Nonlinear frequency response analysis for the diagnosis of polymer electrolyte membrane fuel cells

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2012

Electrochemical oxidation of H 2, CO gas mixtures in polymer-electrolyte-membrane fuel cells

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2014

Hydrogen chloride electrolysis in a polymer-electrolyte-membrane reactor with oxygen-depolarized cathode

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2015

Neurolysis using a carbohydrate polymer gel for the treatment of postoperative neuropathic pain.

Perineural and intraneural fibrosis is thought to be the main cause of failure of the many surgical treatments of neuropathic pain. We have used Adcon-T/N carbohydrate polymer gel for prevention of perineural fibrosis in several parts of the body. In this retrospective study, 54 patients who presented with postoperative neuropathic pain had microsurgical epineural neurolysis and relocation of a terminal neuroma. In 19 of them, the carbohydrate gel was applied at the same time. The mean follow-up was four years and the nerve distribution varied. Postoperative improvement in pain scores (visual analogue scale (VAS) and neuropathic pain scale inventory (NPSI)), sensitivity, overall improvement and satisfaction were equivalent in the two groups, with pain relief in about 80% of the patients. There was no significant beneficial effect in the carbohydrate gel group. Patients treated with this device had a higher infection rate (21 compared with 0, p = 0.01) and delayed wound healing (31.6 compared with 11.8, p = 0.2). We conclude that good long-term pain relief is obtained postoperatively independently of the addition of carbohydrate gel. There was a slight but not significant trend towards profound pain relief with the gel.

Surfactant protein-D and exposure to bioaerosols in wastewater and garbage workers.

PURPOSE: Bioaerosols and their constituents, such as endotoxins, are capable of causing an inflammatory reaction at the level of the lung-blood barrier, which becomes more permeable. Thus, it was hypothesized that occupational exposure to bioaerosols can increase leakage of surfactant protein-D (SP-D), a lung-specific protein, into the bloodstream. METHODS: SP-D was determined by ELISA in 316 wastewater workers, 67 garbage collectors, and 395 control subjects. Exposure was assessed with four interview-based indicators and by preliminary endotoxin measurements using the Limulus amoebocyte lysate assay. Influence of exposure on serum SP-D was assessed by multiple linear regression considering smoking, glomerular function, lung diseases, obesity, and other confounders. RESULTS: Overall, mean exposure levels to endotoxins were below 100 EU/m(3). However, special tasks of wastewater workers caused higher endotoxin exposure. SP-D concentration was slightly increased in this occupational group and associated with the occurrence of splashes and contact to raw sewage. No effect was found in garbage collectors. Smoking increased serum SP-D. No clinically relevant correlation between spirometry results and SP-D concentrations appeared. CONCLUSIONS: These results support the hypothesis that inhalation of bioaerosols, even at low concentrations, has a subclinical effect on the lung-blood barrier, the permeability of which increases without associated spirometric changes.

On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

Capsule permeability via polymer and protein ingress/egress.

Static incubation tests, where microcapsules and beads are contacted with polymer and protein solutions, have been developed for the characterization of permselective materials applied for bioartificial organs and drug delivery. A combination of polymer ingress, detected by size-exclusion chromatography, and protein ingress/ egress, assessed by gel electrophoresis, provides information regarding the diffusion kinetics, molar mass cutoff(MMCO) and permeability. This represents an improvement over existing permeability measurements that are based on the diffusion of a single type of solute. Specifically, the permeability of capsules based on alginate, cellulose sulfate, polymethylene-co-guanidine were characterized as a function of membrane thickness. Solid alginate beads were also evaluated. The MMCO of these capsules was estimated to be between 80 and 90 kDa using polymers, and between 116-150 kDa with proteins. Apparently, the globular shape of the proteins (radius of gyration (Rg) of 4.2-4.6 nm) facilitates their passage through the membrane, comparatively to the polysaccharide coil conformation (Rg of 6.5-8.3 nm). An increase of the capsule membrane thickness reduced these values. The MMCO of the beads, which do not have a membrane limiting their permselective properties, was higher, between 110 and 200 kDa with dextrans, and between 150 and 220 kDa with proteins. Therefore, although the permeability estimated with biologically relevant molecules is generally higher due to their lower radius of gyration, both the MMCO of synthetic and natural watersoluble polymers correlate well, and can be used as in vitro metrics for the immune protection ability of microcapsules and microbeads. This article shows, to the authors' knowledge, the first reported concordance between permeability measures based on model natural and biological macromolecules.

Coating carbon nanotubes with a polystyrene-based polymer protects against pulmonary toxicity.

BACKGROUND: carbon nanotubes (CNT) can have adverse effects on health. Therefore, minimizing the risk associated with CNT exposure is of crucial importance. The aim of this work was to evaluate if coating multi-walled CNT (MWCNT) with polymers could modify their toxicity, thus representing a useful strategy to decrease adverse health effects of CNT. We used industrially-produced MWCNT uncoated (NT1) or coated (50/50 wt%) with acid-based (NT2) or polystyrene-based (NT3) polymer, and exposed murine macrophages (RAW 264.7 cell line) or Balb/c mice by intratracheal administration. Biological experiments were performed both in vitro and in vivo, examining time- and dose-dependent effects of CNT, in terms of cytotoxicity, expression of genes and proteins related to oxidative stress, inflammation and tissue remodeling, cell and lung tissue morphology (optical and transmission electron microscopy), and bronchoalveolar lavage fluid content analysis.RESULTS: extensive physico-chemical characterization of MWCNT was performed, and showed, although similar dimensions for the 3 MWCNT, a much smaller specific surface area for NT2 and NT3 as compared to NT1 (54.1, 34 and 227.54 m(2)/g respectively), along with different surface characteristics. MWCNT-induced cytotoxicity, oxidative stress, and inflammation were increased by acid-based and decreased by polystyrene-based polymer coating both in vitro in murine macrophages and in vivo in lung of mice monitored for 6 months.CONCLUSIONS: these results demonstrate that coating CNT with polymers, without affecting their intrinsic structure, may constitute a useful strategy for decreasing CNT toxicity, and may hold promise for improving occupational safety and that of general the user.

Symmetry-breaking in cumulative measures of shapes of polymer models.

Using numerical simulations we investigate shapes of random equilateral open and closed chains, one of the simplest models of freely fluctuating polymers in a solution. We are interested in the 3D density distribution of the modeled polymers where the polymers have been aligned with respect to their three principal axes of inertia. This type of approach was pioneered by Theodorou and Suter in 1985. While individual configurations of the modeled polymers are almost always nonsymmetric, the approach of Theodorou and Suter results in cumulative shapes that are highly symmetric. By taking advantage of asymmetries within the individual configurations, we modify the procedure of aligning independent configurations in a way that shows their asymmetry. This approach reveals, for example, that the 3D density distribution for linear polymers has a bean shape predicted theoretically by Kuhn. The symmetry-breaking approach reveals complementary information to the traditional, symmetrical, 3D density distributions originally introduced by Theodorou and Suter.

Clara cell protein and surfactant protein B in garbage collectors and in wastewater workers exposed to bioaerosols

OBJECTIVES: Inhalation of bioaerosols has been hypothesised to cause "toxic pneumonitis" that should increase lung epithelial permeability at the bronchioloalveolar level. Serum Clara cell protein (CC16) and serum surfactant protein B (SPB) have been proposed as sensitive markers of lung epithelial injury. This study was aimed at looking for increased lung epithelial permeability by determining CC16 and SPB in workers exposed to bioaerosols from wastewater or garbage. METHODS: Subjects (778 wastewater, garbage and control workers; participation 61%) underwent a medical examination, lung function tests [American Thoracic Society (ATS) criteria], and determination of CC16 and SPB. Symptoms of endotoxin exposure and several potential confounders (age, gender, smoking, kidney function, obesity) were looked for. Results were examined with multiple linear or logistic regression. RESULTS: Exposure to bioaerosols increased CC16 concentration in the wastewater workers. No effect of exposure on SPB was found. No clue to work-related respiratory diseases was found. CONCLUSIONS: The increase in CC16 in serum supports the hypothesis that bioaerosols cause subclinical "toxic pneumonitis", even at low exposure. [Authors]

Edge vascular response after polymer-free vs. polymer-based paclitaxel-eluting stent implantation.

BACKGROUND It is unknown if lack of polymer can provoke a different edge response in drug-eluting stents. The aim of this study was to compare edge vascular response between polymer-free paclitaxel-eluting stent (PF-PES) and polymer-based paclitaxel-eluting stents (PB-PES). METHODS AND RESULTS: A total of 165 eligible patients undergoing percutaneous coronary intervention were prospectively randomized 1:1 to receive either PF-PES or PB-PES. Those patients with paired intravascular ultrasound (IVUS) after procedure and at 9-month follow-up were included in this analysis.Seventy-six patients with 84 lesions, divided into PB-PES (38 patients, 41 lesions) and PF-PES groups (38 patients, 43 lesions) had paired post-procedure and 9-month follow-up IVUS and were therefore included in this substudy. There was a significant lumen decrease at the proximal edge of PF-PES (from 9.02±3.06 mm(2)to 8.47±3.05 mm(2); P=0.040), and a significant plaque increase at the distal edges of PF-PES (from 4.39±2.73 mm(2)to 4.78±2.63 mm(2); P=0.004). At the distal edge there was a significant plaque increase in the PF-PES compared to PB-PES (+8.0% vs. -0.6%, respectively; P=0.015) with subsequent lumen reduction (-5.2% vs. +6.0%, respectively; P=0.024). CONCLUSIONS PF-PES had significant plaque increase and lumen reduction at the distal edge as compared to PB-PES, probably due to difference in polymer-based drug-release kinetics between the 2 platforms.

Field Evaluation of Elliptical Fiber Reinforced Polymer Dowel Performance, June 2005

Fiber reinforced polymer (FRP) composite materials are making an entry into the construction market in both buildings and pavements. The application to pavements so far has come in the form of joint reinforcement (dowels and tie bars). FRP resistance to salt corrosion in dowels has made it an alternative to standard epoxy-coated steel dowels for pavements. Iowa State University has completed a large amount of laboratory research to determine the diameter, spacing, and durability of FRP dowels. This report documents the performance of elliptical FRP dowels installed in a field situation. Ten joints were monitored in three consecutive test sections, for each of three dowel spacings (10, 12, and 15 inches) including one instrumented dowel in each test section. The modulus of dowel bar support was determined using falling weight deflectometer (FWD) testing and a loaded crawl truck. FWD testing was also used to determine load transfer efficiency across the joint. The long-term performance and durability of the concrete was also evaluated by monitoring faulting and joint opening measurements and performing visual distress surveys at each joint. This report also contains similar information for standard round, medium elliptical, and heavy elliptical steel dowels in a portion of the same highway. In addition, this report provides a summary of theoretical analysis used to evaluate joint differential deflection for the dowels.

Neuroprotective gene therapy for Huntington's disease, using polymer-encapsulated cells engineered to secrete human ciliary neurotrophic factor: results of a phase I study.

Huntington's disease (HD) is a monogenic neurodegenerative disease that affects the efferent neurons of the striatum. The protracted evolution of the pathology over 15 to 20 years, after clinical onset in adulthood, underscores the potential of therapeutic tools that would aim at protecting striatal neurons. Proteins with neuroprotective effects in the adult brain have been identified, among them ciliary neurotrophic factor (CNTF), which protected striatal neurons in animal models of HD. Accordingly, we have carried out a phase I study evaluating the safety of intracerebral administration of this protein in subjects with HD, using a device formed by a semipermeable membrane encapsulating a BHK cell line engineered to synthesize CNTF. Six subjects with stage 1 or 2 HD had one capsule implanted into the right lateral ventricle; the capsule was retrieved and exchanged for a new one every 6 months, over a total period of 2 years. No sign of CNTF-induced toxicity was observed; however, depression occurred in three subjects after removal of the last capsule, which may have correlated with the lack of any future therapeutic option. All retrieved capsules were intact but contained variable numbers of surviving cells, and CNTF release was low in 13 of 24 cases. Improvements in electrophysiological results were observed, and were correlated with capsules releasing the largest amount of CNTF. This phase I study shows the safety, feasibility, and tolerability of this gene therapy procedure. Heterogeneous cell survival, however, stresses the need for improving the technique.

Field Evaluation of Elliptical Fiber Reinforced Polymer Dowel Performance, June 2003

Fiber composite materials (FRP) are making an entry into the construction market in both buildings and pavements. The application to pavements comes in the form of joint reinforcement (dowels and tie bars) to date. FRP resistance to salt corrosion in dowels has made it an alternative to standard epoxy coated dowels for pavements. Iowa State University has completed a large amount of laboratory research into the determination of diameter, spacing, and durability of FRP dowels. This report documents the installation of a series of FRP elliptical-shaped dowel joints (including instrumented units) in a field situation and the beginning of a two-year study to compare laboratory results to in-service pavements. Ten joints were constructed for each of three dowel spacings of 10, 12, and 15 inches ( 254, 305, and 381 mm) with one instrumented joint in each test section. The instrumented bars will be load tested with a loaded truck and FWD testing.