Enzymatic treatments to improve mechanical properties and surface hydrophobicity of jute fiber membranes

Fiber membranes prepared from jute fragments can be valuable, low cost, and renewable. They have broad application prospects in packing bags, geotextiles, filters, and composite reinforcements. Traditionally, chemical adhesives have been used to improve the properties of jute fiber membranes. A series of new laccase, laccase/mediator systems, and multi-enzyme synergisms were attempted. After the laccase treatment of jute fragments, the mechanical properties and surface hydrophobicity of the produced fiber membranes increased because of the cross-coupling of lignins with ether bonds mediated by laccase. The optimum conditions were a buffer pH of 4.5 and an incubation temperature of 60 °C with 0.92 U/mL laccase for 3 h. Laccase/guaiacol and laccase/alkali lignin treatments resulted in remarkable increases in the mechanical properties; in contrast, the laccase/2,2-azino-bis-(3-ethylthiazoline-6-sulfonate) (ABTS) and laccase/2,6-dimethoxyphenol treatments led to a decrease. The laccase/ guaiacol system was favorable to the surface hydrophobicity of jute fiber membranes. However, the laccase/alkali lignin system had the opposite effect. Xylanase/laccase and cellulase/laccase combined treatments were able to enhance both the mechanical properties and the surface hydrophobicity of jute fiber membranes. Among these, cellulase/laccase treatment performed better; compared to mechanical properties, the surface hydrophobicity of the jute fiber membranes showed only a slight increase after the enzymatic multi-step processes.

Effects of protein-calorie restriction on mechanical function of hypertrophied cardiac muscle

OBJECTIVE: To assess the effect of food restriction (FR) on hypertrophied cardiac muscle in spontaneously hypertensive rats (SHR). METHODS: Isolated papillary muscle preparations of the left ventricle (LV) of 60-day-old SHR and of normotensive Wistar-Kyoto (WKY) rats were studied. The rats were fed either an unrestricted diet or FR diet (50% of the intake of the control diet) for 30 days. The mechanical function of the muscles was evaluated through monitoring isometric and isotonic contractions. RESULTS: FR caused: 1) reduction in the body weight and LV weight of SHR and WKY rats; 2) increase in the time to peak shortening and the time to peak developed tension (DT) in the hypertrophied myocardium of the SHR; 3) diverging changes in the mechanical function of the normal cardiac muscles of WKY rats with reduction in maximum velocity of isotonic shortening and of the time for DT to decrease 50% of its maximum value, and increase of the resting tension and of the rate of tension decline. CONCLUSION: Short-term FR causes prolongation of the contraction time of hypertrophied muscles and paradoxal changes in mechanical performance of normal cardiac fibers, with worsening of the shortening indices and of the resting tension, and improvement of the isometric relaxation.

Clinical significance of in-hospital reocclusion after mechanical reperfusion and percutaneous transluminal coronary angioplasty for acute myocardial infarction

OBJECTIVE: To analyze the effects of in-hospital reocclusion of reperfused AMI culprit coronary arteries in mortality and to identify the predictors. METHODS: The present study comprises a sample of 155 patients with AMI who underwent successful mechanical reperfusion by direct coronary angioplasty and angiographic control during hospitalization or before discharge. Patients were classified into group A: reoccluded patients (n=30) and group B: non-reoccluded patients (n=125). RESULTS: We identified in-hospital reocclusion predictors and found a greater significance in mortality among reoccluded patients (23,3% x 1.6%; p=0.00004). Silent reocclusion or typical angina at reocclusion had a good prognosis. The independent predictors of in-hospital mortality were hypertension, multiarterial lesions, totally occluded AMI culprit lesions, failed redilatation, failed redilatation in comparison with no intention to redilate, no redilatation in comparison with no atempt to redilate, and reocclusion within the first 48 to 72 hours. The decision to redilate, independently of the result, led to a 50.0% reduction in hospital mortality (p=0.0366). CONCLUSION: In-hospital AMI culprit coronary artery reocclusion had an adverse effect similar to that reported in clinical studies with high mortality rates (23.3% x 1.6%; p=0.00004). The major contribution of this study is to recommend the reopening of reoccluded AMI culprit coronary arteries as a means for the management of coronary artery reocclusion.

Percutaneous mechanical mitral commissurotomy performed with a Cribier's metallic valvulotome. Initial results

OBJECTIVE: To evaluate the immediate results of percutaneous mechanical mitral commissurotomy. METHODS: Thirty patients underwent percutaneous mechanical mitral commissurotomy performed with a Cribier's metallic valvulotome from 8/11/99 to 2/4/00. Mean age was 30.7 years, and 73.3% were women. With regards to functional class, 63.3% were class III, and 36.7% were class IV. The echocardiographic score had a mean value of 7.5± 1.8. RESULTS: The mitral valve area increased from 0.97±0.15cm² to 2.16±0.50cm² (p>0.0001). The mean diastolic gradient decreased from 17.9±5.0mmHg to 3.2±1.4mmHg. The mean left atrial pressure decreased from 23.6±5.4mmHg to 8.6±3.1mmHg, (p>0.0001). Systolic pressure in the pulmonary artery decreased from 52.7±18.3mmHg to 32.2±7.4mmHg. Twenty-nine cases were successful. One patient developed severe mitral regurgitation. Interatrial septal defect was observed and one patient. One patient had cardiac tamponade due to left ventricular perforation. No deaths occurred. CONCLUSION: This method has proven to be safe and efficient in the treatment of rheumatic mitral stenosis. The potential advantage is that it can be used multiple times after sterilization, which decreases procedural costs significantly.

Mechanical versus biological aortic valve implants in the elderly. A comparison of early and mid-term results

OBJECTIVE: Our aim was to compare, in a non randomized study, the surgical outcome in elderly patients with mechanical (Group 1; n=83) and bioprosthetic valve implants (Group 2; n=136). METHODS: During a three year period, 219 patients >75 years underwent Aortic Valve Replacement. The groups matched according to age, sex, comorbidity, valve pathology and concomitant Coronary Artery Bypass Surgery. Follow-up was a total of 469 patient-years (mean follow-up 2.1 years, maximum 4,4 years). RESULTS: Operative mortality was zero and the overall early mortality was 2.3 % (within 30 days). Actuarial survival was 87.5 ± 4.0% and 66.1 ± 7.7% (NS) at 4 years in Group 1 and Group 2, respectively. Freedom from valve-related death was 88.9 ± 3.8% in Group 1 and 69.9±7.9% (NS) in Group 2 at 4 years. CONCLUSION: Aortic Valve Replacement in the elderly (>75 years) is a safe procedure even in cases where concomitant coronary artery revascularization is performed. Only a few anticoagulant-related complications were reported and this may indicate that selected groups of elderly patients with significant life expectancy may benefit from mechanical implants .

Insights on the mechanical behavior of keratin fibrils

Supplementary data associated with this article can be found,in the online version, at http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.05.018.

Evaluation of the marker of hypercoagulability prothrombin fragment F 1+2 in patients with mechanical or biological heart valve prostheses

OBJECTIVE: To investigate whether patients with heart valve prostheses and similar International Normalized Ratios (INR) have the same level of protection against thromboembolic events, that is, whether the anticoagulation intensity is related to the intensity of hypercoagulability supression. METHODS: INR and plasma levels of prothrombin fragment 1+2 (F1+2) were assessed in blood samples of 27 patients (7 with mechanical heart valves and 20 with biological heart valves) and 27 blood samples from healthy donors that were not taking any medication. RESULTS: Increased levels of F1+2 were observed in blood samples of 5 patients with heart valve prostheses taking warfarin. These findings reinforce the idea that even though patients may have INRs, within the therapeutic spectrum, they are not free from new thromboembolic events. CONCLUSION: Determination of the hypercoagulability marker F1+2 might result in greater efficacy and safety for the use of oral anticoagulants, resulting in improved quality of life for patients.

Assessment of factors that influence weaning from long-term mechanical ventilation after cardiac surgery

OBJECTIVE: To analyze parameters of respiratory system mechanics and oxygenation and cardiovascular alterations involved in weaning tracheostomized patients from long-term mechanical ventilation after cardiac surgery. METHODS: We studied 45 patients in their postoperative period of cardiac surgery, who required long-term mechanical ventilation for more than 10 days and had to undergo tracheostomy due to unsuccessful weaning from mechanical ventilation. The parameters of respiratory system mechanics, oxigenation and the following factors were analyzed: type of surgical procedure, presence of cardiac dysfunction, time of extracorporeal circulation, and presence of neurologic lesions. RESULTS: Of the 45 patients studied, successful weaning from mechanical ventilation was achieved in 22 patients, while the procedure was unsuccessful in 23 patients. No statistically significant difference was observed between the groups in regard to static pulmonary compliance (p=0.23), airway resistance (p=0.21), and the dead space/tidal volume ratio (p=0.54). No difference was also observed in regard to the variables PaO2/FiO2 ratio (p=0.86), rapid and superficial respiration index (p=0.48), and carbon dioxide arterial pressure (p=0.86). Cardiac dysfunction and time of extracorporeal circulation showed a significant difference. CONCLUSION: Data on respiratory system mechanics and oxygenation were not parameters for assessing the success or failure. Cardiac dysfunction and time of cardiopulmonary bypass, however, significantly interfered with the success in weaning patients from mechanical ventilation.

Electroquímica de metales de transición; óxidos: propiedades, reacciones de transferencia de carga; electrodeposición, aspectos tecnológicos

Se estudiarán los procesos relacionados con la formación y crecimiento de películas de óxidos de metales válvula simples y modificados con materiales nobles. Por otra parte se investigará la cinética de reacciones de transferencia de carga electrónica de cuplas rédox en solución sobre óxidos de metales válvula simples, modificados y óxidos complejos del tipo perovskita. Se intentará estudiar además el comportamiento electroquímico de mezclas binarias de óxidos e hidróxidos de metales de transición con el objetivo de obtener buenos electrocatalizadores de las reacciones de electrogeneración y electrorreducción de oxígeno de interés en bacterias secundarias, celdas de combustión y electrólisis de agua. También se estudiarán los procesos de deposición metálica de cobre, plata, cromo y níquel con el objetivo de adquirir un amplio conocimiento tecnológico del comportamiento electroquímico de estos sistemas lo que permite modificar las condiciones experimentales para lograr mayor efectividad de los métodos y de los baños utilizados para el metalizado. Se utilizarán técnicas electroquímicas convencionales conjuntamente con medidas de impedancia y de elipsometría. Para mayor información sobre la estructura de bandas de los óxidos estudiados y la cinética de reacciones de transferencia de carga a través de los mismos, se usará la técnica de fotoelectroquímica convencional y modificada mediante un láser pulsado. También se emplearán técnicas superficiales como microscopía electrónica de barrido, de efecto túnel (STM), espectroscopía Auger y espectroscopía fotoelectrónica de Rayos X (XPS).

Estudio de las propiedades dieléctricas y ópticas de películas de sólidos moleculares sobre sustratos de diversa naturaleza

El tema de investigación propuesto en el presente proyecto es el estudio de las propiedades dieléctricas y ópticas de películas de sólidos moleculares formadas a partir de compuestos derivados del bifenilo, con halógenos como sustituyentes. Se analizará el comportamiento de bis (4 cloro fenil) sulfona y 4-4' dicloro benzofenona comparativamente con fenil sulfona y benzofenona. Se continuará con otros compuestos, variando la posición y naturaleza de los sustituyentes. Se utilizarán sustratos de naturaleza metálica como plata y oro, y dióxido de titanio. Se analizarán efectos específicos de la orientación cristalina de la superficie del sustrato. Una de las motivaciones del presente proyecto es la diversidad de aplicaciones prácticas de estas películas en el campo de la contaminación ambiental, la optoelectrónica y la industria farmacéutica. Efectivamente la actividad biológica y toxicidad de compuestos bifenílicos clorados está directamente relacionada con la conformación molecular y la movilidad relativa de los anillos bencénicos entre sí. Por otra parte muchos de estos compuestos presentan respuestas ópticas no lineales lo cual los hace atractivos para su utilización en el diseño de instrumental optoelectrónico. Además el estudio de estos compuesto presenta interés académico en el campo de la Física del Estado Sólido. En la elaboración de modelos teóricos es importante el conocimiento de los mecanismos a través de los cuales las distintas contribuciones de las fuerzas intramoleculares, intermoleculares y de interacción con el sustrato determinan la estructura del sólido molecular. (...) El objetivo general del presente proyecto es lograr controlar la estructura de películas de compuestos derivados del bifenilo variando las condiciones de trabajo. Específicamente se pretende determinar las condiciones experimentales bajo las cuales son energéticamente más estables las diferentes fases que se observan en estos compuestos. A su vez se intentará determinar los cambios en sus propiedades dieléctricas y ópticas y la toxicidad variando diversos parámetros experimentales con fines prácticos. Por otra parte, con el conocimiento del comportamiento de estas películas aportará información para la elaboración de modelos teóricos que expliquen los mecanismos involucrados en la competencia de los diversos tipos de interacciones que determinan las diferentes estructuras.

Propiedades estructurales y dinámicas de organizaciones supramoleculares de interés biológico: Estudios por Resonancia Magnética

En este proyecto se estudian propiedades estructurales y dinámicas de fluídos complejos, en particular de organizaciones como micelas, vesículas, fases hexagonales, etc. Se pretende profundizar en el conocimiento de diversos aspectos de las membranas biológicas y de proteínas que contienen metales de transición usando sistemas modelo simple. Nuestra aproximación experimental al problema involucra esencialmente el uso de la Resonancia Magnética Nuclear de fosfóro-31, hidrógeno, deuterio y carbono-13 y de Resonancia Paramegnética Electrónica usando marcadores de espín. Se realizan también estudios complementarios de áreas moleculares y presiones de colapso en capas monomoleculares y análisis térmico diferencial. (...) Objetivos generales y específicos: El objetivo del proyecto es contribuir a un mejor entendimiento de las complejas membranas biológicas y del funcionamiento de proteínas que contienen metales de transición estudiando propiedades estructurales y dinámicas y transiciones de fase en organizaciones moleculares más simples. Se estudiará la existencia de transiciones de fase liotrópicas y termotrópicas y el efecto de perturbantes sobre la dinámica molecular en los sistemas seleccionados. En el sistema Zn(d,l-histidina)2.5H2O hemos iniciado varias mediciones de RMN de 1H y 2H en función de temperatura que revelan movimientos cuyas energías de activación hemos calculado. Sin embargo, no hemos logrado hasta el momento determinar unívocamente el tipo de movimiento y los átomos involucrados. Es para esto que pretendemos realizar estudios de RMN en otros núcleos tales como 13C, 14N y 15N e iniciar mediciones más finas de tiempos de relajación spin-spin T2 y spin-red T1 en 1H y 2H y en los núcleos mencionados en función de temperatura. Asimismo, se continuará la caracterización de bicapas y otras fases formadas por fosfolípidos de origen natural a los cuales se agregan gangliósidos y/o colesterol. Se aprovecha que el 31P (de abundancia natural 100%) tiene spin nuclear ½ y que la forma de línea de resonancia, una vez cancelada la interacción dipolar magnética con los hidrógenos, provee a través del corrimiento químico del 31P información del entorno del mismo y así de la organización molecular. Complementariamente, los resultados de RPE nos permitirán conocer la dinámica de la zona hidrofóbica de los agregados y diferenciar micelas de vesículas pequeñas. Esta información no es accesible a partir de mediciones de 31P-RMN.