A system to assess the stability of airborne nanoparticle agglomerates under aerodynamic shear

Stability of airborne nanoparticle agglomerates is important for occupational exposure and risk assessment in determining particle size distribution of nanomaterials. In this study, we developed an integrated method to test the stability of aerosols created using different types of nanomaterials. An aerosolization method, that resembles an industrial fluidized bed process, was used to aerosolize dry nanopowders. We produced aerosols with stable particle number concentrations and size distributions, which was important for the characterization of the aerosols' properties. Next, in order to test their potential for deagglomeration, a critical orifice was used to apply a range of shear forces to them. The mean particle size of tested aerosols became smaller, whereas the total number of particles generated grew. The fraction of particles in the lower size range increased, and the fraction in the upper size range decreased. The reproducibility and repeatability of the results were good. Transmission electron microscopy imaging showed that most of the nanoparticles were still agglomerated after passing through the orifice. However, primary particle geometry was very different. These results are encouraging for the use of our system for routine tests of the deagglomeration potential of nanomaterials. Furthermore, the particle concentrations and small quantities of raw materials used suggested that our system might also be able to serve as an alternative method to test dustiness in existing processes.

La recherche. Méthodes : quantitative, qualitative, mixte.

La simulation sous ses différentes formes est devenue un outil incontournable dans la formation des professionnels de la santé. Il n'en demeure pas moins que la simulation intervient dans un environnement complexe où le comportement humain est une variable essentielle. Dans ce contexte, la recherche en simulation est indispensable : elle doit produire des connaissances qui nous permettent de mieux comprendre l'apprentissage par la simulation. Pour atteindre cet objectif, la recherche en simulation doit être aussi rigoureuse que toute recherche clinique, afin qu'elle puisse produire des connaissances de qualité. De par la complexité de l'environnement simulé, la recherche dans ce domaine est riche et recourt à des méthodes variées issues des sciences du comportement, de l'éducation et plus largement des sciences sociales.

Étude descriptive quantitative et corrélationnelle portant sur la perception de la qualité de vie des proches aidants de plus de 65 ans qui prennent soin d'un proche souffrant d'une problématique de démence

La problématique : En Suisse, même si l'on constate une longue tradition du modèle de famille pluri-générationnelle multi-locale (Tourollier, 2009), l'évolution démographique a pour effet le vieillissement des aidants (Anchisi, 2010). La société véhicule l'idée que trop de personnes en perte d'autonomie sont abandonnées par leurs familles et que celles-ci relèguent toutes leurs responsabilités à l'Etat. Selon Pitaud (2009), cette vision est erronée, car son étude démontre que les membres de la famille forment généralement le noyau de ce réseau d'aide qui permet leur maintien à domicile. Il s'agit, pour l'auteur, d'une solution à la fois humaine et économiquement acceptable. Le contexte global du vieillissement et de la possibilité de fragilisation psychique suggère qu'une meilleure prise en compte des besoins de l'entourage des personnes souffrants de problématique de démence peut améliorer leur qualité ainsi que celle des proches aidants (Thomas, 2005). But : Cette étude quantitative vise à décrire la perception qu'ont les proches aidants de leur propre qualité de vie incluant leur vulnérabilité. Méthode: Cette étude quantitative descriptive corrélationnelle a été effectuée auprès de 30 proches aidants, recrutés selon un échantillonnage non probabiliste. Pour les corrélations exploratoires, des tests de Pearson, Student, Wilcoxon ou Mann Whitney ont été effectués. Le questionnaire proposé est tiré des études Pixel et il contient des données sociodémographiques, quatre dimensions portant sur la qualité de vie perçue ainsi que deux dimensions sur la vulnérabilité. Résultats: L'âge moyen des proches aidants participant est de 77,47 ans (ÉT 4,74). Les résultats montrent que 40% d'entre eux sont impliqués dans l'aide auprès du malade depuis plus de cinq ans. La plus grande partie a un niveau de formation de type maîtrise professionnelle (70%). Le score moyen de la perception de la qualité de vie (max. 105 points) est de 63.20 (ÉT 10.25). La vulnérabilité perçue est divisée en deux dimensions (max 50 points par partie). Pour la dimension 1 ; la moyenne pour l'impact de la maladie est de 29.00 (ÉT 5.63). Pour la dimension 2 ; la moyenne de l'aggravation de la vulnérabilité, est de 34.26 (ÉT 10.25). Des corrélations exploratoires montrent que l'âge, la durée des soins, le genre sont associées avec une diminution de la qualité de vie ou l'aggravation de la vulnérabilité perçue. Conclusion : Malgré les limites de la présente étude qui sont liées à la petitesse de l'échantillon, les résultats sont conciliables avec les écrits antérieurs. Il serait judicieux de poursuivre des recherches sur ce sujet afin d'approfondir et d'affiner les représentations utiles au renforcement du rôle infirmier auprès des proches aidants d'une part et des autres professionnels du réseau de soin d'autre part, ceci dans le but de favoriser la promotion de la santé auprès des proches aidants qui sont un maillon indispensable dans la chaîne des soins.

A measure of stability as a criterion for the verification and analysis of simulation models

The aim of this study is to define a new statistic, PVL, based on the relative distance between the likelihood associated with the simulation replications and the likelihood of the conceptual model. Our results coming from several simulation experiments of a clinical trial show that the PVL statistic range can be a good measure of stability to establish when a computational model verifies the underlying conceptual model. PVL improves also the analysis of simulation replications because only one statistic is associated with all the simulation replications. As well it presents several verification scenarios, obtained by altering the simulation model, that show the usefulness of PVL. Further simulation experiments suggest that a 0 to 20 % range may define adequate limits for the verification problem, if considered from the viewpoint of an equivalence test.

Integrating quantitative proteomics and metabolomics in a cellular model of diabetic retinopathy

Diabetic retinopathy is the leading cause of visual loss in individuals under the age of 55. Most investigations into the pathogenesis of diabetic retinopathy have been concentrated on the neural retina since this is where clinical lesions are manifested. Recently, however, various abnormalities in the structural and secretory functions of retinal pigment epithelium that are essential for neuroretina survival, have been found in diabetic retinopathy. In this context, here we study the effect of hyperglycemic and hypoxic conditions on the metabolism of a human retinal pigment epithelial cell line (ARPE-19) by integrating quantitative proteomics using tandem mass tagging (TMT), untargeted metabolomics using MS and NMR, and 13C-glucose isotopic labeling for metabolic tracking. We observed a remarkable metabolic diversification under our simulated in vitro hyperglycemic conditions of diabetes, characterized increased flux through polyol pathways and inhibition of the Krebs cycle and oxidative phosphorylation. Importantly, under low oxygen supply RPE cells seem to consume rapidly glycogen storages and stimulate anaerobic glycolysis. Our results therefore pave the way to future scenarios involving new therapeutic strategies addressed to modulating RPE metabolic impairment, with the aim of regulating structural and secretory alterations of RPE. Finally, this study shows the importance of tackling biomedical problems by integrating metabolomic and proteomics results.

Stability of nanoparticle agglomerates under mechanical stress and its effects on their release into the air

L'exposition professionnelle aux nanomatériaux manufacturés dans l'air présente des risques potentiels pour la santé des travailleurs dans les secteurs de la nanotechnologie. Il est important de comprendre les scénarios de libération des aérosols de nanoparticules dans les processus et les activités associées à l'exposition humaine. Les mécanismes de libération, y compris les taux de libération et les propriétés physico-chimiques des nanoparticules, déterminent leurs comportements de transport ainsi que les effets biologiques néfastes. La distribution de taille des particules d'aérosols est l'un des paramètres les plus importants dans ces processus. La stabilité mécanique d'agglomérats de nanoparticules affecte leurs distributions de tailles. Les potentiels de désagglomération de ces agglomérats déterminent les possibilités de leur déformation sous énergies externes. Cela rend les changements possibles dans leur distribution de taille et de la concentration en nombre qui vont finalement modifier leurs risques d'exposition. Les conditions environnementales, telles que l'humidité relative, peuvent influencer les processus de désagglomération par l'adhérence de condensation capillaire de l'humidité. L'objectif général de cette thèse était d'évaluer les scénarios de libération des nanomatériaux manufacturés des processus et activités sur le lieu de travail. Les sous-objectifs étaient les suivants: 1. Etudier les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans des conditions environnementales variées. 2. Etudier la libération des nano-objets à partir de nanocomposites polymères; 3. Evaluer la libération de nanoparticules sur le lieu de travail dans des situations concrètes. Nous avons comparé différents systèmes de laboratoire qui présentaient différents niveau d'énergie dans l'aérosolisation des poudres. Des nanopoudres de TiO2 avec des hydrophilicités de surface distinctes ont été testées. Un spectromètre à mobilité électrique (SMPS), un spectromètre à mobilité aérodynamique (APS) et un spectromètre optique (OPC) ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de taille des particules. La microscopie électronique à transmission (TEM) a été utilisée pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Les propriétés des aérosols (distribution de taille et concentration en nombre) étaient différentes suivant la méthode employée. Les vitesses des flux d'air d'aérosolisation ont été utilisées pour estimer le niveau d'énergie dans ces systèmes, et il a été montré que les tailles modales des particules étaient inversement proportionnelles à la vitesse appliquée. En général, les particules hydrophiles ont des diamètres plus grands et des nombres inférieurs à ceux des particules hydrophobes. Toutefois, cela dépend aussi des méthodes utilisées. La vitesse de l'air peut donc être un paramètre efficace pour le classement de l'énergie des procédés pour des systèmes d'aérosolisation similaires. Nous avons développé un système laboratoire pour tester les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans l'air en utilisant des orifices critiques et un humidificateur. Sa performance a été comparée à un système similaire dans un institut partenaire. Une variété de nanopoudres différentes a été testée. Le niveau d'énergie appliquée et l'humidité ont été modifiés. Le SMPS et l'OPC ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de la taille. Un TEM a été utilisé pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Le diamètre moyen des particules a diminué et la concentration en nombre s'est accrue lorsque des énergies externes ont été appliquées. Le nombre de particules inférieures à 100 nm a été augmenté, et celui au-dessus de 350 nm réduits. Les conditions humides ont faits exactement le contraire, en particulier pour les petites particules. En outre, ils ont réduits les effets de la différence de pression due à l'orifice. Les résultats suggèrent que la désagglomération d'agglomérats de nanoparticules dans l'air est possible dans la gamme d'énergie appliquée. Cependant, l'atmosphère humide peut favoriser leur agglomération et améliorer leurs stabilités en réduisant la libération de nanoparticules dans l'environnement. Nous proposons d'utiliser notre système pour le test de routine des potentiels de désagglomération des nanomatériaux manufacturés et de les classer. Un tel classement faciliterait la priorisation de l'exposition et du risque encouru en fonction du niveau d'ENM. Un système de perçage automatique et un système de sciage manuel ont été développés pour étudier la libération de nanoparticules à partir de différents types de nanocomposites. La vitesse de perçage et taille de la mèche ont été modifiées dans les expériences. La distribution de taille des particules et leur concentration en nombre ont été mesurées par un SMPS et un miniature diffusion size classifier (DISCmini). Les distributions de nanoparticules dans les composites et les particules libérées ont été analysés par un TEM et un microscope électronique à balayage (SEM). Les tests de perçage ont libérés un plus grand nombre de particules que le sciage. Des vitesses de perçage plus rapide et les mèches plus grandes ont augmentés la génération de particules. Les charges de nanoparticules manufacturées dans les composites ne modifient pas leurs comportements de libération dans les expériences de perçage. Toutefois, le sciage différencie les niveaux de libération entre les composites et les échantillons blancs. De plus, les vapeurs de polymères ont été générées par la chaleur de sciage. La plupart des particules libérées sont des polymères contenant des nanoparticules ou sur leurs surface. Les résultats ont souligné l'importance du type de processus et paramètres pour déterminer la libération de nanoparticules de composites. Les émissions secondaires telles que les fumées polymères appellent à la nécessité d'évaluations de l'exposition et de risque pour de tels scénarios. Une revue systématique de la littérature sur le sujet de libérations de nanoparticules dans l'air dans les secteurs industriels et laboratoires de recherche a été effectuée. Des stratégies de recherche des informations pertinentes et de stockage ont été développées. Les mécanismes de libération, tels que la taille de particules d'aérosol et de leur concentration en nombre, ont été comparés pour différentes activités. La disponibilité de l'information contextuelle qui est pertinente pour l'estimation de l'exposition humaine a été évaluée. Il a été constaté que les données relatives à l'exposition ne sont pas toujours disponibles dans la littérature actuelle. Les propriétés des aérosols libérés semblent dépendre de la nature des activités. Des procédés à haute énergie ont tendance à générer des plus hauts niveaux de concentrations de particules dans les gammes de plus petite taille. Les résultats peuvent être utiles pour déterminer la priorité des procédés industriels pour l'évaluation les risques associés dans une approche à plusieurs niveaux. Pour l'évaluation de l'exposition, la disponibilité de l'information peut être améliorée par le développement d'une meilleure méthode de communication des données.

Endobronchial valves in severe emphysematous patients: CT evaluation of lung fissures completeness, treatment radiological response and quantitative emphysema analysis

OBJECTIVE: To evaluate lung fissures completeness, post-treatment radiological response and quantitative CT analysis (QCTA) in a population of severe emphysematous patients submitted to endobronchial valves (EBV) implantation. MATERIALS AND METHODS: Multi-detectors CT exams of 29 patients were studied, using thin-section low dose protocol without contrast. Two radiologists retrospectively reviewed all images in consensus; fissures completeness was estimated in 5% increments and post-EBV radiological response (target lobe atelectasis/volume loss) was evaluated. QCTA was performed in pre and post-treatment scans using a fully automated software. RESULTS: CT response was present in 16/29 patients. In the negative CT response group, all 13 patients presented incomplete fissures, and mean oblique fissures completeness was 72.8%, against 88.3% in the other group. QCTA most significant results showed a reduced post-treatment total lung volume (LV) (mean 542 ml), reduced EBV-submitted LV (700 ml) and reduced emphysema volume (331.4 ml) in the positive response group, which also showed improved functional tests. CONCLUSION: EBV benefit is most likely in patients who have complete interlobar fissures and develop lobar atelectasis. In patients with no radiological response we observed a higher prevalence of incomplete fissures and a greater degree of incompleteness. The fully automated QCTA detected the post-treatment alterations, especially in the treated lung analysis.

Quantitative performance of a quadrupole-orbitrap-MS in targeted LC-MS determinations of small molecules.

High-resolution mass spectrometry (HRMS) has been associated with qualitative and research analysis and QQQ-MS with quantitative and routine analysis. This view is now challenged and for this reason, we have evaluated the quantitative LC-MS performance of a new high-resolution mass spectrometer (HRMS), a Q-orbitrap-MS, and compared the results obtained with a recent triple-quadrupole MS (QQQ-MS). High-resolution full-scan (HR-FS) and MS/MS acquisitions have been tested with real plasma extracts or pure standards. Limits of detection, dynamic range, mass accuracy and false positive or false negative detections have been determined or investigated with protease inhibitors, tyrosine kinase inhibitors, steroids and metanephrines. Our quantitative results show that today's available HRMS are reliable and sensitive quantitative instruments and comparable to QQQ-MS quantitative performance. Taking into account their versatility, user-friendliness and robustness, we believe that HRMS should be seen more and more as key instruments in quantitative LC-MS analyses. In this scenario, most targeted LC-HRMS analyses should be performed by HR-FS recording virtually "all" ions. In addition to absolute quantifications, HR-FS will allow the relative quantifications of hundreds of metabolites in plasma revealing individual's metabolome and exposome. This phenotyping of known metabolites should promote HRMS in clinical environment. A few other LC-HRMS analyses should be performed in single-ion-monitoring or MS/MS mode when increased sensitivity and/or detection selectivity will be necessary.

Enhancement of human adipose-derived stem cell expansion and stability for clinical use

Co-culture techniques associating both dermal fibroblasts and epidermal keratinocytes have shown to have better clinical outcome than keratinocyte culture alone for the treatment of severe burns. Since fat grafting has been shown to improve scar remodelling, new techniques such as cell-therapy-assisted surgical reconstruction with isolated and expanded autologous adipose-derived stem cells (ASCs) would be of benefit to increase graft acceptation. Therefore, integrating ASCs into standardized procedures for cultured skin grafting could be of benefit for the patient if cell quality and quantity could be maintained. The purpose of this study was to evaluate ASC processing from adult tissue with simple isolation (without enzymatic steps), expansion (low density of 325-3,000 cells/cm2) and storage conditions to assure methods to enhance the cellular resistance when transferred back to the patient. Co-culture with cell-banked skin progenitor cells (FE002-SK2) showed an increase of 40-50% ASCs yield at high passages alongside with a better preservation of morphology, proper adipogenic and osteogenic differentiation and efficient biocompatibility with 3D collagen scaffolds. ASCs can be considered as a valuable additional cell source to be delivered in biological bandages to the patient in a need of tissue reconstruction such as burn patients.

Online and Offline Participation at the Local Level : A Quantitative Analysis of the Catalan Municipalities

This paper presents a first analysis on local electronic participatory experiences in Catalonia. The analysis is based on a database constructed and collected by the authors. The paper carries out an explanatory analysis of local initiatives in eparticipationand off line participation taking into account political variables (usually not considered in this kind of analysis) but also classical socio-economic variables that characterise municipalities. Hence, we add a quantitative analysis to the numerous case studies on local e-participation experiences. We have chosen Catalonia because is one of the European regions with more initiatives and one that has enjoyed considerable local governmental support to citizen participation initiatives since the 80s. The paper offers a characterisation of these experiences and a first explanatory analysis, considering: i) the institutional context in which these experiences are embedded, ii) the characteristics of the citizen participation processes and mechanisms on-line, and iii) a set of explanatory variables composed by the population size, thepolitical adscription of the mayor, the electoral abstention rate, age, income and level ofeducation in the municipality. The model that we present is explanatory for the municipalities with more than 20,000 inhabitants but it is not for the fewer than 20,000inhabitants. Actually, the number of participatory activities developed by these last municipalities is very low. Among all the variables, population size becomes the mostinfluential variable. Political variables such as political party of the mayor and the localabstention rate have a certain influence but that have to be controlled by population size.

Online and Offline Participation at the Local level: A Quantitative Analysis of the Catalan Municipalities

This article presents an analysis on local participatory experiences in Catalonia,both online and in-person. The analysis is based on a database set up by theauthors. The article carries out an explanatory analysis of local participatoryinitiatives (on- and offline) taking into account political variables (not usually con-sidered in this kind of analysis) and also classical socio-economic variables thatcharacterize municipalities. Hence, we add a quantitative analysis to the numerouscase studies on local e-participation experiences. We have chosen Catalonia becauseit is one of the European regions with more initiatives and a considerable localgovernment support for citizen participation initiatives since the 1980s. Thearticle offers a characterization of these experiences and an explanatory analysis,considering: (i) the institutional context in which these experiences are embedded,(ii) the citizen participation processes and mechanisms online and (iii) a set ofexplanatory variables composed of the population size and the province to whichthe municipality belongs, the political tendency of the mayor, the electoral absten-tion rate, age, income, level of education, broadband connection and users of theInternet in the municipality. The model that we present is explanatory for munici-palities with more than 20,000 inhabitants but it is not for fewer than 20,000inhabitants. Actually, the majority of these latter municipalities have not developedany participatory activities. Among all the variables, population size is the mostinfluential variable and affects the influence of other variables, such as the politicalparty of the mayor, the local abstention rate and the province.