alpha-tocopherol isoform) to reduce or minimize oxidative degradation of soft implantable polyurethane (PU) elastomers after extended periods of time (5 months) in vitro. The effect of the oxidation storage media on the morphology of the segmented PUs was evaluated by mechanical softening, crystallization and melting behavior of both soft and hard segments (SS, HS) using dynamic mechanical analysis (DMA). Bulk mechanical properties of the potential implant materials during ageing were predicted from comprehensive mechanical testing of the biomaterials under tension and compression cyclic loads. 5-months in vitro data suggest that the prepared siloxane-poly(carbonate urethane) formulations have sufficient resistance against degradation to be suitable materials for chondral long term bio-stable implants. Most importantly, the positive effect of incorporating VitE (0.5 or 1.0% w/w) as bio-antioxidant and lubricant on the bio-stability was observed for all PU types. VitE-additives protected the surface layer from erosion and cracking during chemical oxidation in vitro as well as from thermal oxidation during extrusion re-processing.
The aim of this study was to predefine the pore structure of β-tricalcium phosphate (β-TCP) scaffolds with different macro pore sizes (500, 750, and 1000 µm), to characterize β-TCP scaffolds, and to investigate the growth behavior of cells within these scaffolds. The lead structures for directional bone growth (sacrificial structures) were produced from polylactide (PLA) using the fused deposition modeling techniques. The molds were then filled with β-TCP slurry and sintered at 1250° C, whereby the lead structures (voids) were burnt out. The scaffolds were mechanically characterized (native and after incubation in simulated body fluid (SBF) for 28 d). In addition, biocompatibility was investigated by live/dead, cell proliferation and lactate dehydrogenase assays.
The present publication reports the purification effort of two natural bone blocks, that is, an allogeneic bone block (maxgraft®, botiss biomaterials GmbH, Zossen, Germany) and a xenogeneic block (SMARTBONE®, IBI S.A., Mezzovico Vira, Switzerland) in addition to previously published results based on histology. Furthermore, specialized scanning electron microscopy (SEM) and in vitro analyses (XTT, BrdU, LDH) for testing of the cytocompatibility based on ISO 10993-5/-12 have been conducted. The microscopic analyses showed that both bone blocks possess a trabecular structure with a lamellar subarrangement. In the case of the xenogeneic bone block, only minor remnants of collagenous structures were found, while in contrast high amounts of collagen were found associated with the allogeneic bone matrix. Furthermore, only island-like remnants of the polymer coating in case of the xenogeneic bone substitute seemed to be detectable. Finally, no remaining cells or cellular remnants were found in both bone blocks. The in vitro analyses showed that both bone blocks are biocompatible. Altogether, the purification level of both bone blocks seems to be favorable for bone tissue regeneration without the risk for inflammatory responses or graft rejection. Moreover, the analysis of the maxgraft® bone block showed that the underlying purification process allows for preserving not only the calcified bone matrix but also high amounts of the intertrabecular collagen matrix.
Artefaktkorrektur und verfeinerte Metriken für ein EEG-basiertes System zur Müdigkeitserkennung
(2019)
Fragestellung: Müdigkeit ist ein oft unterschätztes, aber dennoch großes Problem im Straßenverkehr. Von rund 2,5 Mio. Verkehrsunfällen 2015 in Deutschland, waren 2898 Unfälle, mit insgesamt 59 Toten (~1,7 % der Todesfälle), auf Übermüdung zurückzuführen. Schätzungen gehen von einer Dunkelziffer von bis zu 20 % aus. In einer ersten eigenen Studie wurde überprüft, ob ein mobiles EEG in einem Fahrsimulator Müdigkeitszustände zuverlässig erkennen kann. Die Erkennungsrate lag lediglich bei 61 %. Ziel dieser Arbeit ist, das verwendete Messsystem zu verbessern. Dazu wird die Genauigkeit durch eine Artefaktkorrektur und mit Hilfe von verfeinerten Qualitätsmetriken erhöht. Eine erkannte Übermüdung wird dem Fahrer dann in angemessener Weise angezeigt, so dass er entsprechend reagieren kann.
Patienten und Methoden: Die Independent Component Analysis (ICA) ist ein multivariates Verfahren, um mehrere Zufallsvariablen zu analysieren. Für die Entscheidung, ob ein Fahrer gerade müde oder wach ist, wird der erstellte Merkmalsvektor für jede Sequenz mit ICA klassifiziert. Dafür wird ein trainierter Machine-Learning-Algorithmus eingesetzt, der in der Lage ist, auch unbekannte Datensätze in Klassen einzuteilen. Um die benötigten Frequenzwerte zu erhalten, wurde für jeden EEG-Kanal eine Fourier Transformation durchgeführt. Der erstellte Merkmalsvektor wird im nächsten Schritt durch ein Künstliches Neuronales Netz klassifiziert. Für das Training werden vorab erstellte Merkmalsvektoren mit den Klassen „Wach“ und „Müde“ versehen. Diese Daten werden zufällig gemischt und im Verhältnis 2:1 in eine Trainings- und Testmenge geteilt. Das Experiment wurde mit acht Personen mit jeweils zweimal 45 min Testfahrt durchgeführt.
Ergebnisse: Der komplette Datensatz besteht aus 150.000 Signalwerten, welche zu ca. 7000 Sequenzen zusammengefasst werden. Durch die Anwendung der Qualitätsmetrik bleiben 4370 Sequenzen für das Training übrig. Bei invaliden Sequenzen aufgrund von EEG-Artefakten gibt es deutliche Unterschiede. Im „Wach“ Zustand werden dreimal so viele Sequenzen verworfen als im „Müde“ Zustand. Insgesamt werden bei wachen Probanden im Schnitt ca. 50 % der Sequenzen verworfen, bei Müden lediglich 25 %. Im Durchschnitt erreicht das System eine Erkennungsrate von 73 % für beide Zustände. Vergleicht man nun das Verhältnis von „Wach“ und „Müde“ und lässt „Leichte Müdigkeit“ außen vor, liegen die Ergebnisse bei über 90 %.
Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse zeigen, dass die Aufmerksamkeit während des Experiments abnimmt bzw. die Müdigkeit zunimmt. Dies verdeutlichen zum einen subjektive und objektive Beobachtungen von Müdigkeitsanzeichen. Zum anderen lassen sich messbare und klassifizierbare Unterschiede im EEG Signal nachweisen. Die als Merkmale eingesetzten Theta-Wellen zeigten eine niedrigere Amplitude gegen Ende des Experiments. Die Erweiterung der binären Klassifizierung führt zu einer weiteren Stabilisierung der Ergebnisse. Artefaktkorrektur und Qualitätsmetriken steigern die Güte der Daten weiter. Die entwickelte Anwendung zur Müdigkeitserkennung ermittelt messbare Zeichen von Müdigkeit und kann eine gute Entscheidung über die Fahrtauglichkeit treffen.
The SDGs give an overview of the world's development challenges of the present and the coming decades and set a new global agenda for more inclusive and sustainable development and growth. These challenges also represent opportunities for social innovations and the creation of scalable and financially self-sustaining solutions by businesses and (social) entrepreneurs. Examples of solutions to social and ecological challenges are for instance providing low-income communities with access to affordable, quality products and services in areas such as water and sanitation, energy, health, education and finance. New business models can meet customer demands by providing solutions and thereby create opportunities for low-income people as employees, suppliers and distributors.
Der Girlboss Mythos : die gesellschaftlichen und ökonomischen Perspektiven der Gender-Debatte
(2019)
Faktisch sind Frauen heute gleichberechtigt. Sie haben die gleichen Chancen, Rechte und Möglichkeiten wie Männer. Dennoch weisen maßgebliche Studien darauf hin, dass die Anzahl von Frauen auf allen Führungsebenen stagniert oder nur im Schneckentempo wächst. In der medialen Diskussion rund um das Thema Frauen im Management ist die Welt auf den ersten Blick in zwei Lager geteilt. Ein Lager stellt ernüchtert fest, dass Frauen selbst Schuld sind an ihrer Situation. Oft werden hier gerade erfolgreiche Frauen zitiert, die ihren Geschlechtsgenossinnen den nötigen Erfolgswillen oder die Opferbereitschaft absprechen. Das andere Lager scheint die Sachlage genau entgegengesetzt zu beurteilen. Überall gut ausgebildete, hochmotivierte Frauen, die an Glasdecken stoßen oder denen von der Gesellschaft im Allgemeinen und Männern im Besonderen die Türen versperrt werden. Dieses Buch trägt zu einer wissenschaftlich nüchternen Diskussion bei, um die aktuelle gesellschaftspolitische Situation differenzierter und abseits von abgegriffenen Dogmen zu betrachten.
The use of gamification in workplace learning to encourage employee motivation and engagement
(2019)
When we think about playing a game, be it a card game, board game, sport, or video game, we generally associate the act of playing with a positive experience like having fun, enjoying the interaction with others, or feeling a greater motivation to reach a certain goal. By contrast, workplace learning is often perceived as being dull. Employees are likely at some point in their career to find themselves stuck in a rigidly defined seminar for a long period of time or in front of their computer navigating through a mandatory e-learning course on a dry topic such as standards of business conduct of safety policies.
In recent years, organizations have tried to leverage the motivating quality of games for more serious learning contexts. Gamification entails transferring those elements and principles from games to nongaming context that improve user experience and engagement. In this chapter, we will specifically focus on the context of workplace learning.
Many researchers have explored the phenomenon of intercultural communication since Edward T. Hall first brought it to light in the late 1950s. Although the literature is quite extensive, the ongoing sociopolitical struggles are evidence that even in the twenty-first century, society has limited intercultural as well as intracultural communication competence. This limited understanding continues to bring about discord in every facet of life, including work.
The modern workforce is expected to possess certain knowledge, skills, and attitudes that are inherently different from those expected from previous generations. Due to globalization, intercultural competence and highly effective communication skills are at the top of the list - a working knowledge of English as the lingua franca of today's business world can be considered as a first step.