Die chronische Schulterinstabilität mit ossärem Glenoiddefekt bedarf einer Knochenaugmentation zur Wiederherstellung der physiologischen Schulterkinematik. Obwohl der offene Korakoidtransfer zu zufriedenstellenden Ergebnissen im älteren Patientenkollektiv führte, wurde eine hohe Komplikations- bzw. Revisionsrate beobachtet, welche primär fremdmaterial-assoziiert war. Diese Beobachtung unterstreicht die Tatsache, dass der offene Korakoidtransfer lediglich optional als gelenkerhaltende Therapie beim alten Patienten Anwendung finden sollte. Die offene J-Span-Plastik hingegen verzichtet auf den Gebrauch von Fremdmaterial, was sich auch langfristig positiv auf das Komplikationsspektrum auswirkte. Während keine direkte Revision von Nöten war, beklagten die Patienten vor allem Beschwerden im Entnahmebereich am Beckenkamm, welche jedoch im Verlauf regredient waren. Die klinischen und radiologischen Ergebnisse waren sehr gut und eine Rezidivinstabilität wurde nicht beobachtet. Nichtsdestotrotz erscheint die Progression der Instabilitätsarthrose (IA) auch mittels J-Span-Plastik als nicht reversibel und muss daher weiterhin als relevantes Langzeitrisiko angesehen werden. Die Therapie von symptomatischen Rupturen der Rotatorenmanschette (RM) erlebte in den letzten Jahren einen enormen Wandel. Es konnten bis dato entscheidende Prädiktoren für eine zufriedenstellende Schulterfunktion bzw. für die Sehneneinheilung identifiziert werden. Unter anderem wurde das Patientenalter vielfach als negative Determinante beschrieben, was in einer strengen Patientenselektion resultierte. Mittelfristige Ergebnisse waren in unserem Patientenkollektiv mit einem Alter von über 75 Jahre zum Zeitpunkt der Operation jedoch sehr zufriedenstellend. Die Sehnenintegrität hatte einen signifikanten Einfluss auf die Schulterfunktion, was die Bedeutung der Sehnenheilung unterstreicht. Außerdem wird immer häufiger die Entwicklung bzw. Progression osteoarthrotischer Veränderung im Glenohumeralgelenk nach RM-Ruptur bzw. -Rekonstruktion beschrieben. Auch hier zeigte sich ein signifikanter Zusammenhang mit der intakten Sehnen-Knochen-Einheit. Zusammenfassend kann man sagen, dass sowohl etablierte als auch moderne Verfahren zur Therapie von Verletzungen der gelenkzentrierenden Strukturen vielversprechend sind. Eine präzise und individuelle Einschätzung der zugrundeliegenden Pathologie und patientenspezifischer Faktoren ist unabdingbar, um eine entsprechende Therapie passgenau auszuwählen. Es gilt abzuwarten, ob potenzielle pathologie- bzw. therapieassoziierte Risiken und Komplikationen (u.a. Re-Ruptur oder IA) durch minimal-invasive Techniken bzw. biologische/biomechanische Verbesserungen minimiert werden können.

Die cholinergische Urtikaria (CholU) ist eine der häufigsten Formen der chronischen induzierbaren Urtikaria. Bei dieser Erkrankung, die am häufigsten bei jungen Erwachsenen auftritt, kommt es nach körperlicher Anstrengung oder passiver Erwärmung zum Auftreten von multiplen kleinsten Quaddeln und z.T. starkem Juckreiz. Obwohl diese Erkrankung schon lange bekannt und nicht selten ist, gab es nur wenige Bemühungen bisher dieses Krankheitsbild zu entschlüsseln und wirksame Therapien für diese Patienten zu entwickeln. Ein Grund dafür könnte sein, dass die Erkrankung aufgrund der Flüchtigkeit und z.T. subjektiven Komponente der Symptome nur schwierig zu fassen ist. Etablierte Provokationsmethoden erlauben zwar eine Diagnosesicherung aber keine Schweregradeinteilung. Ein Großteil der hier vorgestellten Arbeiten fokussierte sich daher darauf diese Erkrankung „untersuchbar“ zu machen. Die standardisierte Puls-kontrollierte Ergometrie (sPCE) erlaubt nun erstmalig nicht nur eine Diagnosesicherung, sondern auch eine vergleichbare Anstrengung unabhängig vom Trainingszustand der Patienten. Der entwickelte cholinergische Urtikaria-Aktivitätsscore (CholUAS) wiederum erlaubt das Beschwerdemonitoring der Patienten in deren täglichen Setting und bezieht die Triggersituationen in die Berechnung mit ein. Zur Vervollständigung des Bildes der Patienten wurde ein krankheitsspezifisches Lebensqualitätsinstrument (CholU-QoL) entwickelt und validiert, um alle Aspekte der Patienten in Studien nachvollziehen zu können. Die weiteren hier vorgestellten Studien fokussieren sich auf die klinische Charakterisierung der CholU Patienten. Dies ist deswegen so wichtig, weil mehrere z.T. noch inkomplett verstandene pathophysiologische Ursachen für die CholU propagiert werden, für die unterschiedliche Behandlungsansätze vorstellbar sind. In den vorgestellten Studien wurden auch neue Patientenkohorten mit spezifischen Aspekten entdeckt, die möglicherweise auch unterschiedliches Therapieansprechen erklären können. Die bisherigen limitierten therapeutischen Studien, auch die hier vorgestellte Studie zur Hochdosis-Antihistaminikatherapie, zeigten jeweils insgesamt unzufriedenstellendes Ansprechen, bei zumindest einem Teil der Patienten. Auch eine „off-label“ Therapie mit Omalizumab (anti-IgE) zeigte nicht bei allen Patienten ein ansprechen. Weitere Studien, die all diese Aspekte mit einbeziehen und unter Verwendung der entwickelten diagnostischen Instrumente, sollten helfen die Therapie der Patienten in Zukunft zu verbessern.

Im Zuge der eigenen Arbeiten in dieser Habilitationsschrift ist es gelungen, zur Validierung des Post-Processings von Perfusionsbildgebung zur Nutzung im Rahmen multimodaler MRT-Bildgebung bei akuten cerebrovaskulären Ereignissen beizutragen. Die Erkenntnisse der eigenen Arbeiten integrieren sich hierbei gut in die zunehmende Validierung von Tmax als standardisiertem Perfusionsparameter zur Bestimmung der Penumbra in klinischen Studien. Ein einfacher klinischer Parameter zur Triage von MRT bei TIA-Patienten konnte weder in dieser Arbeit noch durch andere Arbeitsgruppen validiert werden. In Anbetracht der hohen Anzahl von TIA-Patienten, die ischämische Läsionen in der DWI aufweisen, und dem Wissen, dass das Rezidivrisiko bei Nachweis solcher Läsionen deutlich höher ist, rechtfertigt sich der Einsatz von multimodaler MRT bei TIA-Patienten. Das vormals als benigne eingeschätzte bildgebende Syndrom „total mismatch“ zeigt eine Rate von 39% ischämischer Läsionen im Verlauf, und sollte entsprechend behandelt werden. Umgekehrt kann bei selbstlimitierter Klinik und initial unauffälliger DWI auf eine Verlaufsbildgebung verzichtet werden.

EINLEITUNG: Die Kombination aus Sensitivität und Spezifität der mpMRT und der Dynamik des Ultraschalles (US) im Rahmen einer MRT/US fusionierten Biopsie der Prostata hat die die Diagnostik des PCa entscheidend verändert. Hohe Detektionsraten insbesondere von klinisch signifikantem PCa trugen zum Paradigmenwechsel im Wiederholungssetting bei und empfehlen klar den Einsatz einer mpMRT bei Verdacht auf ein PCa und vorangegangener negativer Prostatabiopsie. Die europäische urologische Leitlinie akzeptierte bereits indirekt sogar die mpMRT als Biopsieindikator, indem sie den Verzicht auf eine Prostatabiopsie bei negativer mpMRT und „geringem Verdacht auf ein PCa“ zulässt. Die Empfehlung zum Einsatz einer mpMRT samt gezielter Biopsie im primären Setting gemäß europäischer Leitlinie und weiterhin singulärer systematischer Biopsie ohne mpMRT gemäß deutscher S3-Leitlinie zum PCa, spiegelt die Heterogenität der aktuellen Leitliniensituation wieder. FRAGESTELLUNGEN: (1.) Erhöht die Anwendung der mpMRT/US fusionierten Biopsie die Detektion von PCa und insbesondere klinisch signifikanter PCa im Rahmen einer Wiederholungsbiopsie? (2.) Können mittels unterschiedlicher Ultraschallmethoden währen der MRT/US fusionierten Biopsie klinisch signifikante Prostatakarzinome detektiert werden und mittels eines Summenscores entsprechend PIRADS vorausgesagt werden? (3.) Wie wirkt sich der Einsatz der MRT/US fusionierten Biopsie auf die Detektion von klinisch signifikantem PCa in Patienten ohne Vorbiopsien aus? (4.) Gelingt mittels Einsatz von Kontrastmittel gestütztem Ultraschall und quantitativer Perfusionsanalyse im Rahmen der MRT/Ultraschall fusionierten Biopsie der Prostata eine Detektion und Prädiktion von PCa? (5.) Steigert der Einsatz zusätzlicher ventraler Biopsien in der additiv durchgeführten systematischen Biopsie die Detektion von PCa in Patienten mit multiplen Vorbiopsien? ERGEBNISSE: (1.) Es konnte eine höhere Gesamtdetektionsrate des PCa von 39,8 % im Vergleich zur Pilot-Studie (37,5 %) gezeigt werden. (2.) Der optimale Grenzwert, um ein PCa oder einen PI-RADS score von ≥ 4 vorauszusagen lag bei einem mpUS Summen score von > 8,5 mit einer AUC von 0,86 für PCa- bzw. 0,8 für eine PI-RADS-Vorhersage. (3.) Es zeigte sich eine deutlich erhöhte Gesamtdetektionsrate von 77 % (245/318) und auch seitens der MRT/US-Fusionsbiopsie von 67 % (213/318). In Bezug auf die Detektion klinisch signifikanter PCa wurden 51 % durch MRT/US Fusionsbiopsie detektiert, wobei durch die Kombination von Fusions- und systematischer Biospie 61% detektiert wurden. (4.) In der softwarebasierten Parameteranalyse imponierten „rise time“ (p = 0,026) und „time to peak“ (p = 0,037) als gute Prädiktoren ein PCa von benignem Gewebe abzugrenzen. Die Parameter „peak enhancement“ (p = 0,012), “wash-in rate” (p = 0,011), “wash-out rate” (p = 0,007) und “wash-in perfusion index” (p = 0.014) eigneten sich für eine Differenzierung in klinisch signifikantes und nicht klinisch signifikantes PCa. DISKUSSION: Die hier inkludierten Arbeiten verdeutlichen zum einen die Wertigkeit der mpMRT und den großen Vorteil der simultanen Fusion von Ultraschall und MRT-Bild in der PCa Diagnostik. Ferner konnte auch gezeigt werden, dass die mpMRT jedoch weiterhin auch falsch negative Befunde liefern kann und eine Kombination aus gezielter und systematischer Biopsie aktuell zielführend ist. Die computer-basierte Analyse verdeutlicht aber auch die Tendenz zur Untersucher unabhängigen Analyse nicht nur in der Schichtbildgebung sondern auch in der dynamischen Ultraschallanwendung bei Verdacht auf ein PCa.

Aufgrund der epidemiologischen Studien sind nun Prävalenzen der Pilznachweise im Respirationstrakt von Patienten mit CF in Deutschland und anderen Ländern Europas bekannt. Durch die Etablierung der Definition von pulmonalen Pilzinfektionen lassen sich harmlose Kolonisation von klinisch relevanten Infektionen unterscheiden. Die Definition unterstützt den CF Behandler in seiner Entscheidungsfindung für oder gegen eine meist langwierige anti-fungale Therapie. In Bezug auf die Diagnostik von dem seltenen, aber virulenten, Scedosporium apiospermum und Lomentospora Komplex konnten große Fortschritte erzielten werden, in dem durch die Verwendung von einem Selektivmedium (SceSel+-Agar) die Nachweisrate um 54% gesteigert werden konnte. Ein weiterer Fortschritt in der Diagnose von pulmonalen Pilzerkrankungen ist mit der Anwendung des ARTE Assays gelungen. Zum einen konnte bei Patienten mit CF mit dieser innovativen und schnellen Methode die Differenzierung zwischen Kolonisation und Infektion immunologisch demonstriert werden und zum anderen die Erhöhung von IL-17a bei Patienten mit CF und akuter ABPA als immunologischer Marker entdeckt werden. Die Forschungsergebnisse zu Assoziations- und Risikofaktoren ermöglichen eine gezielte Beratung von Patienten und gibt Handlungsempfehlungen für den Kliniker. Auch Empfehlungen in Bezug auf das therapeutische Vorgehen bei pulmonalen Infektionen durch den Scedosporium apiospermum und Lomentospora Komplex konnten erstmals publiziert werden und unterstützen damit den Kliniker bei der Behandlung dieser schwerwiegenden Infektionen.

Sharp wave ripple (SPW-R) events are brief high frequency oscillations observed throughout the hippocampal network during slow-wave sleep and quiet wakefulness. This transient synchronous activity provides the physiological scaffold for the compressed replay of awake sequences, and accumulating data support their crucial role in memory consolidation. The wide range of cortical areas that are strongly depolarized during SPW-Rs, as well as the observed coordinated reactivation of hippocampal and neocortical neural ensembles during slow wave sleep, both support the idea that memory consolidation involves the transfer of processed hippocampal information for long-term storage in distributed cortical networks. However, the majority of these cortical areas do not receive direct hippocampal projections and little is known about the routes taken by neural activity that can support this process. A prominent, yet under-investigated area that may act as a hippocampo-cortical relay is the retrosplenial cortex. Using silicon probe recordings in awake head-fixed mice, we report here the coordinated interplay of retrosplenial and hippocampal activity during SPW-Rs and the existence of SPW-Rs analogues in the retrosplenial cortex. We show that these interactions are topographically organized and layer specific. Using large-coverage high-density recordings, we demonstrate the existence of multiple subclasses of SPW-Rs and show that retrosplenial neurons are tuned to specific constellations of hippocampal output during SPW-Rs. Finally, we show that hippocampal output to the retrosplenial cortex is mediated by a genetically defined subpopulation of subicular bursty neurons. We demonstrate that optogenetically stimulating these vesicular glutamate transporter 2-expressing neurons is sufficient to evoke cortical ripple responses in superficial retrosplenial cortex, while optogenetic inhibition significantly reduces such responses. These results yield a mechanistic understanding of the neural substrate underlying hippocampal-cortical interactions during the awake resting state, and provide insights into how the offline transfer of previously stored information from the hippocampus to the cortex may be coordinated.

Im 16. Jahrhundert wurden die bedeutenden Liederhandschriften Cantares Mexicanos und Romances de los Señores de la Nueva España in Nahuatl und Lateinschrift aufgezeichnet. Es handelt sich um Tanzgesänge aus einer überwiegend mündlichen Tradition, die auf unterschiedliche Weise den Umbruch der frühen Kolonialzeit zwischen der aztekischen Vergangenheit, der spanischen Eroberung und der kolonialen Gegenwart reflektieren. In der Dissertation werden erstmals Texte aus den Cantares Mexicanos in ihrer Gesamtheit analysiert, darunter Lexik, Semantik, Aufbau, Struktur und thematische Entwicklung. A: Gesang 28, 19v-20, B: Gesang 2, 2r-2v, C: Gesang 4, 3r und D: Gesang 44B, 27r-v. Die Analyse basiert auf der Morphosyntax des Nahuatl und nutzt zusätzlich Modelle der Textlinguistik und Literaturwissenschaft. So werden für ambigue Sprecher und Hörerfiguren in Text A Modelle entwickelt, die sich am Konzept des „beweglichen Textes“ der mediävistischen Literaturwissenschaft orientieren. Einbezogen werden auch wesentlich zu den Texten gehörende, aber nur sehr sporadisch mitüberlieferte Elemente des musikalischen und rhythmischen Ausdrucks, des Tanzes, der Choreographie sowie Zweck und Umstände der Aufführung, sofern sich Verweise darauf in den Texten und deren Glossen finden. Alle untersuchten Texte sind individuelle Sprachschöpfungen auf Basis überlieferter Gesänge, Themen und Symbole, die innerhalb der Adelsschicht der Nahua zirkulierten und deren Verstehbarkeit durch ein dieser Adelsschicht vertrautes, in großen Zügen noch vorspanisch geprägtes Weltbild gewährleistet war. Um Züge dieses Weltbildes in die semantische Analyse einzubringen, werden andere Texte des Liederkorpus sowie externe Quellen wie der Codex Florentinus oder die Primeros Memoriales herangezogen. Solche Kreuzverweise werden auch für die modellhafte Rekonstruktion impliziter Textfiguren in Text D fruchtbar gemacht, insbesondere für die mytho-historische Figur „Topiltzin Quetzalcoatl“. Alle vier Texte lassen sich der frühen Kolonialzeit zuordnen. Ältere Versionen sind vor allem für die Strophen 1-8 von Text A anzunehmen. Wo in den Texten christlich beeinflusste Vorstellungen und Begriffe aufgenommen werden, erscheinen diese eng mit vorspanischen kultisch-religiösen Inhalten verbunden beziehungsweise in kultische Formelsprache eingebettet. Dass indigene und christliche Konzepte nicht immer getrennt werden können, zeigt besonders Text B. Die Texte nehmen kultisch-religiöse Vorstellungen auf, sind selbst jedoch nicht als kultisch oder rituell anzusehen. So lässt sich Text A als Metatext über Rituale im Dienst der Erinnerungskultur um verstorbene Herrscher verstehen. Nicht zuletzt reflektieren die Texte die bewusste Auseinandersetzung der anonymen Autoren mit dem Schaffensprozess und der Tradierung von Gesängen. Für diese beiden zusammenhängenden Konzepte wird ein kohärentes Modell entwickelt, in dessen Zentrum das Sprachbild der Liedwurzel steht. Die Liedwurzel repräsentiert den Kern eines Gesanges, den ein Sänger der Tradition entnimmt, bearbeitet und verwandelt zurückgibt. Sie durchläuft einen kollektiven schöpferischen Zyklus zwischen den drei Ebenen Erde – Himmel – Unterwelt und wird dabei jeweils von einem Mittler getragen. Als Mittler fungiert der Sänger als Mensch oder Vogel oder ein Vorfahre in Gestalt eines Vogels. Neben der mündlichen Tradierung der Gesänge thematisieren Texte A und D auch eine Weitergabe durch die Bilderschrift und die Legitimierung des Sängers über diese Kulturtradition. Die Analyse steht in der Dissertation nicht voraussetzungslos im Raum. Für ein besseres Verständnis wird kulturelles Wissen der Nahua aufbereitet und auf die Fragestellungen der Analyse zugeschnitten. Dazu gehören insbesondere die Bedeutungspotentiale wichtiger Begriffe sowie Kenntnisse der Nahua über Vögel und Pflanzen, welche ubiquitäre Sprachbilder und komplementäre Konzepte in den Texten darstellen. Insbesondere werden Taxa der Nahua gruppiert und Arten aus der wissenschaftlichen Literatur, für die kein Nahua-Taxon bekannt ist, mit Bezeichnungen in den Texten verglichen. Dabei zeigt sich, dass die Mehrheit der Vogel- und Pflanzennamen Referenten in der realen Welt hat, deren Farben, Verhaltensweisen, kulturelle und symbolische Bedeutungen direkt in die Semantik der Texte eingehen.

A convenient synthesis of the technetium complex [Tc(NO)Cl(Cp)(PPh3)] and some reactions of this novel precursor were successfully done. As a continuation of these promising results, the present thesis describes attempts concerning: i) a further investigation of the reactivity of [Tc(NO)Cl(Cp)(PPh3)] towards other monodentate ligands. ii) the synthesis of new organotechnetium precursors in the lower oxidation state “+I” of this element. iii) the extension of the former work to substituted derivatives of cyclopentadienyl, which in turn may open an access for coupling reactions with biologically active species. iv) the extension of our knowledge about the less-explored cyclopentadienyl chemistry of technetium.

Die vorliegende Dissertation widmet sich der Gesamtheit von Maarten van Heemskercks vielfältigen Strategien zur Sicherung seiner Überlieferung. Durch genaue Autopsie der Werke wie über Exkurse zu Heemskercks humanistisch gebildetem Umfeld, der ars memorativa, zu Bildersturm und Idolatrie haben sich neue Deutungsansätze ergeben. Heemskercks subjektiv-vereinnahmender, ingeniöser Umgang mit vorgefundenem antiken Vokabular bezieht die Historizität und den graduellen Verfall mit ein. Doch vor allem die Tatsache des bemerkenswerten Überdauerns rückt in den Fokus und wird vorbildhaft für Heemskercks eigene memoria. Es wird deutlich, dass der Künstler im Nachleben der Antike in Literatur, Architektur und Bildwerken Möglichkeiten der Erinnerungssicherung erkannte, die er auch für die eigene Überlieferung zu nutzen suchte.

Investigating the electrokinetic performance of novel electrode materials by means of diffusional cyclic voltammetry has emerged to the standard approach in electrochemistry. The straightforward implementation of the method in a three-electrode compartment provides scientists with a feasible ex-situ technique for assessing reaction kinetics in terms of potential-dependent redox currents. Providing that well-defined diffusion conditions are complied, i.e. the experiments are conducted at planar electrodes in a semi-infinite diffusion domain, characteristic features such as the separation, symmetry and magnitude of the redox peaks can be related unambiguously to the electrode kinetics. However, as soon as non-planar electrodes or electrodes with finite diffusion domains are employed an equivocation between the measured redox peaks and the intrinsic electrode kinetics emerges. Consequently, a quantitative interpretation of cyclic voltammetry data becomes exceptionally arduous. In particular porous structures like felts and foams, predominantly utilized as electrode materials in the field of battery research, exhibit an intimidating ambiguity of the polarographic current signal. Therefore, the majority of experimentalists restrict themself to a qualitative interpretation of cyclic voltammetry data in terms of arbitrarily chosen onset-potentials. Scientists who are still targeting to quantify the electrode kinetics usually aim to exploit alternative techniques such as electrochemical impedance spectroscopy. However, from a theoretical perspective this approach is not capable of solving the dilemma either since the experiments are subjected to the same diffusion complication, examined with a different potential perturbation only. Consequently, developing a theory of cyclic voltammetry for porous electrodes is inevitable to permit a quantitative analysis of experimental results. This thesis consists of the cumulative work on the theory of cyclic voltammetry at macroporous electrodes with emphasis on felt-like structures. It is demonstrated that linking the high sensitivity of cyclic voltammetry with a sophisticated mathematical diffusion model allows for an electrochemical and morphological characterization of porous electrodes simultaneously, promoting the so-called „electrochemists spectroscopy “ to the next level. All theoretical concepts are supported by experimental data acquired for the electrochemical redox-reactions of vanadium(II)/ vanadium(III) and oxovanadium(IV)/ dioxovanadium(V), relevant in the field of vanadium redox-flow battery research. In a first approximation, porous electrodes are treated as random arrays of microelectrodes in a finite diffusion space with a statistically fluctuating size. A systematic investigation of simulated and experimentally acquired cyclic voltammetry data for both, porous and non-porous electrodes, draws an enlightening picture on the complex interplay of electrode porosity and reaction kinetics. With this knowledge, precise values for the heterogeneous rate constant of the oxovanadium(IV)/ dioxovanadium(V) redox reaction are obtained. These values usually scatter over orders of magnitude in the recent literature, most likely due to an inconsequent interpretation of data. In another study, a strategy for real-space simulation of cyclic voltammetry at carbon felt electrodes is presented. For this purpose, in-situ micro X-ray computed tomography is exploited to construct a template of the three-dimensional diffusion domain inside a porous electrode. This renders any statistical assumptions obsolete. To perform the simulations, two self-reliant computational methods, namely digital simulation and convolutive modeling, are combined. The resulting method offers significant advantages with respect to computation time, programming effort and mathematical complexity. Since effects of electrochemical double-layer charging, nonlinear contributions of ohmic resistances, coupled chemical reactions and limited electron transfer kinetics can be accounted for readily, the novel approach covers an extraordinarily wide range of electrochemical situations. The exceptional endowment of simulating polarographic experiments at porous electrodes was finally implemented into an open source program named „Polarographica “. This software provides the experimentalists community with a straightforward way of interpreting cyclic voltammetry data of porous electrodes in terms of a fitting routine. Since many other electroanalytical techniques are supported in the environment of Polarographica as well, it will eventually lead to a more decent interpretation of cyclic voltammetry data, based on mathematical models instead of ambiguous current peaks and arbitrarily chosen onset-potentials.

Die Schule stellt als institutionelle Bildungseinrichtung eine besonders relevante Lernumwelt von Kindern und Jugendlichen dar. Die schulische Lernumwelt beinhaltet das Lehren und Lernen im Unterricht und in der Schule unter spezifischen Rahmenbedingungen. Die Relevanz der Einzelschule zeigt sich in verschiedenen Forschungsperspektiven, beispielsweise in den Analysen Fends zu Einzelschulen als „pädagogische Handlungseinheit“ (Fend, 1986), in der Schuleffektivitätsforschung (vgl. bspw. Scheerens, 1990; Scheerens & Bosker, 1997), in Analysen der PISA-Daten (vgl. bspw. Baumert, Stanat & Watermann, 2006a; OECD, 2005) oder in der schulpolitischen Praxis im Rahmen von Schulinspektionen und Schulentwicklungsanliegen (vgl. bspw. KMK, 2015; Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Wissenschaft, 2013). Überlegungen zur Qualität von Schulen basieren auf der Grundlage, dass sich die Bedingungen an Einzelschulen unterscheiden und auch verändern können. Diese Dissertation nutzte Erkenntnisse der Schuleffektivitätsforschung, der Lehr-Lern- und Schulqualitätsforschung um die Variabilität schulischer Lernumwelten zu ergründen. Dabei ist das Zusammenspiel schulischer Faktoren bedeutsam für die Analyse der Variabilität zwischen schulischen Lernumwelten. Als schulische Faktoren wurden Kontextmerkmale, Prozessmerkmale (Merkmale der Unterrichts- und Schulqualität) sowie als Output die Schulleistungen betrachtet (in Anlehnung an Ditton, 2000; Kunter & Voss, 2011; Scheerens, 1990). Diese Arbeit untersuchte zur Variabilität schulischer Lernumwelten folgende zwei übergreifende Fragestellungen in drei empirischen Studien: (1) Wie unterschiedlich sind Schulen in ihrer Unterrichtsqualität? (Studie 1) (2) Unterscheiden sich schulische Prozessmerkmale und Outputs je nach Kontext? a) Kontext im Hinblick auf Schülerzusammensetzung (Komposition; Studie 2) b) Kontext im Hinblick auf bildungspolitische Intervention durch die Schulinspektionsdiagnose „erheblicher Entwicklungsbedarf“ (Studie 3) Mittels Daten der internationalen PISA-Erhebungen (Studie 1), sowie einer Kombination aus Daten der amtlichen Statistik, Vergleichsarbeiten und Schulinspektionsdaten (Studie 2 und 3) wurden die Forschungsfragen analysiert. In Studie 1 wurde ein systematischer Überblick der Übereinstimmung, Variabilität und Reliabilität von Merkmalen der Unterrichtsqualität aus Sicht von Schülerinnen und Schülern auf Schulebene erstellt: es ergab sich eine moderate bis starke Übereinstimmung in den Schulen, „kleine“ bis „mittlere“ Unterschiede (LeBreton & Senter, 2008) zwischen den Schulen sowie eine unzureichende Reliabilität aggregierter Schülerurteile. In Studie 2 zeigte sich, dass Kompositionsmerkmale (mittlerer SES, mittlere Schulleistung) in positivem Zusammenhang mit Unterrichtsqualität stehen: Je höher der mittlere SES oder die mittlere Schulleistung, desto höher fiel die Klassenführung und kognitive Aktivierung (als Merkmale der Unterrichtsqualität) aus. Ein Zusammenhang zwischen Kompositionsmerkmalen und Schulqualitätsmerkmalen war kaum vorhanden. Eine Mediation des Zusammenhangs der Kompositionsmerkmale mit den mittleren Schulleistungen (als Output) durch Unterrichts- oder Schulqualitätsmerkmale konnte kaum nachgewiesen werden. In Studie 3 zeigten sich in Folge der Schulinspektionsdiagnose „erheblicher Entwicklungsbedarf“ an diesen Schulen lediglich geringe Verbesserungen der Unterrichts- und Schulqualität und keine signifikanten Verbesserungen der mittleren Schulleistungen im Vergleich zu den Schulen ohne diagnostizierten Entwicklungsbedarf. Es ergaben sich jedoch Hinweise auf einen nicht-intendierten Nebeneffekt für die Entwicklung der Zusammensetzung der Schülerschaft: Der Anteil an Schülerinnen und Schülern mit Migrationshintergrund scheint sich in Folge der Schulinspektionsdiagnose „erheblicher Entwicklungsbedarf“ zu erhöhen. Die Ergebnisse der drei Studien tragen zur Erklärung der Variabilität schulischer Lernumwelten bei. Die Erkenntnisse daraus werden hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Forschung, die Bildungspolitik sowie für die Praxis diskutiert.

The borderline personality disorder (BPD) comprises a wide variety of symptoms related to emotional dysregulations and impairments in social interactions which potentially culminate in suicidal behavior. In addition, one core feature of the BPD symptomatology is a dysfunctional stress-regulation. However, so far studies investigating the physiology of the stress-system in BPD revealed heterogeneous results. Furthermore, empirical evidence shows that in healthy individuals, stress influences higher cognitive abilities like the memory-system. Although BPD patients are known to experience stress on a daily basis, little is known about a possible connection to their memory performance. The few available data rather suggest enhanced memory after stress in BPD patients, which is remarkable since stress robustly impairs memory performance in healthy individuals. Moreover, stress often appears in conflict-riddled situations, but empirical evidence about a possible relation between the stress-system in BPD and social interactional skills is again almost non-existent. Finally, research over the last decades used a comprehensive variety of laboratory stressors (from simulated job interviews to synthetic stress hormones) to detect the influence of the endogenous stress response or a single receptor activation through a pharmacological approach on memory in healthy individuals. These evidence account for important insight in different stress-receptor systems. However, data about the impact of single stress hormones on social skills in healthy individual are rare but needed to subsequently disentangle receptor functions. The object of this dissertation is to extend existing knowledge about the physiological stress-system in BPD patients and its possible impact on memory on the one hand and social interactional skills on the other hand. Of note, the vast majority of studies, which investigated in BPD so far tested female patients, which also accounts for this dissertation. To further close another research gap in this field, the impact of a single stress hormone on social interactional skills in healthy males and females will be investigated. Thus, this dissertation project comprises four research questions: Q-I: How does an acute psychosocial stressor influences the physiological stress-system in female BPD patients, compared to a placebo-condition and compared to female healthy controls? Q-II: How does psychosocial stress impact on the memory performance in female patients with a borderline personality disorder compared to a placebo-condition and compared to female healthy controls? Q-III: How does psychosocial stress affect empathy in female patients with a borderline personality disorder compared to a placebo-condition and compared to female healthy controls? Q-IV: Does pharmacologically administered cortisol modulate facial emotion recognition and empathy in healthy young men and women? In a nutshell, the main results of this dissertation are as follows: First, female BPD patients showed a blunted physiological stress reaction to a well-established psychosocial stressor, compared to female healthy controls. Second, the provoked stress response had no impact on the memory performance in female BPD patients, compared to the placebo-condition. Furthermore, the stress response also had no impact on memory in HC and there were only few differences in memory performance between BPD and HC. Third, the provoked stress response differently influenced empathy in BPD and HC. Empathy comprises two parts, cognitive and emotional empathy. After acute stress female BPD patients showed significantly lower scores compared to HC. Post-hoc tests showed no significant differences for emotional empathy between stress and the placebo-condition in both groups. Cognitive empathy was unaffected by stress in BPD and HC. Finally, the synthetic stress hormone cortisol had no impact on empathy in healthy individuals. The ability to detect emotional expressions in faces was only affected by stress for subtle emotions and was sex specific. However, no main effect of cortisol on facial emotion recognition was found. To conclude, the present findings extend and partly confirm the empirical evidence for an altered stress-system in female BPD patients. At the same time and in concert with the results regarding the impact of stress on memory and interactional skills, the data show the need for a more complex model to correctly interpret the findings. Thus, on the one hand this dissertation imbeds the results about an altered stress physiology in an etiological model comprising gene by environment interactions (G X E) rather than BPD symptomatology. On the other hand, the impact of stress on higher cognition (memory and social skills) is interpreted against the background of the G X E consequences in BPD.

Superconductors exhibit a collective amplitude mode of the order parameter, which is called Higgs mode. With the upcoming of new THz laser technology in recent years, it was possible to excite Higgs oscillations in nonequilibrium experiments. This thesis studies Higgs oscillations in unconventional superconductors with nontrivial pairing symmetry. In comparison to conventional superconductors, unconventional superconductors show a much richer spectrum of Higgs modes. The occurring Higgs modes depend on the pairing symmetry and the excitation scheme. These modes are interesting to study as their oscillation frequency encodes multiple ground state properties of the energy gap like number of nodes in the pairing symmetry, sign of the symmetry function, number of gaps or even coupling to other modes. In this thesis, different kinds of excitation schemes are explored, including interaction quenches, state quenches, coupling to ultrashort THz light pulses or periodic driving with light. Excited by these methods, several observables are investigated, including the induced gap oscillation itself, time-resolved optical conductivity, time-resolved ARPES spectra and third-harmonic generation responses. In all of these quantities, Higgs oscillations can be observed, which allows for an experimental observation. This thesis is embedded in a new upcoming field, termed Higgs spectroscopy, which aims for the systematic investigation and identification of Higgs modes in superconductors. As a future perspective, the tool of Higgs oscillations might be used as a novel spectroscopic tool for studies on unconventional superconductors.

Die hier vorliegende Studie diente der Analyse des Tierkrankenversicherungsmarktes in Deutschland, mit Fokus auf Krankenversicherungen für Hunde und Katzen. Es existieren zwei Formen von Tierkrankenversicherungen, die entweder alle Arten von tiermedizinischen Behandlungen übernehmen oder nur Operationskosten. Offizielle Statistiken zu dem Thema sind in der Literatur nur schwer zu finden. Für eine Abschätzung der Abdeckung und des zukünftigen Potentials ist es erforderlich, aussagekräftige Informationen über die aktuellen Versicherungszahlen sowie die Erwartungen und Wünsche der relevanten Zielgruppen für dieses Versicherungsprodukt zu gewinnen. In diesem Zusammenhang spielen nicht nur die Versicherungsunternehmen und deren potentielle Kunden, also Tierhalter, eine wichtige Rolle, sondern auch die Tierärzte. Sollte sich die Tierkrankenversicherung in Deutschland zukünftig stärker etablieren, hätte dies mit Sicherheit auch Auswirkungen auf das veterinärmedizinische Gesundheitssystem. In der im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Situationsanalyse ging es u.a. um die Ermittlung von Gründen, warum in Deutschland bisher im Gegensatz zum Ausland (z.B. Schweden oder Großbritannien) nur wenige Tierhalter eine Tierkrankenversicherung in Betracht gezogen haben. Der Anteil versicherter Hunde und Katzen liegt aktuell in Deutschland gerade einmal im einstelligen Prozentbereich. Ob die Tierkrankenversicherung in Deutschland noch weitgehend unbekannt ist oder von den Beteiligten eher skeptisch angesehen wird, wurde durch verschiedene Meinungsumfragen näher untersucht. Dabei wurden Befragungen von (i) Versicherern, (ii) Nicht-Versicherern, (iii) Tierärzten und Tierhaltern auf drei unterschiedlichen Wegen vorgenommen. Persönliche Interviews mit mehreren Anbietern von Tierkrankenversicherungen, die Bitte um einzelne schriftliche Stellungnahmen von außenstehenden Unternehmen und zwei parallele Online-Umfragen, die sich an praktizierende Kleintierärzte und Hunde- und Katzenbesitzer richteten, wurden von der Autorin selbstständig erarbeitet und durchgeführt. Neben quantitativen erfolgten qualitative Analysen, um alle Standpunkte und Sichtweisen beteiligter Personengruppen auszuwerten und miteinander zu vergleichen. Um neben den erhobenen Meinungsbildern aus den Zielgruppen einen allgemeinen Überblick über das komplexe Angebot von Tierkrankenversicherungen zu geben, wurde eine zusammengefasste Leistungsübersicht für Hund und Katze erstellt. Wie viel eine Tierkrankenversicherung kostet, hängt neben den versicherten medizinischen Leistungen u.a. von Alter, Rasse und individuellem Gesundheitsstatus des Tieres ab. Aufgrund der vielfältigen Unterschiede muss der Versicherungsnehmer jeweils genau auf Ein- und Ausschlüsse, die in den Allgemeinen Versicherungsbedingungen dargelegt werden, achten. Aus den Interviews mit den Versicherern ging hervor, dass die meisten Unternehmen auf Grund der steigenden Nachfrage nicht die Befürchtung hatten, zukünftig aus dem Tierkrankenversicherungs-Geschäft wieder aussteigen zu müssen. Einer der Nicht-Versicherer gab zum Zeitpunkt der Befragung an, ein Tierkrankenversicherungs-Produkt gerade in Planung zu haben. Der Großteil der Kleintierärzte hielt es für realistisch, dass Tierkrankenversicherungen einen Beitrag zu einem guten zukünftigen Veterinär-Gesundheitssystem für Deutschland leisten könnten. In der Mehrheit hatten sie eine positive Einstellung zum Thema Tierkrankenversicherungen. Von den teilnehmenden Tierhaltern, die eine Tierkrankenversicherung für Hund und Katze abgeschlossen haben, wurden wertvolle Informationen über Art, Zeitpunkt, Erfahrungen und Gründe für solche Versicherungen gewonnen. Von der Gruppe der Tierhalter ohne Tierkrankenversicherungen konnte erfasst werden, warum diese bisher keinem Abschluss zugestimmt haben. Die meisten Tierhalter wünschten sich grundsätzlich Beratung zu dem Thema, zumindest wollten sie vom Tierarzt auf eine Versicherungsmöglichkeit hingewiesen werden. Ihre allgemeine Position sprach größtenteils für die Tierkrankenversicherung. In verschiedenen Ratgebern wird erwähnt, dass ein Sparkonto die Behandlung von Haustieren genauso gut, wenn nicht sogar besser, sichern kann. Sowohl Versicherer als auch Nicht-Versicherer wurden hierzu befragt. Bei hohen Kapitalrücklagen macht eine Versicherung keinen Sinn. Jedoch muss jeder individuell abschätzen, ob eine plötzlich hohe Tierarztrechnung auch wirklich ohne Schwierigkeiten aus der Tasche bezahlt werden kann. Dies wird häufig von Seiten der Tierbesitzer unterschätzt. Eine Tierkrankenversicherung kann hier unter Umständen Abhilfe schaffen. Gute Kommunikation mit den Versicherungsanbietern hielten fast alle Tierärzte und Tierhalter für wichtig. Als einen entscheidenden Vorteil sahen sowohl Versicherer als auch Tierärzte vor allem eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit von Tierarztpraxen durch Tierkrankenversicherungen an. Zusätzlich glaubten Tierärzte mehr an das zukünftige Potential der Tierkrankenversicherung als Nicht-Versicherer. Tiermedizinische Behandlungen von Haustieren werden immer teurer. Hunde und Katzen werden als Familienmitglied angesehen und sind in vielen deutschen Haushalten nicht mehr wegzudenken. Tierhalter haben die Möglichkeit ihr Tier durch eine Krankenversicherung finanziell abzusichern, damit es nicht zu Problemen bei der Bezahlung von unerwartet hohen Tierarztrechnungen kommt. Davon würden auch die Tierärzte und die Tiere profitieren, da damit potentiell mehr medizinisch sinnvolle Maßnahmen durchgeführt werden können, und das Risiko von Zahlungsverzögerungen durch die Tierhalter geringer wäre. Zusammengefasst ist festzustellen, dass es sich bei der Tierkrankenversicherung noch um ein reines Nischenprodukt in Deutschland handelt, dessen Grundgedanke und Wichtigkeit in Zukunft jedoch nicht unterschätzt werden sollte. Immer mehr Versicherungsunternehmen werden auf das Thema aufmerksam und steigen aktuell in diesen Markt ein. Letztendlich sollten Tierhalter für das gesundheitliche Wohl ihrer Tiere vorsorgen, und die Tierkrankenversicherung bietet hier eine Möglichkeit.

The critical phase for dairy cows is the transition period at calving, involving hormonal changes, negative energy balance at the start of lactation, as well as nutritional changes. These changes are challenging for the immune system, resulting in a high disease incidence. This is reflected by typical leukocyte changes. There were 5 objectives of this study: (1) To examine the relationship between feed intake and the differential hemogram. (2) The influence of the periparturient phase with associated diseases on the white blood differential were examined. The selected parameters include dry matter intake, rumen fill score, β-hydroxybutyrate (BHB), non-esterified fatty acids (NEFA), metabolic disorders, still birth, retained placenta, as well as reproduction disorders. (3) The precision of a manual leukocyte differential was verified. (4) Reference intervals were created for different time points during lactation. Significant changes have been observed around calving. (5) General reference intervals have been established with exclusion of those sampling dates which showed significant differences of specific leukocyte values in comparison with values of other sampling dates.

The study was conducted on a dairy farm in Saxony-Anhalt. It took place in two different periods, the first one from 04.05.2015 – 07.04.2016, and the second from 12.04.2016 – 21.11.2016. High yielding Holstein-Friesian cows (>12.000 kg annual milk yield) were used. Examination and sample collection were carried out by veterinarians on three different dates for each cow in the first period and six different dates in the second period. In all, 766 blood samples from different stages in lactation derived from 192 cows were evaluated. The herd is presumed to be free from brucellosis and bovine leukemia virus. The white blood cell differential was determined by counting and differentiating 100 leukocytes on stained blood smears. For the total number of WBC, automated analysis was used. The precision of the manual method was evaluated by using an interday and intraday coefficient of variation. The manual analysis was always performed on the same workplace by the same examiner. The precision of the manual method is in an acceptable field for lymphocytes, polymorphonuclear neutrophils, and eosinophils. Leukocytes with decreased appearance (basophils, bands, or monocytes) showed a lesser precision. The stage in lactation showed a significant (p<0,001) influence on most of the different leukocytes. Particularly band neutrophils, eosinophils, and monocytes showed notable dynamics during lactation, especially around calving. The differential blood picture shows 14d ante partum (a.p.) significant (p<0,05) increased (42,7%) polymorphic nuclear neutrophils compared with 3d post partum (p.p.) (36,3%). The band neutrophils instead are showing low numbers (1,1%) 14d a.p. and increase up to a maximum (5,1%) 3d p.p. The lymphocyte percentages are at low levels (49,7%) 14d a.p. and increases 3d p.p. (54,9%). These results illustrate the influence of calving on the leukocytes. The influence is characterized by low lymphocyte values before calving and a sudden decrease in polymorphonuclear neutrophils as well as the associated increase in band neutrophils after calving. The establishment of specific lactation adapted reference intervals are not necessary, because despite prominent dynamics, the leukocyte values did not lay considerably outside the common intervals. In this study general leukocyte reference intervals were established for high yielding dairy Holstein-Friesian cows. Days in lactation with significant different values were excluded. Furthermore, the polymorphonuclear neutrophils have been found positively correlated with the ruminal fill, and the lymphocytes are slightly negatively correlated with the rumen fill 3d p.p. A correlation has not been found of any leukocytes with the dry matter intake at any point in time during lactation. Besides, the serum values of NEFA and BHB showed a negative correlation with the 8d and 28d p.p. determined leukocytes and polymorphonuclear neutrophils. Cows with low WBC and polymorphonuclear neutrophils 8d p.p. seem to have a higher risk for reproduction disorders. However, higher lymphocyte and band neutrophil values seem to be protective against reproduction disorders. There hasn’t been found a significant relation between the white blood cell differential a.p. and retained placenta. Cows with retained placenta showed highly significant increased neutrophils and decreased lymphocytes p.p. To put it in a nutshell, those findings have no clinical relevance. The white blood cell differential does not appear to be the appropriate diagnostic method at herd level, but instead it is a diagnostic method for the individual cow. The interpreting of the leukogram must be under consideration of the results derived from the clinical examination.

Das Flugunfähigmachen von Zoovögeln stellt bis heute weltweit eine gängige Praxis dar, um Flamingos, Pelikane und einige weitere Vögel, die eine starke Bindung an den Boden oder an Wasser haben, in Freianlagen zeigen zu können. In Deutschland ist das Kupieren - also die Amputation der Flügelspitze - durch §6 des deutschen Tierschutzgesetzes verboten – durch die Langlebigkeit vieler Vogelarten leben jedoch noch sehr viele so flugunfähig gemachte Individuen in deutschen Zoos. Nicht eindeutig geregelt ist das reversible Flugunfähigmachen, also das Beschneiden der Schwungfedern, das mit jeder Mauser wiederholt werden muss. Dies stellt die aktuell gängige Praxis in den meisten deutschen Zoos dar. Diese Haltungsform gerät aber zunehmend in die Kritik, da die Vereinbarkeit des Flugunfähigmachens mit dem Tierwohl der betroffenen Vogelarten von einigen Zoorepräsentanten, aber auch Politikern und Tierrechtsorganisationen in Zweifel gezogen wird. In der wissenschaftlichen Literatur ist die Fragestellung nach dem Tierwohl im Zusammenhang mit dem Flugunfähigmachen bisher nicht bearbeitet worden. Es finden sich zwar zahlreiche Argumente für und wider dieser Haltungsform – diese befassen sich jedoch entweder mit anderen Aspekten (z.B. der Praktikabilität dieser Haltung vor dem Hintergrund des Artenschutzes oder der reduzierten Kopulationsfähigkeit flugunfähig gemachter Tiere) oder aber sie beruhen auf Vermutungen hinsichtlich des Tierwohls - teilweise auf Grundlage verhaltensbiologischer Daten, teilweise aber auch schlicht aus vermenschlichenden Gedankengängen. Auch beziehen sich viele der diesbezüglich getätigten Aussagen generalisiert auf die Klasse der Vögel ohne dabei der Vielfalt der Arten und deren spezieseigenen Bedürfnissen Rechnung zu zollen. Belastbare, wissenschaftliche Daten existierten bisher nicht. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit erhobenen Daten wurden an Rosaflamingos (Phoenicopterus roseus) in insgesamt zwölf deutschen zoologischen Einrichtungen evaluiert und basieren auf der Kombination von Federcorticosteronmessungen mit Verhaltensbeobachtungen. Dabei wurde von insgesamt 152 Rosaflamingos unterschiedlichen Flugfähigkeitsstatus (irreversibel flugunfähig, reversibel flugunfähig, flugfähig) die Federcorticosteronkonzentration bestimmt und in einem gemischten linearen Regressionsmodell ausgewertet. Im Vorfeld wurde jede der teilnehmenden Gruppen über drei konsekutive Tage hinweg mittels Scan Sampling beobachtet, um potentiell anders geartete Stressoren, die das Federcorticosteron beeinflussen könnten, auszumachen. Zwischen den drei Gruppen unterschiedlicher Flugfähigkeitsstatus wurden keine signifikanten Unterschiede in der Federcorticosteronkonzentration festgestellt. Auch die Faktoren Geschlecht, Gruppengröße, Vergesellschaftung mit anderen Vogelarten sowie der Reproduktionsstatus zeigten keinen signifikanten Einfluss. Als maßgeblicher Faktor konnte der Einfluss der Einrichtung selbst (also die individuellen Haltungsbedingungen jedes Zoos) herausgestellt werden, der mittels Varianzanalyse mit 53,82 % als wichtigste Einflussgröße bestimmt wurde. Die Daten aus der Verhaltensbeobachtung wurden qualitativ hinzugezogen und konnten die Corticosteron-Messungen stützen. Die Ergebnisse der Studie geben erste Hinweise auf das Wohlbefinden von flugunfähig gemachten Rosaflamingos. Die erhobenen Daten lassen kein erhebliches Leiden durch das Unvermögen zu fliegen vermuten. Wie bereits erwähnt, handelt es sich um die erste Studie dieser Art, so dass diese Ergebnisse mit Vorsicht zu interpretieren sind. Zu weiterer Forschung mit einem optimierten Modell an weiteren Flamingopopulationen sowie anderen von der Haltungsform betroffenen Vogelspezies soll daher ermutigt werden.

The skin is the largest organ of the human body. It fulfills various functions, such as preventing the loss of salts and fluids as well as regulates the body temperature. In addition, the skin acts as a highly complex and effective biological barrier, hindering the penetration of harmful substances (feature mostly attributed to the stratum corneum; SC). Overcoming the SC represents a great challenge in dermal and transdermal therapies, leading to the development of multiple strategies to enable the permeation of therapeutics across the skin. Using penetration enhancers (chemical or physical) has proven to increase the penetration of therapeutics. Nevertheless, the use of penetration enhancers exposes a great risk, as they can lead to permanent damage on the skin, reducing its barrier efficiency and resulting in the intrusion of harmful substances, which can result in inflammation. Nanoparticle based dermal and transdermal drug delivery approaches represent promising tools to deliver drugs to the target site, while reducing or eliminating side effects. It has been found that soft nanoparticles can induce skin hydration and subsequently deliver therapeutics into the skin. Due to their high surface area, tunable sizes, easy functionalization (in situ or post-synthetic) and large encapsulation capacities, nanocapsules (NCs) represent a promising strategy for topical drug delivery. NCs are generally defined as hollow nanoparticles composed of a cross-linked shell surrounding a core forming space. Herein, we aim to synthesize soft thermoresponsive nanocapsules (tNCs) to induce skin hydration, thus enabling the skin penetration of high molecular compounds. For this purpose, NCs with a thermoresponsive shell and a void of 100 nm diameter, were synthesized. These NCs can shrink or swell upon a thermal trigger, which can be used to induce the release of water and or other encapsulated molecules in a controlled fashion. The tNCs were built using silica nanoparticles as sacrificial templates (to ensure the reproducibility or their core) in a seeded precipitation polymerization. Different ratios of poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) and poly(N-isopropylmethacrylamide) (PNIPMAM) were employed as thermoresponsive polymers and either N,N’-methylenebisacrylamide (BIS) as cross-linker or dendritic polyglycerol (dPG) as macrocross-linker were utilized to build the tNCs’ shell. Firstly, the effect of the synthesis on the mechanical properties of the tNCs was investigated. For this purpose, a comprehensive study was performed to investigate the mechanical properties of well-known (PNIPAM-BIS) thermoresponsive nanoparticles. In the study, nanogels, nanogels with a hard core and nanocapsules were investigated below and above the volume phase transition temperature (temperature at which the particles change from a swollen state to a collapsed state) (VPTT) using nanoparticle tracking analysis (NTA), cryogenic-electron microscopy/electron tomography, and atomic force microscopy (AFM) in liquid. It could be shown, that the different structure of the particles affects their thermoresponsive behavior. Moreover, outstanding thermomechanical changes were found for the NCs (Young modulus changes from kPa to GPa upon crossing the VPTT). These findings underline the importance of fully characterizing the particles as their thermomechanical properties could enhance or limit their further applications. Additionally, these results were used to rationally design novel tNCs to induce skin hydration using dPG to introduce non-thermoresponsive domains within the shell; thus, leading to flexible materials even above the VPTT. By varying the ratio between PNIPAM and PNIPMAM, the VPTT, as well as the shell density, could be controlled. Next, the interactions and effects of tNCs on the stratum corneum were investigated using fluorescence microscopy, high resolution microscopy, and stimulated Raman spectromicroscopy. It could be shown, that the thermoresponsive properties of the tNCs could increase skin hydration. Finally, the potential of the NCs as penetration enhancer was assessed by using Atto Oxa12 NHS ester (a high molecular weight dye) as a model drug. It could be demonstrated, that the NCs increased the penetration of Atto Oxa12 in comparison to an aqueous formulation and a solution of the dye in 30% DMSO. This thesis demonstrates that both material properties and core-nanoarchitecture can considerably affect the thermomechanical properties of soft nanoparticles. In addition, it could be proven that the dPG-based tNCs cause skin hydration and that their thermoresponsive features can further enhance the hydration of the skin. Moreover, this work underlines the outstanding potential of tNCs to act as penetration enhancers for high molecular weight compounds by inducing skin hydration.

Die als SAGE-Sektor zusammengefassten Berufe (Soziale Arbeit, Gesundheit und Erziehung) waren in den vergangenen 20 bis 30 Jahren einem rasanten Struktur- und Anforderungswandel unterworfen. Gekennzeichnet sind die Entwicklungen durch einen starken quantitativen Beschäftigungszuwachs, eine Flexibilisierung der Beschäftigungsverhältnisse und eine Steigerung der Arbeitsintensität. Zudem werfen sie die Frage nach dem System der Arbeitsbeziehungen im SAGE-Sektor auf: Inwiefern werden die Interessen der Beschäftigten, zu denen mehrheitlich Frauen gehören, in der Ausgestaltung der Arbeitsbedingungen berücksichtigt? Der Forschungsstand zeigt, dass die Herausbildung eines funktionierenden Systems der Arbeitsbeziehungen im SAGE-Sektor erst am Anfang steht und noch eine Vielzahl von Herausforderungen überwunden werden müssen. Für die Beschäftigten und die Gewerkschaften stellt dies in mehrfacher Hinsicht Neuland dar. Dennoch kam es – trotz vielfältiger Barrieren und Widerstände – in den vergangenen Jahren bereits zunehmend zu einem kollektiven Interessenhandeln im Rahmen von Arbeitskämpfen seitens der Beschäftigten im SAGE-Sektor. Wobei diese gewerkschaftlichen Mobilisierungserfolge durch das Anknüpfen an gesellschaftliche Aufwertungsprozesse im SAGE-Sektor sowie durch neue gewerkschaftliche Strategien und ein konflikthaftes Erleben der Beschäftigten der Ökonomisierungsprozesse einerseits und der berufsethischen Ansprüche andererseits erklärt werden. Der Forschungsstand rückt die subjektive Wahrnehmung für kollektives Interessenhandeln der Sozialarbeiter_innen und Sozialpädagog_innen, Pflegebeschäftigten und Erzieher_innen in den Vordergrund, deren empirische Untersuchung (Mix-Method) den Gegenstand der vorliegenden Arbeit darstellt. Auf diesen Untersuchungsgegenstand werden gemäß der Forschungsheuristik dieser Arbeit die zentralen theoretischen Konzeptionen für kollektives Handeln angewendet und übertragen. Berücksichtigt werden dabei Aspekte der Rational Choice-Theorie nach Olson (1965), die Mobilisierungstheorie von Kelly (1998), der Framing-Ansatz nach Goffman (1974) sowie das Civic Voluntarism Modell von Verba, Schlozman und Brady (1995). Die Befunde der Untersuchung zeigen, dass erhebliche Mobilisierungspotenziale für kollektives Interessenhandeln im SAGE-Sektor bestehen. Denn die Mehrheit der Beschäftigten ist von der Notwendigkeit dieses kollektiven Handelns überzeugt und wäre bereit, sich gewerkschaftlich zu organisieren. Zentrale Handlungsfelder für die gewerkschaftliche Mobilisierung stellen jedoch die Kommunikation und die Herstellung egalitärer Machtverhältnisse zwischen den Geschlechtern innerhalb der gewerkschaftlichen Entscheidungsstrukturen dar. Problematisch ist, dass die Mehrheit der Beschäftigten noch nie seitens der Gewerkschaften oder durch Kolleg_innen zu gewerkschaftlichen Themen angesprochen wurde und dass die zentrale Verantwortung für Verbesserungen der Arbeitsqualität bei dem Staat gesehen wird, sodass die Gewerkschaften de facto als kollektive Interessensakteur_innen im SAGE-Sektor kaum wahrgenommen werden.

Adult neurogenesis is a process in which new neurons are generated in neurogenic niches and become recruited into distinct regions of the mature brain. In the adult songbird brain, new neurons are incorporated into areas that facilitate learning, production and maintenance of song. The striatal song nucleus Area X constantly receives new medium spiny neurons (MSNs) throughout adulthood, but it was not known if they are functionally integrated into the preexisting circuitry. To address this question, I applied Bromodeoxyuridine (BrdU) and lentiviral vector-mediated labelling of progenitor cells and examined the maturation, connectivity and singing elicited activation and of their progeny in Area X after different survival periods. Six weeks after their birth, the majority of new neurons expressed a marker for mature MSNs, show pre- and postsynaptic connections and expressed dopamine receptors, indicative of dopaminergic innervation. The expression of the immediate early gene EGR-1 (early growth response protein 1) was used to assess if and at what age new neurons were activated by singing. Already three weeks after their labelling, a small fraction of new MSNs expressed EGR-1 after singing and this fraction increased with progressing maturation. Measuring MSN densities in zebra finches up to seven years of age provided insights into the dynamics of striatal adult neurogenesis and revealed that it is a process of constant new neuron addition. New MSNs that are recruited into Area X express the forkhead box protein P2 (FoxP2). This transcription factor has important functions in mammalian brain development and mutations in FOXP2 cause speech and language impairments in humans. In zebra finches, correct FoxP2 expression levels in Area X are crucial for successful song learning and for song modulation between different social contexts. FoxP2 levels in Area X are high during the phase of song learning but generally low in adults and are downregulated by singing. MSNs in Area X exhibit different FoxP2 expression levels. Since FoxP2 downregulation after singing only occurs in MSNs with low FoxP2 levels (FoxP2low) and not in MSNs with high FoxP2 levels (FoxP2high), I postulated that the latter were recently recruited and need to become FoxP2low MSNs before they would be activated by singing. This hypothesis was tested by measuring FoxP2 protein levels and EGR-1 expression in individual new MSNs of singing and non-singing birds at different time points after BrdU birth dating. Interestingly, FoxP2high and FoxP2low MSNs were equally activated during singing, indicating that this is a process independent of FoxP2 levels. Further, I identified that one third of new MSNs expressed FoxP2 at high levels during early stages of their maturation. However, the majority of matured MSNs expressed FoxP2 at low levels, indicating an age-related decrease of FoxP2 levels in a subset of newly recruited MSNs. Because Foxp2 was shown to enhance neuronal outgrowth and differentiation, I analyzed the dendrite morphology and the density of dendritic spines of FoxP2high and FoxP2low new MSNs that were virally labelled and expressed the green fluorescent protein. FoxP2high new MSNs had more complex dendrites and a higher density of the mature mushroom spines than FoxP2low new MSNs and thus probably received more pallial inputs during a narrow timeframe of their maturation. Comparing my results to what is known about MSNs of the direct and indirect pathway of the basal ganglia of rodents, I hypothesize that early differences in FoxP2 levels and concomitant diverging new MSNs morphology might indicate the existence of distinct MSN subtypes in Area X of zebra finches. Altogether, the presented data illustrate that new MSNs recruited into Area X of adult zebra finches are functional and might play a role for the maintenance of song. Within the first six weeks after their birth new MSNs exhibited dynamic FoxP2 expression levels which are liked to their dendritic arborization and spine density, thus broadening FoxP2 function by an implication in striatal adult neurogenesis.

The field of nanophotonics aims at understanding and harnessing light-matter interaction in structures of dimensions far below the wavelength. By squeezing light into nanostructures, the local electric fields can be immensely enhanced, boosting the efficiency of applications such as solar cells or molecular sensing. Furthermore, nanophotonics facilitates the miniaturization of optical devices, pushing forward the development of modern communication technologies and all-optical integrated circuitry.

The fundamental excitation driving nanophotonics is the surface polariton, arising in different types depending on the supporting material. A promising candidate for applications at infrared frequencies is the surface phonon polariton (SPhP) supported by polar crystals. However, a SPhP on a single polar crystal possesses several limitations that hinder the application in nanophotonic technologies.

This work implements layered heterostructures built from various different materials as a versatile platform for phonon polariton nanophotonics, overcoming the limitations of a conventional SPhP. By studying a variety of different polar crystal heterostructures, novel polariton modes with intriguing characteristics are discovered, such as ultra-thin film modes with immense field enhancements, strongly coupled polaritons at epsilon-near-zero frequencies, and waveguide modes with polariton-like properties.

Furthermore, a new experimental and theoretical methodology is developed, enabling the systematic, extensive study of phonon polaritons in layered heterostructures of arbitrarily anisotropic media. In the conducted experiments, the phonon polaritons are excited via prism coupling in a home-built Otto geometry, featuring full control over the excitation conditions with direct read-out of the characteristic air gap size between prism and sample. This unique setup allows to characterize a polariton dispersion at critical coupling conditions, yielding the discovery of new phonon polariton modes.

As an excitation source, the free electron laser at the Fritz Haber Institute is employed, allowing for non-linear optical spectroscopy measurements at infrared phonon-polariton frequencies. The results include the first observation of second harmonic generation from propagating SPhPs and from the ultra-thin film Berreman polariton, enabling experimental access to the field enhancement of the excited polariton mode.

The theoretical advances of this work comprise a transfer matrix formalism for the calculation of light-matter interaction in arbitrarily anisotropic layered heterostructures. The developed versatile and robust framework enables the simulation, analysis and prediction of polaritons and their properties in any multilayer system, constituting a significant contribution to the field of polaritonic nanophotonics. The formalism is implemented in an open-access computer program, facilitating future studies towards phonon polariton-based technologies.

By discovering various new phenomena and implementing a new experimental and theoretical methodology with great potential for future investigations, this work constitutes a comprehensive study of phonon polaritons in polar dielectric heterostructures. Furthermore, this thesis lays out perspectives on how to use the developed experimental and theoretical methods for a number of future studies, bearing great potential to further advance the field of infrared nanophotonics.