VUV-Laserablation von Spinnenseide

Spinnenseide gehört zu den stabilsten bekannten Polymerverbindungen. Spinnfäden können bis auf das Dreifache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden, bevor sie reißen, und dabei mit rund 160 MJ/m³ mehr als dreimal soviel Energie absorbieren wie die stärkste synthetisch hergestellte Faser Kevlar (50 MJ/m³). Dabei weisen Spinnfäden mit 2 bis 5 Mikrometer nur ein Zehntel des Durchmessers eines menschlichen Haares auf. Das präzise, berührungslose Bearbeiten von Spinnenseide ist für verschiedene technische Anwendungen interessant, insbesondere wenn dabei ihre außergewöhnlichen Eigenschaften erhalten bleiben. Könnten die von Natur aus dünnen Seidenfäden gezielt in ihrem Durchmesser verringert werden, so wären sie unter anderem in der Mikroelektronik einzusetzen. Hier könnten sie als Trägermaterial für eine dünne, elektrisch leitfähige Schicht fungieren. Man erhielte Nanodrähte, die auch in mechanisch besonders belasteten Mikroelektronikbauteilen (MEMS) Verwendung finden könnten. In dieser Arbeit wird die Verwendung der laserinduzierten Ablation zur gezielten Bearbeitung von Haltefäden der Schwarzen Witwe (Latrodectus hesperus) beschrieben. Eingesetzt wurde ein VUV-Excimerlaser vom Typ LPF 205 (Lambda-Physik, Göttingen) mit einer Wellenlänge von 157 nm und einer Pulsdauer von 18 ns. Eine berührungslose Laserbearbeitung bei 157 nm erlaubt einen effizienten und präzisen Abtrag von Material durch Ablation aufgrund der geringen optischen Eindringtiefe von unter 100 nm oberhalb einer Schwellenfluenz (Energie/Fläche) von Φth=29 mJ/cm², ohne dabei das umgebende Material thermisch zu beeinträchtigen. Parallel zur Ablation setzt allerdings eine wellenförmige Oberflächenstrukturierung auf der Faseroberfläche ein, wodurch die mechanische Belastbarkeit der Faser entscheidend geschwächt wird. Die Ursache hierfür liegt im Abbau materialbedingter Spannungsfelder („stress release“) innerhalb einer durch das Laserlicht induzierten dünnen Schmelzschicht. Im Rahmen dieser Arbeit ist es nun gelungen, diese Strukturen durch einen anschließenden Glättungsprozeß zu entfernen. Dabei wird auf der bestrahlten Oberfläche mittels Laserlichts eine glatte Ablation erzielt. Mit feinerer Abstufung dieser Prozeßschritte konnte der Durchmesser des verwendeten Spinnenseidefadens zum Teil um 70 Prozent bis auf ca. 750 nm verringert werden. Durch Zugfestigkeitsexperimente wurde belegt, daß die mechanischen Eigenschaften der so bearbeiteten Spinnenseide weitgehend erhalten bleiben. Die im Rahmen dieser Arbeit angewandte Methode erlaubt somit eine präzise Laserablation von Spinnenseide und ähnlichen hochabsorbierenden Materialien, ohne deren Kernsubstanz in ihrer Beschaffenheit zu verändern.

Ein Beitrag zur Modellierung und Simulation von elektromechanischen Systemen

Die in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen zeigen, daß es möglich ist, komplexe thermische Systeme, unter Verwendung der thermisch-, elektrischen Analogien, mit PSpice zu simulieren. Im Mittelpunkt der Untersuchungen standen hierbei Strangkühlkörper zur Kühlung von elektronischen Bauelementen. Es konnte gezeigt werden,daß alle Wärmeübertragungsarten, (Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung) in der Simulation berücksichtigt werden können. Für die Berechnung der Konvektion wurden verschiedene Methoden hergeleitet. Diese gelten zum einen für verschiedene Kühlkörpergeometrien, wie z.B. ebene Flächen und Kühlrippenzwischenräume, andererseits unterscheiden sie sich, je nachdem, ob freie oder erzwungene Konvektion betrachtet wird. Für die Wärmestrahlung zwischen den Kühlrippen wurden verschiedenen Berechnungsmethoden entwickelt. Für die Simulation mit PSpice wurde die Berechnung der Wärmestrahlung zwischen den Kühlrippen vereinfacht. Es konnte gezeigt werden, daß die Fehler, die durch die Vereinfachung entstehen, vernachlässigbar klein sind. Für das thermische Verhalten einer zu kühlenden Wärmequelle wurde ein allgemeines Modell entworfen. Zur Bestimmung der Modellparameter wurden verschiedene Meßverfahren entwickelt. Für eine im Fachgebiet Elektromechanik entwickelte Wärmequelle zum Test von Kühlvorrichtungen wurde mit Hilfe dieser Meßverfahren eine Parameterbestimmung durchgeführt. Die Erstellung des thermischen Modells eines Kühlkörpers für die Simulation in PSpice erfordert die Analyse der Kühlkörpergeometrie. Damit diese Analyse weitestgehend automatisiert werden kann, wurden verschiedene Algorithmen unter Matlab entwickelt. Es wurde ein Algorithmus entwickelt, der es ermöglicht, den Kühlkörper in Elementarzellen zu zerlegen, die für die Erstellung des Simulationsmodells benötigt werden. Desweiteren ist es für die Simulation notwendig zu wissen, welche der Elementarzellen am Rand des Kühlkörpers liegen, welche der Elementarzellen an einem Kühlrippenzwischenraum liegen und welche Kühlkörperkanten schräg verlaufen. Auch zur Lösung dieser Aufgaben wurden verschiedene Algorithmen entwickelt. Diese Algorithmen wurden zu einem Programm zusammengefaßt, das es gestattet, unterschiedliche Strangkühlkörper zu simulieren und die Simulationsergebnisse in Form der Temperaturverteilung auf der Montagefläche des Kühlkörpers grafisch darzustellen. Es können stationäre und transiente Simulationen durchgeführt werden. Desweiteren kann der thermische Widerstand des Kühlkörpers RthK als Funktion der Verlustleistung der Wärmequelle dargestellt werden. Zur Verifikation der Simulationsergebnisse wurden Temperaturmessungen an Kühlkörpern durchgeführt und mit den Simulationsergebnissen verglichen. Diese Vergleiche zeigen, daß die Abweichungen im Bereich der Streuung der Temperaturmessung liegen. Das hier entwickelte Verfahren zur thermischen Simulation von Strangkühlkörpern kann somit als gut bewertet werden.

Guía de práctica clínica sobre diagnóstico y manejo de las rupturas agudas del ligamento cruzado anterior (LCA)

Desarrollo y redacción de una guía basada en la mejor evidencia disponible sobre el diagnóstico y manejo de la ruptura aguda del ligamento cruzado anterior (LCA) para asistir a la toma de decisiones para controlar la variabilidad en los procesos clínicos de diagnóstico y manejo de dicha patología. Se definió el grupo de desarrollo de la guía (GDG) y de acuerdo con la metodología desarrollada en el Centro de Estudios del Hospital según convocatoria del Ministerio de Salud, se cumplieron las siguientes etapas : Priorización, definición de foco y alcance, formulación de las preguntas clínicas relevantes al estado del arte y puntos de controversia actual en el tema a tratar (Metodología PECOT), revisión sistemática de la literatura, síntesis de la evidencia, evaluación y graduación de acuerdo con la metodología "GRADE" y las platillas propuestas por SIGN. Por consenso se definieron las recomendaciones de acuerdo con la metodología GRADE. Se presenta una Guía de Práctica Clínica (GPC), que responde las preguntas: enfoque de hemartrosis, indicaciones quirúrgicas, terapia física preoperatoria, profilaxis antitrombótica, tipo de injerto, anestésicos intrarticulares, lesiones asociadas, posición del túnel femoral, reconstrucción de uno contra dos haces. De acuerdo con la evidencia encontrada se formulan doce recomendaciones ajustadas al nivel de evidencia. La presente GPC corresponde a un piloto de una metodología para desarrollo de GPC aprobabda para uso a nivel nacional y al primer producto sobre este tema en la literatura encontrada.

Ganglión oculto: comparación de dos técnicas quirúrgicas

Identificar y evaluar la existencia de posibles diferencias entre los resultados de dos técnicas quirúrgicas para resección de ganglión oculto usadas en el Institut Kaplan en Barcelona. Material y método: Se diseñó un estudio de casos y controles. Se intervinieron ochenta y dos muñecas que se dividieron en dos grupos. En el grupo I, se incluyeron por cincuenta y una muñecas en las que se les realizó la resección del ganglión oculto junto con todo el grosor del ligamento escafo-semilunar dorsal. En el grupo II se incluyeron treinta y una muñecas en las que se les resecó el ganglión sin resecar el ligamento escafo-semilunar. Se tomó la información de registros consignados entre 1994 hasta octubre de 2010 y se realizó un seguimiento clínico y telefónico en ambos grupos para valorar el estado actual. Dentro de los resultados postoperatorios se evaluó la reaparición del dolor, la presencia de inestabilidad postoperatoria y la fuerza con respecto al preoperatorio y la disminución de la movilidad articular. Resultados: No encontramos diferencias estadísticamente significativas entre los resultados postoperatorios de ambos grupos y ninguno de los pacientes presentó recidiva del ganglión. Conclusión: Consideramos que se requiere un estudio con mayor tamaño de muestra que pueda evidenciar las diferencias posiblemente existentes que no fueron detectadas en este estudio. Con la integridad de los otros elementos estabilizadores, la sección del ligamento escafosemilunar no hace aparecer signos clínicos de inestabilidad escafolunar.

Evolution of clinical and functional results after arthroscopic treatment of Discoid Meniscus. A case series study of 31 cases.

Purpose: To evaluate the evolution of clinical and functional outcomes of symptomatic discoid lateral meniscus treated arthroscopically over time and to investigate the relationship between associated intra-articular findings and outcomes. Methods: Of all patients treated arthroscopically between 1995 and 2010, patients treated for symptomatic discoid meniscus were identified in the hospital charts. Baseline data (demographics, previous trauma of ipsilateral knee, and associated intra-articular findings) and medium term outcome data from clinical follow-up examinations (pain, locking, snapping and instability of the operated knee) were extracted from clinical records. Telephone interviews were conducted at long term in 28 patients (31 knees). Interviews comprised clinical outcomes as well as functional outcomes as assessed by the International Knee Documentation Committee Subjective Knee Evaluation Form (IKDC). Results: All patients underwent arthroscopic partial meniscectomy. The mean follow-up time for data extracted from clinical records was 11 months (SD ± 12). A significant improvement was found for pain in 77% (p<0.001), locking in 13%, (p=0.045) and snapping in 39 % (p<0.005). The mean follow-up time of the telephone interview was 60 months (SD ± 43). Improvement from baseline was generally less after five years than after one year and functional outcomes of the IKDC indicated an abnormal function after surgery (IKDC mean= 84.5, SD ± 20). In some patients, 5 year-outcomes were even worse than their preoperative condition. Nonetheless, 74% of patients perceived their knee function as improved. Furthermore, better results were seen in patients without any associated intra-articular findings. Conclusions: Arthroscopical partial meniscectomy is an effective intervention to relieve symptoms in patients with discoid meniscus in the medium-term; however, results trend to deteriorate over time. A trend towards better outcome for patients with no associated intra-articular findings was observed.

Efectividad en la canalización yugular guiada por ecografía usando tres diferentes técnicas. Experimento en modelos simulados.

Introducción: El desarrollo tecnológico permite efectuar procedimientos eficientes en pacientes críticos de urgencias como canalizar vasos centrales guiados por ecografía. Éste procedimiento comparado con la técnica a ciegas ofrece ventajas como disminución de complicaciones, mejor éxito y menor tiempo de procedimiento. Hay diferentes técnicas de abordaje: transversal, longitudinal y oblicua, lo que supone diferencias en la efectividad y éxito en cada una de ellas. Materiales y métodos: Se realizó un experimento en modelos simulados con especialistas y residentes de último año de medicina de emergencias. Posterior a estandarizar los conceptos y abordajes de cada una de las técnicas, se puncionaron los modelos para determinar cuál técnica presenta mayor éxito y efectividad para canalización yugular con guía ecográfica. Resultados: El procedimiento fue efectivo en 175 réplicas (97.2%) distribuidas así: éxito 133 (73.9%), redirección 37 (20.6%) y requerimiento de segunda punción en 5 (2.8%). En la técnica transversal la efectividad fue 96.7% (n=58), en longitudinal del 100% (n=60) y en oblicua del 95.0% (n=57), (p=0.377). En residentes la efectividad fue 95.6% (n=86) y en especialistas 98.9% (n=89), (p=0.184). La distribución de éxito mostró que en los especialistas fue mayor en un 18.9% que en los residentes (p=0.004), por género los hombres tienen un éxito mayor en un 18.7% que las mujeres (p=0.009, OR=3.12, IC 95%: 1.30, 7.52). Discusión: No se encontró diferencia significativa en el uso de cualquier técnica, pero la tendencia favorece la técnica longitudinal, quien obtuvo mayor porcentaje de efectividad y éxito.

Spermiogenesis particularities of a sperm storage species: Helicolenus dactylopterus (Teleostei: Scorpaenidae)

A study of the spermiogenesis and spermatozoa of Helicolenus dactylopterus was conducted. Females of this species have the capacity to store sperm within their ovaries, and male gametes have a considerable cytoplasmic mass surrounding their heads to survive the long period of intraovarian sperm storage. Our observations show that early spermatids are round-shaped cells and have a spherical nucleus with diffuse chromatin. The nuclear volume decreases as a result of progressive chromatin condensation during spermiogenesis, causing the nucleus to take on a U-shape. Flagellar insertion is not central to the nucleus but consistently occurs at an oblique angle towards one side of it. The flagellum is inserted into the nuclear fossa, without subsequent nuclear rotation. In mature spermatozoa, the flagellum is adjacent to the nucleus. A comparison of the spermatozoa in the testicular lobules and those in the intraovarian storage structures suggests that the increase in volume of the cytoplasmic mass may occur in the posterior region of the testis, in the testicular duct. Spermatozoa enter the ovary in groups that reach the ovarian lumen and are surrounded by the ovarian epithelium for storage in sperm storage crypts

La Aplicación de estadísticas y de los SIG en el estudio de las construcciones monumentales prehistóricas de la Amazonía brasileña

Las estructuras monumentales prehistóricas construidas mediante zanjas continuas excavadas en el suelo de la Amazonia brasileña, son yacimientos que comprenden varias formas geométricas de diversos tamaños. Actualmente se conocen 291 yacimientos arqueológicos, la mayor parte de los cuales han sido mapeados por medio de imágenes de satélite. Estas construcciones prehistóricas fueron localizadas mediante la combinación de una serie de estrategias de prospección que incluyen el uso de imágenes satélites, sobrevuelos y otras tecnologías que posibilitaron su identificación. En un análisis de caracterización cuantitativa y morfológica y a través da estadísticas, obtuvimos como principales resultados que existe una gran dispersión de los datos correspondientes a su tamaño, siendo menor la variación para la profundidad, el valor medio de las áreas de los recintos con zanjas perimetrales es 17.490,6 m2 , a pesar de que el 40,3% mide menos de una hectárea (10.000 m ), la altitud media a la que se encuentran es de 194,4 metros y ésta es la variable que mejor correlación tiene con la posición geográfica. Con la ayuda de gvSIG, Sextante, GRASS y R, hemos tratado de caracterizar la ubicación de los yacimientos atendiendo a diferentes variables entre las que destacan la altitud relativa, la orientación, la distancia al curso de agua más próximo, la pendiente y la posición relativa en el territorio. La intención es intentar predecir en qué áreas, hoy en día cubiertas por la masa forestal, se pueden encontrar estructuras semejantes a las localizadas en las áreas abiertas. Este carácter predictivo de nuestras observaciones sería de vital importancia para poder definir futuras prospecciones en las áreas boscosas de la Amazonia.Para el futuro, no descartamos el aprovechamiento de datos LIDAR para intentar comprobar si las áreas designadas como potencialmente poseedoras de geoglifos efectivamente los poseen

Desmite dos Ligamentos Colaterais da Articulação Interfalângica Distal em Equinos

Os objectivos deste estudo basearam-se na análise dos aspectos clínicos de cavalos de desporto, aos quais foi diagnosticado através de ecografia, desmite dos Ligamentos Colaterais (LCs) da articulação Interfalângica Distal (IFD). Os cavalos incluídos na amostra foram examinados entre Setembro de 2011 e Junho de 2012 tendo sido selecionados aqueles que apresentaram os critérios de inclusão requeridos, nomeadamente o diagnóstico de desmite em pelo menos um dos LCs da articulação IFD. Foram incluídos 8 animais no estudo, sendo que o diagnóstico foi feito através de um cuidadoso exame ortopédico e de ecografia, tendo-se verificado as lesões nos membros anteriores. O LC Lateral foi o mais afectado (5 cavalos) seguido do Medial (2 cavalos). Apenas em 1 dos casos as lesões eram bilaterais. A maioria dos animais apresentavam distensão da articulação IFD confirmada ecograficamente. A claudicação foi invariavelmente exacerbada em círculo no piso duro, sendo que 7 dos 8 (87.5%) animais aumentaram o grau de claudicação quando o membro afectado estava no interior do círculo. Após o bloqueio digital palmar a claudicação foi atenuada em 7 dos 8 animais (87.5%) sendo totalmente abolida em 3 (37.5%) deles. O bloqueio da articulação IFD foi positivo em todos os animais, e o bloqueio da bursa podotroclear negativa em 7 dos 8 cavalos. Metade dos animais (50%) apresentaram alterações radiográficas como osteoartrite da articulação IFD, remodelação óssea da origem/inserção do LC afectado e um deles apresentava ossificação de uma cartilagem ungular. Todos os animais apresentaram sinais evidentes de lesão na ecografia, sendo que alguns demostraram sinais de desmite crónica e outros aguda. Os tratamentos instituídos variaram de acordo com a história, sinais clínicos, sinais radiográficos e severidade das lesões ecográficas. A desmite dos LC da articulação IFD deve ser considerada como uma causa de claudicação que afecta a performance dos cavalos de desporto. Mais estudos são necessários, de modo a caraterizar melhor estas lesões e avaliar as melhorias após a terapia por forma a determinar os factores que mais influenciam o prognóstico. Palavras-Chave: Equinos, Ligamentos colaterais, Desmite, articulação Interfalângica distal

A field study of factors influencing the concentrations of a traffic-related pollutant in the vicinity of a complex urban junction

The paper describes a field study focused on the dispersion of a traffic-related pollutant within an area close to a busy intersection between two street canyons in Central London. Simultaneous measurements of airflow, traffic flow and carbon monoxide concentrations ([CO]) are used to explore the causes of spatial variability in [CO] over a full range of background wind directions. Depending on the roof-top wind direction, evidence of both flow channelling and recirculation regimes were identified from data collected within the main canyon and the intersection. However, at the intersection, the merging of channelled flows from the canyons increased the flow complexity and turbulence intensity. These features, coupled with the close proximity of nearby queuing traffic in several directions, led to the highest overall time-average measured [CO] occurring at the intersection. Within the main street canyon, the data supported the presence of a helical flow regime for oblique roof-top flows, leading to increased [CO] on the canyon leeward side. Predominant wind directions led to some locations having significantly higher diurnal average [CO] due to being mostly on the canyon leeward side during the study period. For all locations, small changes in the background wind direction could cause large changes in the in-street mean wind angle and local turbulence intensity, implying that dispersion mechanisms would be highly sensitive to small changes in above roof flows. During peak traffic flow periods, concentrations within parallel side streets were approximately four times lower than within the main canyon and intersection which has implications for controlling personal exposure. Overall, the results illustrate that pollutant concentrations can be highly spatially variable over even short distances within complex urban geometries, and that synoptic wind patterns, traffic queue location and building topologies all play a role in determining where pollutant hot spots occur.

In-street wind direction variability in the vicinity of a busy intersection in central London

We present results from fast-response wind measurements within and above a busy intersection between two street canyons (Marylebone Road and Gloucester Place) in Westminster, London taken as part of the DAPPLE (Dispersion of Air Pollution and Penetration into the Local Environment; www.dapple.org.uk) 2007 field campaign. The data reported here were collected using ultrasonic anemometers on the roof-top of a building adjacent to the intersection and at two heights on a pair of lamp-posts on opposite sides of the intersection. Site characteristics, data analysis and the variation of intersection flow with the above-roof wind direction (θref) are discussed. Evidence of both flow channelling and recirculation was identified within the canyon, only a few metres from the intersection for along-street and across-street roof-top winds respectively. Results also indicate that for oblique rooftop flows, the intersection flow is a complex combination of bifurcated channelled flows, recirculation and corner vortices. Asymmetries in local building geometry around the intersection and small changes in the background wind direction (changes in 15-min mean θref of 5–10 degrees) were also observed to have profound influences on the behaviour of intersection flow patterns. Consequently, short time-scale variability in the background flow direction can lead to highly scattered in-street mean flow angles masking the true multi-modal features of the flow and thus further complicating modelling challenges.

Pollen ultrastructure in anther cultures of Datura innoxia. III. Incomplete microspore division

During the microspore division in Datura innoxia, the mitotic spindle is oriented in planes both perpendicular (PE) and oblique (OB) to the spore wall against which the nucleus is situated. However, irrespective of polarity, the usual type of hemispherical wall is laid down at cytokinesis and isolates the generative cell from the rest of the pollen grain (type A). In PE spores the vegetative nucleus initially occupies a central position in the pollen grain, whereas in OB spores the vegetative nucleus lies at the periphery of the grain close to the generative cell. In anther cultures initiated just before the microspore division is due to take place, no marked change can be observed in either orientation or symmetry of the mitotic spindle when the spores divide. In some, however, cytokinesis is disrupted and deposition of the hemispherical wall arrested. In the absence of a complete wall, differentiation of the generative cell cannot take place and binucleate pollen grains are formed having 2 vegetative-type nuclei (type B). The 2 nuclei in the B pollens are always situated against the pollen-grain wall, suggesting that the disruption phenomenon is related to the OB spores. The incomplete wall always makes contact with the intine on the intine-side of the spindle. Wall material may be represented merely as short stubs projecting out from the intine into the cytoplasm, in which event the 2 nuclei lie close to each other and are separated by only a narrow zone of cytoplasm. In other grains the wall is partially developed between the nuclei and terminates at varying distances from the tonoplast; in these, the nuclei are separated by a wider zone of cytoplasm. The significance of these binucleate grains in pollen embryogenesis is discussed.

Measuring toughness and the cohesive stress-displacement relationship by the essential work of fracture concept

The complete fracture behaviour of ductile double edge notched tension (DENT) specimen is analysed with an approximate model, which is then used to discuss the essential work of fracture (EWF) concept. The model results are compared with the experimental results for an aluminium alloy 6082-O. The restrictions on the ligament size for valid application of the EWF method are discussed with the aid of the model. The model is used to suggest an improved method of obtaining the cohesive stress-displacement relationship for the fracture process zone (FPZ).

Exploring block construction and mental imagery: evidence of atypical orientation discrimination in Williams syndrome

The visuospatial perceptual abilities of individuals with Williams syndrome (WS) were investigated in two experiments. Experiment I measured the ability of participants to discriminate between oblique and between nonoblique orientations. Individuals with WS showed a smaller effect of obliqueness in response time, when compared to controls matched for nonverbal mental age. Experiment 2 investigated the possibility that this deviant pattern of orientation discrimination accounts for the poor ability to perform mental rotation in WS (Farran, Jarrold, & Gathercole, 2001). A size transformation task was employed, which shares the image transformation requirements of mental rotation, but not the orientation discrimination demands. Individuals with WS performed at the same level as controls. The results suggest a deviance at the perceptual level in WS, in processing orientation, which fractionates from the ability to mentally transform images.

A shock capturing scheme for steady, supercritical, free-surface flow

Abstract A finite difference scheme is presented for the solution of the two-dimensional shallow water equations in steady, supercritical flow. The scheme incorporates numerical characteristic decomposition, is shock capturing by design and incorporates space-marching as a result of the assumption that the flow is wholly supercritical in at least one space dimension. Results are shown for problems involving oblique hydraulic jumps and reflection from a wall.