Versuche mit perfundierter Rattenleber und mikrosomalen Systemen von verschiedenen Wirbeltierspezies an Perchlorbutadien zum Vergleich mit Ganztierversuchen. Fortsetzung der Untersuchungen ueber den Einfluss von Umweltchemikalien (Trichloraethylen, chlorierte Aniline und Phenole, Tribunil, Toxaphenkomponenten u.a.) auf Enzymaktivitaeten des Auges, Untersuchung der Membranpermeabilitaet der Linsenkapsel. Fortsetzung von Versuchen mit P-Cl-Anilin und 3,4-Dichloranilin und Bodenmikroorganismen. Umwandlung von Tribunil durch Bodenmikroorganismen. Vergleichende Untersuchung der Umwandlung von Aldrin, Endo- und Exodieldrin durch Bodenmikroorganismen zur Aufstellung von Struktur-Abbaubarkeitsbeziehungen.
Bestimmung der Geschwindigkeit der metabolischen Umsetzung des Anaestheticums Halothan von der isolierten Rattenleber als Grundlage einer Risikobeurteilung bei langfristiger Einatmung geringer Konzentrationen am Arbeitsplatz.
Vorhabenziel: In diesem Vorhaben soll ein voll automatisierter Teststand (Mock Loop) als Ersatzmethode für Tierversuche entwickelt werden. Mit diesem künstlichen Kreislauf soll die Langzeit-Biokompatibilitätstestung extrakorporaler Lungenassistenzsysteme (ECLAs) ermöglicht, sowie ein verlängerter Funktionserhalt zur Transplantation vorgesehener Organe erreicht werden. Experimentelle Ansätze zur Langzeittestung auf diesen Gebieten basieren ausschließlich auf in vivo Modellen in Großtieren (Schweine / Schafe). Etablierte in vitro Modelle sind auf wenige Stunden begrenzt und verwenden häufig Blutersatzlösungen. Beides limitiert die klinische Relevanz und Übertragbarkeit. Trotz stetiger Verbesserungen auf beiden Forschungsgebieten muss eine hohe klinische Komplikationsrate bei ECLA Anwendung, sowie ein Mangel an hochwertigen Spenderorganen konstatiert werden. Die Entwicklung dauerhaft biokompatibler ECLAs, sowie die stetige Qualitätssteigerung von Spenderorganen sind somit zwingend erforderlich und der Bedarf an Versuchsmodellen zur Langzeittestung neuer Technologien wird wachsen. Die Kliniken für Anästhesiologie, Thorax-, Herz-, und Gefäßchirurgie, sowie das Institut für Versuchstierkunde und der Lehrstuhl Informatik 11 der RWTH Aachen streben die Entwicklung eines vollautomatisierten Mock Loops an, der die in vitro Perfusion eines ECLA Systems oder eines Spenderorgans mit Vollblut über mehrere Tage ermöglicht. Diese Experimental-Plattform ersetzt Tierversuche (TV) auf beiden Forschungsgebieten (Replace) und ermöglicht die gezielte Analyse relevanter pathophysiologischer Vorgänge (Gerinnungs-, Thrombozyten-, Leukozytenaktivierung), sowie daraus resultierende Komplikationen (Blutgerinnsel-Bildung, Entzündungsreaktion, Organschädigung) ohne erforderlichen TV (Reduce). In strikter Umsetzung des 3R Konzepts, werden für den Aufbau und die Etablierung des automatisierten Teststandes keine zusätzlichen Tiere für dieses Projekt beantragt, sondern das Blut und die Organe ohnehin verwendeter Versuchstiere genutzt (Refine).
Zum besseren Verständnis der Ergebnisse üblicher Bilanzversuche sind an isolierten Epithelien des Dünndarmes vom Schwein Untersuchungen vorgesehen, um in vitro durch Probiotika verursachte Veränderungen resorptiver und/oder sekretorischer Transportmechanismen sowie der Barrierefunktion zu erfassen. Diese Untersuchungen werden mit Hilfe isolierter Epithelien des Schweinedarmes durchgeführt und sehen die Bestimmung der transportphysiologischen Parameter vor, welche die konventionelle Ussing-Kammer-Methode erlaubt (Elektrophysiologie, Transportraten von Elektrolyten oder Substraten). Die mögliche Beeinflussung epithelialer Funktionen durch Probiotika ergibt sich aufgrund von Interaktionen von Mikroorganismen mit den Epithelzellen. Die Mechanismen dieser Wechselwirkung(en) sind nur mit Hilfe einer Epithelzellkultur des Schweines zu objektivieren. Aus diesem Grunde ist es notwendig, eine in den USA existierende Zelllinie (Intestinal Porcine Epithelial Cell, IPCE1, Schweinedünndarm) so weit zu charakterisieren, dass die Prüfung dieser Wechselwirkungen möglich ist. Eine Ergänzung der in vitro Versuche (isolierte Epithelien und Zellkultur) durch Perfusionsversuche ist notwendig.
Die Interaktion von Wasser- und Nährstoffflüssen im Xylem wird untersucht. Hierfür werden simultan Raten der Nährstoffaufnahme in der Wurzel und des Nährstofftransport in den Sproß in intakten Pflanzen bei unterschiedlichen Transpirationsraten bestimmt. Einflüsse der Flußrate auf den lateralen Austausch von Nährstoffen werden in intakten Pflanzen und in perfundierten Stammstücken analysiert und modelliert. In enger Kooperation mit anderen Gruppen im Schwerpunktprogramm werden einzelne Aspekte der Interaktion näher charakterisiert. Die anatomische Untersuchung der Architektur der Leitbahnen zur Identifizierung möglicher Schlüsselstellen ergänzt funktionelle Analysen des lateralen Austauschs von Nährstoffen und von Wasserfluß und Druckverhältnissen entlang des Stamms. Analysen der Abhängigkeit des pH-Werts im Xylem vom CO2-Partialdruck im Leitbündelbereich werden durchgeführt. Die Interaktion von lokalen Transpirationsraten und dem Nährstofftransport im Blatt wird untersucht.