A pilot study to evaluate the safety, tolerance, and efficacy of a novel stationary antral balloon (SAB) for obesity

Background: A 150 cm(3) pear-shaped gastric balloon with a 30 cm-long duodenal stem and a 7 g metallic weight at its distal end was designed and developed to facilitate weight loss by (a) delaying gastric emptying thus enhancing interprandial satiety, and (b) stimulating antral and duodenal receptors of satiation. Methods: Twenty-six patients (body mass index of 29 to 40 kg/m(2)) who failed to lose weight despite dietary intervention underwent endoscopic implantation of the balloon device. Patients were monitored for tolerance to the balloon, complications, weight loss, and compliance with a restricted caloric intake. Results: Six men and 20 women with a median body weight of 93.0kg (range, 73.5 to 119.9), median body mass index 34.3 kg/m(2) (range, 28.8 to 39.5) underwent balloon implantation for a median period of 4.0 months (range, 0.75 to 6.0). Twenty-two patients successfully complied with a 1250 to 1500 kcal daily diet restriction during the study period. Median weight reduction was 6.5 kg (range, 3.7 to 19.9). Patients with initial body weight of > 90 kg tended to loose more weight (8.1 kg) than patients weighing < 90 kg (4.5 kg) (P = 0.14). Nine patients with dwell times of 6 months lost 11.5 +/- 4.6 kg. The balloon malfunctioned in 4 patients (in I patient, the balloon leaked spontaneously but remained in the stomach and in 3 patients, the balloon migrated distally). Conclusions: Our novel balloon device may be effective in inducing weight loss by promoting compliance with a restricted caloric intake and is well tolerated due to its small size. Complications resulted from balloon rupture, which can be easily prevented by enhancements in design and use of alternative materials.

Change in Predicted 10-Year Cardiovascular Risk Following Roux-en-Y Gastric Bypass Surgery: Who Benefits?

The risk of developing cardiovascular disease is higher in obese than in non-obese individuals. Surgery for obesity is effective in reducing weight and resolution of diabetes, hypertension, and dyslipidemia. Our aim was to assess the estimated 10-year cardiovascular risk of obese patients before and after treatment of obesity with a gastric bypass. Weight, body mass index systolic and diastolic blood pressure, lipid profile, glycemia, and history of cardiovascular disease were obtained for obese patients before and 2 years after Roux-en-Y gastric bypass surgery. Ten-year cardiovascular risk was calculated using the Framingham score. Forty-two patients were included in the study. We observed a significant reduction (p < 0.05) of 10-year cardiovascular risk mainly associated with weight reduction and improvement of comorbidities associated with obesity. The benefits were greater among patients who already presented known risk factors such as diabetes and hypertension. Superobese patients benefited as early as 2 years after surgery, when weight loss was greater. Weight loss secondary to surgery was sustained after 2 years and promoted improvement of comorbidities, with an important reduction of 10-year cardiovascular risk especially among patients with previous risk factors.

Metformin & lifestyle intervention prevent Type 2 diabetes: lifestyle intervention has the greater effect

Diabetes mellitus is now occurring in epidemic proportions in many countries. Owing to the limited effectiveness of drug prophylaxis of diabetic complications after diabetes has developed, it may be more appropriate to investigate ways to prevent the onset of diabetes. A recent trial published by the Diabetes Prevention Programme Research Group investigated whether lifestyle changes or metformin were effective in delaying the onset of diabetes in subjects with impaired glucose tolerance. The goals of the intensive lifestyle intervention were to achieve and maintain a weight reduction of 7% through a low-calorie, low-fat diet and to engage in physical activity of moderate intensity, such as brisk walking, for at least 150 min/week. The effectiveness of the intensive lifestyle intervention on body weight was initially quite good but decreased over time. Metformin caused some weight loss but to a lesser extent than the intensive lifestyle intervention. Both therapies decreased the fasting plasma glucose levels to a similar extent initially. The intensive lifestyle intervention decreased plasma glycosylated haemoglobin levels to a greater extent than metformin. Both intensive lifestyle intervention and metformin reduced the incidence of diabetes, with the lifestyle intervention having the greater effect.

Improving the environmental performance of bedding products by using life cycle assessment at the design stage

Improvement of the environmental performance of processes and products is a common objective in industry, and has been receiving increased attention in recent years. The main objective of this work is to evaluate the potential environmental impact of two bedding products, a polyurethane foam mattress (PFM) and a pocket spring mattress (PSM). These two types are the most common mattresses used in Europe. A Life Cycle Assessment (LCA) shows that the PFM has a higher environmental impact than the PSM. For both products the main cause of environmental impact is the manufacturing process, respectively the polyurethane foam block moulding process for the PFM, and the pocket spring nucleus process for the PSM. A scenario analysis shows the possibility of reducing the environmental impact of the products’ life cycle using an alternative End-of-Life scenario, resorting to incineration rather than landfill. Two strategies were also studied in order to reduce the environmental impact of the PFM: (1) reutilization of foam that was sent to the waste system management, and (2) a 20% weight reduction of the polyurethane foam. The second strategy has proven to be the most effective.

Mechanical and thermal characterization of a structural polyurethane adhesive modified with thermally expandable particles

Thermally expandable particles (TEPs) are used in a wide variety of applications by industry mainly for weight reduction and appearance improvement for thermoplastics, inks, and coatings. In adhesive bonding, TEPs have been used for recycling purposes. However, TEPs might be used to modify structural adhesives for other new purposes, such as: to increase the joint strength by creating an adhesive functionally modified along the overlap of the joint by gradual heating and/or to heal the adhesive in case of damage. In this study, the behaviour of a structural polyurethane adhesive modified with TEPs was investigated as a preliminary study for further investigations on the potential of TEPs in adhesive joints. Tensile bulk tests were performed to get the tensile properties of the unmodified and TEPs-modified adhesive, while Double Cantilever Beam (DCB) test was performed in order to evaluate the resistance to mode I crack propagation of unmodified and TEPs-modified adhesive. In addition, in order to investigate the behaviour of the particles while encapsulated in adhesives, a thermal analysis was done. Scanning electron microscopy (SEM) was used to examine the fracture surface morphology of the specimens. The fracture toughness of the TEPs-modified adhesive was found to increase by addition of TEPs, while the adhesive tensile strength at yield decreased. The temperature where the particles show the maximum expansion varied with TEPs concentration, decreasing with increasing the TEPs content.

Influência do tipo de adesivo em juntas híbridas soldadas-adesivas

A necessidade de utilizar métodos de ligação entre componentes de forma mais rápida, eficaz e com melhores resultados, tem causado a crescente utilização das juntas adesivas, em detrimento dos métodos tradicionais de ligação tais como a soldadura, brasagem, ligações aparafusadas e rebitadas. A utilização das juntas adesivas tem vindo a aumentar em diversas aplicações industriais por estas apresentarem vantagens das quais se destacam a redução de peso, redução de concentrações de tensões e facilidade de fabrico. No entanto, também apresentam desvantagens, como a necessidade de preparação das juntas e o descentramento da carga aplicada que provoca efeitos de flexão, os quais dão origem a tensões normais na direcção da espessura do adesivo (tensões de arrancamento), afectando assim a resistência da junta. A combinação da ligação adesiva com a soldadura por pontos permite algumas vantagens em comparação com as juntas adesivas tradicionais como a maior resistência, aumento da rigidez, melhor resistência ao corte e arrancamento e também à fadiga. Neste trabalho é apresentado um estudo experimental e numérico de juntas de sobreposição simples adesivas e híbridas (adesivas-soldadas). Os adesivos utilizados são o Araldite AV138®, apresentado como sendo frágil, e os adesivos Araldite 2015® e Sikaforce® 7752, intitulados como adesivos dúcteis. Foram considerados substratos de aço (C45E) em juntas com diferentes comprimentos de sobreposição ( ), que foram sujeitas a esforços de tracção. Foi realizada uma análise dos valores experimentais e efectuada uma comparação destes valores com os resultados obtidos por Elementos Finitos (EF) no software ABAQUS®, que incluiu uma análise de tensões na camada de adesivo e previsão do comportamento das juntas por Modelos de Dano Coesivo (MDC). A análise por MDC permitiu obter os modos de rotura, as curvas força-deslocamento e a resistência das juntas com bastante precisão, com excepção das juntas coladas com o adesivo Sikaforce® 7752. Estes resultados permitiram validar a técnica de modelação proposta para as juntas coladas e híbridas, o que representa uma base para posterior aplicação desta técnica em projecto, com as vantagens decorrentes da redução do tempo de projecto e maior facilidade de optimização.

Estudo comparativo da resistência à tração de juntas adesivas de sobreposição simples e dupla

O método de união com ligações adesivas está cada vez mais a ser utilizado na conceção de estruturas mecânicas, por causa das vantagens significativas desta técnica em comparação com as ligações tradicionais. De facto, as juntas com ligação adesiva estão sob investigação intensa há bastante tempo. Entre as vantagens, destaca-se a redução de peso e possibilidade de unir diferentes materiais, incluindo compósitos, sem danificar as estruturas a ligar. Os adesivos comerciais variam desde resistentes e frágeis (por exemplo, Araldite® AV138) a menos resistentes e dúcteis (por exemplo, Araldite® 2015). Uma nova família de adesivos de poliuretano combina elevada resistência e ductilidade (por exemplo, Sikaforce® 7888). Este trabalho compara o desempenho à tração dos três adesivos supracitados, em juntas de alumínio (Al6082-T651) de sobreposição simples e dupla, com variação dos valores de comprimento de sobreposição (LO). A análise numérica de modelos de dano coesivo (MDC) foi realizada para analisar as tensões de arrancamento (oy) e as de corte (txy) na camada adesiva, para estudar a variável de dano do MDC durante o processo de rotura e para avaliar a capacidade MDC na previsão da resistência da junta. A análise da resistência e da variável de dano ajudou na compreensão das diferenças entre os adesivos no que se refere ao processo de rotura e resistência da junta. Observou-se que as juntas de sobreposição dupla apresentam uma distribuição de tensões bastante mais favorável relativamente às juntas de sobreposição simples, principalmente devido à eliminação da flexão do substrato interior. Como resultado, a resistência destas juntas foi tipicamente superior ao dobro da observada para as juntas de sobreposição simples, com exceção de algumas configurações de junta em que houve plastificação extensa ou mesmo rotura dos substratos por tração. O trabalho proposto permitiu também concluir que as previsões MDC são tipicamente precisas, e qual a família de adesivos é mais adequada para cada configuração de junta, com a clara vantagem para o Sikaforce® 7888. Como resultado deste trabalho, foram propostas diretrizes de conceção para juntas adesivas.

A Study on Microstructure Characteristics of TEPs-modified Adhesives

Thermally expandable particles (TEPs) were developed by Dow Chemical Co in the early 1970´s [1] and were further developed by others [2, 3]. They are particles made up of a thermoplastic shell filled with liquid hydrocarbon. On heating them, two transformations will occur. One is the softening of shell material and the other is the gasification of the hydrocarbon liquid inside it. As a consequence, the shell will expand as the gas inside it will push the softened shell from inside out causing it to grow in size [4]. When fully expanded, the growth in volume of the particle can be from 50 to 100 times [3]. Owing to this unique behaviour, TEPs are used by the industry in a wide variety of applications mainly for weight reduction and appearance improvement for thermoplastics, inks, and coatings. In adhesive bonding, TEPs have been used for recycling purposes. Moreover, TEPs might be used to modify structural adhesives for other new purposes, such as: to increase the joint strength by creating an adhesive functionally modified along the overlap of the joint by gradual heating and/or to heal the adhesive in case of damage.

Estudo e otimização de juntas do tipo Tpeel soldadas, adesivas e híbridas

A necessidade de utilizar métodos de ligação que melhor satisfaçam as necessidades de projeto tem causado a crescente utilização das juntas adesivas, em detrimento dos métodos tradicionais tais como a soldadura, ligações aparafusadas e rebitadas. A sua utilização em diversas aplicações industriais justifica-se pela redução de peso, redução de concentrações de tensões, isolamento acústico e melhor resistência à corrosão. Contudo, também apresentam desvantagens, como a necessidade de preparação das juntas, a fraca resistência a esforços de arrancamento e a complexidade da previsão da sua resistência. As juntas híbridas são obtidas por combinação de uma técnica tradicional com uma ligação adesiva. As juntas híbridas adesivas-soldadas obtêm-se através da combinação da ligação adesiva com a ligação soldada, sendo a soldadura de resistência por pontos a técnica de soldadura mais usada no fabrico deste tipo de juntas. A sinergia entre ligação adesiva e soldadura por pontos oferece vantagens competitivas em relação às ligações adesivas, tais como superior resistência e rigidez, e maior resistência ao arrancamento e à fadiga. No presente trabalho é apresentado um estudo experimental e numérico de juntas T-peel soldadas, adesivas e híbridas (adesivas-soldadas) solicitadas ao arrancamento. Considerouse o adesivo frágil Araldite® AV138 e os adesivos dúcteis Araldite® 2015 e Sikaforce® 7752 e aderentes de aço (C45E). Foi realizada uma análise dos valores experimentais e efetuada uma comparação destes valores com os resultados obtidos pelo Método de Elementos Finitos (MEF) no software ABAQUS®, que incluiu uma análise de tensões na camada de adesivo e previsão do comportamento das juntas por MDC. Observou-se que, dos três adesivos em estudo, o adesivo Sikaforce® 7752 é o que apresenta o melhor desempenho na ligação de juntas T-peel. A boa concordância entre os resultados experimentais e numéricos permitiu validar a utilização de MDC para previsão da resistência de juntas T-peel adesivas e híbridas. Assim, o presente trabalho representa uma base para posterior aplicação no projeto deste tipo de ligação, com as vantagens decorrentes na redução do tempo de projeto e maior facilidade de otimização.

Estudo da resistência e mecanismos de dano em juntas adesivas entre materiais compósitos com defeitos de adesão

A necessidade de utilizar métodos de ligação entre componentes de forma mais rápida, eficaz e com melhores resultados tem causado a crescente utilização das juntas adesivas, em detrimento dos métodos tradicionais de ligação. A utilização das juntas adesivas tem vindo a aumentar em diversas aplicações industriais por estas apresentarem vantagens, das quais se destacam a redução de peso, redução de concentrações de tensões e facilidade de fabrico. No entanto, uma das limitações das juntas adesivas é a dificuldade em prever a resistência da junta após fabrico e durante a sua vida útil devido à presença de defeitos no adesivo. Os defeitos são normalmente gerados pela preparação inadequada das juntas ou degradação do adesivo devido ao ambiente (por exemplo, humidade), reduzindo a qualidade da ligação e influenciando a resistência da junta. Neste trabalho é apresentado um estudo experimental e numérico de juntas de sobreposição simples (JSS) com a inclusão de defeitos centrados na camada de adesivo para comprimentos de sobreposição (LO) diferentes. Os adesivos utilizados foram o Araldite® AV138, apresentado como sendo frágil, e o adesivo Sikaforce® 7752, intitulado como adesivo dúctil. A parte experimental consistiu no ensaio à tração das diferentes JSS permitindo a obtenção das curvas força-deslocamento (P-δ). A análise numérica por modelos de dano coesivo (MDC) foi realizada para analisar as tensões de arrancamento ((σy) e as tensões de corte (τxy) na camada adesiva, para estudar a variável de dano do MDC durante o processo de rotura e para avaliar a capacidade dos MDC na previsão da resistência da junta. Constatou-se um efeito significativo dos defeitos de diferentes dimensões na resistência das juntas, que também depende do tipo de adesivo utilizado e do valor de LO. Os modelos numéricos permitiram a descrição detalhada do comportamento das juntas e previsão de resistência, embora para o adesivo dúctil a utilização de uma lei coesiva triangular tenha provocado alguma discrepância relativamente aos resultados experimentais.

Comparação de técnicas analíticas e numéricas para previsão de resistência de juntas adesivas de sobreposição simples

As juntas adesivas têm vindo a ser usadas em diversas áreas e contam com inúmeras aplicações práticas. Devido ao fácil e rápido fabrico, as juntas de sobreposição simples (JSS) são um tipo de configuração bastante comum. O aumento da resistência, a redução de peso e a resistência à corrosão são algumas das vantagens que este tipo de junta oferece relativamente aos processos de ligação tradicionais. Contudo, a concentração de tensões nas extremidades do comprimento da ligação é uma das principais desvantagens. Existem poucas técnicas de dimensionamento precisas para a diversidade de ligações que podem ser encontradas em situações reais, o que constitui um obstáculo à utilização de juntas adesivas em aplicações estruturais. O presente trabalho visa comparar diferentes métodos analíticos e numéricos na previsão da resistência de JSS com diferentes comprimentos de sobreposição (LO). O objectivo fundamental é avaliar qual o melhor método para prever a resistência das JSS. Foram produzidas juntas adesivas entre substratos de alumínio utilizando um adesivo époxido frágil (Araldite® AV138), um adesivo epóxido moderadamente dúctil (Araldite® 2015), e um adesivo poliuretano dúctil (SikaForce® 7888). Consideraram-se diferentes métodos analíticos e dois métodos numéricos: os Modelos de Dano Coesivo (MDC) e o Método de Elementos Finitos Extendido (MEFE), permitindo a análise comparativa. O estudo possibilitou uma percepção crítica das capacidades de cada método consoante as características do adesivo utilizado. Os métodos analíticos funcionam apenas relativamente bem em condições muito específicas. A análise por MDC com lei triangular revelou ser um método bastante preciso, com excepção de adesivos que sejam bastante dúcteis. Por outro lado, a análise por MEFE demonstrou ser uma técnica pouco adequada, especialmente para o crescimento de dano em modo misto.

Lightweight adjustable partition system: evaluation of resistance to horizontal loads and functional failure from impacts

This paper presents and discusses the results of the serviciability and use condition tests carried on an innovative solution for partitions, designated AdjustMembrane developed within a research project. The proposed system is a modular non-loadbearing wall, tensioned between the pavements and ceiling slabs, which are used as anchoring elements. It allows several advantages, related with the weight reduction to achieve a good sustainable performance, such as the reduction of construction costs, energy, and materials, and it is easy to recycle and to reuse, allowing self-construction. Apart from a general presentation of the partition technology, this paper presents and discusses the results of experimental tests carried out. From the results obtained, it is possible to conclude that the solution fulfils the requirements for this typology of wall in terms of resistance to horizontal loads induced by soft and hard body impacts.

Designing next generation car washing machines with rotary brushes

Tese de Doutoramento - Leaders for Technical Industries (LTI) - MIT Portugal

Effects of Sibutramine on the Treatment of Obesity in Patients with Arterial Hypertension

OBJECTIVE: To assess the effects of weight reduction with 10mg of sibutramine or placebo on blood pressure during 24 hours (ambulatory blood pressure monitoring), on left ventricular mass, and on antihypertensive therapy in 86 obese and hypertensive patients for 6 months. METHODS: The patients underwent echocardiography, ambulatory blood pressure monitoring, and measurement of the levels of hepatic enzymes prior to and after treatment with sibutramine or placebo. RESULTS: The group using sibutramine had a greater weight loss than that using placebo (6.7% versus 2.5%; p<0.001), an increase in heart rate (78.3±7.3 to 82±7.9 bpm; p=0.02), and a reduction in the left ventricular mass/height index (105±29.3 versus 96.6±28.58 g/m; p=0.002). Both groups showed similar increases in the levels of alkaline phosphatase and comparable adjustments in antihypertensive therapy; blood pressure, however, did not change. CONCLUSION: The use of sibutramine caused weight loss and a reduction in left ventricular mass in obese and hypertensive patients with no interference with blood pressure or with antihypertensive therapy.

Blunted glucose-induced thermogenesis in 'overweight' patients: a factor contributing to relapse of obesity.

Glucose-induced thermogenesis was studied in 12 overweight patients (9F and 3M) before (mean body weight +/- s.e.m. 83 +/- 2 kg) and after weight loss (68 +/- 2 kg), and in eight of the same patients following relapse of body weight gain (84 +/- 5 kg). Expressed as a percentage of the energy content of the 100 g oral glucose load, glucose-induced thermogenesis was lower in the overweight before weight loss (6.5 +/- 0.5 per cent, P less than 0.05), after weight loss (3.9 +/- 0.6 per cent, P less than 0.01) and after weight regain (6.3 +/- 0.9 per cent, P less than 0.05) than in a group of lean control subjects, matched for sex and age (8.3 +/- 0.5 per cent). Basal energy expenditure was lower after weight reduction than before (1.16 +/- 0.04 vs 1.41 +/- 0.08 kcal/min, P less than 0.01). In the formerly overweight patients, the combined effect of a decreased basal energy expenditure and an attenuation of glucose induced thermogenesis resulted in a postprandial energy expenditure which was markedly lower than in the overweight state (P less than 0.001). Following relapse of obesity, glucose-induced thermogenesis remained attenuated compared to control subjects. These results suggest that a lowered basal energy expenditure and a reduced glucose-induced thermogenesis contribute to the positive energy balance which results in relapse of body weight gain after cessation of a hypocaloric diet.