Passive vector turbulence

This thesis consists of three articles on passive vector fields in turbulence. The vector fields interact with a turbulent velocity field, which is described by the Kraichnan model. The effect of the Kraichnan model on the passive vectors is studied via an equation for the pair correlation function and its solutions. The first paper is concerned with the passive magnetohydrodynamic equations. Emphasis is placed on the so called "dynamo effect", which in the present context is understood as an unbounded growth of the pair correlation function. The exact analytical conditions for such growth are found in the cases of zero and infinite Prandtl numbers. The second paper contains an extensive study of a number of passive vector models. Emphasis is now on the properties of the (assumed) steady state, namely anomalous scaling, anisotropy and small and large scale behavior with different types of forcing or stirring. The third paper is in many ways a completion to the previous one in its study of the steady state existence problem. Conditions for the existence of the steady state are found in terms of the spatial roughness parameter of the turbulent velocity field.

Arterial stiffness and cardiovascular risk factors

Background: As the human body ages, the arteries gradually lose their elasticity and become stiffer. Although inevitable, this process is influenced by hereditary and environmental factors. Interestingly, many classic cardiovascular risk factors affect the arterial stiffness. During the last decade, accelerated arterial stiffening has been recognized as an important cardiovascular risk factor associated with increased mortality as well as with several chronic disorders. Objectives: This thesis examines the role of arterial stiffness in relation to variations in a physiological feature in healthy individuals. In addition, the effect on arterial stiffness of an acute transitory disease and the effect of a chronic disease are studied. Furthermore, the thesis analyzes the prognostic value of a marker of arterial stiffness in individuals with chronic disease. Finally, a potential method of reducing arterial stiffness is evaluated. Material and study design: The first study examines pulse wave reflection and pulse wave velocity in relation to muscle fibre distribution in healthy middle-aged men. In the second study, pulse wave reflection in women with current or previous preeclampsia is compared to a healthy control group. The effect of aging on the different blood pressure indices in patients with type 1 diabetes is examined in the third study, whereas the fourth paper studies the relation between these blood pressure indices and mortality in type 2 diabetes. The fifth study evaluates how intake of a fermented milk product containing bioactive peptides affects pulse wave reflection in individuals with mild hypertension. Results and conclusions: Muscle fibre type distribution is not an independent determinant of arterial stiffness in middle-aged males. Pulse wave reflection is increased in pregnant women with preeclampsia, but not in previously preeclamptic non-pregnant women. Patients with type 1 diabetes have a higher and more rapidly increasing pulse pressure, which suggests accelerated arterial stiffening. In elderly type 2 diabetic patients, very high and very low levels of pulse pressure are associated with higher mortality. Intake of milk-derived bioactive peptides reduces pulse wave reflection in hypertensive males but not in hypertensive females.

Development of a new flexor tendon repair technique performed with bioabsorbable poly-L/D-lactide (PLDLA) suture

Sormen koukistajajännevamman korjauksen jälkeisen aktiivisen mobilisaation on todettu johtavan parempaan toiminnalliseen lopputulokseen kuin nykyisin yleisesti käytetyn dynaamisen mobilisaation. Aktiivisen mobilisaation ongelma on jännekorjauksen pettämisriskin lisääntyminen nykyisten ommeltekniikoiden riittämättömän vahvuuden vuoksi. Jännekorjauksen lujuutta on parannettu kehittämällä monisäieommeltekniikoita, joissa jänteeseen tehdään useita rinnakkaisia ydinompeleita. Niiden kliinistä käyttöä rajoittaa kuitenkin monimutkainen ja aikaa vievä tekninen suoritus. Käden koukistajajännekorjauksessa käytetään yleisesti sulamattomia ommelmateriaaleja. Nykyiset käytössä olevat biohajoavat langat heikkenevät liian nopeasti jänteen paranemiseen nähden. Biohajoavan laktidistereokopolymeeri (PLDLA) 96/4 – langan vetolujuuden puoliintumisajan sekä kudosominaisuuksien on aiemmin todettu soveltuvan koukistajajännekorjaukseen. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää välittömän aktiivisen mobilisaation kestävä ja toteutukseltaan yksinkertainen käden koukistajajännekorjausmenetelmä biohajoavaa PLDLA 96/4 –materiaalia käyttäen. Tutkimuksessa analysoitiin viiden eri yleisesti käytetyn koukistajajänneompeleen biomekaanisia ominaisuuksia staattisessa vetolujuustestauksessa ydinompeleen rakenteellisten ominaisuuksien – 1) säikeiden (lankojen) lukumäärän, 2) langan paksuuden ja 3) ompeleen konfiguraation – vaikutuksen selvittämiseksi jännekorjauksen pettämiseen ja vahvuuteen. Jännekorjausten näkyvän avautumisen todettiin alkavan perifeerisen ompeleen pettäessä voima-venymäkäyrän myötöpisteessä. Ydinompeleen lankojen lukumäärän lisääminen paransi ompeleen pitokykyä jänteessä ja suurensi korjauksen myötövoimaa. Sen sijaan paksumman (vahvemman) langan käyttäminen tai ompeleen konfiguraatio eivät vaikuttaneet myötövoimaan. Tulosten perusteella tutkittiin mahdollisuuksia lisätä ompeleen pitokykyä jänteestä yksinkertaisella monisäieompeleella, jossa ydinommel tehtiin kolmen säikeen polyesterilangalla tai nauhamaisen rakenteen omaavalla kolmen säikeen polyesterilangalla. Nauhamainen rakenne lisäsi merkitsevästi ompeleen pitokykyä jänteessä parantaen myötövoimaa sekä maksimivoimaa. Korjauksen vahvuus ylitti aktiivisen mobilisaation jännekorjaukseen kohdistaman kuormitustason. PLDLA 96/4 –langan soveltuvuutta koukistajajännekorjaukseen selvitettiin tutkimalla langan biomekaanisia ominaisuuksia ja solmujen pito-ominaisuuksia staattisessa vetolujuustestauksessa verrattuna yleisimmin jännekorjauksessa käytettävään punottuun polyesterilankaan (Ticron®). PLDLA –langan todettiin soveltuvan hyvin koukistajajännekorjaukseen, sillä se on polyesterilankaa venymättömämpi ja solmujen pitävyys on parempi. Viimeisessä vaiheessa tutkittiin PLDLA 96/4 –langasta valmistetulla kolmisäikeisellä, nauhamaisella jännekorjausvälineellä tehdyn jännekorjauksen kestävyyttä staattisessa vetolujuustestauksessa sekä syklisessä kuormituksessa, joka simuloi staattista testausta paremmin mobilisaation toistuvaa kuormitusta. PLDLA-korjauksen vahvuus ylitti sekä staattisessa että syklisessä kuormituksessa aktiivisen mobilisaation edellyttämän vahvuuden. Nauhamaista litteää ommelmateriaalia ei aiemmin ole tutkittu tai käytetty käden koukistajajännekorjauksessa. Tässä tutkimuksessa ommelmateriaalin nauhamainen rakenne paransi merkitsevästi jännekorjauksen vahvuutta, minkä arvioidaan johtuvan lisääntyneestä kontaktipinnasta jänteen ja ommelmateriaalin välillä estäen ompeleen läpileikkautumista jänteessä. Tutkimuksessa biohajoavasta PLDLA –materiaalista valmistetulla rakenteeltaan nauhamaisella kolmisäikeisellä langalla tehdyn jännekorjauksen vahvuus saavutti aktiivisen mobilisaation edellyttämän tason. Lisäksi uusi menetelmä on helppokäyttöinen ja sillä vältetään perinteisten monisäieompeleiden tekniseen suoritukseen liittyvät ongelmat.