Tribologische Untersuchungen am Förderzahnriemen

Zahnriemenfördersysteme haben auf Grund ihrer wirtschaftlichen und technischen Vorteile beim Transport von Stückgütern ein breites Anwendungsfeld in den unterschiedlichen Bereichen der Industrie gefunden und gewinnen weiterhin an Bedeutung. Die Auslegung der Systeme beschränkt sich gegenwärtig im Wesentlichen auf die Zugstrang- und die Zahnfußfestigkeit des Zahnriemens. Grundlagen der Berechnungen sind oft recht vage Aussagen zur Höhe des Reibwertes zwischen dem Zahnriemen und dessen Stützschiene. Die Erhöhung der Kontakttemperatur durch die eingebrachte Reibleistung wird meist völlig vernachlässigt. In der Praxis wird oftmals auf Erfahrungswerte zurückgegriffen, wobei die Gefahr der Über- bzw. Unterdimensionierung mit erheblichen Auswirkungen auf die Lebensdauer, das Verschleißverhalten und die Betriebssicherheit besteht. 1. Anwendung von Zahnriemenförderern Das Einsatzgebiet der Zahnriemen ist neben der Antriebstechnik in zunehmendem Maße die Fördertechnik, wo diese als Zug- und Tragmittel für den Stückguttransport zur Anwendung kommen. Der Grund dieser Entwicklung lässt sich mit den günstigen Eigenschaften dieser Maschinenelemente erklären. Besonders zu erwähnen sind dabei der geräuscharme Lauf, die geringe Masse und die niedrigen Kosten in Anschaffung und Wartung. Der synchrone Lauf, der mit Zahnriemen wie auch mit Förderketten realisierbar ist, ist ein weiterer wesentlicher Vorteil. Dabei übernehmen die robusten Förderketten den Bereich der Fördertechnik, in dem große Kräfte übertragen werden müssen und stark schmutzintensive Umgebungsbedingungen vorherrschen. Haupteinsatzgebiete der Zahnriemenförderer ist der Bereich der empfindlicheren Güter mit relativ geringen Massen, wobei sich immer mehr abzeichnet, dass auch Einsatzgebiete mit schweren Werkzeugträgern erschlossen werden. Die Transportzahnriemen müssen bei dem Einsatz zahnseitig abgestützt werden, um die Gutmasse aufnehmen zu können. Stückgüter können von Zahnriemen durch Kraft- oder Formschluss transportiert werden. Der Einsatz ist von den technologischen Erfordernissen und der Art des Transportgutes abhängig. Formschluss wird meist über aufgeschweißte Formelemente / Mitnehmer realisiert. Diese Art des Transportes wird verwendet, wenn Teile: • vereinzelt, • genau positioniert, ������ zeitlich exakt getaktet, • über starke Steigungen bis hin zum vertikalen transportiert werden müssen, • bzw. sich gegenseitig nicht berühren dürfen. Abbildung 1: Formschlüssiger Transport mit aufgeschweißten Formelementen Die Art und die Form des auf dem Zahnriemenrücken aufgebrachten Formelementes werden vom Gut selbst und dem Einsatzzweck bestimmt. Eine Vielzahl von verschiedenen Elementen wird von der Industrie standardmäßig angeboten. Bei der kraftschlüssigen Variante können zwei grundlegende Arten unterschieden werden: Zum einen Zahnriemenbeschichtungen mit sehr hohem Reibwert, zum anderen mit sehr niedrigen Reibwerten. Beschichtungen mit sehr hohem Reibwert (z. B. Silikon, PUR-Schaum, Naturkautschuk) eignen sich besonders für Schrägförderer und Abzugsbänder sowie für einfache Positionieraufgaben. Dabei wird eine relative Verschiebung des Gutes zum Zahnriemen durch den hohen Reibwert in der Kontaktzone behindert. Abbildung 2: Abzugsband für biegeschlaffe Flachformkörper z. B. Folie, Textilien Zahnriemenrückenbeschichtungen mit geringen Reibwerten bestehen meist aus Polyamidgewebe und eignen sich besonders gut für den Staubetrieb. Hierbei dient der Zahnriemen selbst als Zwischenspeicher. Bei Bedarf können die Güter freigegeben werden. Dabei muss aber sichergestellt werden, dass auch die Auflagefläche des Fördergutes für einen solchen Einsatzzweck geeignet ist, da es zu einer Relativbewegung zwischen Gut und undZahnriemen kommt. Abbildung 3: Stauförderer Parallelförderer können sowohl als reibschlüssige als auch als formschlüssige Variante ausgeführt werden. Ihr Vorteil liegt darin, dass größere Güter, z. B. Flachglas, Bleche usw. auf zwei oder mehreren Riemen aufliegen und durch die gleiche Geschwindigkeit der synchron angetriebenen Riemen keine Verschiebung des Gutes erfolgt. Würde der Antrieb nicht über Zahnriemen erfolgen, sondern über Flachriemen bzw. Gurte, wäre außerdem ein Zugmittel in der Breite des Fördergutes notwendig. Daraus ergibt sich zusätzlich eine wesentliche Massereduzierung der Zugmittel für den Stückguttransport in der Fördertechnik. Abbildung 4: Parallelförderer für kraftschlüssigen Transport Allen diesen Varianten ist jedoch gemein, dass der Zahnriemen auf einer Stützschiene gleitet und die Normalkraft des Transportgutes in Verbindung mit Riemengeschwindigkeit und Reibwert eine Reibleistung und damit Wärme erzeugt. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt fehlen exakte Angaben zu den Reibwerten für die einzelnen Gleitpaarungen. Auch ist eine Veränderung dieser Reibwerte bei Geschwindigkeits-, Temperatur-, und Belastungsänderung ungeklärt. Des Weiteren ist es auch notwendig, die Belastungsgrenzen für die Auslegung von Zahnriemenförderern zu definieren und das Verschleißverhalten zu kennen. Die derzeit üblichen Auslegungskriterien für diese fördertechnischen Anlagen sind Zugstrangfestigkeit und Zahnfußfestigkeit. Dabei bleibt jedoch die Erwärmung des Zugmittels und der Stützschiene durch die eingebrachte Reibleistung und den sich ändernden Reibwert unbeachtet. Insbesondere bei kurzen Förderstrecken mit großen Lasten bzw. hohen Transportgeschwindigkeiten ist die Gefahr von thermischen Überlastungen gegeben, welche zu erhöhtem Verschleiß bzw. zum Totalausfall der Anlage führen kann. Soll dieses zusätzliche Auslegungskriterium angewandt werden, sind Erkenntnisse aus den Gebieten der Tribologie und der Wärmelehre/Thermodynamik anzuwenden. Zum einen ist eine Bestimmung der entstehenden Reibleistung notwendig und zum anderen der abgeführte Wärmestrom zu ermitteln. Die sehr komplexen Zusammenhänge werden durch konstruktive und technologische Größen beschrieben, welche sich wiederum gegenseitig beeinflussen. 2. Reibwerte in der Gleitpaarung In DIN ISO 7148-2 sind die Besonderheiten bei der tribologischen Prüfung von polymeren Werkstoffen beschrieben. Dabei wird explizit darauf hingewiesen, dass die Prüfanordnung möglichst der praktischen Anwendung entsprechen sollte, um die Übertragbarkeit der Prüfergebnisse zu gewährleisten. Deshalb wurde ein Versuchsstand konzipiert, der die Kontaktverhältnisse von Zahnriemen und Stützschienen möglichst real abbildet (Abb.5). Abbildung 5: Schematischer Aufbau des Versuchsstandes Für die Untersuchung der Zahnriemenpaarung wird der Zahnriemen mit der Zahnseite nach oben aufgespannt. Auf die nach oben zeigende Zahnseite wird eine planparallele Platte des jeweiligen Gleitschienenmaterials aufgelegt. Die Flächenpressung der Paarung lässt sich über aufgebrachte Massestücke variieren und die Reibkraft über den Kraftsensor direkt über eine Schnittstelle zur Aufzeichnung an einen Rechner weiterleiten. Zur Ermittlung der Kontakttemperaturen wurden Bohrungen in das Gleitschienenmaterial eingebracht, die unmittelbar bis an die Oberfläche der Kontaktfläche reichen und mit Thermoelementen bestückt sind. Die Abstützung des Zahnriemens erfolgt auf einem Flachriemen, der wiederum auf einer Rollenbahn abrollt. Dadurch wird ein zusätzlicher Wärmeeintrag durch eine gleitende Abstützung vermieden. Die Gleitgeschwindigkeit und Flächenpressung auf die Paarung werden in Stufen variiert. Als Versuchszahnriemen dienten PU-Riemen mit und ohne zahnseitiger Polyamidbeschichtung der Abmessung 1250 x 25 T10. Abbildung 6: Reibwertmessungen an PU-Zahnriemen ohne Beschichtung (Kurzzeitversuche) Die ermittelten Messwerte der Gleitreibungszahl µ für verschiedene PU-Zahnriemen – Stützschienenkombinationen sind in Abbildung 6 dargestellt. Die schraffierten Balken geben die Reibungszahlempfehlungen von Herstellern sowie aus Literaturquellen für diese Paarungen wieder. Oft wird jedoch darauf hingewiesen, dass für einen konkreten Anwendungsfall eigene Untersuchungen durchzuführen sind. Die grauen Balken geben die bei einer Versuchsdauer von bis zu 8 Stunden ermittelten Reibungszahlen wieder. Dabei wurden sowohl die Flächenpressungen als auch die Gleitgeschwindigkeiten variiert. Bei einigen Paarungen (Holz (Abb.7)) konnte ein sehr starker abrasiver Verschleiß am Zahnriemen festgestellt werden. Diese Werkstoffkombinationen sind nur für geringe Belastungen geeignet. Abbildung 7: Oberfläche PU-Zahnriemen, verschlissen an Schichtholz Die Paarungen in Verbindung mit Stahl- bzw. Aluminiumstützschienen neigen zu stick-slip- Erscheinungen verbunden mit starker Geräuschentwicklung. Aufgrund der relativ hohen Reibungszahlen wurden keine Dauerversuche an unbeschichteten PU-Zahnriemen durchgeführt. Für die weiteren Untersuchungen wurden ausschließlich polyamidbeschichtete Zahnriemen verwendet. In Abbildung 8 werden die Ergebnisse der Reibwertuntersuchungen an PAZ-Zahnriemen (Polyamidgewebebeschichtung auf der Zahnseite) dargestellt. Die schraffierten Balken stellen wiederum die bisherigen Empfehlungen dar, die grauen Balken die ermittelten Messwerte im Kurzzeitversuch (bis 8 Stunden) und die schwarzen Balken die Messwerte im Langzeitversuch (zwischen 7 und teilweise bis zu 100 Tagen). Hier ist die Übereinstimmung der Reibungszahlen zwischen Empfehlungen und Kurzzeitmesswerten sehr gut. Der deutliche Anstieg der Werte im weiteren Verlauf der Untersuchungen deutet daraufhin, dass der tribologische Einlauf innerhalb von 8 Stunden meist noch nicht abgeschlossen ist und dass nach fortlaufender Belastung weitere tribologische Phänomene die Kontaktverhältnisse ändern. Abbildung 8: Reibungszahlen an polyamidbeschichteten PU-Zahnriemen (PAZ) in Verbindung mit verschiedenen Gleitschienen Bei den Paarungen mit einer Stützschiene aus Stahl, Aluminium oder Schichtholz konnte eine polymere Filmbildung auf der Gleitfläche beobachtet werden. In Abbildung 9 und 10 ist die Entwicklung am Beispiel von Stahlproben zu sehen. Gemeinsam bei diesen Paarungen ist die fortschreitende Schichtbildung, verbunden mit einer Reibwerterhöhung. Der Verschleiß der Gewebeschicht am Zahnriemen setzt bei größeren Reibungszahlen ein, was zu deren weiterer Erhöhung führt Ein weiterer Einsatz führt zur vollständigen Abtragung der Gewebeschicht und damit zu einer neuen tribologischen Paarung PU-Zahnriemen ��� Polymerschicht. Abbildung 9: beginnende polymere Ablagerung auf Stahlprobe Rz28 Abbildung 10: nahezu geschlossener polymerer Film auf Stahlprobe Rz28 Am Beispiel der Paarung PAZ Zahnriemen – Stahlstützschiene wird die Entwicklung der Reibungszahl über die Zeit des Gleitkontaktes in Abbildung 12 dargestellt. Dabei wurde die Oberflächenrauigkeit (Rz 6,3; Rz 28) durch entsprechende Bearbeitungen variiert. Der relativ starke Anstieg an der Paarung Rz 6,3 kann zum einen auf die hohe Gleitgeschwindigkeit und den damit entsprechend langen Gleitweg zurückgeführt werden, zum anderen auf den höheren adhäsiven Anteil durch die relativ glatte Oberfläche und der damit erhöhten Kontaktfläche. Abbildung 11 zeigt einen verschlissenen Zahnkopf. Abbildung 9: Verschlissene Zahnkopfflanke, PAZ - Stahl Abbildung 10: Änderung der Reibungszahl im zeitlichen Verlauf an der Paarung ZR PA – Stahl Die Erhöhung der Reibungszahlen an der Paarung PE UHMW - polyamidbeschichteter Zahnriemen kann nicht unmittelbar auf direkte Verschleißerscheinungen zurückgeführt werden. Sowohl die Gleitfläche als auch der Zahnriemen weisen auch nach längerem Kontakt keine sichtbaren Schäden auf: Es bildet sich kein polymerer Film auf der PE- UHMW- Gleitfläche heraus. In Abbildung 11 wird die Änderung der Reibungszahl dargestellt. Es wurden Paarungen mit steigendem p•v-Wert gewählt. Mit höheren Werten für die eingebrachte Leistung pro Flächeneinheit ist ein schnellerer Anstieg der Reibungszahlen zu verzeichnen. Abbildung 11: Änderung der Reibungszahl im zeitlichen Verlauf an der Paarung ZR PAZ – PE UHMW Die Erhöhung der Reibwerte zieht nicht nur eine Steigerung der Antriebsleistung nach sich, sondern auch eine Zunahme der Reibleistung und damit einen Anstieg der Kontakttemperatur. Hat diese einen bestimmten Wert erreicht, kommt es zum Aufschmelzen der Gleitflächen und damit zum Totalausfall der Paarung (Abbildungen 14, 15, 16). Ebenfalls tritt durch die Reibwerterhöhung eine höhere Belastung des Zugstranges und der Zahnfüße im Einlauf des Zahnriemens auf. Für eine konstruktive Auslegung entsprechender Zahnriemenförderer ist dies durch entsprechende Sicherheitsfaktoren zu berücksichtigen. Abbildung 12: Aufgeschmolzene PE-Laufschiene, 2-fach vergrößert Abbildung 13: geschmolzene Faserbündel 20- fach Abbildung 14: zerstörtes Gewebe in Folge thermischer Überlastung 3. Thermische Zusammenhänge Die Temperaturerhöhung in der Wirkstelle zwischen Zahnriemen und Stützschiene kann im stationären Zustand in der vereinfachten Form: p Flächenpressung v Gleitgeschwindigkeit µ Reibungszahl A Kontaktfläche / jeweilige Oberfläche a Wärmeübergangskoeffizient l Wärmeleitwert Abbildung 15: Kontaktmodell dargestellt werden. Dabei werden verschiedene Vereinfachungen angenommen: • Reibleistung wird auf die gesamte Fläche gleichmäßig verteilt, • Wärmestrom erfolgt nur in Normalenrichtung zur Gleitfläche, • konstante Reibleistung über die gesamte Zeit, • keine Ableitung des Wärmestromes über Stirn- und Seitenflächen, • eingeschwungener Gleichgewichtszustand der Temperaturverteilung, • gleiche Temperatur über der jeweiligen Oberfläche, • gleiche Strömungsverhältnisse und -bedingungen an der jeweiligen Oberfläche, • konstante - und - Werte über der gesamten Fläche. Der Temperaturverlauf für verschiedene Materialpaarungen ist in Abbildung 16 dargestellt. Der unterschiedliche Verlauf der Kurven kann mit den verschiedenen eingebrachten Reibleistungen durch sich unterschiedlich einstellende Reibungszahlen und durch die unterschiedlichen Wärmeleitwerte und Wärmekapazitäten der Gleitschienen erklärt werden. Ist eine stationäre Temperatur erreicht, so gilt vereinfacht die Vorstellung von Abbildung 15. Abbildung 16: thermischer Einlauf verschiedener Stützschienenmaterialien Die sich einstellende Gleitflächentemperatur ist im Wesentlichen von den in Abbildung 17 dargestellten Einflüssen abhängig. Da die Kontakttemperatur die Grenztemperatur (ca. 65°C) nicht überschreiten darf, um eine thermische Schädigung zu vermeiden, sind die entsprechenden Einflussgrößen zweckmäßig zu wählen. Die Parameter Gleitgeschwindigkeit und Flächenpressung sind meist durch die technologischen Erfordernisse vorgegeben, die Reibungszahl stellt sich entsprechend der tribologischen Paarung ein und die Wärmeleitfähigkeit ist ein kaum zu verändernder Stoffwert. Die Einflussmaßnahmen erstrecken sich also meist auf die Schichtstärke s der Abstützung und den Wärmeübergang zur Umgebung. Abbildung 17: Technologische und konstruktive Einflüsse auf die Gleitflächentemperatur in der Wirkstelle 4. Zusammenfassung Die Kenntnis der sich nach einer entsprechenden Einlaufphase einstellenden Reibungszahlen für verschiedene Zahnriemen – Stützschienenkombinationen ist für die Anwender und Entwickler wichtig, da damit eine optimale Auslegung von Zahnriemenförderern erfolgen kann. Diese optimale Auslegung realisiert dann in der Anwendung eine ökonomische Lebensdauer bei verbesserter konstruktiver Auslegung. Die bisher weitgehend unbeachtete Temperaturerhöhung in der Gleitschienen – Zahnriemenkombination durch die eingebrachte Reibleistung sollte zukünftig ein weiteres Auslegungskriterium darstellen. Eine erste Annäherung an dieses Problem kann durch die Form: p Flächenpressung v Gleitgeschwindigkeit µ Reibungszahl A Kontaktfläche / jeweilige Oberfläche K Wärmeabgabekoeffizient DT max. zul. Temperaturerhöhung K= f (µ, p, v, Gleitschienenmaterial, Zahnriemenausführung, Maschinenkonstante…) gezeigt werden. Für die Ermittlung des Wärmeabgabekoeffizienten sind entsprechende Untersuchungen durchzuführen und Zusammenhänge zu ermitteln. Bestimmte Praxiseinflüsse (Umgebungstemperaturschwankungen, Verschmutzung, Stöße, Montagefehler) sind in die bisherigen Untersuchungen noch nicht eingeflossen, sollten aber nicht unbeachtet bleiben. Durch eine vorteilhafte Auslegung der Förderanlagen kann eine höhere Zuverlässigkeit bei geringeren Wechselintervallen und niedrigeren Kosten für den Betrieb erreicht werden.

Cost Sharing under Uncertainty: An Algorithmic Approach to Cooperative Interval-Valued Games

Recently, Branzei, Dimitrov, and Tijs (2003) introduced cooperative interval-valued games. Among other insights, the notion of an interval core has been coined and proposed as a solution concept for interval-valued games. In this paper we will present a general mathematical programming algorithm which can be applied to find an element in the interval core. As an example, we discuss lot sizing with uncertain demand to provide an application for interval-valued games and to demonstrate how interval core elements can be computed. Also, we reveal that pitfalls exist if interval core elements are computed in a straightforward manner by considering the interval borders separately.

A Column-Generation Approach for a Short-Term Production Planning Problem in Closed-Loop Supply Chains

We present a new model formulation for a multi-product lot-sizing problem with product returns and remanufacturing subject to a capacity constraint. The given external demand of the products has to be satisfied by remanufactured or newly produced goods. The objective is to determine a feasible production plan, which minimizes production, holding, and setup costs. As the LP relaxation of a model formulation based on the well-known CLSP leads to very poor lower bounds, we propose a column-generation approach to determine tighter bounds. The lower bound obtained by column generation can be easily transferred into a feasible solution by a truncated branch-and-bound approach using CPLEX. The results of an extensive numerical study show the high solution quality of the proposed solution approach.

Die Juden in der Medizin : Vortrag gehalten im Verein für Jüdische Geschichte und Literatur in Berlin

von Heinrich Rosin

Transcatheter Aortic Valve Replacement in Bicuspid Aortic Valve Disease.

BACKGROUND Limited information exists describing the results of transcatheter aortic valve (TAV) replacement in patients with bicuspid aortic valve (BAV) disease (TAV-in-BAV). OBJECTIVES This study sought to evaluate clinical outcomes of a large cohort of patients undergoing TAV-in-BAV. METHODS We retrospectively collected baseline characteristics, procedural data, and clinical follow-up findings from 12 centers in Europe and Canada that had performed TAV-in-BAV. RESULTS A total of 139 patients underwent TAV-in-BAV with the balloon-expandable transcatheter heart valve (THV) (n = 48) or self-expandable THV (n = 91) systems. Patient mean age and Society of Thoracic Surgeons predicted risk of mortality scores were 78.0 ± 8.9 years and 4.9 ± 3.4%, respectively. BAV stenosis occurred in 65.5%, regurgitation in 0.7%, and mixed disease in 33.8% of patients. Incidence of type 0 BAV was 26.7%; type 1 BAV was 68.3%; and type 2 BAV was 5.0%. Multislice computed tomography (MSCT)-based TAV sizing was used in 63.5% of patients (77.1% balloon-expandable THV vs. 56.0% self-expandable THV, p = 0.02). Procedural mortality was 3.6%, with TAV embolization in 2.2% and conversion to surgery in 2.2%. The mean aortic gradient decreased from 48.7 ± 16.5 mm Hg to 11.4 ± 9.9 mm Hg (p < 0.0001). Post-implantation aortic regurgitation (AR) grade ≥2 occurred in 28.4% (19.6% balloon-expandable THV vs. 32.2% self-expandable THV, p = 0.11) but was prevalent in only 17.4% when MSCT-based TAV sizing was performed (16.7% balloon-expandable THV vs. 17.6% self-expandable THV, p = 0.99). MSCT sizing was associated with reduced AR on multivariate analysis (odds ratio [OR]: 0.19, 95% confidence intervals [CI]: 0.08 to 0.45; p < 0.0001). Thirty-day device safety, success, and efficacy were noted in 79.1%, 89.9%, and 84.9% of patients, respectively. One-year mortality was 17.5%. Major vascular complications were associated with increased 1-year mortality (OR: 5.66, 95% CI: 1.21 to 26.43; p = 0.03). CONCLUSIONS TAV-in-BAV is feasible with encouraging short- and intermediate-term clinical outcomes. Importantly, a high incidence of post-implantation AR is observed, which appears to be mitigated by MSCT-based TAV sizing. Given the suboptimal echocardiographic results, further study is required to evaluate long-term efficacy.

Open issues in transcatheter aortic valve implantation. Part 1: patient selection and treatment strategy for transcatheter aortic valve implantation.

An exponential increase in the use of transcatheter aortic valve implantation (TAVI) in patients with severe aortic stenosis has been witnessed over the recent years. The current article reviews different areas of uncertainty related to patient selection. The use and limitations of risk scores are addressed, followed by an extensive discussion on the value of three-dimensional imaging for prosthesis sizing and the assessment of complex valve anatomy such as degenerated bicuspid valves. The uncertainty about valvular stenosis severity in patients with a mismatch between the transvalvular gradient and the aortic valve area, and how integrated use of echocardiography and computed tomographic imaging may help, is also addressed. Finally, patients referred for TAVI may have concomitant mitral regurgitation and/or coronary artery disease and the management of these patients is discussed.

Pitfalls and premature failure of the Freedom SOLO stentless valve.

OBJECTIVES This study reports a series of pitfalls, premature failures and explantations of the third-generation Freedom SOLO (FS) bovine pericardial stentless valve. METHODS A total of 149 patients underwent aortic valve replacement using the FS. Follow-up was 100% complete with an average observation time of 5.5 ± 2.3 years (maximum 8.7 years) and a total of 825 patient-years. Following intraoperative documentation, all explanted valve prostheses underwent histological examination. RESULTS Freedom from structural valve deterioration (SVD) at 5, 6, 7, 8 and 9 years was 92, 88, 80, 70 and 62%, respectively. Fourteen prostheses required explantation due to valve-independent dysfunction (n = 5; i.e. thrombus formation, oversizing, aortic dilatation, endocarditis and suture dehiscence) or valve-dependent failure (acute leaflet tears, n = 4 and severe stenosis, n = 5). Thus, freedom from explantation at 5, 6, 7, 8 and 9 years was 95, 94, 91, 81 and 72%, respectively. An acute vertical tear along the non-coronary/right coronary commissure to the base occurred at a mean of 6.0 years (range 4.3-7.3 years) and affected size 25 and 27 prostheses exclusively. Four FS required explantation after a mean of 7.5 years (range 7.0-8.3 years) due to severe functional stenosis and gross calcification that included the entire aortic root. CONCLUSIONS The FS stentless valve is safe to implant and shows satisfying mid-term results in our single institution experience. Freedom from SVD and explantation decreased markedly after only 6-7 years, so that patients with FS require close observation and follow-up. Exact sizing, symmetric positioning and observing patient limitations are crucial for optimal outcome.

The Freedom SOLO bovine pericardial stentless valve

Abstract: The third-generation bovine pericardium Freedom SOLO (FS) stentless valve emerged in 2004 as a modified version of the Pericarbon Freedom stentless valve and as a very attractive alternative to stented bioprostheses. The design, choice of tissue, and anticalcification treatment fulfill most, if not all, requirements for an ideal valve substitute. The FS combines the single-suture, subcoronary implantation technique with the latest-generation bovine pericardial tissue and novel anticalcification treatment. The design allows imitation of the native healthy valve through unrestricted adaption to the patient's anatomy, reproducing a normal valve/root complex. However, despite hemodynamic performance superior to stented valves, we are approaching a critical observation period as superior durability, freedom from structural valve deterioration, and nonstructural failure has not been proven as expected. However, optimal performance and freedom from structural valve deterioration depend on correct sizing and perfect symmetric implantation, to ensure low leaflet stress. Any malpositioning can lead to tissue fatigue over time. Furthermore, the potential for better outcomes depends on optimal patient selection and observance of the limitations for the use of stentless valves, particularly for the FS. Clearly, stentless valve implantation techniques are less reproducible and standardized, and require surgeon-dependent experience and skill. Regardless of whether or not stentless valve durability surpasses third-generation stented bioprostheses, they will continue to play a role in the surgical repertoire. This review intends to help practitioners avoid pitfalls, observe limitations, and improve patient selection for optimal long-term outcome with the attractive FS stentless valve.

Gender inequalities in the response to combination antiretroviral therapy over time: the Swiss HIV Cohort Study

OBJECTIVES Gender-specific data on the outcome of combination antiretroviral therapy (cART) are a subject of controversy. We aimed to compare treatment responses between genders in a setting of equal access to cART over a 14-year period. METHODS Analyses included treatment-naïve participants in the Swiss HIV Cohort Study starting cART between 1998 and 2011 and were restricted to patients infected by heterosexual contacts or injecting drug use, excluding men who have sex with men. RESULTS A total of 3925 patients (1984 men and 1941 women) were included in the analysis. Women were younger and had higher CD4 cell counts and lower HIV RNA at baseline than men. Women were less likely to achieve virological suppression < 50 HIV-1 RNA copies/mL at 1 year (75.2% versus 78.1% of men; P = 0.029) and at 2 years (77.5% versus 81.1%, respectively; P = 0.008), whereas no difference between sexes was observed at 5 years (81.3% versus 80.5%, respectively; P = 0.635). The probability of virological suppression increased in both genders over time (test for trend, P < 0.001). The median increase in CD4 cell count at 1, 2 and 5 years was generally higher in women during the whole study period, but it gradually improved over time in both sexes (P < 0.001). Women also were more likely to switch or stop treatment during the first year of cART, and stops were only partly driven by pregnancy. In multivariate analysis, after adjustment for sociodemographic factors, HIV-related factors, cART and calendar period, female gender was no longer associated with lower odds of virological suppression. CONCLUSIONS Gender inequalities in the response to cART are mainly explained by the different prevalence of socioeconomic characteristics in women compared with men.

Service level agreements-driven management of distributed applications in cloud computing environments

Advancements in cloud computing have enabled the proliferation of distributed applications, which require management and control of multiple services. However, without an efficient mechanism for scaling services in response to changing workload conditions, such as number of connected users, application performance might suffer, leading to violations of Service Level Agreements (SLA) and possible inefficient use of hardware resources. Combining dynamic application requirements with the increased use of virtualised computing resources creates a challenging resource Management context for application and cloud-infrastructure owners. In such complex environments, business entities use SLAs as a means for specifying quantitative and qualitative requirements of services. There are several challenges in running distributed enterprise applications in cloud environments, ranging from the instantiation of service VMs in the correct order using an adequate quantity of computing resources, to adapting the number of running services in response to varying external loads, such as number of users. The application owner is interested in finding the optimum amount of computing and network resources to use for ensuring that the performance requirements of all her/his applications are met. She/he is also interested in appropriately scaling the distributed services so that application performance guarantees are maintained even under dynamic workload conditions. Similarly, the infrastructure Providers are interested in optimally provisioning the virtual resources onto the available physical infrastructure so that her/his operational costs are minimized, while maximizing the performance of tenants’ applications. Motivated by the complexities associated with the management and scaling of distributed applications, while satisfying multiple objectives (related to both consumers and providers of cloud resources), this thesis proposes a cloud resource management platform able to dynamically provision and coordinate the various lifecycle actions on both virtual and physical cloud resources using semantically enriched SLAs. The system focuses on dynamic sizing (scaling) of virtual infrastructures composed of virtual machines (VM) bounded application services. We describe several algorithms for adapting the number of VMs allocated to the distributed application in response to changing workload conditions, based on SLA-defined performance guarantees. We also present a framework for dynamic composition of scaling rules for distributed service, which used benchmark-generated application Monitoring traces. We show how these scaling rules can be combined and included into semantic SLAs for controlling allocation of services. We also provide a detailed description of the multi-objective infrastructure resource allocation problem and various approaches to satisfying this problem. We present a resource management system based on a genetic algorithm, which performs allocation of virtual resources, while considering the optimization of multiple criteria. We prove that our approach significantly outperforms reactive VM-scaling algorithms as well as heuristic-based VM-allocation approaches.

Nitinol Stent Oversizing in Patients Undergoing Popliteal Artery Revascularization: A Finite Element Study

Nitinol stent oversizing is frequently performed in peripheral arteries to ensure a desirable lumen gain. However, the clinical effect of mis-sizing remains controversial. The goal of this study was to provide a better understanding of the structural and hemodynamic effects of Nitinol stent oversizing. Five patient-specific numerical models of non-calcified popliteal arteries were developed to simulate the deployment of Nitinol stents with oversizing ratios ranging from 1.1 to 1.8. In addition to arterial biomechanics, computational fluid dynamics methods were adopted to simulate the physiological blood flow inside the stented arteries. Results showed that stent oversizing led to a limited increase in the acute lumen gain, albeit at the cost of a significant increase in arterial wall stresses. Furthermore, localized areas affected by low Wall Shear Stress increased with higher oversizing ratios. Stents were also negatively impacted by the procedure as their fatigue safety factors gradually decreased with oversizing. These adverse effects to both the artery walls and stents may create circumstances for restenosis. Although the ideal oversizing ratio is stent-specific, this study showed that Nitinol stent oversizing has a very small impact on the immediate lumen gain, which contradicts the clinical motivations of the procedure.

Pitfalls and premature failure of the Freedom SOLO stentless valve

Gebiet: Chirurgie Abstract: Objectives This study reports a series of pitfalls, premature failures and explantations of the third generation Freedom SOLO bovine pericardial stentless valve. – – Methods 149 patients underwent aortic valve replacement (AVR) using the FS. Follow-up was 100% complete with an average observation time of 5.5±2.3 years (max. 8.7 years) and a total of 825 patient years. Following intraoperative documentation, all explanted valve prostheses underwent histological examination. – – Results Freedom from structural valve deterioration (SVD) at 5, 6, 7, 8 and 9 years was 92%, 88%, 80% and 70% and 62%, respectively. 14 prostheses required explantation due to valve-independent dysfunction (n=5, i.e. thrombus formation, oversizing, aortic dilatation, endocarditis and suture dehiscence) or valve-dependent failure (acute leaflet tears, n=4, severe stenosis, n=5). Thus freedom from explantation at 5, 6, 7, 8 and 9 years was 95%, 94%, 91% and 81% and 72%, respectively. An acute vertical tear along the non-coronary/right-coronary commissure to the base occurred at a mean of 6.0 years [range 4.3?7.3 years] and affected size 25 and 27 prostheses exclusively. Four FS required explantation after a mean of 7.5 years [range 7.0?8.3 years] due to severe functional stenosis and gross calcification that included the entire aortic root. – – Conclusions The Freedom SOLO stentless valve is safe to implant and shows satisfying mid-term results in our single institution experience. Freedom from SVD and explantation decreased markedly after only 6 ? 7 years, so that patients with FS require close observation and follow-up. Exact sizing, symmetric positioning and observing patient limitations are crucial for optimal outcome.

Quantitative multi-slice computed tomography assessment of the mitral valvular complex for transcatheter mitral valve interventions part 1: systematic measurement methodology and inter-observer variability

AIMS Transcatheter mitral valve replacement (TMVR) is an emerging technology with the potential to treat patients with severe mitral regurgitation at excessive risk for surgical mitral valve surgery. Multimodal imaging of the mitral valvular complex and surrounding structures will be an important component for patient selection for TMVR. Our aim was to describe and evaluate a systematic multi-slice computed tomography (MSCT) image analysis methodology that provides measurements relevant for transcatheter mitral valve replacement. METHODS AND RESULTS A systematic step-by-step measurement methodology is described for structures of the mitral valvular complex including: the mitral valve annulus, left ventricle, left atrium, papillary muscles and left ventricular outflow tract. To evaluate reproducibility, two observers applied this methodology to a retrospective series of 49 cardiac MSCT scans in patients with heart failure and significant mitral regurgitation. For each of 25 geometrical metrics, we evaluated inter-observer difference and intra-class correlation. The inter-observer difference was below 10% and the intra-class correlation was above 0.81 for measurements of critical importance in the sizing of TMVR devices: the mitral valve annulus diameters, area, perimeter, the inter-trigone distance, and the aorto-mitral angle. CONCLUSIONS MSCT can provide measurements that are important for patient selection and sizing of TMVR devices. These measurements have excellent inter-observer reproducibility in patients with functional mitral regurgitation.

[Rezension]

David Rosin

Die Religionsphilosophie Abraham Ibn Esra's

David Rosin