Enhancing the Dexterity of a Robot Hand Using Controlled Slip

Humans can effortlessly manipulate objects in their hands, dexterously sliding and twisting them within their grasp. Robots, however, have none of these capabilities, they simply grasp objects rigidly in their end effectors. To investigate this common form of human manipulation, an analysis of controlled slipping of a grasped object within a robot hand was performed. The Salisbury robot hand demonstrated many of these controlled slipping techniques, illustrating many results of this analysis. First, the possible slipping motions were found as a function of the location, orientation, and types of contact between the hand and object. Second, for a given grasp, the contact types were determined as a function of the grasping force and the external forces on the object. Finally, by changing the grasping force, the robot modified the constraints on the object and affect controlled slipping slipping motions.

Apatite-Polymer Composites for the Controlled Dual Delivery of BMP-2 and BMP-6 for Bone Tissue Engineering

The release of growth factors from tissue engineering scaffolds provides signals that influence the migration, differentiation, and proliferation of cells. The incorporation of a drug delivery platform that is capable of tunable release will give tissue engineers greater versatility in the direction of tissue regeneration. We have prepared a novel composite of two biomaterials with proven track records - apatite and poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) – as a drug delivery platform with promising controlled release properties. These composites have been tested in the delivery of a model protein, bovine serum albumin (BSA), as well as therapeutic proteins, recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) and rhBMP-6. The controlled release strategy is based on the use of a polymer with acidic degradation products to control the dissolution of the basic apatitic component, resulting in protein release. Therefore, any parameter that affects either polymer degradation or apatite dissolution can be used to control protein release. We have modified the protein release profile systematically by varying the polymer molecular weight, polymer hydrophobicity, apatite loading, apatite particle size, and other material and processing parameters. Biologically active rhBMP-2 was released from these composite microparticles over 100 days, in contrast to conventional collagen sponge carriers, which were depleted in approximately 2 weeks. The released rhBMP-2 was able to induce elevated alkaline phosphatase and osteocalcin expression in pluripotent murine embryonic fibroblasts. To augment tissue engineering scaffolds with tunable and sustained protein release capabilities, these composite microparticles can be dispersed in the scaffolds in different combinations to obtain a superposition of the release profiles. We have loaded rhBMP-2 into composite microparticles with a fast release profile, and rhBMP-6 into slow-releasing composite microparticles. An equi-mixture of these two sets of composite particles was then injected into a collagen sponge, allowing for dual release of the proteins from the collagenous scaffold. The ability of these BMP-loaded scaffolds to induce osteoblastic differentiation in vitro and ectopic bone formation in a rat model is being investigated. We anticipate that these apatite-polymer composite microparticles can be extended to the delivery of other signalling molecules, and can be incorporated into other types of tissue engineering scaffolds.

Apatite-Polymer Composite Particles for Controlled Delivery of BMP-2: In Vitro Release and Cellular Response

Bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) has the ability to induce osteoblast differentiation of undifferentiated cells, resulting in the healing of skeletal defects when delivered with a suitable carrier. We have applied a versatile delivery platform comprising a novel composite of two biomaterials with proven track records – apatite and poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) – to the delivery of BMP-2. Sustained release of this growth factor was tuned with variables that affect polymer degradation and/or apatite dissolution, such as polymer molecular weight, polymer composition, apatite loading, and apatite particle size. The effect of released BMP-2 on C3H10T1/2 murine pluripotent mesenchymal cells was assessed by tracking the expression of osteoblastic makers, alkaline phosphatase (ALP) and osteocalcin. Release media collected over 100 days induced elevated ALP activity in C3H10T1/2 cells. The expression of osteocalcin was also upregulated significantly. These results demonstrated the potential of apatite-PLGA composite particles for releasing protein in bioactive form over extended periods of time.

Subcutaneous study on the controlled release of Etanidazole and Taxol for the treatment of Glioma

BALB/c nude mice 6 weeks old were inoculated with glioma C6 cell-line and the efficacy of the different amount of Etanidazole-discs and Taxol-microspheres was investigated. Poly (D,L-lactic-co-glycolic acid) (PLGA) was used as the main encapsulating polymer and polyethylene glycol was added to increase the porosity. The 1% drug loading microspheres of each drug were produced by spray drying and the discs were obtained by compressing the Etanidazole-microspheres. Intra-tumoral injection followed by irradiation resulted in high systemic dosage and thus systemic toxicity. Tumors grown for 6 days, 9 days and 16 days were implanted with 0.5 mg or 1.0 mg or 1.5 mg of the drug. A radiation dosage of 2 Gy each time for a number of times was given for animals implanted with Etanidazole and no irradiation was given for animals implanted with Taxol. Increasing the number of doses clearly decreased the rate of tumor growth. The increase in the amount of drug on smaller sized tumors controlled the tumor better and there was agglomeration of the microspheres resulting in deviation of release profile of the drug as compared to the in vitro studies. It was observed that 1.0 mg of Taxol given to a tumor grown for 6 days was able to suppress the tumor for a total period of approximately two months and no tumor resurrection was observed during the second month.

Fabrication of Controlled Release Devices Using Supercritical Antisolvent Method

In this study, the supercritical antisolvent with enhanced mass transfer method (SASEM) is used to fabricate micro and nanoparticles of biocompatible and biodegradable polymer PLGA (poly DL lactide co glycolic acid). This process may be extended to the encapsulation of drugs in these micro and nanoparticles for controlled release purposes. Conventional supercritical antisolvent (SAS) process involves spraying a solution (organic solvent + dissolved polymer) into supercritical fluid (CO[subscript 2]), which acts as an antisolvent. The high rate of mass transfer between organic solvent and supercritical CO[subscript 2] results in supersaturation of the polymer in the spray droplet and precipitation of the polymer as micro or nanoparticles occurs. In the SASEM method, ultrasonic vibration is used to atomize the solution entering the high pressure with supercritical CO[subscript 2]. At the same time, the ultrasonic vibration generated turbulence in the high pressure vessel, leading to better mass transfer between the organic solvent and the supercritical CO₂. In this study, two organic solvents, acetone and dichloromethane (DCM) were used in the SASEM process. Phase Doppler Particle Analyzer (PDPA) was used to study the ultrasonic atomization of liquid using the ultrasonic probe for the SASEM process. Scanning Electron Microscopy (SEM) was used to study the size and morphology of the polymer particles collected at the end of the process.

CAC controlled services sharing a link with connectionless data services in an ATM network: a performance evaluation study

In the B-ISDN there is a provision for four classes of services, all of them supported by a single transport network (the ATM network). Three of these services, the connected oriented (CO) ones, permit connection access control (CAC) but the fourth, the connectionless oriented (CLO) one, does not. Therefore, when CLO service and CO services have to share the same ATM link, a conflict may arise. This is because a bandwidth allocation to obtain maximum statistical gain can damage the contracted ATM quality of service (QOS); and vice versa, in order to guarantee the contracted QOS, the statistical gain have to be sacrificed. The paper presents a performance evaluation study of the influence of the CLO service on a CO service (a circuit emulation service or a variable bit-rate service) when sharing the same link

Dam wall detection and tracking using a Mechanically Scanned Imaging Sonar

In dam inspection tasks, an underwater robot has to grab images while surveying the wall meanwhile maintaining a certain distance and relative orientation. This paper proposes the use of an MSIS (mechanically scanned imaging sonar) for relative positioning of a robot with respect to the wall. An imaging sonar gathers polar image scans from which depth images (range & bearing) are generated. Depth scans are first processed to extract a line corresponding to the wall (with the Hough transform), which is then tracked by means of an EKF (Extended Kalman Filter) using a static motion model and an implicit measurement equation associating the sensed points to the candidate line. The line estimate is referenced to the robot fixed frame and represented in polar coordinates (rho&thetas) which directly corresponds to the actual distance and relative orientation of the robot with respect to the wall. The proposed system has been tested in simulation as well as in water tank conditions

Ventilación controlada por volumen vs. ventilación controlada por presión en pacientes sometidos a ventilación de un solo pulmón

El establecimiento de la ventilación de un solo pulmón (OLV) tiene varios inconvenientes como el incremento de las presiones de la vía aérea y aumento del shunt. Estos cambios pueden estar influenciados por el modo ventilatorio escogido. La ventilación controlada por presión (VCP) es un modo alternativo ampliamente usado en pacientes con falla respiratoria por sus características de aporte de flujo y presión. En este estudio la VCP fue usada en los pacientes que requerían OLV y sus efectos sobre las presiones en la vía aérea, oxigenación y estado hemodinámico fueron comparados con la ventilación controlado por volumen (VCV). Nosotros estudiamos 41 pacientes que requerian OLV. Después de ventilar los dos pulmones con volumen los pacientes fueron aleatorizados a uno de dos grupos. En el primer grupo (n=19) OLV fue iniciada con VCV y luego de transcurrido 30 minutos los pacientes fueron cambiados a VCP, donde se mantuvo la ventilación por el mismo tiempo. En el otro grupo (n=21) los pacientes iniciaron en VCP 30 minutos y luego fueron cambiados a VCV con una duración similar. Las presiones en la vía aérea, gases arteriales y variables hemodinámicas fueron medidos durante OLV en cada modo ventilatorio previo al cambio. Nosotros observamos que el inicio de OLV genera un incremento de la presión inspiratoria pico (PIP) (p=0.0002) y presión plateau (p=0.005). Este aumento es mayor en el grupo que fue VCV (p=0.008) que en el grupo que fue VCP (p=0.003). No hubo diferencia estadísticamente significativa en las otras varibles estudiadas entre los grupos. Nosotros concluimos que la VCP puede ser una alternativa a VCV en pacientes que requieren OLV porque disminuye las presiones en la vía aérea y aunque no mejora la oxigenación si puede minimizar el desarrollo de lesiones pulmonares inducidas por la ventilación en una población que es de alto riesgo para el desarrollo de la misma.

Eficacia diagnóstica y terapéutica de las radiografías de tórax rutinarias matutinas en cuidado intensivo pediátrico

Introducción: la utilidad de las radiografías de tórax rutinarias se encuentra en discusión, con estudios que avalan su uso y, en el otro extremo, estudios que solo encuentran utilidad marginal. Objetivos: determinar la eficacia diagnóstica y terapéutica de las radiografías de tórax rutinarias matutinas en pacientes pediátricos bajo ventilación mecánica y la identificación de subgrupos en quienes dichas radiografías sean de mayor utilidad. Metodología: estudio prospectivo, analítico, transversal, realizado en pacientes de un mes a 18 años, sometidos a ventilación mecánica por más de 48 horas, entre diciembre de 2010 a noviembre de 2011. Se emplearon las pruebas de X2 de Pearson y el test de Fischer. Para el análisis de los datos, se utilizaron los programas Statgraphics y SPSS, versión 15. Resultados: se evaluaron 53 pacientes con 536 radiografías. Los hallazgos fueron principalmente menores. Los hallazgos mayores solo corresponden al 10.3% de los casos, siendo principalmente mal posición del tubo endotraqueal y nuevos infiltrados infecciosos. No fue posible establecer subgrupos pero los datos sugieren mayor utilidad de dichas radiografías en pacientes de menor edad y peso, así como en los sometidos a alto soporte ventilatorio. Conclusiones: la utilidad de las radiografías rutinarias en pacientes pediátricos es marginal, siendo necesaria la realización de nuevos estudios para establecer su eficacia diagnóstica y su utilidad en subgrupos de pacientes. Palabras clave: radiografía de tórax, rayos x de tórax, radiología, unidad de cuidado intensivo, unidad de cuidado crítico.

Efectos de la ventilación mecánica con heliox en niños y adolescentes con patología bronquial obstructiva

Evaluar si el Heliox reduce la resistencia en la vía aérea en niños y adolescentes con patología bronquial obstructiva que requieren ventilación mecánica. Materiales y Métodos: Estudio prospectivo observacional descriptivo en niños y adolescentes con patología bronquial obstructiva y ventilación mecánica con Fi02 ≤ 0,5. Medición de variables: resistencia, presión pico, presión media de la vía aérea, presión meseta, volumen corriente, autoPEEP, distensibilidad, PetCO2, ventilación de espacio muerto antes de inicio de heliox y a los 30 minutos, 2, 4, 6, 12, 18 y 24 horas y diariamente hasta suspenderlo por extubación o FiO2 > 0,5. Resultados: Resultados parciales, incluyó 9 pacientes encontrando descenso significativo de resistencia espiratoria a los 30 minutos (51,2 vs 32,3; p=0,0008 ), 2 horas ( 51,2 vs 33,4; p=0,0019) y 4 horas (51,2 vs 30,7; p=0,0012) así como de la resistencia inspiratoria a la hora 2 (48,6 vs 36,2; p = 0,013) y hora 4 (48,6 vs 30 ; p=0,004). Se observó tendencia al descenso de la PetCO2 que no fue significativa (52,3 vs 34,3: p=0,06). No se evidenció cambios en las variables; autoPEEP, presión pico, presión media de la vía aérea, distensibilidad, ventilación de espacio muerto, presión meseta y volumen corriente antes y después del inicio del Heliox. Conclusión: La ventilación mecánica con Heliox en niños con patología bronquial obstructiva parece ser que reduce de manera significativa la resistencia de la vía aérea, con tendencia al descenso de la PetC02. Se necesitan estudios prospectivos al menos observacionales analíticos que corroboren estos hallazgos.

Strategic searching and controlled vocabulary

Using free text and controlled vocabulary in Medline and CINAHL

Diferencias microbiológicas en pacientes con exacerbación severa de EPOC con o sin consolidación neumónica

La EPOC es una causa importante de morbilidad y mortalidad en el mundo y su prevalencia en Bogotá alcanza hasta 8,5%. Las exacerbaciones están asociadas a deterioro funcional y de la calidad de vida por lo que se consideran un factor cardinal de la enfermedad. En la literatura se ha descrito que las infecciones por bacterias y/o virus son las responsables del 78% de las exacerbaciones. Estos datos han sido descritos en poblaciones diferentes y no hay datos en la literatura que muestren cual es la epidemiología local de las exacerbaciones de EPOC y menos aún de aquellas que se asocian a consolidaciones neumónicas. Objetivo: Comparar la microbiología de las exacerbaciones severas de la EPOC que requieren ingreso a UCI con y sin infiltrados alveolares. Materiales y métodos: Estudio de corte transversal en el que se estudiaron pacientes con EPOC que ingresaron a la UCI Médica de la FCI-IC por exacerbación severa, asociada o no a infiltrados alveolares. Se tomaron muestras de microbiología, serológicas y radiografía de tórax para evaluar la etiología de la exacerbación, si se asocia a coinfección viral y a consolidación neumónica o no. Resultados: No se encontró una diferencia estadísticamente significativa en la microbiología de los diferentes grupos evaluados. Se encontró un resistencia global del 24% y llama la atención que hay una alta prevalencia de Serratia Marcescens AMPc entre los 2 grupos, germen que no está descrito como patógeno común en la literatura. Se encontraron diferencias en cuanto a factores de riesgo para presentar neumonía asociada como lo son un mayor índice de paquetes/año (55.1.6 vs. 36.3 paq/año, sig.=0.021). Así mismo se demostró que los pacientes con neumonía asociada presentan mayor necesidad de IOT (48.9 vs. 23.9, sig.=0.013). No hay diferencia significativa en desenlaces como mortalidad (20.5 vs. 13.0, sig.=0.346). Conclusiones: A pesar de no haber diferencia microbiológica entre los 2 grupos se encontraron variables como factores de riesgo y variables clínicas que pueden ayudar a proponer planes de manejo en los dos escenarios. El hecho de encontrar un paciente con neumonía asociada al cuadro de exacerbación no debe afectar en la toma de decisiones en relación al tratamiento antibiótico.

Laser controlled areas (NPL)

Short video produced by the National Physical Laboratories on class 3B and 4 laser controlled areas

Niveles de hemoglobina en los que se indica transfundir en el Hospital Universitario Fundación Santa Fe de Bogotá

Introducción: En los pacientes críticamente enfermos la terapia transfusional es una práctica común. Dentro de los estudios realizados no se han incluido a las ciudades a mayor altura. Este estudio pretende determinar los niveles de hemoglobina sobre los cuales se está transfundiendo a los pacientes en la unidad de cuidados intensivos del Hospital Universitario Fundación Santa Fe de Bogotá a 2600 metros sobre el nivel del mar, para determinar si los niveles de hemoglobina a los que se transfunde a nuestra altura son los óptimos. Métodos: Se realizó un estudio descriptivo retrospectivo, de los pacientes que fueron hospitalizados en la Unidad de Cuidado Intensivo del Hospital Universitario Fundación Santa Fe de Bogotá a partir del 01 de Junio de 2011 y hasta el 31 de Mayo de 2012. Resultados: Del total de los registros analizados el 13,8% de los pacientes presentaron una hemoglobina ≤ 7 y todos fueron transfundidos con glóbulos rojos; y en el rango de 7,1-9 se presentó el mayor porcentaje de transfusión. Se observó que los pacientes con hemoglobina ≤ 7 tienen 18,8 veces mayor riego de fallecimiento, lo que fue estadísticamente significativo (p:0,000). Conclusiones: Encontramos que la terapia transfusional en la unidad de cuidado intensivo, se realiza de acuerdo a recomendaciones dadas por las guías de manejo universalmente aceptadas. Dentro de los resultados de nuestro estudio podemos resaltar una tasa de mortalidad más alta en los pacientes en los cuales se instaura terapia transfusional con un nivel de hemoglobina por debajo de 7g/dl.

Four year efficacy of prophylactic human papillomavirus quadrivalent vaccine against low grade cervical, vulvar, and vaginal intraepithelial neoplasia and anogenital warts: randomised controlled trial

Objectives: To evaluate the prophylactic efficacy of the human papillomavirus (HPV) quadrivalent vaccine in preventing low grade cervical, vulvar, and vaginal intraepithelial neoplasias and anogenital warts (condyloma acuminata). Design: Data from two international, double blind, placebo controlled, randomised efficacy trials of quadrivalent HPV vaccine (protocol 013 (FUTURE I) and protocol 015 (FUTURE II)). The trials were to be 4 years in length, and the results reported are from final study data of 42 months' follow-up. Setting: Primary care centres and university or hospital associated health centres in 24 countries and territories around the world. Participants: 17 622 women aged 16-26 years enrolled between December 2001 and May 2003. Major exclusion criteria were lifetime number of sexual partners (>4), history of abnormal cervical smear test results, and pregnancy. Intervention: Three doses of quadrivalent HPV vaccine (for serotypes 6, 11, 16, and 18) or placebo at day 1, month 2, and month 6. Main outcome measures: Vaccine efficacy against cervical, vulvar, and vaginal intraepithelial neoplasia grade I and condyloma in a per protocol susceptible population that included subjects who received all three vaccine doses, tested negative for the relevant vaccine HPV types at day 1 and remained negative through month 7, and had no major protocol violations. Intention to treat, generally HPV naive, and unrestricted susceptible populations were also studied. Results: In the per protocol susceptible population, vaccine efficacy against lesions related to the HPV types in the vaccine was 96% for cervical intraepithelial neoplasia grade I (95% confidence interval 91% to 98%), 100% for both vulvar and vaginal intraepithelial neoplasia grade I (95% CIs 74% to 100%, 64% to 100% respectively), and 99% for condyloma (96% to 100%). Vaccine efficacy against any lesion (regardless of HPV type) in the generally naive population was 30% (17% to 41%), 75% (22% to 94%), and 48% (10% to 71%) for cervical, vulvar, and vaginal intraepithelial neoplasia grade I, respectively, and 83% (74% to 89%) for condyloma. Conclusions: Quadrivalent HPV vaccine provided sustained protection against low grade lesions attributable to vaccine HPV types (6, 11, 16, and 18) and a substantial reduction in the burden of these diseases through 42 months of follow-up. Trial registrations: NCT00092521 and NCT00092534.