Il trapianto di cuore: metodi e tecnologie per la conservazione ed il trasporto dell’ organo

Nel corso degli ultimi due decenni il trapianto di cuore si è evoluto come il gold standard per il trattamento dell’insufficienza cardiaca allo stadio terminale. Rimane un intervento estremamente complesso; infatti due sono gli aspetti fondamentali per la sua buona riuscita: la corretta conservazione e metodo di trasporto. Esistono due diversi metodi di conservazione e trasporto: il primo si basa sul tradizionale metodo di protezione miocardica e sul trasporto del cuore con utilizzo di contenitori frigoriferi, mentre il secondo, più innovativo, si basa sull’ utilizzo di Organ Care System Heart, un dispositivo appositamente progettato per contenere il cuore e mantenerlo in uno stato fisiologico normotermico attivo simulando le normali condizioni presenti all’interno del corpo umano. La nuova tecnologia di Organ Care System Heart permette un approccio completamente diverso rispetto ai metodi tradizionali, in quanto non solo conserva e trasporta il cuore, ma permette anche il continuo monitoraggio ex-vivo delle sue funzioni, dal momento in cui il cuore viene rimosso dal torace del donatore fino all’ impianto nel ricevente. Il motivo principale che spinge la ricerca ad investire molto per migliorare i metodi di protezione degli organi è legato alla possibilità di ridurre il rischio di ischemia fredda. Questo termine definisce la condizione per cui un organo rimane privo di apporto di sangue, il cui mancato afflusso causa danni via via sempre più gravi ed irreversibili con conseguente compromissione della funzionalità. Nel caso del cuore, il danno da ischemia fredda risulta significativamente ridotto grazie all’utilizzo di Organ Care System Heart con conseguenti benefici in termini di allungamento dei tempi di trasporto, ottimizzazione dell’organo e più in generale migliori risultati sui pazienti.

Dispositivi di recupero energetico: la valvola di regolazione GreenValve del Politecnico di Milano

Oggetto della trattazione è il recupero di energia da parte di una valvola idraulica durante il processo di regolazione del flusso di corrente in un impianto. Questa valvola di regolazione, detta GreenValve, è un brevetto del Politecnico di Milano, ad opera del Prof. Ing. Stefano Malavasi coadiuvato da un gruppo di ricercatori e tesisti, tra i quali spicca il nome di Cecilia Paris. Cecilia ha incentrato il proprio lavoro sull’analisi teorica e sperimentale della “Valvola Verde”, ed è dalla sua Tesi che il suddetto elaborato trae ispirazione.

Analisi di aspetti di Security da attacchi informatici su Impianti di Processo

Gli impianti industriali moderni sono di tipo automatizzato, i processi sono cioè pilotati da un’unità di calcolo che fornisce i comandi necessari atti al corretto funzionamento dell’impianto. Queste tecnologie espongono le apparecchiature a problemi di Security, dunque attacchi volontari provenienti dall’esterno, al sistema di controllo. Esso può diventare la variabile manipolabile del terrorista informatico il quale può causare lo shut down del segnale o cambiare l’impostazione dei parametri di processo.Lo studio esposto si propone di identificare le possibili modalità di attacco e di individuare uno strumento sistematico che permetta di valutarne la vulnerabilità ad un possibile atto di sabotaggio. La procedura proposta è la PSC-SHaRP (Process System Cyber-Security Hazard Review Procedure) essa consta di due strutture chiamate rispettivamente Alpha e Beta. La metodologia è volta a individuare i potenziali pericoli posti dagli attacchi informatici piuttosto che a stimarne un profilo di rischio e/o probabilità di successo. La ShaRP Alpha, viene utilizzata per analizzare le conseguenze di deviazioni cyber su singole macchine presenti in impianto o sistemi modulari. La ShaRP Beta viene utilizzata per analizzare le conseguenze di attacchi cyber sul sistema costituito dall’impianto di processo. Essa è quindi in grado di analizzare le ripercussioni che manipolazioni su una o più apparecchiature possono avere sull’impianto nel suo complesso. Nell’ultima parte dell’elaborato sono state trattate le possibilità di accesso da parte del ‘’terrorista’’ al sistema di controllo e sicurezza, dunque i sistemi di gestione del DCS e del SIS e le barriere software e hardware che possono essere presenti.

Hydrogen sulphide rescues preeclampsia-like phenotype aggravated by high sFlt-1 in placenta growth factor (PlGF) deficiency

Placenta growth factor (PlGF) deficient mice are fertile at a Mendelian ratio. Interestingly, low maternal plasma levels of PlGF are strongly associated with early onset of preeclampsia, a pregnancy hypertensive disorder characterised by high blood pressure, proteinuria and fetal growth restriction. PlGF is increasingly being recognised as an early diagnostic biomarker, but the physiological importance of PlGF in the pathogenesis of preeclampsia is unknown. We investigated whether the decreased levels of PlGF in pregnancy exacerbate the fetal growth restriction associated with preeclampsia in the presence of high sFlt-1 and the potential of hydrogen sulphide to ameliorate these effects. Pregnant PlGF−/− mice were injected with adenovirus encoding sFlt-1 (Ad-sFlt-1) at 1 × 109 pfu/ml at E10.5 and mean arterial blood pressure (MAP), biochemical and histological analysis of maternal kidney, placenta and embryos were assessed at the end of pregnancy. Ad-sFlt-1 significantly increased MAP and induced severe glomerular endotheliosis in PlGF−/− mice compared to wild-type animals. Soluble Flt-1 also significantly elevated albumin–creatinine ratio and increased levels of urinary kidney injury molecule-1, a marker for proximal tubule injury. Furthermore, sFlt-1 over expression increased fetal resorption rate in the PlGF−/− mice and promoted abnormal placental vascularisation. To determine whether placental PlGF is critical for preventing fetal growth restriction associated with preeclampsia, we generated haploinsufficient PlGF+/− placentas and embryos in dams and exposed to high sFlt-1 environment. These mothers showed reduced fetal resorption, gestational hypertension and proteinuria when compared to pregnant PlGF−/− mice. Furthermore, treatment with hydrogen sulphide-releasing agent, GYY4137, significantly reduced resorption, hypertension and proteinuria observed in Ad-sFlt-1 treated pregnant PlGF−/− mice. Our study shows that placental PlGF is a critical protective factor against the damaging effects of high sFlt-1 associated with preeclampsia and activation of the hydrogen sulphide pathway may rescue preeclampsia phenotypes even under low PlGF environment.

Hydrogen sulphide rescues preeclampsia-like phenotype aggravated by high sFlt-1 in Placenta Growth Factor (PlGF) deficiency

INTRODUCTION: Low circulating levels of placenta growth factor (PlGF) is strongly associated with the onset of preeclampsia, a maternal hypertensive disorder characterized by high blood pressure and proteinuria after 20 weeks of gestation. Although, PlGF-deficient mice are born healthy and fertile at a Mendelian ratio, the physiological importance of PlGF in the pathogenesis of preeclampsia is unclear. We hypothesised that decreased levels of PlGF in pregnancy exacerbates the fetal growth restriction associated with preeclampsia in the presence of high sFlt-1. METHODS: Pregnant PlGF-/- mice were injected with adenovirus encoding sFlt-1 (Ad-sFlt-1) at high (i) 1.5x109 pfu/ml and low (ii) 0.5x109 pfu/ml doses. Mean arterial blood pressure (MBP), biochemical and histological assessments of maternal kidney, placenta and embryos were performed. RESULTS: Ad-sFlt-1 significantly increased MBP and induced severe glomerular endotheliosis in PlGF-/- mice at E10.5 gestation compared to wild-type animals. High sFlt-1 also significantly elevated albumincreatinine ratio and increased levels of urinary kidney injury molecule-1, a marker for proximal tubule injury.At a high dose of sFlt-1, there was complete fetal resorption in the pregnant PlGF-/- mice, and even the lower dose of sFlt-1 induced severe fetal resorption and abnormal placental vascularization. Hydrogen sulphide-releasing agent, GYY4137, significantly reduced resorption, hypertension and proteinuria in Ad-sFlt-1 treated pregnant PlGF-/- mice. To determine if placental PlGF is critical for preventing fetal growth restriction associated with preeclampsia, we generated haploinsufficient PlGF+/- placentas and embryos were generated in wild-time dams and exposed to high sFlt-1 environment. This resulted in reduced fetal resorption, gestational hypertension and proteinuria when compared to pregnant PlGF-/- mice. CONCLUSIONS: Placental PlGF is a critical protective factor against the damaging effects of high sFlt-1 in preeclampsia and the hydrogen sulphide pathway may rescue preeclampsia phenotypes.

Eating habits of a population undergoing a rapid dietary transition: portion sizes of traditional and non-traditional foods and beverages consumed by Inuit adults in Nunavut, Canada

Background: To determine the portion sizes of traditional and non-traditional foods being consumed by Inuit adults in three remote communities in Nunavut, Canada. Methods. A cross-sectional study was carried out between June and October, 2008. Trained field workers collected dietary data using a culturally appropriate, validated quantitative food frequency questionnaire (QFFQ) developed specifically for the study population. Results: Caribou, muktuk (whale blubber and skin) and Arctic char (salmon family), were the most commonly consumed traditional foods; mean portion sizes for traditional foods ranged from 10 g for fermented seal fat to 424 g for fried caribou. Fried bannock and white bread were consumed by >85% of participants; mean portion sizes for these foods were 189 g and 70 g, respectively. Sugar-sweetened beverages and energy-dense, nutrient-poor foods were also widely consumed. Mean portion sizes for regular pop and sweetened juices with added sugar were 663 g and 572 g, respectively. Mean portion sizes for potato chips, pilot biscuits, cakes, chocolate and cookies were 59 g, 59 g, 106 g, 59 g, and 46 g, respectively. Conclusions: The present study provides further evidence of the nutrition transition that is occurring among Inuit in the Canadian Arctic. It also highlights a number of foods and beverages that could be targeted in future nutritional intervention programs aimed at obesity and diet-related chronic disease prevention in these and other Inuit communities.

Life-history traits of two Salvelinus species and mercury concentrations in fish and prey in ten Canadian lakes (2006-2008)

Mercury concentrations ([Hg]) in Arctic food fish often exceed guidelines for human subsistence consumption. Previous research on two food fish species, Arctic char (Salvelinus alpinus) and lake trout (Salvelinus namaycush), indicates that anadromous fish have lower [Hg] than nonanadromous fish, but there have been no intraregional comparisons. Also, no comparisons of [Hg] among anadromous (sea-run), resident (marine access but do not migrate), and landlocked (no marine access) life history types of Arctic char and lake trout have been published. Using intraregional data from 10 lakes in the West Kitikmeot area of Nunavut, Canada, we found that [Hg] varied significantly among species and life history types. Differences among species-life history types were best explained by age-at-size and C:N ratios (indicator of lipid); [Hg] was significantly and negatively related to both. At a standardized fork length of 500 mm, lake trout had significantly higher [Hg] (mean 0.17 µg/g wet wt) than Arctic char (0.09 µg/g). Anadromous and resident Arctic char had significantly lower [Hg] (each 0.04 µg/g) than landlocked Arctic char (0.19 µg/g). Anadromous lake trout had significantly lower [Hg] (0.12 µg/g) than resident lake trout (0.18 µg/g), but no significant difference in [Hg] was seen between landlocked lake trout (0.21 µg/g) and other life history types. Our results are relevant to human health assessments and consumption guidance and will inform models of Hg accumulation in Arctic fish.

Observations on the Athenian judicial procedure on the subject of Lysias XXIII

It is thought that Lysias’ speech XXIII, Against Pancleon, was delivered in a paragraphe or ‘counter-indictment process’, called antigraphe in an initial phase. However a review of these concepts and, in general, of some aspects of Athenian judicial procedure has allowed us to conclude that the mentioned speech was made by the plaintiff, client of the logographer, against the defendant in a ‘action for false testimony’, dike pseudomartyrion.

La exploración del litoral atlántico norteafricano según el periplo de Hannón de Cartago

El periplo de Hannón, frente a las propuestas que lo interpretan como una obra literaria, creemos que recoge un periplo auténtico, que sólo alcanzó cabo Juby y algunas de las Islas Canarias. Las refundaciones cartaginesas fueron todas en la Mauretania fértil, en los 7 primeros días de la expedición. Desde el islote de Kérne, en la expedición primó una primera exploración de evaluación, indicativo de que se trataba de apenas 2 o 3 barcos, con una tripulación limitada, que evitaban enfrentamientos con la población local. Los intérpretes Lixítai parecen conocer todos los puntos explorados, el río Chrétes, los etíopes del Alto Atlas costero, el gran golfo caluroso que finalizaba en el Hespérou Kéras, el volcán Theôn Óchema, o las gentes salvajes que denominaban Goríllai. Probablemente la mayor sorpresa fuese encontrar un volcán activo, emitiendo lava, que pudo ser la razón última para redactar este periplo. La falta de agua, alimentos y caza como razón para finalizar la expedición exploratoria sólo es comprensible en un trayecto corto que alcanzó hasta el inicio del desierto del Sahara. Otro tanto sucede con la ausencia de ríos importantes al Sur del río Chrétes, una clara prueba de que no se alcanzaron latitudes ecuatoriales y que los barcos se fueron alejando de la costa norteafricana.

Self‐cleaning perovskite type catalysts for the dry reforming of methane

Gas-to-liquid processes are generally used to convert natural gas or other gaseous hydrocarbons into liquid fuels via an intermediate syngas stream. This includes the production of liquid fuels from biomass-derived sources such as biogas. For example, the dry reforming of methane is done by reacting CH4 and CO2, the two main components of natural biogas, into more valuable products, i.e., CO and H2. Nickel containing perovskite type catalysts can promote this reaction, yielding good conversions and selectivities; however, they are prone to coke laydown under certain operating conditions. We investigated the addition of high oxygen mobility dopants such as CeO2, ZrO2, or YSZ to reduce carbon laydown, particularly using reaction conditions that normally result in rapid coking. While doping with YSZ, YDC, GDC, and SDC did not result in any improvement, we show that a Ni perovskite catalyst (Na0.5La0.5Ni0.3Al0.7O2.5) doped with 80.9 ZrO2 15.2 CeO2 gave the lowest amount of carbon formation at 800 °C and activity was maintained over the operating time.

Sensitive and specific detection of viable Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis in raw milk by the Peptide-mediated magnetic separation (PMS)-phage assay

This study describes further validation of a previously described Peptide-mediated magnetic separation (PMS)-Phage assay, and its application to test raw cows’ milk for presence of viable Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP). The inclusivity and exclusivity of the PMS-phage assay were initially assessed, before the 50% limit of detection (LOD50) was determined and compared with those of PMS-qPCR (targeting both IS900 and f57) and PMS-culture. These methods were then applied in parallel to test 146 individual milk samples and 22 bulk tank milk samples from Johne’s affected herds. Viable MAP were detected by the PMS-phage assay in 31 (21.2%) of 146 individual milk samples (mean plaque count of 228.1 PFU/50 ml, range 6-948 PFU/50 ml), and 13 (59.1%) of 22 bulk tank milks (mean plaque count of 136.83 PFU/50 ml, range 18-695 PFU/50 ml). In contrast, only 7 (9.1%) of 77 individual milks and 10 (45.4%) of 22 bulk tank milks tested PMS-qPCR positive, and 17 (11.6%) of 146 individual milks and 11 (50%) of 22 bulk tank milks tested PMS-culture positive. The mean 50% limits of detection (LOD50) of the PMS-phage, PMS-IS900 qPCR and PMS-f57 qPCR assays, determined by testing MAP-spiked milk, were 0.93, 135.63 and 297.35 MAP CFU/50 ml milk, respectively. Collectively, these results demonstrate that, in our laboratory, the PMS-phage assay is a sensitive and specific method to quickly detect the presence of viable MAP cells in milk. However, due to its complicated, multi-step nature, the method would not be a suitable MAP screening method for the dairy industry.

Deterministic Genericity and the Computation of homological Invariants

The main goal of this thesis is to discuss the determination of homological invariants of polynomial ideals. Thereby we consider different coordinate systems and analyze their meaning for the computation of certain invariants. In particular, we provide an algorithm that transforms any ideal into strongly stable position if char k = 0. With a slight modification, this algorithm can also be used to achieve a stable or quasi-stable position. If our field has positive characteristic, the Borel-fixed position is the maximum we can obtain with our method. Further, we present some applications of Pommaret bases, where we focus on how to directly read off invariants from this basis. In the second half of this dissertation we take a closer look at another homological invariant, namely the (absolute) reduction number. It is a known fact that one immediately receives the reduction number from the basis of the generic initial ideal. However, we show that it is not possible to formulate an algorithm – based on analyzing only the leading ideal – that transforms an ideal into a position, which allows us to directly receive this invariant from the leading ideal. So in general we can not read off the reduction number of a Pommaret basis. This result motivates a deeper investigation of which properties a coordinate system must possess so that we can determine the reduction number easily, i.e. by analyzing the leading ideal. This approach leads to the introduction of some generalized versions of the mentioned stable positions, such as the weakly D-stable or weakly D-minimal stable position. The latter represents a coordinate system that allows to determine the reduction number without any further computations. Finally, we introduce the notion of β-maximal position, which provides lots of interesting algebraic properties. In particular, this position is in combination with weakly D-stable sufficient for the weakly D-minimal stable position and so possesses a connection to the reduction number.

Ottimizzazione e progettazione di un sistema di cogenerazione statica di energia elettrica tramite celle ad effetto Seebeck

La presente trattazione descrive l’ottimizzazione del prototipo di un generatore termoelettrico da integrare in caldaie a biomassa. La tecnologia termoelettrica consente di generare potenza elettrica a partire da un flusso di calore. Sebbene tale tecnologia presenti caratteristiche di elevata affidabilità e silenziosità, essa richiede ulteriori sforzi tecnologici nella ricerca dell’integrazione ottimale con un impianto termico, ed è inoltre necessaria una progettazione accurata dell’elettronica di controllo. Nella prima sezione del testo vengono descritti i principi fisici alla base di questa tecnologia e le tecniche per la conversione della potenza generata dai moduli termoelettrici (o ad effetto Seebeck) al fine di renderla fruibile da una tipica utenza domestica. Nel secondo capitolo si riporta lo stato dell’arte dell’applicazione della tecnologia termoelettrica in caldaie a biomassa e alcuni casi di implementazione recenti, sottolineando le configurazioni utilizzate, i principali problemi riscontrati nello sviluppo e nella sperimentazione, e le modifiche conseguentemente adottate per superarli. Il terzo capitolo analizza il prototipo sviluppato presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Bologna e descrive il processo di dimensionamento dei componenti meccanici e le proposte di ottimizzazione a seguito dei risultati dei primi collaudi. Viene infine sviluppato un modello matematico per confrontare, in funzione dei costi di produzione e di esercizio, le possibilità di sostituzione dei metodi di generazione di energia elettrica convenzionali con l’impianto di cogenerazione termoelettrica realizzato, considerando anche aspetti di impatto ambientale. Tali analisi e ottimizzazioni consistono in un primo miglioramento necessario a rendere la tecnologia termoelettrica applicabile alle caldaie a biomassa stand-alone e a permettere una generazione continua di energia elettrica nelle regioni in cui le infrastrutture sono poco affidabili.

In silico methods to evaluate Fracture Risk and Bone Mineral Density changes in patients undergoing Total Hip Replacement

La sostituzione totale d’anca è uno degli interventi chirurgici con le più alte percentuali di successo. Esistono due varianti di protesi d’anca che differiscono in base al metodo di ancoraggio all’osso: cementate (fissaggio tramite cemento osseo) e non cementate (fissaggio tramite forzamento). Ad oggi, i chirurghi non hanno indicazioni quantitative di supporto per la scelta fra le due tipologie di impianto, decidendo solo in base alla loro esperienza. Due delle problematiche che interessano le protesi non cementate sono la possibilità di frattura intra-operatoria durante l’inserimento forzato e il riassorbimento osseo nel periodo di tempo successivo all’intervento. A partire da rilevazioni densitometriche effettuate su immagini da TC di pazienti sottoposti a protesi d’anca non cementata, sono stati sviluppati due metodi: 1) per la valutazione del rischio di frattura intra-operatorio tramite analisi agli elementi finiti; 2) per la valutazione della variazione di densità minerale ossea (tridimensionalmente attorno alla protesi) dopo un anno dall’operazione. Un campione di 5 pazienti è stato selezionato per testare le procedure. Ciascuno dei pazienti è stato scansionato tramite TC in tre momenti differenti: una acquisita prima dell’operazione (pre-op), le altre due acquisite 24 ore (post 24h) e 1 anno dopo l’operazione (post 1y). I risultati ottenuti hanno confermato la fattibilità di entrambi i metodi, riuscendo inoltre a distinguere e a quantificare delle differenze fra i vari pazienti. La fattibilità di entrambe le metodologie suggerisce la loro possibilità di impiego in ambito clinico: 1) conoscere la stima del rischio di frattura intra-operatorio può servire come strumento di guida per il chirurgo nella scelta dell’impianto protesico ottimale; 2) conoscere la variazione di densità minerale ossea dopo un anno dall’operazione può essere utilizzato come strumento di monitoraggio post-operatorio del paziente.

Sviluppo e sperimentazione di un sistema "obstacle detection & collision avoidance" per velivoli multirotori

Il lavoro di tesi svolto riguarda lo sviluppo e la sperimentazione di un primo prototipo di sistema per l’obstacle detection e collision avoidance, capace di identificare un ostacolo e inibire i comandi del pilota in modo da evitare collisioni.