Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
FH
Frank Hildebrand
Author with expertise in Epidemiology and Treatment of Bone Fractures
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
11
(73% Open Access)
Cited by:
1
h-index:
48
/
i10-index:
229
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Early major fracture care in polytrauma—priorities in the context of concomitant injuries: A Delphi consensus process and systematic review

Roman Pfeifer et al.Aug 1, 2024
BACKGROUND The timing of major fracture care in polytrauma patients has a relevant impact on outcomes. Yet, standardized treatment strategies with respect to concomitant injuries are rare. This study aims to provide expert recommendations regarding the timing of major fracture care in the presence of concomitant injuries to the brain, thorax, abdomen, spine/spinal cord, and vasculature, as well as multiple fractures. METHODS This study used the Delphi method supported by a systematic review. The review was conducted in the Medline and EMBASE databases to identify relevant literature on the timing of fracture care for patients with the aforementioned injury patterns. Then, consensus statements were developed by 17 international multidisciplinary experts based on the available evidence. The statements underwent repeated adjustments in online- and in-person meetings and were finally voted on. An agreement of ≥75% was set as the threshold for consensus. The level of evidence of the identified publications was rated using the GRADE approach. RESULTS A total of 12,476 publications were identified, and 73 were included. The majority of publications recommended early surgery (47/73). The threshold for early surgery was set within 24 hours in 45 publications. The expert panel developed 20 consensus statements and consensus >90% was achieved for all, with 15 reaching 100%. These statements define conditions and exceptions for early definitive fracture care in the presence of traumatic brain injury (n = 5), abdominal trauma (n = 4), thoracic trauma (n = 3), multiple extremity fractures (n = 3), spinal (cord) injuries (n = 3), and vascular injuries (n = 2). CONCLUSION A total of 20 statements were developed on the timing of fracture fixation in patients with associated injuries. All statements agree that major fracture care should be initiated within 24 hours of admission and completed within that timeframe unless the clinical status or severe associated issues prevent the patient from going to the operating room. LEVEL OF EVIDENCE Delphi-Consensus/Systematic Review; Level IV
0
Paper
Citation1
0
Save
0

Lost in translation: the lack of agreement between surgeons and scientists regarding biomaterials research and innovation for treating bone defects

Markus Laubach et al.Nov 6, 2024
Abstract Background With over 2 million grafts performed annually, bone ranks second only to blood in the frequency of transplants. This high demand is primarily driven by the persistent challenges posed by bone defects, particularly following trauma or surgical interventions such as tumour excision. The demand for effective and efficient treatments has increased exponentially in the twenty-first century. Limitations associated with autologous bone grafts drive exploration into replacements, including allografts, synthetic substitutes, and 3D-printed scaffolds. This research aimed to unravel disparities in the knowledge and evaluation of current and future bone defect treatments between surgeons and biomaterial scientists. Methods A prospective cross-sectional survey, pre-registered with the OSF ( https://osf.io/y837m/?view_only=fab29e24df4f4adf897353ac70aa3361 ) and conducted online from October 2022 to March 2023, collected data on surgeons’ views ( n = 337) and scientists ( n = 99) on bone defect treatments. Results Scientists were significantly more optimistic than surgeons regarding the future replacement of autologous bone grafts with synthetic or tissue-engineered substitutes ( p < 0.001). Accordingly, scientists foresee a paradigm shift from autologous bone grafts to biomaterial and tissue-engineered solutions, reflecting their confidence in the ongoing advancements within this field. Furthermore, regulatory trepidations for 3D-printed bone scaffolds were acknowledged, with scientists emphasizing the need for a more significant focus on clinical relevance in preclinical studies and regulatory clarity. In a ranked categorical assessment, witnessing the technology in action was deemed most influential in adopting new bone regeneration methods by both scientists and surgeons. Conclusions To conclude, this study was conducted through a web-based survey, highlighting a substantial translational gap. It underscores the immediate need (“call to action”) for meaningful interdisciplinary collaboration between surgeons and scientists, often referred to as the need to “walk the talk”. The findings underscore the critical importance of aligning clinical needs, research outcomes, and regulatory frameworks to improve the development and implementation of biomaterial-based bone graft substitutes that demonstrate efficacy and efficiency in bone defect treatment.
0

Biomechanical analysis of a magnesium plantar plate prototype system for the first tarsometatarsal joint fusion: a cadaveric study

Peng Zhou et al.Nov 28, 2024
Abstract Background Titanium plantar plates have proven successful in the fixation of the first tarsometatarsal arthrodesis (TMT). However, a second surgery is typically needed for implant removal, and potential adverse effects, carried by the conventional implantations, are not uncommon. The purpose of this study was to determine whether a novel magnesium-based plantar plate system provides similar fusion stability to a titanium-based plantar plate system under various loading conditions. Methods Six matched-pair human cadaveric specimens underwent TMT fusions using either a magnesium plantar plate system prototype or a titanium plantar plate system. Specimens were cyclically loaded with a force ranging from 5 N to 50 N for 5,000 cycles, and displacement was recorded. Axial stiffness (N/mm) was calculated from load-displacement curves. Each specimen was loaded to failure at a rate of 5 mm/min, and the ultimate load was recorded. Results No significant difference was found in the vertical displacement between Ti group and Mg group after 100 cycles (2.4 ± 1.0 mm vs. 1.3 ± 1.4 mm, p = 0.196), 500 cycles (3.3 ± 1.3 mm vs. 1.7 ± 1.7 mm, p = 0.142), 1,000 cycles (3.7 ± 1.5 mm vs. 1.9 ± 1.9 mm, p = 0.128), 2,500 cycles (4.2 ± 1.7 mm vs. 2.3 ± 2.2 mm, p = 0.172) and 5,000 cycles (4.5 ± 1.8 mm vs. 2.3 ± 3.3 mm, p = 0.125), Additionally, no significant differences were observed in initial stiffness (53.1 ± 19.2 N/mm vs. 82.2 ± 53.9 N/mm, p = 0.257), final stiffness (90.6 ± 48.9 N/mm vs. 120.0 ± 48.3 N/mm, p = 0.319), or maximum load-to-failure (259.8 ± 98.2 N vs. 323.9 ± 134.9 N, p = 0.369). Conclusions Based on the performed biomechanical testing, the magnesium plantar plate system provides mechanical stability equivalent to the titanium plantar plate system in fixation for the first TMT joint fusion.
0

Multi-label segmentation of carpal bones in MRI using expansion transfer learning

Stefan Raith et al.Jan 17, 2025
Abstract Objective: The purpose of this study was to develop a robust deep learning approach trained with a small in-vivo MRI dataset for multi-label segmentation of all eight carpal bones for therapy planning and wrist dynamic analysis.&#xD;Approach: A small dataset of 15 3.0-T MRI scans from five health subjects was employed within this study. The MRI data was variable with respect to the Field Of View (FOV), wide range of image intensity, and joint pose. A two-stage segmentation pipeline using modified 3D U-Net was proposed. In the first stage, a novel architecture, introduced as Expansion Transfer Learning (ETL), cascades the use of a focused Region Of Interest (ROI) cropped around ground truth for pretraining and a subsequent transfer by an expansion to the original FOV for a primary prediction. The bounding box around the ROI generated was utilized in the second stage for high-accuracy,&#xD;labeled segmentations of eight carpal bones. Different metrics including Dice Similarity Coefficient (DSC), Average Surface Distance (ASD) and Hausdorff Distance (HD) were used to evaluate performance between proposed and four state-of-the-art approaches.&#xD;Main results: With an average DSC of 87.8 %, an ASD of 0.46 mm, an average HD of 2.42mm in all datasets (96.1 %, 0.16 mm, 0.38mm in 12 datasets after exclusion criteria, respectively), the proposed approach showed an overall strongest performance than comparisons.&#xD;Significance: To our best knowledge, this is the first CNN-based multi-label segmentation approach for MRI human carpal bones. The ETL introduced in this work improved the ability to localize a small ROI in a large FOV. Overall, the interplay of a two-stage approach and ETL culminated in convincingly accurate segmentation scores despite a very small amount of image data.
0

Modulating effects of fitness and physical activity on Alzheimer's disease: Implications from a six-month randomized controlled sports intervention

Shari David et al.Jan 15, 2025
Background Physical activity and fitness are major targets in Alzheimer's disease (AD) preventive research. However, current research is heterogeneous and often disregards the relationship between these parameters and disease outcomes. Objective To assess the effects of physical activity and fitness on AD within the context of a multicomponent sports intervention. Methods 46 participants with early-stage AD (mean age 70 ± 7 years, 18 women, mean Montreal Cognitive Assessment (MoCA) score 19±5) were included in a six-month randomized controlled trial (Dementia-MOVE), participating in either a multicomponent sports intervention or a control condition with a psychoeducational program. The modulating effect of fitness and physical activity changes on AD outcome parameters such as cognition, function and cerebral brain structure from 3T-MRI were examined using multiple linear regression analyses. Results An increase in VO 2 max was associated with assignment to the intervention group ( p = 0.016), lower baseline fitness ( p = 0.001), and an increased rate of physical activity ( p = 0.046). Only in the intervention group, ΔVO 2 max had a beneficial modulating effect on the MoCA score ( p = 0.039), the executive functions ( p = 0.017) and regional brain volumes of the temporal lobe, e.g., the hippocampus ( p = 0.044). High daily step count was associated with preserved executive functions ( p = 0.001), and caregivers’ quality of life ( p ≤ 0.001) in the overall sample. Conclusions Our results confirm that multicomponent exercise improves cardiorespiratory fitness in AD, which is associated with advantageous developments in cognitive performance and preservation of brain structure. These findings suggest that especially patients with comparably worse cognition and fitness benefit and should be encouraged for activity engagement.
0

Early total care and damage control orthopaedics result in partially contrasting patterns of microRNA expression at the fracture site and in the systemic circulation

Rald Groven et al.Feb 1, 2025
Aims The aims of this study, using a porcine model of multiple trauma, were to investigate the expression of microRNAs at the fracture site, in the fracture haematoma (fxH) and in the fractured bone, compared with a remote unfractured long bone, to characterize the patterns of expression of circulating microRNAs in plasma, and identify and validate messenger RNA (mRNA) targets of the microRNAs. Methods Two multiple trauma treatment strategies were compared: early total care (ETC) and damage control orthopaedics (DCO). For this study, fxH, fractured bone, unfractured control bone, plasma, lung, and liver samples were harvested. MicroRNAs were analyzed using quantitative real-time polymerase chain reaction arrays, and the identified mRNA targets were validated in vivo in the bone, fxH, lung, and liver tissue. Results MicroRNA expression was associated with the trauma treatment strategy and differed depending on the type of sample. In the ETC group, a more advanced fracture healing response, as reflected by the expression of osteogenic microRNAs, was seen compared with the DCO group. DCO treatment resulted in a more balanced immune response in the systemic circulation as represented by significant upregulations of several anti-inflammatory microRNAs. The in vivo validation of the abundance of putative mRNA targets reflected the levels of microRNAs which were identified. Conclusion Local and systemic microRNA patterns of expression were identified, specific for the treatment strategy in multiple trauma, which corresponded with the expression of mRNA at the fracture site and in target organs. These findings match clinical observations and offer insights into the cellular communication which may underlie the effects of using different surgical strategies in patients with multiple trauma, both locally and systemically. We also identified a systemic involvement of microRNAs in multiple trauma which may include distant cellular communication between injured tissues. Further research may further describe the temporospatial role of circulating microRNAs after multiple trauma, their potential role in communication between organs, and prospective therapeutic applications. Cite this article: Bone Joint J 2025;107-B(2):193–203.
0

Modular design workflow for 3D printable bioresorbable patient-specific bone scaffolds: extended features and clinical validation

Buddhi Herath et al.Nov 19, 2024
A previously in-house developed patient-specific scaffold design workflow was extended with new features to overcome several limitations and to broaden its adaptability to diverse bone defects, thereby enhancing its fit for routine clinical use. It was applied to three clinical cases for further validation. A virtual surgical resection tool was developed to remove regions of the bone defect models. The minor cavity fill module enabled the generation of scaffold designs with smooth external surfaces and the segmental defect fill module allowed a versatile method to fill a segmental defect cavity. The boundary representation method based surgical approach module in the original workflow was redeveloped to use functional representation, eliminating previously seen resolution dependant artefacts. Lastly, a method to overlay the scaffold designs on computed tomography images of the defect for design verification by the surgeon was introduced. The extended workflow was applied to two ongoing clinical case studies of a complex bilateral femoral defect and a humerus defect, and also to a case of a large volume craniomaxillofacial defect. It was able to successfully generate scaffolds without any obstructions to their surgical insertion which was verified by digital examination as well as using physical 3D printed models. All produced surface meshes were free from 3D printing mesh errors. The scaffolds designed for the ongoing cases were 3D printed and successfully surgically implanted, providing confidence in the extended modular workflow's ability to be applied to a broad range of diverse clinical cases.
0

A conformational change of C-reactive protein drives neutrophil extracellular trap formation in inflammation

Ebru Karasu et al.Jan 7, 2025
Abstract Background C-reactive protein (CRP) represents a routine diagnostic marker of inflammation. Dissociation of native pentameric CRP (pCRP) into the monomeric structure (mCRP) liberates proinflammatory features, presumably contributing to excessive immune cell activation via unknown molecular mechanisms. Results In a multi-translational study of systemic inflammation, we found a time- and inflammation-dependent pCRP dissociation into mCRP. We were able to confirm that mCRP co-localizes with leukocytes at the site of injury after polytrauma and therefore assessed whether the CRP conformation potentiates neutrophil activation. We found mCRP-induced neutrophil-extracellular trap formation in vitro and ex vivo involving nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase activation, p38/mitogen-activated protein kinase signaling, and histone H3 citrullination. Mimicking the trauma milieu in a human ex vivo whole blood model, we found significant mCRP generation as well as NET formation, prevented by blocking pCRP conformational changes. Conclusions Our data provide novel molecular insights how CRP dissociation contributes to neutrophil activation as driver of various inflammatory disorders.
Load More