The p-Adaptive Biem Approach for Two-Dimensional Elasticity Analysis

This paper presents the development and application of the p-adaptive BIEM version in elastostatics. The basic concepts underlying the p-adaptive technique are summarized and discussed. Some Pascal pseudocodes which show the way how such a technique can be implemented easily in microcomputers are also provided. Both the applicability and the accuracy of the method proposed here are illustrated through a numerical example.

Optimal boundary geometry in an elasticity problem: a systematic adjoint approach

In different problems of Elasticity the definition of the optimal gcometry of the boundary, according to a given objective function, is an issue of great interest. Finding the shape of a hole in the middle of a plate subjected to an arbitrary loading such that the stresses along the hole minimizes some functional or the optimal middle curved concrete vault for a tunnel along which a uniform minimum compression are two typical examples. In these two examples the objective functional depends on the geometry of the boundary that can be either a curve (in case of 2D problems) or a surface boundary (in 3D problems). Typically, optimization is achieved by means of an iterative process which requires the computation of gradients of the objective function with respect to design variables. Gradients can by computed in a variety of ways, although adjoint methods either continuous or discrete ones are the more efficient ones when they are applied in different technical branches. In this paper the adjoint continuous method is introduced in a systematic way to this type of problems and an illustrative simple example, namely the finding of an optimal shape tunnel vault immersed in a linearly elastic terrain, is presented.

Hypo-phosphorylation of the retinoblastoma protein (pRb) by cyclin D:Cdk4/6 complexes results in active pRb

In cycling cells, the retinoblastoma protein (pRb) is un- and/or hypo-phosphorylated in early G1 and becomes hyper-phosphorylated in late G1. The role of hypo-phosphorylation and identity of the relevant kinase(s) remains unknown. We show here that hypo-phosphorylated pRb associates with E2F in vivo and is therefore active. Increasing the intracellular concentration of the Cdk4/6 specific inhibitor p15INK4b by transforming growth factor β treatment of keratinocytes results in G1 arrest and loss of hypo-phosphorylated pRb with an increase in unphosphorylated pRb. Conversely, p15INK4b-independent transforming growth factor β-mediated G1 arrest of hepatocellular carcinoma cells results in loss of Cdk2 kinase activity with continued Cdk6 kinase activity and pRb remains only hypo-phosphorylated. Introduction of the Cdk4/6 inhibitor p16INK4a protein into cells by fusion to a protein transduction domain also prevents pRb hypo-phosphorylation with an increase in unphosphorylated pRb. We conclude that cyclin D:Cdk4/6 complexes hypo-phosphorylate pRb in early G1 allowing continued E2F binding.

The degree of nonlinearity and anisotropy of blood vessel elasticity

Blood vessel elasticity is important to physiology and clinical problems involving surgery, angioplasty, tissue remodeling, and tissue engineering. Nonlinearity in blood vessel elasticity in vivo is important to the formation of solitons in arterial pulse waves. It is well known that the stress–strain relationship of the blood vessel is nonlinear in general, but a controversy exists on how nonlinear it is in the physiological range. Another controversy is whether the vessel wall is biaxially isotropic. New data on canine aorta were obtained from a biaxial testing machine over a large range of finite strains referred to the zero-stress state. A new pseudo strain energy function is used to examine these questions critically. The stress–strain relationship derived from this function represents the sum of a linear stress–strain relationship and a definitely nonlinear relationship. This relationship fits the experimental data very well. With this strain energy function, we can define a parameter called the degree of nonlinearity, which represents the fraction of the nonlinear strain energy in the total strain energy per unit volume. We found that for the canine aorta, the degree of nonlinearity varies from 5% to 30%, depending on the magnitude of the strains in the physiological range. In the case of canine pulmonary artery in the arch region, Debes and Fung [Debes, J. C. & Fung, Y. C.(1995) Am. J. Physiol. 269, H433–H442] have shown that the linear regime of the stress–strain relationship extends from the zero-stress state to the homeostatic state and beyond. Both vessels, however, are anisotropic in both the linear and nonlinear regimes.

Torsional directed walks, entropic elasticity, and DNA twist stiffness

DNA and other biopolymers differ from classical polymers because of their torsional stiffness. This property changes the statistical character of their conformations under tension from a classical random walk to a problem we call the “torsional directed walk.” Motivated by a recent experiment on single lambda-DNA molecules [Strick, T. R., Allemand, J.-F., Bensimon, D., Bensimon, A. & Croquette, V. (1996) Science 271, 1835–1837], we formulate the torsional directed walk problem and solve it analytically in the appropriate force regime. Our technique affords a direct physical determination of the microscopic twist stiffness C and twist-stretch coupling D relevant for DNA functionality. The theory quantitatively fits existing experimental data for relative extension as a function of overtwist over a wide range of applied force; fitting to the experimental data yields the numerical values C = 120 nm and D = 50 nm. Future experiments will refine these values. We also predict that the phenomenon of reduction of effective twist stiffness by bend fluctuations should be testable in future single-molecule experiments, and we give its analytic form.

The elasticity and failure of fluid-filled cellular solids: Theory and experiment

We extend and apply theories of filled foam elasticity and failure to recently available data on foods. The predictions of elastic modulus and failure mode dependence on internal pressure and on wall integrity are borne out by photographic evidence of distortion and failure under compressive loading and under the localized stress applied by a knife blade, and by mechanical data on vegetables differing only in their turgor pressure. We calculate the dry modulus of plate-like cellular solids and the cross over between dry-like and fully fluid-filled elastic response. The bulk elastic properties of limp and aging cellular solids are calculated for model systems and compared with our mechanical data, which also show two regimes of response. The mechanics of an aged, limp beam is calculated, thus offering a practical procedure for comparing experiment and theory. This investigation also thereby offers explanations of the connection between turgor pressure and crispness and limpness of cellular materials.

Dynamics and elasticity of the fibronectin matrix in living cell culture visualized by fibronectin–green fluorescent protein

Fibronectin (FN) forms the primitive fibrillar matrix in both embryos and healing wounds. To study the matrix in living cell cultures, we have constructed a cell line that secretes FN molecules chimeric with green fluorescent protein. These FN–green fluorescent protein molecules were assembled into a typical matrix that was easily visualized by fluorescence over periods of several hours. FN fibrils remained mostly straight, and they were seen to extend and contract to accommodate movements of the cells, indicating that they are elastic. When fibrils were broken or detached from cells, they contracted to less than one-fourth of their extended length, demonstrating that they are highly stretched in the living culture. Previous work from other laboratories has suggested that cryptic sites for FN assembly may be exposed by tension on FN. Our results show directly that FN matrix fibrils are not only under tension but are also highly stretched. This stretched state of FN is an obvious candidate for exposing the cryptic assembly sites.

Biochemical mechanisms involved in pulmonary hypo-alveolarization induced by peroxides contaminating parenteral nutrition in newborn guinea pig

La dysplasie broncho-pulmonaire (DBP), caractérisée par un défaut de l’alvéolarisation, est une complication pathologique associée à un stress oxydant chez le nouveau-né prématuré. La DBP est présente chez près de 50 % des nouveau-nés de moins de 29 semaines de gestation. La nutrition parentérale (NP) que ces nouveau-nés reçoivent pour cause d’immaturité gastro-intestinale est une source importante de stress oxydant. En effet, leur NP est contaminée par des peroxydes, dont l’ascorbylperoxyde qui est une forme peroxydée du déshydroascorbate. La génération des peroxydes est catalysée par la lumière ambiante. La photoprotection de la NP, quoique difficile d’application en clinique, est associée à une diminution de l’incidence de la DBP chez les enfants prématurés. Chez l’animal nouveau-né, la photoprotection de la NP est associée à un meilleur développement alvéolaire. Ainsi, nous émettons l’hypothèse que l’ascorbylperoxide infusé avec la NP cause la perte d’alvéoles suite à une apoptose exagérée induite par l’oxydation du potentiel redox du glutathion. Cette oxydation du potentiel redox serait occasionnée par l’inhibition de la transformation hépatique de la méthionine en cystéine, menant à une diminution de la synthèse de glutathion au foie et dans les tissus tels que les poumons. La confirmation de cette hypothèse suggérera qu’un ajout de glutathion dans la NP permettra une meilleure détoxification de l’ascorbylperoxide par l’action de la glutathion peroxydase, et préviendra l’oxydation du potentiel redox et ainsi, la perte d'alvéoles par apoptose. Objectifs : Le but de mon projet de recherche est de comprendre les mécanismes biochimiques liant la NP et le développement de la DBP chez le nouveau-né prématuré et de proposer une alternative nutritionnelle prévenant le développement de cette complication fréquemment observée dans cette population. Les objectifs spécifiques sont : 1) d’évaluer l’impact, au poumon, de l’infusion de l’ascorbylperoxyde sur l’axe métabolique potentiel redox du glutathion - apoptose - le développement alvéolaire; 2) d’étudier l’impact de l’ascorbylperoxyde et du potentiel redox sur l’activité hépatique de la méthionine adénosyltransférase (MAT), première enzyme de la cascade métabolique transformant la méthionine en cystéine; et 3) de tenter de prévenir l’impact négatif de la NP ou de l’infusion d’ascorbylperoxyde sur le poumon en améliorant le statut en glutathion. Méthodes: Par un cathéter fixé dans la jugulaire, des cochons d’Inde de trois jours de vie (n = 8 par groupe) ont reçu en continu durant 4 jours une NP ou une solution de base (dextrose + NaCl) enrichie des différentes molécules à l’essai. Le premier objectif a été atteint en enrichissant la solution de base en ascorbylperoxyde à 0, 20, 60 et 180 μM. Ces solutions contenaient ou non 350 μM H2O2 pour se rapprocher des conditions cliniques. Le second objectif a été atteint en investiguant les mécanismes d’inhibition de la MAT dans des animaux infusés ou non avec des solutions contenant la solution de base, des peroxydes, du glutathion et la NP (dextrose + acides aminés + multivitamines + lipides). Le troisième objectif a été atteint en ajoutant ou non à une solution d’ascorbylperoxide ou à la NP 10 μM de glutathion (GSSG), afin d’obtenir une concentration plasmatique normale de glutathion. Après 4 jours, les poumons étaient prélevés et traités pour la détermination de GSH et GSSG par électrophorèse capillaire, le potentiel redox était calculé selon l'équation de Nernst et le niveau de caspase-3 actif (marqueur d’apoptose) par Western blot et l’index d’alvéolarisation quantifié par le nombre d’interceptes entre des structures histologiques et une droite calibrée. Les données étaient comparées par ANOVA, les effets étaient considérés comme significatifs si le p était inférieur à 0,05. Résultats: L’infusion de l’ascorbylperoxyde, indépendamment du H2O2, a induit une hypoalvéolarisation, une activation de la caspase-3 et une oxydation du potentiel redox de manière dose-dépendante. Ces effets ont été empêchés par l’ajout de GSSG à la NP ou à la solution d’ascorbylperoxyde (180 M). L’ascorbylperoxyde et le H2O2 ont inhibé l’activité de MAT tandis qu’elle était linéairement modulée par la valeur du potentiel redox hépatique. Conclusion : Nos résultats suggèrent que l’ascorbylperoxyde est l’agent actif de la NP conduisant au développement de la DBP. Ainsi la correction des bas niveaux de glutathion induits par les peroxydes de la NP favorise la détoxification des peroxydes et la correction du potentiel redox pulmonaire ; ce qui a protégé les poumons des effets délétères de la NP en outrepassant l’inhibition de la MAT hépatique. Nos résultats sont d'une grande importance car ils donnent de l'espoir pour une prévention possible de la DBP.

Biochemical mechanisms involved in pulmonary hypo-alveolarization induced by peroxides contaminating parenteral nutrition in newborn guinea pig

La dysplasie broncho-pulmonaire (DBP), caractérisée par un défaut de l’alvéolarisation, est une complication pathologique associée à un stress oxydant chez le nouveau-né prématuré. La DBP est présente chez près de 50 % des nouveau-nés de moins de 29 semaines de gestation. La nutrition parentérale (NP) que ces nouveau-nés reçoivent pour cause d’immaturité gastro-intestinale est une source importante de stress oxydant. En effet, leur NP est contaminée par des peroxydes, dont l’ascorbylperoxyde qui est une forme peroxydée du déshydroascorbate. La génération des peroxydes est catalysée par la lumière ambiante. La photoprotection de la NP, quoique difficile d’application en clinique, est associée à une diminution de l’incidence de la DBP chez les enfants prématurés. Chez l’animal nouveau-né, la photoprotection de la NP est associée à un meilleur développement alvéolaire. Ainsi, nous émettons l’hypothèse que l’ascorbylperoxide infusé avec la NP cause la perte d’alvéoles suite à une apoptose exagérée induite par l’oxydation du potentiel redox du glutathion. Cette oxydation du potentiel redox serait occasionnée par l’inhibition de la transformation hépatique de la méthionine en cystéine, menant à une diminution de la synthèse de glutathion au foie et dans les tissus tels que les poumons. La confirmation de cette hypothèse suggérera qu’un ajout de glutathion dans la NP permettra une meilleure détoxification de l’ascorbylperoxide par l’action de la glutathion peroxydase, et préviendra l’oxydation du potentiel redox et ainsi, la perte d'alvéoles par apoptose. Objectifs : Le but de mon projet de recherche est de comprendre les mécanismes biochimiques liant la NP et le développement de la DBP chez le nouveau-né prématuré et de proposer une alternative nutritionnelle prévenant le développement de cette complication fréquemment observée dans cette population. Les objectifs spécifiques sont : 1) d’évaluer l’impact, au poumon, de l’infusion de l’ascorbylperoxyde sur l’axe métabolique potentiel redox du glutathion - apoptose - le développement alvéolaire; 2) d’étudier l’impact de l’ascorbylperoxyde et du potentiel redox sur l’activité hépatique de la méthionine adénosyltransférase (MAT), première enzyme de la cascade métabolique transformant la méthionine en cystéine; et 3) de tenter de prévenir l’impact négatif de la NP ou de l’infusion d’ascorbylperoxyde sur le poumon en améliorant le statut en glutathion. Méthodes: Par un cathéter fixé dans la jugulaire, des cochons d’Inde de trois jours de vie (n = 8 par groupe) ont reçu en continu durant 4 jours une NP ou une solution de base (dextrose + NaCl) enrichie des différentes molécules à l’essai. Le premier objectif a été atteint en enrichissant la solution de base en ascorbylperoxyde à 0, 20, 60 et 180 μM. Ces solutions contenaient ou non 350 μM H2O2 pour se rapprocher des conditions cliniques. Le second objectif a été atteint en investiguant les mécanismes d’inhibition de la MAT dans des animaux infusés ou non avec des solutions contenant la solution de base, des peroxydes, du glutathion et la NP (dextrose + acides aminés + multivitamines + lipides). Le troisième objectif a été atteint en ajoutant ou non à une solution d’ascorbylperoxide ou à la NP 10 μM de glutathion (GSSG), afin d’obtenir une concentration plasmatique normale de glutathion. Après 4 jours, les poumons étaient prélevés et traités pour la détermination de GSH et GSSG par électrophorèse capillaire, le potentiel redox était calculé selon l'équation de Nernst et le niveau de caspase-3 actif (marqueur d’apoptose) par Western blot et l’index d’alvéolarisation quantifié par le nombre d’interceptes entre des structures histologiques et une droite calibrée. Les données étaient comparées par ANOVA, les effets étaient considérés comme significatifs si le p était inférieur à 0,05. Résultats: L’infusion de l’ascorbylperoxyde, indépendamment du H2O2, a induit une hypoalvéolarisation, une activation de la caspase-3 et une oxydation du potentiel redox de manière dose-dépendante. Ces effets ont été empêchés par l’ajout de GSSG à la NP ou à la solution d’ascorbylperoxyde (180 M). L’ascorbylperoxyde et le H2O2 ont inhibé l’activité de MAT tandis qu’elle était linéairement modulée par la valeur du potentiel redox hépatique. Conclusion : Nos résultats suggèrent que l’ascorbylperoxyde est l’agent actif de la NP conduisant au développement de la DBP. Ainsi la correction des bas niveaux de glutathion induits par les peroxydes de la NP favorise la détoxification des peroxydes et la correction du potentiel redox pulmonaire ; ce qui a protégé les poumons des effets délétères de la NP en outrepassant l’inhibition de la MAT hépatique. Nos résultats sont d'une grande importance car ils donnent de l'espoir pour une prévention possible de la DBP.

Seminar on non-linear elasticity,

Reproduced from typewritten copy.

Optimum distribution of material in sandwich plates loaded in their plane. Including plates with varying modulus of elasticity.

Mode of access: Internet.

Poieseis Homerou ampho hete Ilias kaì he Odysseia, hypo te Iakobou tou Mikyllou kaì Ioacheimou Kamerariou spoudaios pros ten nyni ekdosin paraskeuastheisai. = Opus utrumque Homeri Iliados et Odysseae, /

Mode of access: Internet.

Tēs hypo K. Asōpiou eis Pindaron eisagōgēs genomenēs en tō Othōneio Panepistēmio kata ten Cheimerinēn examēnian tou 1842-1843 scholastikou etous, synopsis /

Mode of access: Internet.

Akadēmeika anagnōsmata eis tēn Hellēnikēn, Latinikēn kai mikron eis tēn indikēn grammatikēn / hypo Geōrgiou N. Chatzidaki.

T. 3 lacks series statement.