Influence of plasma modification on surface properties and offset printability of coated paper

The properties of the paper surface play a crucial role in ensuring suitable quality and runnability in various converting and finishing operations, such as printing. Plasma surface modification makes it possible to modify the surface chemistry of paper without altering the bulk material properties. This also makes it possible to investigate the role of the surface chemistry alone on printability without influencing the porous structure of the pigment-coated paper. Since the porous structure of a pigment coating controls both ink setting and optical properties, surface chemical changes created by a plasma modification have a potential to decouple these two effects and to permit a better optimization of them both. The aim of this work was to understand the effects of plasma surface modification on paper properties, and how it influences printability in the sheet-fed offset process. The objective was to broaden the fundamental understanding of the role of surface chemistry on offset printing. The effects of changing the hydrophilicity/ hydrophobicity and the surface chemical composition by plasma activation and plasma coatings on the properties of coated paper and on ink-paper interactions as well as on sheet-fed offset print quality were investigated. In addition, the durability of the plasma surface modification was studied. Nowadays, a typical sheet-fed offset press also contains units for surface finishing, for example UVvarnishing. The role of the surface chemistry on the UV-varnish absorption into highly permeable and porous pigment-coated paper was also investigated. With plasma activation it was possible to increase the surface energy and hydrophilicity of paper. Both polar and dispersion interactions were found to increase, although the change was greater in the polar interactions due to induced oxygen molecular groups. The results indicated that plasma activation takes place particularly in high molecular weight components such as the dispersion chemicals used to stabilize the pigment and latex particles. Surface composition, such as pigment and binder type, was found to influence the response to the plasma activation. The general trend was that pilot-scale treatment modified the surface chemistry without altering the physical coating structure, whereas excessive laboratory-scale treatment increased the surface roughness and reduced the surface strength, which led to micro-picking in printing. It was shown that pilot-scale plasma activation in combination with appropriate ink oils makes it possible to adjust the ink-setting rate. The ink-setting rate decreased with linseed-oil-based inks, probably due to increased acid-base interactions between the polar groups in the oil and the plasma-treated paper surface. With mineral-oil-based inks, the ink setting accelerated due to plasma activation. Hydrophobic plasma coatings were able to reduce or even prevent the absorption of dampening water into pigmentcoated paper, even when the dampening water was applied under the influence of nip pressure. A uniform hydrophobic plasma coating with sufficient chemical affinity with ink gave an improved print quality in terms of higher print density and lower print mottle. It was also shown that a fluorocarbon plasma coating reduced the free wetting of the UV-varnish into the highly permeable and porous pigment coating. However, when the UV-varnish was applied under the influence of nip pressure, which leads to forced wetting, the role of the surface chemical composition seems to be much less. A decay in surface energy and wettability occurred during the first weeks of storage after plasma activation, after which it leveled off. However, the oxygen/carbon elemental ratio did not decrease as a function of time, indicating that ageing could be caused by a re-orientation of polar groups or by a contamination of the surface. The plasma coatings appeared to be more stable when the hydrophobicity was higher, probably due to fewer interactions with oxygen and water vapor in the air.

Design of marine generators for alternative diesel-electric power systems

This study compares different electric propulsion systems. Results of the analysis of all the advantages and disadvantages of the different propulsion systems are given. This thesis estimates possibilities to apply different diesel-electric propulsion concepts for different vessel types. Small and medium size vessel’s power ranges are studied. The optimal delivery system is chosen. This choice is made on the base of detailed study of the concepts, electrical equipment market and comparison of mass, volume and efficiency parameters. In this thesis three marine generators are designed. They are: salient pole synchronous generator and two permanent magnet synchronous generators. Their electrical, dimensional, cost and efficiency parameters are compared. To understand all the benefits diagrams with these parameters are prepared. Possible benefits and money savings are estimated. As the result the advantages, disadvantages and boundary conditions for the permanent magnet synchronous generator application in marine electric-power systems are found out.

Design Aspects of Megawatt-Range Direct-Driven Permanent MagnetWind Generators

Direct-driven permanent magnet synchronous generator is one of the most promising topologies for megawatt-range wind power applications. The rotational speed of the direct-driven generator is very low compared with the traditional electrical machines. The low rotational speed requires high torque to produce megawatt-range power. The special features of the direct-driven generators caused by the low speed and high torque are discussed in this doctoral thesis. Low speed and high torque set high demands on the torque quality. The cogging torque and the load torque ripple must be as low as possible to prevent mechanical failures. In this doctoral thesis, various methods to improve the torque quality are compared with each other. The rotor surface shaping, magnet skew, magnet shaping, and the asymmetrical placement of magnets and stator slots are studied not only by means of torque quality, but also the effects on the electromagnetic performance and manufacturability of the machine are discussed. The heat transfer of the direct-driven generator must be designed to handle the copper losses of the stator winding carrying high current density and to keep the temperature of the magnets low enough. The cooling system of the direct-driven generator applying the doubly radial air cooling with numerous radial cooling ducts was modeled with a lumped-parameter-based thermal network. The performance of the cooling system was discussed during the steady and transient states. The effect of the number and width of radial cooling ducts was explored. The large number of radial cooling ducts drastically increases the impact of the stack end area effects, because the stator stack consists of numerous substacks. The effects of the radial cooling ducts on the effective axial length of the machine were studied by analyzing the crosssection of the machine in the axial direction. The method to compensate the magnet end area leakage was considered. The effect of the cooling ducts and the stack end area effects on the no-load voltages and inductances of the machine were explored by using numerical analysis tools based on the three-dimensional finite element method. The electrical efficiency of the permanent magnet machine with different control methods was estimated analytically over the whole speed and torque range. The electrical efficiencies achieved with the most common control methods were compared with each other. The stator voltage increase caused by the armature reaction was analyzed. The effect of inductance saturation as a function of load current was implemented to the analytical efficiency calculation.

Plasma rico em plaquetas e fatores de crescimento: técnica de preparo e utilização em cirurgia plástica

OBJETIVO: Estabelecer um método barato e eficiente de preparação do plasma rico em plaquetas e fatores de crescimento para utilização em cirurgia plástica. MÉTODO: Foram realizados 20 testes através de centrifugação de sangue, variando-se a força e o tempo de centrifugação, para determinarmos o melhor método que proporcione uma maior concentração plaquetária e mais 10 testes para comprovar a reprodutibilidade do método. RESULTADOS: A utilização de uma força de centrifugação de 300 g por 10 minutos na 1ª. centrifugação e de 640 g por 10 minutos na 2ª. centrifugação obtiveram as maiores concentrações plaquetárias, superiores a 4,5 vezes a concentração na amostra, e os testes foram reprodutíveis. CONCLUSÕES: Uma alta concentração plaquetária pode ser obtida por este protocolo de obtenção de plasma rico em plaquetas e fatores de crescimento e a formação do gel é possível através da utilização de trombina autóloga, também obtida pelo protocolo descrito, facilitando sua utilização em cirurgia plástica, onde vem mostrando bons resultados na cicatrização de feridas e na integração de enxertos ósseos e cutâneos.

Termocoagulação endoscópica do esôfago de Barrett com plasma de argônio sob diferentes potências: análise histopatológica e de sintomas pós-procedimento

OBJETIVO: Definir qual a melhor potência a ser empregada de forma a atingir a profundidade necessária para ablação com o menor número de sintomas pós-procedimento. MÉTODO: Foram estudados 28 pacientes com esôfago de Barrett, após tratamento cirúrgico do refluxo ou em uso de bloqueadores de bomba de prótons, submetidos à ablação endoscópica, randomizados em dois grupos com potências diferentes - 50 ou 70W. Imediatamente após, foram realizadas biópsias endoscópicas das áreas fulguradas. A sintomatologia foi avaliada por questionário telefônico. RESULTADOS: Não houve diferença entre os grupos quanto a idade, a extensão do esôfago de Barrett, a porcentagem da circunferência esofagiana coagulada e a duração dos sintomas. A dor foi o sintoma predominante e a disfagia ocorreu de forma transitória. Houve correlação negativa moderada entre número de sintomas e potência (potência mais baixa com maior número de sintomas), porém sem diferença significativa. Em 40% dos casos em que se utilizou menor potência obteve-se fragmentos que atingiram apenas a porção superficial da mucosa, o que só ocorreu em 10% dos casos no grupo de 70W. Não foi observada diferença significativa entre a potência utilizada ou o acometimento da muscular da mucosa e o número de sintomas. CONCLUSÕES: A utilização de potência de 70W durante a coagulação do esôfago de Barrett com plasma de argônio sugere associação com menor incidência de metaplasia colunar especializada residual abaixo do epitélio escamoso neoformado.

Uso de plasma autólogo em dermolipectomia abdominal: nota prévia

O plasma autólogo começou a ser estudado na década de 90, principalmente por suas propriedades adesivas, de angiogênese e pela presença de fatores de crescimento de origem plaquetária. Na verdade, o plasma pode ser isolado de modo autólogo, a partir do sangue do próprio paciente e obtido nas suas duas porções: uma com alta concentração de plaquetas (plasma rico em plaquetas- PRP) e outra com concentração baixa de plaquetas (plasma pobre em plaquetas- PPP). O presente estudo está em desenvolvimento no Hospital Universitário Clementino Fraga Filho, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (HUCFF-UFRJ) e no Hospital Naval Marcílio Dias (HNMD), ambos no Rio de Janeiro. O objetivo é avaliar as propriedades do plasma pobre em plaquetas, principalmente a sua ação adesiva, em pacientes com indicação de dermolipectomia abdominal reparadora, de modo a reduzir as coleções no pós operatório, como hematoma e seroma, duas das principais complicações nesse tipo de cirurgia.

Complementação por coagulação com plasma de argônio após a ressecção endoscópica completa pela técnica de fatiamento para grandes adenomas colorretais

OBJETIVO: avaliar a eficácia da complementação por coagulação com plasma de argônio para reduzir a taxa de neoplasia residual ou recorrente após ressecção endoscópica completa fragmentada de grandes adenomas sésseis colorretais. MÉTODOS: critérios de inclusão: pacientes com grandes adenomas colorretais sésseis, > 20mm, sem sinais morfológicos de infiltração profunda, submetidos à ressecção endoscópica completa fragmentada estudada com cromoendoscopia e magnificação de imagens. Os pacientes foram randomizados em dois grupos: grupo 1 - nenhum procedimento adicional e, grupo 2 - complementação por coagulação com plasma de argônio. O seguimento por colonoscopia foi realizado em três, seis e 12 meses de pós-operatório. Foi avaliada a taxa de neoplasia residual ou recidiva local. RESULTADOS: foram incluídos no estudo um total de 21 lesões. Onze lesões no grupo 1 e dez no grupo 2. Ocorreram duas neoplasias residuais ou recorrências locais em cada grupo, detectadas em três meses de acompanhamento. CONCLUSÃO: a complementação por coagulação com plasma de argônio após uma aparente ressecção endoscópica completa em fragmentos de grandes adenomas sésseis colorretais não parece reduzir a ocorrência de lesão adenomatosa residual ou recidiva local.

Determinação pré-natal do sexo fetal por meio da análise de DNA no plasma materno

OBJETIVO: avaliar um novo método de determinação do sexo fetal pela análise de DNA obtido do plasma materno. MÉTODOS: sangue periférico (10 mL) foi coletado de mulheres grávidas em diferentes idades gestacionais. O plasma foi separado e o DNA isolado do mesmo foi submetido à reação em cadeia da polimerase (PCR) com oligonucleotídeos iniciadores derivados do gene DYS14 específico do cromossomo Y. RESULTADOS: foram analisadas amostras de 212 pacientes. O resultado da PCR foi comparado ao sexo determinado pela ultra-sonografia e/ou do nascimento. Houve concordância em 209 das 212 pacientes. Nos 3 casos discordantes a PCR apontou resultado feminino, sendo as três amostras coletadas antes da 8ª semana de gravidez. CONCLUSÃO: o método de PCR desenvolvido para a determinação do sexo fetal possui excelente sensibilidade e especificidade, permitindo seu uso rotineiro. O resultado de sexo masculino possui maior confiabilidade que o feminino, principalmente em idade gestacional precoce. Novas aplicações para o DNA fetal no plasma materno estão sendo pesquisadas, permitindo no futuro o diagnóstico não invasivo de uma série de doenças.

Determinação precoce do sexo fetal pela análise do DNA no plasma materno

OBJETIVO: avaliar a possibilidade do diagnóstico precoce do sexo fetal no plasma materno pela técnica da reação em cadeia da polimerase em tempo real (PCR em tempo real) a partir da 5ª semana de gestação. MÉTODOS: nesse estudo prospectivo foi coletado sangue periférico de gestantes com feto único a partir da 5ª semana de gestação. Após centrifugação do sangue, 0,4 mL de plasma foi separado para extração de DNA fetal. O DNA foi analisado em duplicata por PCR em tempo real para duas regiões genômicas (uma do cromossomo Y e outra comum a ambos os sexos) pelo método de TaqMan®, o qual utiliza um par de primers e uma sonda fluorescente. Foram excluídos da amostragem os casos que evoluíram para aborto. Para o cálculo da sensibilidade e especificidade, usamos o método de comparação com padrão-ouro, que foi o sexo ao nascimento. RESULTADOS: foram realizados 79 exames de DNA fetal no plasma materno de 52 gestantes. O resultado dos exames foi comparado com o sexo da criança após o parto. O índice de acerto conforme a idade gestacional foi de 92,6% (25 de 27 casos) na 5ª semana, conferindo sensibilidade de 87% e 95,6% (22 de 23 casos) na 6ª semana, com sensibilidade de 92%. A partir da 7ª semana de gestação o acerto foi em 100% (29 de 29 casos). A especificidade foi de 100% independente da idade gestacional. CONCLUSÕES: a técnica de PCR em tempo real para detecção do sexo fetal a partir da 5ª semana no plasma materno possui boa sensibilidade e excelente especificidade. Houve concordância do resultado em 100% dos casos em que o diagnóstico foi masculino, independente da idade gestacional, e no caso de feminino, a partir da 7ª semana de gestação.

Plasma rico em plaquetas no tratamento de tendinite induzida em eqüinos: avaliação ultra-sonográfica

O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do plasma rico em plaquetas (PRP) no tratamento da tendinite induzida no tendão do músculo flexor digital superficial (TFDS) de eqüinos mediante avaliação ultra-sonográfica. Para isso foram utilizados seis eqüinos hígidos machos castrados, com idade de 8-15 anos (x=12 anos). A tendinite do TFDS foi provocada em ambos os membros torácicos, mediante a administração intratendínea de 2,5mg de colagenase (2,5mg.µL-1), sendo esse procedimento considerado o início da fase experimental. Doze dias após a indução da tendinite, os animais foram submetidos a dois tratamentos: sendo que na lesão efetuada no TFDS direito (grupo tratado, GT), foram administrados 2,5mL de PRP ativado com cloreto de cálcio a 0,0125mol.L-1, contendo concentrações variando de 320.000 a 500.000 plaquetas.µL-1; na tendinite do TFDS esquerdo (grupo controle, GC), foram injetados 2,5mL de solução salina a 0,9%. Após cinco dias, os animais foram submetidos à atividade física controlada e progressiva durante 30 dias. Os exames ultra-sonográficos foram realizados antes e após indução da tendinite (48 horas após e no 7º, 12º, 14º, 21º, 28º, 35º, 42º dias do experimento), sendo avaliado a área transversal do tendão (ATT), área transversal da lesão (ATL), o percentual da ATL, a intensidade e ecogenicidade da lesão, assim como o paralelismo das fibras colágenas. Os resultados revelaram redução (P<0,05) da ATL e do grau de ecogenicidade da lesão em função do tempo, mas com diferença (P<0,05) entre grupos apenas para ATL, com valores menores no GT. O tratamento com PRP proporciona maior redução da área da lesão, mensurada por ultra-sonografia.

Platelet activation: ultrastructure and morphometry in platelet-rich plasma of horses

This study was conducted to investigate the activation ability of the platelet-rich plasma (PRP) by pharmacological agents, as well as to verify the need or not of this activation for therapeutic use. The PRP was obtained from four healthy crossbred geldings aged 13 to 16 years (15±1years), and was processed for observation and quantification of the platelet morphology by using the transmission electron microscopy. All PRP samples were activated with 10% calcium chloride (CaCl2) solution, pure bovine thrombin or associated with CaCl2. The control (pure PRP) was not pharmacologically activated. In the pure PRP samples, 49% of the platelets were classified as state of activation uncertain, 41% as resting, 9% as fully activated and 1% as irreversibly damaged. Treatment with 10% CaCl2 provided a distribution of 54% platelets in state of activation uncertain, 24% as fully activated, 20% as resting, and 2% as irreversibly damaged. The platelet morphology of the bovine thrombin treated samples did not fit into classification adopted, as showing irregular shape with emission of large filamentous pseudopods, appearance of ruptured and whole granules in the remaining cytoplasm and extracellular environment. There was effect of the treatment on the platelet morphology (P=0.03). The 10% CaCl2 is an adequate platelet-activating agent. However, in cases the use of PRP under its liquid form is necessary, the use of pure PRP is recommended, since besides presenting an adequate percentage of fully activated platelets it also has significant amount of the resting type, which can be activated by substances found in the injured tissue.

Avaliação da eficácia de diferentes protocolos de preparo do Plasma Rico em Plaquetas para uso em Medicina Equina

O Plasma Rico em Plaquetas (PRP) é um preparado do sangue total que contém diversos fatores de crescimento responsáveis pela proliferação e diferenciação celular, angiogênese, como também pelo aumento da produção da matriz extracelular. Nesse sentido, o objetivo do presente estudo foi testar 10 protocolos diferentes de centrifugação para obtenção de PRP a partir do sangue total de equinos hígidos. Para isso foram utilizadas 10 amostras de 27mL de sangue total de cinco animais, as quais foram centrifugadas conforme cada protocolo proposto. Os resultados revelaram que os protocolos com menor força de centrifugação relativa resultaram em maior (p<0,05) concentração de plaquetas e, que não houve (p>0,05) influência do tempo de centrifugação em relação a essa variável. A influência do tempo foi observada apenas no número de leucócitos em protocolos com menor força de centrifugação relativa (FCR). Os quatro melhores protocolos, que obtiveram as maiores concentrações de plaquetas, foram submetidos à análise pelo teste de ELISA para dosar a quantidade de TGF-β que não revelou diferença (p>0,05) entre os protocolos.

Pre-and post-puberty physiological plasma oxytocin concentrations in male domestic cats (Felis silvestris catus)

The hormone oxytocin is released by the neuropituitary gland through stimulation of the neurons of the supraoptic and paraventricular nuclei of the hypothalamus. In order to determine the physiological concentrations of this hormone in domestic cats, blood samples were collected from 15 male animals (Felis silvestris catus) during the pre- and post-puberty periods (at four and eight months of age, respectively). Oxytocin determination was accomplished by radioimmunoassay. The average oxytocin concentrations measured in the pre- and post-puberty periods were 2.54±0.24 (μg/dL) and 2.53±0.28 (μg/dL), respectively, and there were no statistical differences between these measurements. Because there are few literature on the analysis of this hormone, especially in the case of male Felis silvestris catus, more studies on the influence of oxytocin on the physiology and reproduction of this species should be conducted under maintenance and situations of stress (such as transportation), and other routine events.

Identification of Some Additional Loss Components in High-Power Low-Voltage Permanent Magnet Generators

Permanent magnet generators (PMG) represent the cutting edge technology in modern wind mills. The efficiency remains high (over 90%) at partial loads. To improve the machine efficiency even further, every aspect of machine losses has to be analyzed. Additional losses are often given as a certain percentage without providing any detailed information about the actual calculation process; meanwhile, there are many design-dependent losses that have an effect on the total amount of additional losses and that have to be taken into consideration. Additional losses are most often eddy current losses in different parts of the machine. These losses are usually difficult to calculate in the design process. In this doctoral thesis, some additional losses are identified and modeled. Further, suggestions on how to minimize the losses are given. Iron losses can differ significantly between the measured no-load values and the loss values under load. In addition, with embedded magnet rotors, the quadrature-axis armature reaction adds losses to the stator iron by manipulating the harmonic content of the flux. It was, therefore, re-evaluated that in salient pole machines, to minimize the losses and the loss difference between the no-load and load operation, the flux density has to be kept below 1.5 T in the stator yoke, which is the traditional guideline for machine designers. Eddy current losses may occur in the end-winding area and in the support structure of the machine, that is, in the finger plate and the clamping ring. With construction steel, these losses account for 0.08% of the input power of the machine. These losses can be reduced almost to zero by using nonmagnetic stainless steel. In addition, the machine housing may be subjected to eddy current losses if the flux density exceeds 1.5 T in the stator yoke. Winding losses can rise rapidly when high frequencies and 10–15 mm high conductors are used. In general, minimizing the winding losses is simple. For example, it can be done by dividing the conductor into transposed subconductors. However, this comes with the expense of an increase in the DC resistance. In the doctoral thesis, a new method is presented to minimize the winding losses by applying a litz wire with noninsulated strands. The construction is the same as in a normal litz wire but the insulation between the subconductors has been left out. The idea is that the connection is kept weak to prevent harmful eddy currents from flowing. Moreover, the analytical solution for calculating the AC resistance factor of the litz-wire is supplemented by including an end-winding resistance in the analytical solution. A simple measurement device is developed to measure the AC resistance in the windings. In the case of a litz-wire with originally noninsulated strands, vacuum pressure impregnation (VPI) is used to insulate the subconductors. In one of the two cases studied, the VPI affected the AC resistance factor, but in the other case, it did not have any effect. However, more research is needed to determine the effect of the VPI on litz-wire with noninsulated strands. An empirical model is developed to calculate the AC resistance factor of a single-layer formwound winding. The model includes the end-winding length and the number of strands and turns. The end winding includes the circulating current (eddy currents that are traveling through the whole winding between parallel strands) and the main current. The end-winding length also affects the total AC resistance factor.