Exploring new criteria to design materials for online education

Peer-reviewed

Origin of magnetic and magnetoelastic tweedlike precursor modulations in ferroic materials

Based on experimental observations of modulated magnetic patterns in a Co0.5Ni0.205Ga0.295 alloy, we propose a model to describe a (purely) magnetic tweed and a magnetoelastic tweed. The former arises above the Curie (or Nel) temperature due to magnetic disorder. The latter results from compositional fluctuations coupling to strain and then to magnetism through the magnetoelastic interaction above the structural transition temperature. We discuss the origin of purely magnetic and magnetoelastic precursor modulations and their experimental thermodynamic signatures.

Importance of the embedding environment on the strain within small rings in siliceous materials

The effect of the local environment on the energetic strain within small (SiO)N rings (with N=2,3) in silica materials is investigated via periodic model systems employing density functional calculations. Through comparison of the energies of various nonterminated systems containing small rings in strained and relatively unstrained environments, with alpha quartz, we demonstrate how small ring strain is affected by the nature of the embedding environment. We compare our findings with numerous previously reported calculations, often predicting significantly different small-ring strain energies, leading to a critical assessment of methods of calculating accurate localized ring energies. The results have relevance for estimates of the strain-induced response (e.g., chemical, photo, and radio) of small silica rings, and the propensity for them to form in bulk glasses, thin films, and nanoclusters.

Hydrology, light and the use of organic and inorganic materials as structuring factors of biological communities in Mediterranean streams

Hydrological disturbances, light availability and nutrients are the most relevant factors determining the structure of the biological communities in Mediterranean rivers. While some hydrological disturbances are able to induce catastrophic effects, which may cause a complete reset in physical and biological conditions, continued enrichment or changes in light availability are factors leading to the progressive shift in the communities of autotrophs and heterotrophs in the systems. Primary production in Mediterranean streams shows relevant seasonal changes which mainly follows the variations in light availability. In most forested streams, the algal community is shade-adapted. Nutrient enrichment (especially phosphorus) leads to marked increases in primary production, but this increase is not lineal and there is a saturation of algal biomass even in the most enriched systems. The heterotrophs (bacteria, fungi) are related to the pattern of DOC availability (which most depends on the seasonal discharge and leaf fall dynamics) and to the available substrata in the stream. It has been repeatedly observed that shorttime increases of extracellular enzyme activities are related to the accumulation of autochthonous (algal) and/or allochthonous (leaves) organic matter on the streambed during spring and summer, this being more remarkable in dry than in wetter years. Flow reduction favours detritus concentration in pools, and the subsequent increase in the density and biomass of the macroinvertebrate community. In Mediterranean streams collectors are accounting for the highest density and biomass, this being more remarkable in the least permanent systems, in accordance with the effect of floods on the organic matter availability. Nutrients, through the effect on the primary producers, also affect the trophic food web in the streams by favouring the predominance of grazers

An Interface Damage Model for the Simulation of Delamination Under Variable-Mode Ratio in Composite Materials

A thermodynamically consistent damage model for the simulation of progressive delamination under variable mode ratio is presented. The model is formulated in the context of the Damage Mechanics. The constitutive equation that results from the definition of the free energy as a function of a damage variable is used to model the initiation and propagation of delamination. A new delamination initiation criterion is developed to assure that the formulation can account for changes in the loading mode in a thermodynamically consistent way. The formulation proposed accounts for crack closure effets avoiding interfacial penetration of two adjacent layers aftercomplete decohesion. The model is implemented in a finite element formulation. The numerical predictions given by the model are compared with experimental results

Human disease and drug pharmacology, complex as real life

In the past decades drug discovery practice has escaped from the complexity of the formerly used phenotypic screening in animals to focus on assessing drug effects on isolated protein targets in the search for drugs that exclusively and potently hit one selected target, thought to be critical for a given disease, while not affecting at all any other target to avoid the occurrence of side-effects. However, reality does not conform to these expectations, and, conversely, this approach has been concurrent with increased attrition figures in late-stage clinical trials, precisely due to lack of efficacy and safety. In this context, a network biology perspective of human disease and treatment has burst into the drug discovery scenario to bring it back to the consideration of the complexity of living organisms and particularly of the (patho)physiological environment where protein targets are (mal)functioning and where drugs have to exert their restoring action. Under this perspective, it has been found that usually there is not one but several disease-causing genes and, therefore, not one but several relevant protein targets to be hit, which do not work on isolation but in a highly interconnected manner, and that most known drugs are inherently promiscuous. In this light, the rationale behind the currently prevailing single-target-based drug discovery approach might even seem a Utopia, while, conversely, the notion that the complexity of human disease must be tackled with complex polypharmacological therapeutic interventions constitutes a difficult-torefuse argument that is spurring the development of multitarget therapies.

Anàlisi energètic de deformació incremental de xapa en materials polimèrics

Existeixen diversos estudis que avaluen el consum energètic derivat del procés de producció deISF (Incremental Sheet Forming), principalment per materials metàl•lics. Per tant, l’objectiu d’aquest projecte ésdeterminar el consum energètic en la conformació de materials plàstics en aquest procés.S’estudiarà el consum energètic mesurant l’energia elèctrica necessària per al procés, utilitzantdiferents paràmetres i estratègies de fabricació, com poden ser diferents materialspolimèrics, trajectòries variades de conformat, diferents velocitats d’avanç i rotació i diferentsgeometries.Un cop analitzat el consum energètic derivat de la fabricació amb ISF es valorarà l’impacteambiental que provoca aquesta tecnologia

Graft materials in oral surgery: revision

Oral implantology is a common procedure in dentistry, especially for fully or partially edentulous patients. The implants must be placed in the best location from both the aesthetic and functional point of view. Because of this it is increasingly more frequent to resort to regeneration techniques that use substitutes of the bone itself, in order to be able to insert the implants in the most appropriate location. Material and Methodology: A review was performed on the literature from the last ten years based on the following search limitations: "graft materials', 'allograft', 'xenograft', 'autologous graft" and 'dentistry". Results: 241 works were obtained that after reading their respective summaries, they were reduced to 38, and 9 previous works were included in order to summarize the concepts. Discussion: Autologous grafts are the 'gold standard' of the bone regeneration. They have obvious advantages, but they also have drawbacks. This is why allogeneic and xenogeneic tissues are used. The former because of their clear similarity with the recipient's tissue and the latter due to their wide availability. Given that these grafts also have drawbacks, the industry has developed synthetic materials that have properties similar to those of human bone tissue. However, as of today, the ideal material to substitute human bone has not yet been found. In recent years the tendency has been to combine these synthetic materials with the patient's own bone, which is extracted during drilling in implant placement, with bone marrow aspiration, or with bone morphogenetic proteins. Thus the intention is to equip these substances with the osteogenic capacity. Conclusions: There is currently no ideal graft material, with the exception of those materials that come directly from the patient. We hope that in the coming years we will have products that will allow us to perform rehabilitations with better results and provide a better quality of life for our patients, especially those who have more complex situations to resolve, like the patients that are operated on for head and neck cancer

Estudio clínico del tratamiento de las exóstosis digitales mediante la implantación de un gel biocompatible

Antecedentes: La exóstosis digital es una patología común que se presenta con frecuencia en las consultas de podología. A pesar del alto grado de incidencia es una entidad clínica muy poco estudiada. En la actualidad, los tratamientos propuestos para resolver esta patología son el tratamiento conservador mediante ortesis de silicona y el tratamiento quirúrgico consistente en la resección de la exostosis. Consideramos necesario otra alternativa de tratamiento como la infiltración de un gel de Poliacrilamida (PAAG) que presente mayores beneficios y menos inconvenientes a los pacientes que los tratamientos propuestos hasta el momento. Material y Métodos: Estudio realizado durante los meses de octubre de 2006 y febrero de 2009, sobre 54 pacientes (2 varones y 52 mujeres) de edades comprendidas entre 43 y 85 años afectados de exostosis digital. Se procede a la infiltración de un gel biocompatible en la zona de la exostosis para aislar la misma y evitar presiones según técnica de infiltración descrita. Todos los pacientes firman el documento de consentimiento informado. Los datos fueron recogidos de forma objetiva y subjetivamente en cada uno de los pacientes. La posterior evaluación de los datos y su tratamiento estadístico se llevó a cabo de forma disociada y anónima. El análisis estadístico se realizó con el paquete estadístico SPSS-PC 17.0. Resultados: El heloma interdigital en 4º espacio y 5º dedo se presentó en el 35,2% de los casos; el heloma en dorso del 5º dedo en el 29,6%; el heloma en dorso de dedo central en el 11,1% de los casos; heloma interdigital en 4º espacio y 4º dedo en el 9,3%; y el resto de lesiones primarias en un 14,9% del total de los casos. De cada uno de los casos se observó: tratamientos previos, cantidad de fármaco infiltrada, reacción al fármaco, controles y satisfacción del paciente al tratamiento. A un 57,4% de los pacientes no se les había realizado ningún tratamiento previo, mientras que a un 33,3% se le había realizado una ortesis de silicona. Analizando la cantidad de PAAG infiltrado en cada caso nos resultó una media de 0,542 cc con una desviación típica de 0,2237 cc. La cantidad mínima fue de 0,20 cc, hasta un máximo de 1,50 cc. La reacción observada al fármaco a las 24 y 48 horas de la infiltración fue prácticamente la misma que la del periodo inicial, observándose el habón en ambos tiempos de valoración. Se practicaron cuatro controles posinfiltración a la semana, al mes, a los tres meses y a los seis meses, en los que a seis meses pudimos concluir que en la mayoría de los casos ? 45 de 54 - persistió el habón de PAAG del inicio. La satisfacción se valora a la semana, al mes, a los tres meses y a los seis meses siendo a los 6 meses el grado de satisfacción de los pacientes del 98%. Conclusiones: El tratamiento del heloma provocado por exostosis digital mediante infiltración de gel de poliacrilamida según la técnica protocolizada en este estudio clínico es factible, reproductible y eficaz. Alcanzando el producto un alto nivel de tolerancia y adaptación a las estructuras anatómicas y disminuyendo los efectos secundarios, lo que nos hace afirmar que es una técnica segura con la que hemos obtenido óptimos resultados en lo que se refiere a efectividad del tratamiento y disminución del dolor. Podemos concluir que la infiltración de gel de poliacrilamida se convierte una nueva opción de tratamiento en el caso de exostosis digitales.

Estudio clínico del tratamiento de las exóstosis digitales mediante la implantación de un gel biocompatible

Antecedentes: La exóstosis digital es una patología común que se presenta con frecuencia en las consultas de podología. A pesar del alto grado de incidencia es una entidad clínica muy poco estudiada. En la actualidad, los tratamientos propuestos para resolver esta patología son el tratamiento conservador mediante ortesis de silicona y el tratamiento quirúrgico consistente en la resección de la exostosis. Consideramos necesario otra alternativa de tratamiento como la infiltración de un gel de Poliacrilamida (PAAG) que presente mayores beneficios y menos inconvenientes a los pacientes que los tratamientos propuestos hasta el momento. Material y Métodos: Estudio realizado durante los meses de octubre de 2006 y febrero de 2009, sobre 54 pacientes (2 varones y 52 mujeres) de edades comprendidas entre 43 y 85 años afectados de exostosis digital. Se procede a la infiltración de un gel biocompatible en la zona de la exostosis para aislar la misma y evitar presiones según técnica de infiltración descrita. Todos los pacientes firman el documento de consentimiento informado. Los datos fueron recogidos de forma objetiva y subjetivamente en cada uno de los pacientes. La posterior evaluación de los datos y su tratamiento estadístico se llevó a cabo de forma disociada y anónima. El análisis estadístico se realizó con el paquete estadístico SPSS-PC 17.0. Resultados: El heloma interdigital en 4º espacio y 5º dedo se presentó en el 35,2% de los casos; el heloma en dorso del 5º dedo en el 29,6%; el heloma en dorso de dedo central en el 11,1% de los casos; heloma interdigital en 4º espacio y 4º dedo en el 9,3%; y el resto de lesiones primarias en un 14,9% del total de los casos. De cada uno de los casos se observó: tratamientos previos, cantidad de fármaco infiltrada, reacción al fármaco, controles y satisfacción del paciente al tratamiento. A un 57,4% de los pacientes no se les había realizado ningún tratamiento previo, mientras que a un 33,3% se le había realizado una ortesis de silicona. Analizando la cantidad de PAAG infiltrado en cada caso nos resultó una media de 0,542 cc con una desviación típica de 0,2237 cc. La cantidad mínima fue de 0,20 cc, hasta un máximo de 1,50 cc. La reacción observada al fármaco a las 24 y 48 horas de la infiltración fue prácticamente la misma que la del periodo inicial, observándose el habón en ambos tiempos de valoración. Se practicaron cuatro controles posinfiltración a la semana, al mes, a los tres meses y a los seis meses, en los que a seis meses pudimos concluir que en la mayoría de los casos ? 45 de 54 - persistió el habón de PAAG del inicio. La satisfacción se valora a la semana, al mes, a los tres meses y a los seis meses siendo a los 6 meses el grado de satisfacción de los pacientes del 98%. Conclusiones: El tratamiento del heloma provocado por exostosis digital mediante infiltración de gel de poliacrilamida según la técnica protocolizada en este estudio clínico es factible, reproductible y eficaz. Alcanzando el producto un alto nivel de tolerancia y adaptación a las estructuras anatómicas y disminuyendo los efectos secundarios, lo que nos hace afirmar que es una técnica segura con la que hemos obtenido óptimos resultados en lo que se refiere a efectividad del tratamiento y disminución del dolor. Podemos concluir que la infiltración de gel de poliacrilamida se convierte una nueva opción de tratamiento en el caso de exostosis digitales.

Els escarabats inspiren nous materials

La natura és sàvia i, després d'anys d'evolució, ha seleccionat materials amb propietats insuperables. Alguns experts creuen que el 80% de les solucions que la ciència busca estan en els animals i les plantes. S'investiga per aconseguir avions inspirats en el vol del cigne, edificis que imitin la termoregulació dels cactus, banyadors basats en les escates dels taurons per reduir la fricció amb l'aigua i materials tan resistents com les teranyines.