Pulsatile blood flow-split in aortic arch dissection

Abnormalities of the aortic arch, as the most proximal site of the cardiovascular system, are of great interest due to its major role in blood distribution to all downstream members. Wall dissection is one of the disorders that an aorta may suffer due to hypertension or degradation of aortic wall properties. A geometrical change of the aortic arch caused by the dissected wall, and consequently the blood flow path, makes the time-varying flow curves to be different in comparison to the healthy aortic arch. This phenomenon modifies wall shear stress (WSS) history during the cardiac cycle. In the current work, the pulsatile blood flow in a typical Stanford A (DeBakey II) dissected aorta is simulated by CFD technique, STAR-CCM+. The boundary conditions are calculated based on a combination of the impedance boundary condition and the auto-regulation concept in the cardiovascular system.

Let's Gain More Confidence Of Clinicians With Our Colorful Contours: Blood Flow Simulation In Arteries Using Abaqus & STAR-CCM+

The objective of the current work is to present the results of several numerical simulations of pulsatile blood flow in healthy and diseased arteries and compare with clinical expectations. Different realistic and physiological aspects such as blood flow interaction with arterial walls, effect of heart movement, cardiovascular autoregulation, arterial walls' hyperelasticity and cardiovascular disorders have been incorporated in the models thanks to a direct coupling of Abaqus and STAR-CCM+. Comparisons of implicit and explicit coupling methods in cardiovascular simulations have been discussed. An in-house methodology combined with explicit FSI coupling has reduced considerably calculation time while the simulations stay realistic and reliable for clinicians

Comparison of implicit and explicit FSI coupling strategies in cardiovascular system = Comparación de las estrategias implícitas y explícitas de acoplamiento FSI en el sistema cardiovascular

Comparación de los esquemas de integración temporal explícito e implícito, en la simulación del flujo sanguíneo y su interacción con la pared arterial. There are two major strategies in FSI coupling techniques: implicit and explicit. The general difference between these methodologies is how many times the data is exchanged between the fluid and solid domains at each FSI time-step. In both coupling strategies, the pressure values coming from fluid domain calculations at each time-step are exported to the solid domain, and consequently, the solid domain is analyzed with these imported forces. In contrast to the explicit coupling, in the implicit approach the fluid and solid domain’s data is exchanged several times until the convergence is achieved. Although this method may boost the numerical stabilization, it increases the computational cost due to the extra data exchanges. In cardiovascular simulations, depending on the analysis objectives, one may choose an explicit or implicit approach. In the current work, the advantage of an explicit coupling strategy is highlighted when simulation of pulsatile blood flow in elastic arteries is desired.

Pulsatile blood flow interaction with arterial walls of aorta : autoregulation and impedance pressure boundary condition and its biomedical applications

Para las decisiones urgentes sobre intervenciones quirúrgicas en el sistema cardiovascular se necesitan simulaciones computacionales con resultados fiables y que consuman un tiempo de cálculo razonable. Durante años los investigadores han trabajado en diversos métodos numéricos de cálculo que resulten atractivos para los cirujanos. Estos métodos, precisos pero costosos desde el punto de vista del coste computacional, crean un desajuste entre la oferta de los ingenieros que realizan las simulaciones y los médicos que operan en el quirófano. Por otra parte, los métodos de cálculo más simplificados reducen el tiempo de cálculo pero pueden proporcionar resultados no realistas. El objetivo de esta tesis es combinar los conceptos de autorregulación e impedancia del sistema circulatorio, la interacción flujo sanguíneo-pared arterial y modelos geométricos idealizados tridimensionales de las arterias pero sin pérdida de realismo, con objeto de proponer una metodología de simulación que proporcione resultados correctos y completos, con tiempos de cálculo moderados. En las simulaciones numéricas, las condiciones de contorno basadas en historias de presión presentan inconvenientes por ser difícil conocerlas con detalle, y porque los resultados son muy sensibles ante pequeñas variaciones de dichas historias. La metodología propuesta se basa en los conceptos de autorregulación, para imponer la demanda de flujo aguas abajo del modelo en el ciclo cardiaco, y la impedancia, para representar el efecto que ejerce el flujo en el resto del sistema circulatorio sobre las arterias modeladas. De este modo las historias de presión en el contorno son resultados del cálculo, que se obtienen de manera iterativa. El método propuesto se aplica en una geometría idealizada del arco aórtico sin patologías y en otra geometría correspondiente a una disección Stanford de tipo A, considerando la interacción del flujo pulsátil con las paredes arteriales. El efecto de los tejidos circundantes también se incorpora en los modelos. También se hacen aplicaciones considerando la interacción en una geometría especifica de un paciente anciano que proviene de una tomografía computarizada. Finalmente se analiza una disección Stanford tipo B con tres modelos que incluyen la fenestración del saco. Clinicians demand fast and reliable numerical results of cardiovascular biomechanic simulations for their urgent pre-surgery decissions. Researchers during many years have work on different numerical methods in order to attract the clinicians' confidence to their colorful contours. Though precise but expensive and time-consuming methodologies create a gap between numerical biomechanics and hospital personnel. On the other hand, simulation simplifications with the aim of reduction in computational time may cause in production of unrealistic outcomes. The main objective of the current investigation is to combine ideas such as autoregulation, impedance, fluid-solid interaction and idealized geometries in order to propose a computationally cheap methodology without excessive or unrealistic simplifications. The pressure boundary conditions are critical and polemic in numerical simulations of cardiovascular system, in which a specific arterial site is of interest and the rest of the netwrok is neglected but represented by a boundary condition. The proposed methodology is a pressure boundary condition which takes advantage of numerical simplicity of application of an imposed pressure boundary condition on outlets, while it includes more sophisticated concepts such as autoregulation and impedance to gain more realistic results. Incorporation of autoregulation and impedance converts the pressure boundary conditions to an active and dynamic boundary conditions, receiving feedback from the results during the numerical calculations and comparing them with the physiological requirements. On the other hand, the impedance boundary condition defines the shapes of the pressure history curves applied at outlets. The applications of the proposed method are seen on idealized geometry of the healthy arotic arch as well as idealized Stanford type A dissection, considering the interaction of the arterial walls with the pulsatile blood flow. The effect of surrounding tissues is incorporated and studied in the models. The simulations continue with FSI analysis of a patient-specific CT scanned geometry of an old individual. Finally, inspiring of the statistic results of mortality rates in Stanford type B dissection, three models of fenestrated dissection sac is studied and discussed. Applying the developed boundary condition, an alternative hypothesis is proposed by the author with respect to the decrease in mortality rates in patients with fenestrations.

Fluid-solid interaction in arteries incorporating the autoregulation concept in boundary conditions

In pre-surgery decisions in hospital emergency cases, fast and reliable results of the solid and fluid mechanics problems are of great interest to clinicians. In the current investigation, an iterative process based on a pressure-type boundary condition is proposed in order to reduce the computational costs of blood flow simulations in arteries, without losing control of the important clinical parameters. The incorporation of cardiovascular autoregulation, together with the well-known impedance boundary condition, forms the basis of the proposed methodology. With autoregulation, the instabilities associated with conventional pressure-type or impedance boundary conditions are avoided without an excessive increase in computational costs. The general behaviour of pulsatile blood flow in arteries, which is important from the clinical point of view, is well reproduced through this new methodology. In addition, the interaction between the blood and the arterial walls occurs via a modified weak coupling, which makes the simulation more stable and computationally efficient. Based on in vitro experiments, the hyperelastic behaviour of the wall is characterised and modelled. The applications and benefits of the proposed pressure-type boundary condition are shown in a model of an idealised aortic arch with and without an ascending aorta dissection, which is a common cardiovascular disorder.

Avaliação das inclinações dentárias obtidas no tratamento ortodôntico com bráquetes autoligados utilizando tomografia computadorizada

O objetivo deste trabalho foi analisar a expressão dos torques dentários em pacientes tratados com aparelhos ortodônticos fixos com bráquetes autoligados, utilizando tomografias computadorizadas. Para este estudo, foi selecionada uma amostra clínica de 10 pacientes, seguindo como critérios de inclusão, indivíduos que apresentavam dentição permanente e todos os dentes presentes, com apinhamento superior ou igual a 4 mm, tratados sem extração. Todos os pacientes foram tratados na clínica da pós-graduação em Ortodontia da Universidade Metodista de São Paulo, utilizando-se bráquetes autoligados Damon 2 ORMCO na prescrição padrão. Foram realizadas medições das inclinações dos dentes anteriores, de canino a canino, superiores e inferiores, realizadas por meio de imagens tomográficas obtidas em um tomógrafo computadorizado volumétrico NewTom, em seu modelo DVT-9000 (NIM Verona - Itália), obtidas em dois tempos: antes do início do tratamento ortodôntico (denominado de T1) e depois do tratamento ortodôntico, após a inserção do último fio de nivelamento, de calibre 0,019 x 0,025 de aço inoxidável(denominado de T2). Para auxílio destas mensurações, foi utilizado o software QR-DVT 9000 e após análise dos resultados foram aplicados testes estatíscos (testes "t" pareado e Dalberg) e observou-se que as inclinações dos dentes do segmento anterior aumentaram, principalmente, nos caninos e incisivos laterais superiores, incisivos centrais e laterais inferiores. Os dentes apresentaram valores de inclinação diferentes da prescrição, tanto no início quanto no final do tratamento, denotando a incapacidade do fio 0,019 x 0,025 de aço inoxidável em reproduzir os torques indicados na prescrição padrão utilizada neste presente estudo.(AU)

Avaliação das inclinações dentárias obtidas no tratamento ortodôntico com bráquetes autoligados utilizando tomografia computadorizada

O objetivo deste trabalho foi analisar a expressão dos torques dentários em pacientes tratados com aparelhos ortodônticos fixos com bráquetes autoligados, utilizando tomografias computadorizadas. Para este estudo, foi selecionada uma amostra clínica de 10 pacientes, seguindo como critérios de inclusão, indivíduos que apresentavam dentição permanente e todos os dentes presentes, com apinhamento superior ou igual a 4 mm, tratados sem extração. Todos os pacientes foram tratados na clínica da pós-graduação em Ortodontia da Universidade Metodista de São Paulo, utilizando-se bráquetes autoligados Damon 2 ORMCO na prescrição padrão. Foram realizadas medições das inclinações dos dentes anteriores, de canino a canino, superiores e inferiores, realizadas por meio de imagens tomográficas obtidas em um tomógrafo computadorizado volumétrico NewTom, em seu modelo DVT-9000 (NIM Verona - Itália), obtidas em dois tempos: antes do início do tratamento ortodôntico (denominado de T1) e depois do tratamento ortodôntico, após a inserção do último fio de nivelamento, de calibre 0,019 x 0,025 de aço inoxidável(denominado de T2). Para auxílio destas mensurações, foi utilizado o software QR-DVT 9000 e após análise dos resultados foram aplicados testes estatíscos (testes "t" pareado e Dalberg) e observou-se que as inclinações dos dentes do segmento anterior aumentaram, principalmente, nos caninos e incisivos laterais superiores, incisivos centrais e laterais inferiores. Os dentes apresentaram valores de inclinação diferentes da prescrição, tanto no início quanto no final do tratamento, denotando a incapacidade do fio 0,019 x 0,025 de aço inoxidável em reproduzir os torques indicados na prescrição padrão utilizada neste presente estudo.(AU)

AVALIAÇÃO DAS ALTERAÇÕES DENTÁRIAS E DO PERFIL FACIAL OBTIDAS NO TRATAMENTO ORTODÔNTICO COM BRAQUETES AUTOLIGADOS

Este trabalho teve como objetivo principal avaliar as inclinações dentárias e o perfil facial de pacientes tratados ortodonticamente com braquete autoligado Damon 2, prescrição padrão. Para este estudo, foi selecionada uma amostra de 18 indivíduos, sendo 12 do sexo masculino e 6 do feminino, com idades que variaram de 12 a 20 anos (idade média de 15 anos) e que apresentavam discrepância de modelo negativa (de 4 mm a 15 mm). Como critério de inclusão, os pacientes deveriam apresentar dentição permanente completa até os segundos molares, má oclusão de Classe I de Angle, telerradiografias em norma lateral do início e final do tratamento ortodôntico e modelos de estudo em gesso dos arcos dentários superiores e inferiores do início e final do tratamento ortodôntico. As medições das inclinações ântero-posteriores dos incisivos centrais superiores e incisivos centrais inferiores e alterações do perfil facial foram realizadas por meio das telerradiografias em norma lateral. As distâncias transversais das regiões de cúspide e cervical inter-caninos, primeiros e segundos pré-molares e primeiros molares, foram obtidas medindo-se os modelos de gesso. Todas as mensurações foram realizadas nas telerradiografias e modelos de gesso obtidos antes do início do tratamento ortodôntico (T1) e no final do tratamento (T2). Após a coleta de todos os dados aplicou-se o teste t de Student para comparar as medidas dos dois tempos avaliados neste estudo. Verificou-se diferença estatisticamente significante (p<0,05) na inclinação dos incisivos centrais inferiores e nas dimensões transversais inter-cúspides e inter-cervicais dos primeiros e segundos pré-molares e primeiros molares na maxila. Na mandíbula todas as distâncias transversais (inter cúspides e cervicais) de caninos, primeiros e segundos pré-molares e primeiros molares apresentaram significância estatística (p<0,05), exceto a distância inter-cervical dos caninos inferiores. Concluímos que o tratamento ortodôntico sem extrações de pacientes com má oclusão de Classe I realizados com os braquetes Damon 2, prescrição padrão, não promoveu alteração na inclinação vestíbulo-lingual dos incisivos centrais superiores, aumentou a inclinação vestibular dos incisivos centrais inferiores, não alterou o perfil facial e aumentou de modo significativo a dimensão transversal da maxila e da mandíbula por meio de inclinação vestibular de coroa.(AU)

AVALIAÇÃO DAS ALTERAÇÕES DENTÁRIAS E DO PERFIL FACIAL OBTIDAS NO TRATAMENTO ORTODÔNTICO COM BRAQUETES AUTOLIGADOS

Este trabalho teve como objetivo principal avaliar as inclinações dentárias e o perfil facial de pacientes tratados ortodonticamente com braquete autoligado Damon 2, prescrição padrão. Para este estudo, foi selecionada uma amostra de 18 indivíduos, sendo 12 do sexo masculino e 6 do feminino, com idades que variaram de 12 a 20 anos (idade média de 15 anos) e que apresentavam discrepância de modelo negativa (de 4 mm a 15 mm). Como critério de inclusão, os pacientes deveriam apresentar dentição permanente completa até os segundos molares, má oclusão de Classe I de Angle, telerradiografias em norma lateral do início e final do tratamento ortodôntico e modelos de estudo em gesso dos arcos dentários superiores e inferiores do início e final do tratamento ortodôntico. As medições das inclinações ântero-posteriores dos incisivos centrais superiores e incisivos centrais inferiores e alterações do perfil facial foram realizadas por meio das telerradiografias em norma lateral. As distâncias transversais das regiões de cúspide e cervical inter-caninos, primeiros e segundos pré-molares e primeiros molares, foram obtidas medindo-se os modelos de gesso. Todas as mensurações foram realizadas nas telerradiografias e modelos de gesso obtidos antes do início do tratamento ortodôntico (T1) e no final do tratamento (T2). Após a coleta de todos os dados aplicou-se o teste t de Student para comparar as medidas dos dois tempos avaliados neste estudo. Verificou-se diferença estatisticamente significante (p<0,05) na inclinação dos incisivos centrais inferiores e nas dimensões transversais inter-cúspides e inter-cervicais dos primeiros e segundos pré-molares e primeiros molares na maxila. Na mandíbula todas as distâncias transversais (inter cúspides e cervicais) de caninos, primeiros e segundos pré-molares e primeiros molares apresentaram significância estatística (p<0,05), exceto a distância inter-cervical dos caninos inferiores. Concluímos que o tratamento ortodôntico sem extrações de pacientes com má oclusão de Classe I realizados com os braquetes Damon 2, prescrição padrão, não promoveu alteração na inclinação vestíbulo-lingual dos incisivos centrais superiores, aumentou a inclinação vestibular dos incisivos centrais inferiores, não alterou o perfil facial e aumentou de modo significativo a dimensão transversal da maxila e da mandíbula por meio de inclinação vestibular de coroa.(AU)

COMPARAÇÃO DO ATRITO IN VITRO EM BRAQUETES ESTÉTICOS CONVENCIONAIS E AUTOLIGADOS

O objetivo do presente estudo consistiu em comparar in vitro o atrito produzido por braquetes estéticos, convencionais e autoligados quando inseridos fios retangulares de aço inoxidável de diferentes dimensões, nas angulações de zero e três graus entre os braquetes. Foram utilizados 120 braquetes de 6 marcas comerciais (Gemini, Clarity convencional, Transcend, Inspire, Clarity autoligado, Damon autoligado), sendo 20 braquetes de cada marca comercial. Para os ensaios laboratoriais, foram colados dois pares de braquetes de cada marca comercial em uma placa metálica, com uma angulação de zero e três graus entre os braquetes. Foram empregados os fios retangulares de aço inoxidável 0,017 x 0,025 , 0,019 x 0,025 e 0,021 x0,025 em uma máquina de ensaios universal Instron . Para a comparação entre os braquetes nos diferentes fios e angulações, foi utilizada a análise de variância e o teste de Tukey (p<0,05). Os resultados demonstraram que na angulação de zero grau, os braquetes autoligados apresentaram menor atrito em relação aos convencionais em todos os fios avaliados, sendo que, o braquete Clarity autoligado apresentou menor atrito estatisticamente significante que o Damon, exceto no fio 0,021 x 0,025 , em que ambos os braquetes autoligados apresentaram atrito estatisticamente semelhante. O braquete Inspire demonstrou o maior atrito em relação aos demais braquetes nos fios 0,019 x0,025 e 0,021 x0,025 . Na angulação de três graus, observou-se resultados semelhantes aos braquetes posicionados sem angulação comparando os braquetes autoligados em relação aos convencionais. Contudo, verificou-se que o atrito entre os braquetes convencionais ocorreu em ordem crescente sendo braquetes Gemini, Clarity convencional, Transcend e Inspire. Pôde-se concluir que a angulação entre os braquetes aumenta consideravelmente o atrito. Além disso, em ambas as angulações, os braquetes autoligados demonstraram menor atrito em relação aos convencionais, sendo que o braquete Clarity autoligado promoveu menor atrito que o Damon estético, exceto no fio 0,021 x 0,025 .(AU)

COMPARAÇÃO DO ATRITO IN VITRO EM BRAQUETES ESTÉTICOS CONVENCIONAIS E AUTOLIGADOS

O objetivo do presente estudo consistiu em comparar in vitro o atrito produzido por braquetes estéticos, convencionais e autoligados quando inseridos fios retangulares de aço inoxidável de diferentes dimensões, nas angulações de zero e três graus entre os braquetes. Foram utilizados 120 braquetes de 6 marcas comerciais (Gemini, Clarity convencional, Transcend, Inspire, Clarity autoligado, Damon autoligado), sendo 20 braquetes de cada marca comercial. Para os ensaios laboratoriais, foram colados dois pares de braquetes de cada marca comercial em uma placa metálica, com uma angulação de zero e três graus entre os braquetes. Foram empregados os fios retangulares de aço inoxidável 0,017 x 0,025 , 0,019 x 0,025 e 0,021 x0,025 em uma máquina de ensaios universal Instron . Para a comparação entre os braquetes nos diferentes fios e angulações, foi utilizada a análise de variância e o teste de Tukey (p<0,05). Os resultados demonstraram que na angulação de zero grau, os braquetes autoligados apresentaram menor atrito em relação aos convencionais em todos os fios avaliados, sendo que, o braquete Clarity autoligado apresentou menor atrito estatisticamente significante que o Damon, exceto no fio 0,021 x 0,025 , em que ambos os braquetes autoligados apresentaram atrito estatisticamente semelhante. O braquete Inspire demonstrou o maior atrito em relação aos demais braquetes nos fios 0,019 x0,025 e 0,021 x0,025 . Na angulação de três graus, observou-se resultados semelhantes aos braquetes posicionados sem angulação comparando os braquetes autoligados em relação aos convencionais. Contudo, verificou-se que o atrito entre os braquetes convencionais ocorreu em ordem crescente sendo braquetes Gemini, Clarity convencional, Transcend e Inspire. Pôde-se concluir que a angulação entre os braquetes aumenta consideravelmente o atrito. Além disso, em ambas as angulações, os braquetes autoligados demonstraram menor atrito em relação aos convencionais, sendo que o braquete Clarity autoligado promoveu menor atrito que o Damon estético, exceto no fio 0,021 x 0,025 .(AU)

Broad spectrum chemokine antagonistic activity of a human poxvirus chemokine homolog

A secreted CC chemokine homolog, encoded by the MC148 gene of molluscum contagiosum virus, potently interfered with the chemotaxis of human monocytes, lymphocytes, and neutrophils in response to a large number of CC and CXC chemokines with diverse receptor specificities. Evidence that the viral protein binds to human chemokine receptors was obtained by competition binding and calcium mobilization experiments. The broad spectrum chemokine antagonistic activity of MC148 can explain the prolonged absence of an inflammatory response in skin tumors that harbor replicating molluscum contagiosum virus.

Transposable elements as sources of variation in animals and plants

A tremendous wealth of data is accumulating on the variety and distribution of transposable elements (TEs) in natural populations. There is little doubt that TEs provide new genetic variation on a scale, and with a degree of sophistication, previously unimagined. There are many examples of mutations and other types of genetic variation associated with the activity of mobile elements. Mutant phenotypes range from subtle changes in tissue specificity to dramatic alterations in the development and organization of tissues and organs. Such changes can occur because of insertions in coding regions, but the more sophisticated TE-mediated changes are more often the result of insertions into 5′ flanking regions and introns. Here, TE-induced variation is viewed from three evolutionary perspectives that are not mutually exclusive. First, variation resulting from the intrinsic parasitic nature of TE activity is examined. Second, we describe possible coadaptations between elements and their hosts that appear to have evolved because of selection to reduce the deleterious effects of new insertions on host fitness. Finally, some possible cases are explored in which the capacity of TEs to generate variation has been exploited by their hosts. The number of well documented cases in which element sequences appear to confer useful traits on the host, although small, is growing rapidly.

Commonplace book of John Bullard, 1775-1779

This bound volume contains excerpts copied by Jonathan Bullard from books he read as a student at Harvard in the mid 1770s. Excerpts include an unattributed poem titled "On Friendship," which appeared in the "poetical essays" section of Volume 36 of the London Magazine in 1767; Joseph Butler, The Analogy of Religion, 1736; The Quaker's Grace; a history of England; Newton's laws; Plutarch's Morals; Benjamin Franklin's writings on the Aurora Borealis. The volume also includes several extracts from articles about the death of John Paddock (Class of 1776), who drowned in the Charles in the summer of 1773, sheet music for two songs, "The Rapture," and "A Song" from Henry Harington's "Damon and Chlora," and a transcription of the satirical "Book of Harvard," written in response to the Butter Rebellion of 1766. Interleaved in the middle of the volume is a transcription from an ecclesiastical event moderated by Ebenezer Bridge in Medford, Mass. on November 20, 1779. The variety of texts suggests the commonplace book was not used solely for academic works.

(Table 2) Age determination of sediment cores from the Panama Basin

Application of the 230Th normalization method to estimate sediment burial fluxes in six cores from the eastern equatorial Pacific (EEP) reveals that bulk sediment and organic carbon fluxes display a coherent regional pattern during the Holocene that is consistent with modern oceanographic conditions, in contrast with estimates of bulk mass accumulation rates (MARs) derived from core chronologies. Two nearby sites (less than 10 km apart), which have different MARs, show nearly identical 230Th-normalized bulk fluxes. Focusing factors derived from the 230Th data at the foot of the Carnegie Ridge in the Panama Basin are >2 in the Holocene, implying that lateral sediment addition is significant in this part of the basin. New geochemical data and existing literature provide evidence for a hydrothermal source of sediment in the southern part of the Panama Basin and for downslope transport from the top of the Carnegie Ridge. The compilation of core records suggests that sediment focusing is spatially and temporally variable in the EEP. During oxygen isotope stage 2 (OIS 2, from 13-27 ka BP), focusing appears even higher compared to the Holocene at most sites, similar to earlier findings in the eastern and central equatorial Pacific. The magnitude of the glacial increase in focusing factors, however, is strongly dependent on the accuracy of age models. We offer two possible explanations for the increase in glacial focusing compared to the Holocene. The first one is that the apparent increase in lateral sediment redistribution is partly or even largely an artifact of insufficient age control in the EEP, while the second explanation, which assumes that the observed increase is real, involves enhanced deep sea tidal current flow during periods of low sea level stand.