Determination of intestinal permeability in healthy horses using the contrast medium iohexol

Tämä lisensiaatin tutkielma koostuu kolmesta osasta; kirjallisuuskatsauksesta, kokeellisesta osasta ja liitteistä. Iohexol on ionisoitumaton, trijodattu ja vesiliukoinen röntgenvarjoaine. Iohexolia on hyödynnetty lääketieteessä useita vuosia. Iohexolia on käytetty muun muassa angio- ja myelografiassa, lisäksi iohexolia on hyödynnetty arvioitaessa munuaiskerästen suodattumisnopeutta sekä suoliston läpäisevyyden muutoksia. Hevosen tulehduksellisessa suolistosairaudessa (Inflammatory bowel disease, IBD) suoliston rakenne ja sen läpäisevyys muuttuu; tyypillistä on tulehdussolujen kertyminen suoliston seinämään ja myös sidekudosmuodostusta saattaa esiintyä. Suolisto muutoksia saatetaan havaita sekä ohut- että paksusuolessa. IBD aiheuttaa hevoselle laihtumista, johtuen ravintoaineiden puutteellisesta imeytymisestä ja proteiinien menetyksestä suoleen suoliston häiriötilan yhteydessä. Tällä hetkellä IBD:n diagnostiikka perustuu tyypillisiin oireisiin, kliiniseen tutkimukseen, verinäytteisiin, glukoosin imeytymistestiin ja peräsuolesta otettuun koepalaan. IBD:n diagnostiikka on kuitenkin erittäin haastavaa ja tutkimusmenetelmiin liittyy lukuisia ongelmia, jotka vähentävät niiden luotettavuutta IBD:n diagnostiikassa. Tutkimuksemme tarkoituksena on kehittää hevosen IBD:n diagnostiikkaa entistä helpompaan, luotettavampaan ja turvallisempaan suuntaan. Tämän alustavan tutkimuksen tavoitteet olivat: (1) tutkia voidaanko iohexol havaita hevosen seerumissa oraalisen annostelun jälkeen ja (2) muodostaa iohexolin pitoisuuskuvaaja ajan funktiona terveillä hevosilla. Materiaalimme koostui kymmenestä terveestä hevosesta, joilla ei ollut havaittu laihtumista tai ripulia. Ennen iohexolin annostelua hevosille suoritettiin kliininen tutkimus ja verinäytteet otettiin maha-suolikanavan sairauden poissulkemiseksi. Hevosille suoritettiin myös mahalaukun tähystys. 16 tunnin paaston jälkeen 1 ml/kg Iohexolia annosteltiin 10 % -liuoksena nenämahaletkulla suoraan mahaan ja verinäytteet otettiin 0, 30, 60, 120, 180, 240, 300 ja 360 minuuttia annostelun jälkeen. Iohexolin pitoisuus määritettiin käyttämällä korkean erotuskyvyn nestekromatografiaa. Iohexolin pitoisuuksista tietyillä ajanhetkillä muodostettiin kuvaaja. Hevosilla ei havaittu maha-suolikanavan sairauksia. Kaikki hevoset olivat hyvässä kuntoluokassa ja mahalaukun tähystyksessä ei havaittu merkittäviä muutoksia. Verinäytteiden tulokset olivat viiterajoissa. Kaikki hevoset sietivät iohexolia hyvin ja haittavaikutuksia ei havaittu. Iohexol oli havaittavissa seerumissa 60 minuutin kuluttua annostelusta. Kuvaajassa voitiin havaita kaksi huippua. Statistiset menetelmät tukivat löydöksiä. Iohexol testi oli yksinkertainen suorittaa ja siihen ei liittynyt haittavaikutuksia. Annos 1ml/kg oli havaittavissa seerumissa. Iohexolin pitoisuuskuvaaja muodosti kaksi huippua, ja tämänkaltainen ilmiö on kuvattu kirjallisuudessa aikaisemmin useiden lääkkeiden tapauksessa. Hevosella ilmiö liittyy todennäköisesti maha-suolikanavan rakenteellisiin ja fysiologisiin eroavaisuuksiin ja lisätutkimuksia ilmiön varmistamiseksi tarvitaan. Iohexol näyttää olevan potentiaalinen merkkiaine suoliston läpäisevyyden arviointiin ja lisätutkimuksia IBD:tä sairastavien hevosten seerumin iohexolin pitoisuuksista verrattuna terveiden hevosten seerumin iohexolin pitoisuuksiin on suunnitteilla.

Cooling of an infinite slab in a two-fluid medium

A mixed boundary-valued problem associated with the diffusion equation, that involves the physical problem of cooling of an infinite slab in a two-fluid medium, is solved completely by using the Wiener-Hopf technique. An analytical solution is derived for the temperature distribution at the quench fronts being created by two different layers of cold fluids having different cooling abilities moving on the upper surface of the slab at constant speed. Simple expressions are derived for the values of the sputtering temperatures of the slab at the points of contact with the respective layers, assuming one layer of the fluid to be of finite extent and the other of infinite extent. The main problem is solved through a three-part Wiener - Hopf problem of a special type, and the numerical results under certain special circumstances are obtained and presented in the form of a table.

Non-Darcy mixed convection flow with thermal dispersion on a vertical cylinder in a saturated porous medium

The non-Darcy mixed convection flow on a vertical cylinder embedded in a saturated porous medium has been studied taking into account the effect of thermal dispersion. Both forced flow and buoyancy force dominated cases with constant wall temperature condition have been considered. The governing partial differential equations have been solved numerically using the Keller box method. The results are presented for the buoyancy parameter which cover the entire regime of mixed convection flow ranging from pure forced convection to pure free convection. The effect of thermal dispersion is found to be more pronounced on the heat transfer than on the skin friction and it enhances the heat transfer but reduces the skin friction.

Simultaneous heat and mass transfer under unsteady mixed convection along a vertical slender cylinder embedded in a porous medium

Unsteady laminar mixed convection flow (combined free and forced convection flow) along a vertical slender cylinder embedded in a porous medium under the combined buoyancy effect of thermal and species diffusion has been studied. The effect of the permeability of the medium as well as the magnetic field has been included in the analysis. The partial differential equations with three independent variables governing the flow have been solved numerically using a implicit finite difference scheme in combination with the quasilinearization technique. Computations have been carried out for accelerating, decelerating and oscillatory free stream velocity distributions. The effects of the permeability of the medium, buoyancy forces, transverse curvature and magnetic field on skin friction, heat transfer and mass transfer have been studied. It is found that the effect of free stream velocity distribution is more pronounced on the skin friction than on the heat and mass transfer. The permeability and magnetic parameters increase the skin friction, but reduce the heat and mass transfer. The skin friction, heat transfer and mass transfer are enhanced due to the buoyancy forces and curvature parameter. The heat transfer is strongly dependent on the viscous dissipation parameter and the Prandtl number, and the mass transfer on the Schmidt number. Untersucht wurde die instationäre laminare Mischkonvektion längs eines vertikalen, in einem porösen Medium eingebetteten Zylinders unter kombinierten Auftriebseffekten von thermischer und spezieller Diffusion. Der Einfluß der Permeabilität des Mediums sowie des magnetischen Feldes wurden in die Betrachtung einbezogen. Die partiellen Differentialgleichungen mit drei unabhängigen Variablen, welche die Strömung beschreiben, wurde numerisch anhand des Schemas der endlichen Differenzen in Verbindung mit der Technik der Quasilinearisation gelöst. Berechnungen für die beschleunigte, verzögerte und oszillierende Geschwindigkeitsverteilung der freien Strömung sind durchgeführt worden. Untersucht wurden ebenfalls die Effekte der Permeabilität des Mediums, der Auftriebskräfte, der transversalen Krümmung, des magnetischen Feldes auf die Oberflächenreibung sowie die Wärmeund Stoffübertragung. Es wurde festgestellt, daß die Geschwindigkeit mehr Einfluß auf die Oberflächenreibung als auf die Wärmeund Stoffübertragung hat. Die Oberflächenreibung sowie die Wärme- und Stoffübertragung werden durch die Auftriebskräfte und die Krümmungsparameter verbessert. Die Wärmeübertragung ist stark abhängig von den Parametern der viskosen Dissipation und der Prandtl-Zahl; die Stoffübertragung von der Schmidt-Zahl.

Porous, catalytically active palladium nanostructures by tuning nanoparticle interactions in an organic medium

We present a simple template-free method for the synthesis of interconnected hierarchical porous palladium nanostructures by controlling the aggregation of nanoparticles in organic media. The interaction between the nanoparticles is tuned by varying the dielectric constant of the medium consistent with DLVO calculations. The reaction products range from discrete nanoparticles to compact porous clusters with large specific surface areas. The nanoclusters exhibit hierarchical porosity and are found to exhibit excellent activity towards the reduction of 4-nitrophenol into 4-aminophenol and hydrogen oxidation. The method opens up possibilities for synthesizing porous clusters of other functional inorganics in organic media.

A crosslinked ``polymer-gel'' rechargeable lithium-ion battery electrolyte from free radical polymerization using nonionic plastic crystalline electrolyte medium

A cross-linked polymer-gel soft matter electrolyte with superior electrochemical, thermal and mechanical properties obtained from free radical polymerization of vinyl monomers in a semi-solid organic nonionic plastic crystalline electrolyte for application in rechargeable lithium-ion batteries is discussed here.

Free convection about cylinders of elliptic cross section embedded in a porous medium

Numerical solutions are presented for the free convection boundary layers over cylinders of elliptic cross section embedded in a fluid-saturated porous medium. The transformed conservation equations of the nonsimilar boundary layers are solved numerically by an efficient finite-difference method. The theory was applied to a number of cylinders and the results compared very well with published analytical solutions. The results are of use in the design of underground electrical cables, power plant steam, and water distribution lines, among others.

Liquid-Liquid Interphase (Biphasic) as the Reaction Medium in the Assembly of a Hierarchy of Structures of 4,4 `-Azodibenzoic Acid with Zinc and Cadmium

The compounds Zn(C12H8N2)](2)C12N2H8(COO)(2)](2)center dot(C6H12O)center dot(H2O), I, Zn(C12H8N2)]C12N2H8(COO)(2)], II, Cd(C12H8N2)(H2O)]C12N2H8(COO)(2)]center dot(H2O), III, Zn(C10N2H8)]C12N2H8(COO)(2)]center dot 0.5(C10N2H8), IV, Cd(C12N2H8(COO)(2)center dot H2O], V, and Zn-3(mu(2)-O)(mu(3)-O)(3)]C12N2H8(COO)(2)], VI, have been synthesized by using a biphasic approach (I, III, V, VI) or regular hydrothermal method (II, IV). The compounds exhibit one (I and II), two (In), and three dimensionally (IV, V, VI) extended structures. The flexible azodibenzoate ligand gives rise to a 3-fold interpenetration (IV) when the synthesis was carried out using normal hydrothermal methods. The biphasic approach forms structures without any interpenetrations, especially in the three-dimensional structures of V and VI. Formation of Cd2O2 dimers in V and extended M-O(H)-M two-dimensional layers in VI suggests the subtle structural control achieved by the biphasic method. Transformation studies indicate that it is possible to transform I to II. Lewis acid catalytic studies have been performed to evaluate the role of the coordination environment in such reactions. All the compounds have been characterized by a variety of techniques that includes powder X-ray diffraction, infrared, thermogravitric analysis, UV-vis, photoluminescence studies.

Heterogeneous permanganate oxidations: Synthesis of medium ring keto-lactones via substituent directed oxidative cyclisation

Homoallyl alcohols 4a-b and 5a-b undergo smooth oxidative cyclisation to give the corresponding ring enlarged keto-lactones under heterogeneous permanganate oxidation conditions.

Application of scaled particle theory to alkyl-aryl surfactants: a two zone model of micellar core

Scaled Particle Theory (SPT) has been applied to predict the total free energies of micellization of ionic as well as nonionic micellar systems containing an aryl ring. A modification of the previously developed model has been made, proposing a two-zone model of micellar core which corroborates with the structural information available for such systems. The results are in good agreement with experimental data and also confirm the dictating role of cavity forming free energies for such systems

Colloidal dispersions in a liquid crystalline medium

We have prepared stable colloidal suspensions in a lyotropic liquid crystal exhibiting an isotropic-nematic-lamellar phase sequence. Small angle neutron scattering (SANS) and dynamic light scattering (DLS) studies show the existence of attractive interparticle interactions in the nematic phase, which lead to a gas-liquid transition of the particles. The resulting liquid phase is weakly anisotropic. Further, the nematic-lamellar transition of the liquid crystal is found to be accompanied by a liquid-solid transition of the particles.

Combined convection in power-law fluids along a nonisothermal vertical plate in a porous medium

The problem of combined convection from vertical surfaces in a porous medium saturated with a power-law type non-Newtonian fluid is investigated. The transformed conservation laws are solved numerically for the case of variable surface heat flux conditions. Results for the details of the velocity and temperature fields as well as the Nusselt number have been presented. The viscosity index ranged from 0.5 to 2.0.