Interfacial growth in driven diffusive systems

We have studied the growth of interfaces in driven diffusive systems well below the critical temperature by means of Monte Carlo simulations. We consider the region beyond the linear regime and of large values of the external field which has not been explored before. The simulations support the existence of interfacial traveling waves when asymmetry is introduced in the model, a result previously predicted by a linear-stability analysis. Furthermore, the generalization of the Gibbs-Thomson relation is discussed. The results provide evidence that the external field is a stabilizing effect which can be considered as effectively increasing the surface tension.

Systematic weakly nonlinear analysis of interfacial instabilities in Hele-Shaw flows

We develop a systematic method to derive all orders of mode couplings in a weakly nonlinear approach to the dynamics of the interface between two immiscible viscous fluids in a Hele-Shaw cell. The method is completely general: it applies to arbitrary geometry and driving. Here we apply it to the channel geometry driven by gravity and pressure. The finite radius of convergence of the mode-coupling expansion is found. Calculation up to third-order couplings is done, which is necessary to account for the time-dependent Saffman-Taylor finger solution and the case of zero viscosity contrast. The explicit results provide relevant analytical information about the role that the viscosity contrast and the surface tension play in the dynamics of the system. We finally check the quantitative validity of different orders of approximation and a resummation scheme against a physically relevant, exact time-dependent solution. The agreement between the low-order approximations and the exact solution is excellent within the radius of convergence, and is even reasonably good beyond this radius.

Transolecranon anterior fracture dislocation.

Between January 1996 and July 2003, 93 consecutive patients operated on with a diagnosis of olecranon fractures were identified from our trauma unit files. Fourteen transolecranon fracture-dislocations were found after a retrospective X-radiographic evaluation. Eight patients were women and six were men, with a mean age of 54 years. There were 4 noncomminuted olecranon fractures, treated with K-wires and single tension-band wiring. The remaining 10 fractures were complex fractures, treated in 3 cases with multiple K-wires and single tension-band wiring, in 2 by use of one-third tubular plates, in 1 with a 3.5-mm dynamic compression plate, and in the remaining 4 with 3.5-mm reconstruction plates. Ligament repair was not performed in any case. Three patients needed reoperation because of early failure of primary fixation. Patients were reviewed at a mean follow-up of 3.6 years. Two reported difficulties in daily activities, none with any symptoms of elbow instability. According to the Broberg and Morrey score, 4 patients had excellent results, 6 had good results, 2 had fair results, and 2 had poor results. Four patients showed signs of degenerative arthritis on the radiographs obtained at follow-up. We conclude that transolecranon fracture-dislocation is an underreported and misdiagnosed injury. Various fixation techniques can restore the anatomic relationships and contour of the trochlear notch; the imperative goal is to obtain a good stable primary fixation and allow early active mobilization.

Dynamical scaling of imbibition in columnar geometries

compatible with the usual nonlocal model governed by surface tension that results from a macroscopic description. To explore this discrepancy, we exhaustively analyze numerical integrations of a phase-field model with dichotomic columnar disorder. We find that two distinct behaviors are possible depending on the capillary contrast between the two values of disorder. In a high-contrast case, where interface evolution is mainly dominated by the disorder, an inherent anomalous scaling is always observed. Moreover, in agreement with experimental work, the interface motion has to be described through a local model. On the other hand, in a lower-contrast case, the interface is dominated by interfacial tension and can be well modeled by a nonlocal model. We have studied both spontaneous and forced-flow imbibition situations, giving a complete set of scaling exponents in each case, as well as a comparison to the experimental results.

Dynamics of the two-dimensional gonihedric spin model

In this paper, we study dynamical aspects of the two-dimensional (2D) gonihedric spin model using both numerical and analytical methods. This spin model has vanishing microscopic surface tension and it actually describes an ensemble of loops living on a 2D surface. The self-avoidance of loops is parametrized by a parameter ¿. The ¿=0 model can be mapped to one of the six-vertex models discussed by Baxter, and it does not have critical behavior. We have found that allowing for ¿¿0 does not lead to critical behavior either. Finite-size effects are rather severe, and in order to understand these effects, a finite-volume calculation for non-self-avoiding loops is presented. This model, like his 3D counterpart, exhibits very slow dynamics, but a careful analysis of dynamical observables reveals nonglassy evolution (unlike its 3D counterpart). We find, also in this ¿=0 case, the law that governs the long-time, low-temperature evolution of the system, through a dual description in terms of defects. A power, rather than logarithmic, law for the approach to equilibrium has been found.

Production et évaluation de l'anticorps NIMP-R14 pour dépléter chroniquement les neutrophiles chez un modèle expérimental d'athérosclérose avancée : la souris ApoE-/- 2 reins-1clip (2K1C)

L'athérosclérose (ATS) est une maladie artérielle inflammatoire chronique à l'origine des nombreuses maladies cardiovasculaires que sont l'infarctus du myocarde, l'accident vasculaire cérébral ou encore l'artériopathie oblitérante des membres inférieurs. L'ATS se définit comme la formation de plaques fibro-lipidiques dans l'intima des artères. Les facteurs de risque majeurs associés à l'ATS sont l'hypertension, l'hypercholestérolémie, le tabagisme, le diabète, la sédentarité, ou encore des prédispositions génétiques. L'ATS peut être asymptomatique durant des années ou alors engendrer des complications aiguës pouvant parfois mettre le pronostic vital en jeu. Les complications les plus graves surviennent principalement lors de la rupture d'une plaque athéromateuse dite vulnérable ou instable. En effet, cette dernière peut se rompre et entraîner la formation d'un thrombus artériel occlusif avec, pour conséquence, l'ischémie/nécrose des tissus en aval. Prévenir le développement de la plaque vulnérable et/ou la « stabiliser » permettrait donc de prévenir les complications cliniques de l'ATS. Cet objectif requiert une connaissance éclairée des mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la physiopathologie de l'ATS et de la plaque vulnérable. Les travaux expérimentaux menés au sein du laboratoire du service d'angiologie du CHUV sous la direction du Prof. Lucia Mazzolai ont montré que l'angiotensine II (ang II), produit final de la cascade du système rénine-angiotensine, joue un rôle majeur dans la « vulnérabilité » des plaques athéromateuses (1). Ces travaux ont été réalisés à partir d'un modèle animal original développant des plaques d'ATS vulnérables dépendantes de l'ang II: la souris ApoE-/- 2 reins-1 clip (2K1C). Plus récemment, le laboratoire d'angiologie a mis en évidence une implication directe des leucocytes, plus précisément des macrophages et des lymphocytes T CD4+, dans l'athérogenèse ang II-dépendante (2,3). Dernièrement, des travaux ont également suggéré un rôle possible des granulocytes neutrophiles dans l'ATS (4,5,6,7). Toutefois, les études sont encore limitées de sorte que le rôle exact des neutrophiles dans l'ATS et plus spécialement dans l'ATS induite par l'ang II reste à démontrer. Une des recherches actuelles menée dans le laboratoire est donc d'étudier le rôle des neutrophiles dans le développement de la plaque athéromateuse vulnérable à partir du modèle animal, la souris ApoE-/- 2K1C. Pour évaluer le rôle direct des neutrophiles chez notre modèle animal, nous avons choisi comme méthode la déplétion des neutrophiles circulants par l'utilisation d'un anticorps spécifique. Il a été reporté dans la littérature que l'anticorps monoclonal NIMP-R14 3 permettait de dépléter sélectivement in vivo les neutrophiles dans différents modèles murins (8,9). Cependant, ces études ont utilisé cet anticorps anti-neutrophiles majoritairement sur des périodes expérimentales de durées relativement limitées (12-14 jours) et la question s'est donc posée de savoir si cet anticorps pouvait aussi dépléter les neutrophiles chez notre modèle animal, qui requiert une période expérimentale de 4 semaines pour développer des plaques vulnérables (1). Le but de ce travail a donc été de produire l'anticorps NIMP-R14 et d'évaluer son efficacité chez la souris ApoE-/- 2K1C qui développe des plaque d'ATS vulnérables dépendantes de l'ang II.

Contribution of macroporosity to water flux of a soil under different tillage systems

In view of the importance of the macroporosity for the water transport properties of soils, its quantitative assessment is a challenging task. Measurements of hydraulic conductivity (K) at different soil water tensions and the quantification of water-conducting macropores (θM) of a soil under different tillage systems could help understand the effects on the soil porous system and related hydraulic properties. The purpose of this study was to assess the effects of Conventional Tillage (CT), Chisel Plow (CP) and No Tillage (NT) on θM and on K; and to quantify the contribution of macroporosity to total water flux in a loam soil. A tension disc infiltrometer was used at two soil water pressure heads (-5 cm, and 0) to infer θM and K, during fallow. Macroporosity was determined based on the flow contribution between 0 and -5 cm water potentials (K0, K5, respectively), according to the Hagen-Poiseuille equation. The K0 values were statistically higher for CT than for NT and CP. The K5 values did not differ statistically among treatments. The mean K values varied between 0.20 and 3.70 cm/h. For CT, θM was significantly greater than for CP and NT, following the same trend as K0. No differences in θM were detected between CP and NT. With CT, the formation of water-conducting macropores with persistence until post-harvest was possible, while under CP preparation, the water-conducting macropores were not persistent. These results support the idea that tillage affects the soil water movement mainly by the resulting water-conducting macropores. Future studies on tillage effects on water movement should focus on macroporosity.

Pressure-dependent scaling scenarios in experiments of spontaneous imbibition

The scaling properties of the rough liquid-air interface formed in the spontaneous imbibition of a viscous liquid by a model porous medium are found to be very sensitive to the magnitude of the pressure difference applied at the liquid inlet. Interface fluctuations change from obeying intrinsic anomalous scaling at large negative pressure differences, to being super-rough with the same dynamic exponent z¿3 at less negative pressure differences, to finally obeying ordinary Family-Vicsek scaling with z¿2 at large positive pressure differences. This rich scenario reflects the relative importance on different length scales of capillary and permeability disorder, and the role of surface tension and viscous pressure in damping interface fluctuations.

Viscous fingering in liquid crystals: Anisotropy and morphological transitions

We show that a minimal model for viscous fingering with a nematic liquid crystal in which anisotropy is considered to enter through two different viscosities in two perpendicular directions can be mapped to a twofold anisotropy in the surface tension. We numerically integrate the dynamics of the resulting problem with the phase-field approach to find and characterize a transition between tip splitting and side branching as a function of both anisotropy and dimensionless surface tension. This anisotropy dependence could explain the experimentally observed (reentrant) transition as temperature and applied pressure are varied. Our observations are also consistent with previous experimental evidence in viscous fingering within an etched cell and simulations of solidification.

Slow Dynamics of Ising Models with Energy Barriers

Using Monte Carlo simulations we study the dynamics of three-dimensional Ising models with nearest-, next-nearest-, and four-spin (plaquette) interactions. During coarsening, such models develop growing energy barriers, which leads to very slow dynamics at low temperature. As already reported, the model with only the plaquette interaction exhibits some of the features characteristic of ordinary glasses: strong metastability of the supercooled liquid, a weak increase of the characteristic length under cooling, stretched-exponential relaxation, and aging. The addition of two-spin interactions, in general, destroys such behavior: the liquid phase loses metastability and the slow-dynamics regime terminates well below the melting transition, which is presumably related with a certain corner-rounding transition. However, for a particular choice of interaction constants, when the ground state is strongly degenerate, our simulations suggest that the slow-dynamics regime extends up to the melting transition. The analysis of these models leads us to the conjecture that in the four-spin Ising model domain walls lose their tension at the glassy transition and that they are basically tensionless in the glassy phase.

Interface dynamics in Hele-Shaw flows with centrifugal forces. Preventing cusp singularities with rotation

A class of exact solutions of Hele-Shaw flows without surface tension in a rotating cell is reported. We show that the interplay between injection and rotation modifies the scenario of formation of finite-time cusp singularities. For a subclass of solutions, we show that, for any given initial condition, there exists a critical rotation rate above which cusp formation is suppressed. We also find an exact sufficient condition to avoid cusps simultaneously for all initial conditions within the above subclass.

Dynamical Systems approach to Saffman-Taylor fingering. A Dynamical Solvability Scenario

A dynamical systems approach to competition of Saffman-Taylor fingers in a Hele-Shaw channel is developed. This is based on global analysis of the phase space flow of the low-dimensional ordinary-differential-equation sets associated with the classes of exact solutions of the problem without surface tension. Some simple examples are studied in detail. A general proof of the existence of finite-time singularities for broad classes of solutions is given. Solutions leading to finite-time interface pinchoff are also identified. The existence of a continuum of multifinger fixed points and its dynamical implications are discussed. We conclude that exact zero-surface tension solutions taken in a global sense as families of trajectories in phase space are unphysical because the multifinger fixed points are nonhyperbolic, and an unfolding does not exist within the same class of solutions. Hyperbolicity (saddle-point structure) of the multifinger fixed points is argued to be essential to the physically correct qualitative description of finger competition. The restoring of hyperbolicity by surface tension is proposed as the key point to formulate a generic dynamical solvability scenario for interfacial pattern selection.

Viscous fingering as a paradigm of interfacial pattern formation: Recent results and new challenges

We review recent results on dynamical aspects of viscous fingering. The Saffman¿Taylor instability is studied beyond linear stability analysis by means of a weakly nonlinear analysis and the exact determination of the subcritical branch. A series of contributions pursuing the idea of a dynamical solvability scenario associated to surface tension in analogy with the traditional selection theory is put in perspective and discussed in the light of the asymptotic theory of Tanveer and co-workers. The inherently dynamical singular effects of surface tension are clarified. The dynamical role of viscosity contrast is explored numerically. We find that the basin of attraction of the Saffman¿Taylor finger depends on viscosity contrast, and that the sensitivity to this parameter is maximal in the usual limit of high viscosity contrast. The competing attractors are identified as closed bubble solutions. We briefly report on recent results and work in progress concerning rotating Hele-Shaw flows, topological singularities and wetting effects, and also discuss future directions in the context of viscous fingering

Luis Cernuda: platonic emotiveness versus presocratic-aristotelian mind

The aim of this article is to show how, although the poet finds himself materialist or both Presocratic and Aristotelian, his poetic emotiveness is truly Platonic or idealist, so that that tension between reality and desire with the help of which his poetry has always been defined becomes once more confirmed thanks to the analysis of his poems from a philosophical rather than a literary point of view.

Major impact of body position on arterial stiffness indices derived from radial applanation tonometry in pregnant and non pregnant woman

Pendant la grossesse, la pression artérielle reste stable malgré une nette augmentation du volume d'éjection systolique et du débit cardiaque. Cette stabilité vient d'un côté d'une vasodilatation périphérique entraînant une diminution des résistances périphériques et d'un autre côté d'une moindre rigidité des principales artères notamment l'aorte. En conséquence, l'amplitude des ondes de pouls est atténuée, de même que leur vitesse de propagation dans le sens tant antérogade que rétrograde (ondes réfléchies). Les ondes réfléchies tendent ainsi à atteindre l'aorte ascendante plus tard durant la systole, voire durant la diastole, ce qui peut contribuer à diminuer la pression puisée. La prééclampsie perturbe massivement ce processus d'adaptation. Il s'agit d'une maladie hypertensive de la grossesse engendrant une importante morbidité et mortalité néonatale et maternelle. Il est à remarquer que la diminution de la rigidité artérielle n'est pas observée chez les patientes atteintes avec pour conséquence une forte augmentation de la pression systolique centrale (aortique) par les ondes réfléchies. Ce fait a été établi grâce à l'existence de la tonométrie d'aplanation, une méthode permettant l'évaluation non invasive de l'onde de pouls centrale. Dans cette méthode, un senseur de pression piézo-électrique permet de capter l'onde de pouls périphérique, le plus souvent sur l'artère radiale. Par la suite, un algorithme validé permet d'en déduire la forme de l'onde de pouls centrale et de visualiser à quel moment du cycle cardiaque s'y ajoutent les ondes réfléchies. Plusieurs études font état d'une forte augmentation de la pression systolique centrale par les ondes réfléchies chez les patientes atteintes de prééclampsie, suggérant l'utilisation de cette méthode pour le diagnostic et le monitoring voire pour le dépistage de ces patientes. Pour atteindre ce but, il est nécessaire d'établir des normes en rapport notamment avec l'âge gestationnel. Dans la littérature, les données pertinentes actuellement disponibles sont variables, voire contradictoires. Par exemple, les ondes réfléchies proéminentes dans la partie diastolique de l'onde de pouls centrale disparaissaient chez des patientes enceintes au 3eme trimestre comparées à des contrôles non enceintes dans une étude lausannoise, alors que deux autres études présentent l'observation contraire. Autre exemple, certains auteurs décrivent une diminution progressive de l'augmentation systolique jusqu'à l'accouchement alors que d'autres rapportent un nadir aux environs du 6ème mois, suivi d'un retour à des valeurs plus élevées en fin de grossesse. Les mesures effectuées dans toutes ces études différaient dans leur exécution, les patientes étant notamment dans des postions corporelles différentes (couchées, semi-couchées, assises, en décubitus latéral). Or nous savons que le status hémodynamique est très sensible aux changements de position, particulièrement durant la grossesse où l'utérus gravide est susceptible d'avoir des interactions mécaniques avec les veines et possiblement les artères abdominales. Ces différences méthodologiques pourraient donc expliquer, au moins en partie, l'hétérogénéité des résultats concernant l'onde de pouls chez la femme enceinte, ce qui à notre connaissance n'a jamais été exploré. Nous avons mesuré l'onde de pouls dans les positions assise et couchée chez des femmes enceintes, au 3eme trimestre d'une grossesse non compliquée, et nous avons effectué une comparaison avec des données similaire obtenues chez des femmes non enceintes en bonne santé habituelle. Les résultats montrent que la position du corps a un impact majeur sur la forme de l'onde de pouls centrale. Comparée à la position assise, la position couchée se caractérise par une moindre augmentation systolique et, par contraste, une augmentation diastolique plus marquée. De manière inattendue, cet effet s'observe aussi bien en présence qu'en l'absence de grossesse, suggérant que la cause première n'en réside pas dans les interactions mécaniques de l'utérus gravide avec les vaisseaux sanguins abdominaux. Nos observations pourraient par contre être expliquées par l'influence de la position du corps, via un phénomène hydrostatique simple, sur la pression transmurale des artères éloignées du coeur, tout particulièrement celles des membres inférieurs et de l'étage abdominal. En position verticale, ces vaisseaux augmenteraient leur rigidité pour résister à la distension de leur paroi, ce qui y accroîtrait la vitesse de propagation des ondes de pression. En l'état, cette explication reste hypothétique. Mais quoi qu'il en soit, nos résultats expliquent certaines discordances entre les études conduites à ce jour pour caractériser l'influence de la grossesse physiologique sur la forme de l'onde de pouls central. De plus, ils indiquent que la position du corps doit être prise en compte lors de toute investigation utilisant la tonométrie d'applanation pour déterminer la rigidité des artères chez les jeunes femmes enceintes ou non. Il sera aussi nécessaire d'en tenir compte pour établir des normes en vue d'une utilisation de la tonométrie d'aplanation pour dépister ou suivre les patientes atteintes de prééclampsie. Il serait enfin intéressant d'évaluer si l'effet de la position sur la forme de l'onde de pouls central existe également dans l'autre sexe et chez des personnes plus âgées.