High-speed laser image analysis of plume angles for pressurised metered dose inhalers: the effect of nozzle geometry

The aim of this study is to investigate aerosol plume geometries of pressurised metered dose inhalers (pMDIs) using a high-speed laser image system with different actuator nozzle materials and designs. Actuators made from aluminium, PET and PTFE were manufactured with four different nozzle designs: cone, flat, curved cone and curved flat. Plume angles and spans generated using the designed actuator nozzles with four solution-based pMDI formulations were imaged using Oxford Lasers EnVision system and analysed using EnVision Patternate software. Reduced plume angles for all actuator materials and nozzle designs were observed with pMDI formulations containing drug with high co-solvent concentration (ethanol) due to the reduced vapour pressure. Significantly higher plume angles were observed with the PTFE flat nozzle across all formulations, which could be a result of the nozzle geometry and material’s hydrophobicity. The plume geometry of pMDI aerosols can be influenced by the vapour pressure of the formulation, nozzle geometries and actuator material physiochemical properties

The effect of active pharmaceutical ingredients on aerosol electrostatic charges from pressurized metered dose inhalers

Purpose. This study investigated the effect of different active pharmaceutical ingredients (API) on aerosol electrostatic charges and aerosol performances for pressurized metered dose inhalers (pMDIs), using both insulating and conducting actuators. Methods. Five solution-based pMDIs containing different API ingredients including: beclomethasone dipropionate (BDP), budesonide (BUD), flunisolide (FS), salbutamol base (SB) and ipratropium bromide (IPBr) were prepared using pressure filling technique. Actuator blocks made from nylon, polytetrafluoroethylene (PTFE) and aluminium were manufactured with 0.3 mm nominal orifice diameter and cone nozzle shape. Aerosol electrostatics for each pMDI formulation and actuator were evaluated using the electrical low-pressure impactor (ELPI) and drug depositions were analysed using high performance liquid chromatography (HPLC). Results. All three actuator materials showed the same net charge trend across the five active drug ingredients, with BDP, BUD and FS showing positive net charges for both nylon and PTFE actuators, respectively. While SB and IPBr had significantly negative net charges across the three different actuators, which correlates to the ionic functional groups present on the drug molecule structures. Conclusions. The API present in a pMDI has a dominant effect on the electrostatic properties of the formulation, overcoming the charge effect arising from the actuator materials. Results have shown that the electrostatic charges for a solution-based pMDI could be related to the interactions of the chemical ingredients and change in the work function for the overall formulation

The effect of actuator nozzle designs on the electrostatic charge generated in pressurised metered dose inhaler aerosols

Purpose To investigate the influence of different actuator nozzle designs on aerosol electrostatic charges and aerosol performances for pressurised metered dose inhalers (pMDIs). Methods Four actuator nozzle designs (flat, curved flat, cone and curved cone) were manufactured using insulating thermoplastics (PET and PTFE) and conducting metal (aluminium) materials. Aerosol electrostatic profiles of solution pMDI formulations containing propellant HFA 134a with different ethanol concentration and/or model drug beclomethasone dipropionate (BDP) were studied using a modified electrical low-pressure impactor (ELPI) for all actuator designs and materials. The mass of the deposited drug was analysed using high performance liquid chromatography (HPLC). Results Both curved nozzle designs for insulating PET and PTFE actuators significantly influenced aerosol electrostatics and aerosol performance compared with conducting aluminium actuator, where reversed charge polarity and higher throat deposition were observed with pMDI formulation containing BDP. Results are likely due to the changes in plume geometry caused by the curved edge nozzle designs and the bipolar charging nature of insulating materials. Conclusions This study demonstrated that actuator nozzle designs could significantly influence the electrostatic charges profiles and aerosol drug deposition pattern of pMDI aerosols, especially when using insulating thermoplastic materials where bipolar charging is more dominant

The Psychology of Lifelong Sports―The world of sports in terms of lifelong development―

departmental bulletin pape

小学校期における障害児きょうだいのニーズと教師による支援のあり方

text紀要論文 / Departmental Bulletin Paperdepartmental bulletin pape

Steroid-associated hip joint collapse in bipedal emus

In this study we established a bipedal animal model of steroid-associated hip joint collapse in emus for testing potential treatment protocols to be developed for prevention of steroid-associated joint collapse in preclinical settings. Five adult male emus were treated with a steroid-associated osteonecrosis (SAON) induction protocol using combination of pulsed lipopolysaccharide (LPS) and methylprednisolone (MPS). Additional three emus were used as normal control. Post-induction, emu gait was observed, magnetic resonance imaging (MRI) was performed, and blood was collected for routine examination, including testing blood coagulation and lipid metabolism. Emus were sacrificed at week 24 post-induction, bilateral femora were collected for micro-computed tomography (micro-CT) and histological analysis. Asymmetric limping gait and abnormal MRI signals were found in steroid-treated emus. SAON was found in all emus with a joint collapse incidence of 70%. The percentage of neutrophils (Neut %) and parameters on lipid metabolism significantly increased after induction. Micro-CT revealed structure deterioration of subchondral trabecular bone. Histomorphometry showed larger fat cell fraction and size, thinning of subchondral plate and cartilage layer, smaller osteoblast perimeter percentage and less blood vessels distributed at collapsed region in SAON group as compared with the normal controls. Scanning electron microscope (SEM) showed poor mineral matrix and more osteo-lacunae outline in the collapsed region in SAON group. The combination of pulsed LPS and MPS developed in the current study was safe and effective to induce SAON and deterioration of subchondral bone in bipedal emus with subsequent femoral head collapse, a typical clinical feature observed in patients under pulsed steroid treatment. In conclusion, bipedal emus could be used as an effective preclinical experimental model to evaluate potential treatment protocols to be developed for prevention of ON-induced hip joint collapse in patients

White matter volume at corrected term is associated with whole brain volume at corrected 18 months in very low birth weight infants

journal articl

Observation of B+→Ξ̅c0Λc+ and evidence for B0→Ξ̅c-Λc+

journal articl

Development of a complex of functional models for the process of control and diagnostics of the TV3-117 aircraft engine technical state at flight modes

Proceedings of the National Aviation University, 2019, no. 4 (81), pp. 19–28. DOI: 10.18372/2306-1472.81.14597Purpose: The purpose of this article is to develop a set of functional models for control and diagnostics of TV3-117 aircraft engine technical state in flight modes based on IDEF0 notation. Methods: The article applies the system modeling method at the stage of designing an information system for control and diagnostics of the TV3-117 aircraft engine technical state in flight modes. Results: An approach is proposed to formalize the processes of information control and diagnostics of the TV3-117 aircraft engine technical state in flight modes based on the methodology of system analysis and IDEF-technologies. A set of functional models for the control and diagnostics of the TV3-117 aircraft engine technical state in flight modes based on IDEF0 technology has been developed, which made it possible to single out the optimization problem and formulate the requirements for its implementation as part of the expert system. Discussion: The results obtained are applied within the framework of the concept of intellectualizing the process of control and diagnostics of the TV3-117 aircraft engine technical state in flight modes, one of the points of which is the intellectual processing and storage of information about the results of flight tests and operation of the TV3- 117 aircraft engine based on the requirements of modern databases and knowledge bases, with the possibility of their integration into modern CASE-technologies. Мета: Метою даної статті є розробка комплексу функціональних моделей контролю і діагностики технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117 в польотних режимах на основі нотації IDEF0. Методи: У статті застосовано метод системного моделювання на етапі проектування інформаційної системи контролю та діагностики технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117 в польотних режимах. Результати: Запропоновано підхід щодо формалізації процесу контролю і діагностики технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117 на основі методології системного аналізу і IDEFтехнологій. Розроблено комплекс функціональних моделей процесу контролю і діагностики авіаційного двигуна на основі технології IDEF0, що дозволило виділити основний спектр завдань і сформулювати вимоги щодо їх реалізації в складі експертної системи контролю і діагностики технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117. Обговорення: Отримані результати застосовуються в рамках концепції інтелектуалізації процесу контролю і діагностики технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117 в польотних режимах, одним з пунктів якої є інтелектуальна обробка і зберігання інформації результатів льотних випробувань та експлуатації авіаційного двигуна ТВ3-117 на основі вимог сучасних баз даних і баз знань, з можливістю їх інтеграції в сучасні CASE-технології. Цель: Целью данной статьи является разработка комплекса функциональных моделей контроля и диагностики технического состояния авиационного двигателя ТВ3-117 в полетных режимах на основе нотации IDEF0. Методы: В статье применен метод системного моделирования на этапе проектирования информационной системы контроля и диагностики технического состояния авиационного двигателя ТВ3-117 в полетных режимах. Результаты: Предложен подход к формализации процессов контроля и диагностики технического состояния авиационного двигателя ТВ3-117 на основе методологии системного анализа и IDEF-технологий. Разработан комплекс функциональных моделей процессов контроля и диагностики авиационного двигателя на основе технологии IDEF0, что позволило выделить основной спектр задач и сформулировать требования к их реализации в составе экспертной системы контроля и диагностики технического состояния авиационного двигателя ТВ3-117. Обсуждение: Полученные результаты применяются в рамках концепции интеллектуализации процесса контроля и диагностики технического состояния авиационного двигателя ТВ3-117 в полетных режимах, одним из пунктов которой является интеллектуальная обработка и хранение информации о результатах летных испытаний и эксплуатации авиационного двигателя ТВ3-117 на основе требований современных баз данных и баз знаний, с возможностью их интеграции в современные CASE-технологии

Development of an information system for decision support and automation of control of TV3-117 aircraft in critical situations based on knowledge engineering

Proceedings of the National Aviation University, 2020, no. 1 (82), pp. 38–50. DOI: 10.18372/2306-1472.82.14610Purpose: The purpose of this article is to develop an information system for decision support and automation of control of the aircraft engine TV3-117 in critical situations based on knowledge engineering. Methods: The following methods are applied in the article: simulation modeling method at the stage of designing an information system for decision support; special methods and means of object-oriented modeling of the subject area, which are developed for the design of information systems in order to recreate the conceptual model of experts in a formalized model of knowledge representation; hierarchical search method to search for use cases; ontological analysis with the aim of identifying and combining relevant information-logical and functional aspects of the system under study. In the modeling process, paradigmatic relationships are established between the cognitive elements of the process of controlling a complex dynamic object in critical situations (cause-effect, similarities), as well as generalization, association, depending on the implementation, necessary for the development of a complex of object-oriented models of the control process. Results: The conducted studies show that an additional analysis of all the possibilities of the applied knowledge representation models is needed to solve specific problems in the considered problem area. The methodology of object-cognitive analysis is the basis for creating an information system for decision support, including the intellectual component of the acquisition, accumulation, processing, provision, updating and dissemination of knowledge. The obtained objectoriented models of the subject area and ontology of the decision support system are the basis for the development of methods and algorithms for finding management solutions in critical situations. Discussion: The results obtained are applied within the framework of the concept of intellectualizing the process of control and diagnostics of the TV3-117 aircraft engine technical state in flight modes, one of the points of which is the intellectual processing and storage of information about the results of flight tests and operation of the TV3-117 aircraft engine based on the requirements of modern databases and knowledge bases, with the possibility of their integration into modern CASE-technologies. Мета: Метою даної статті є розробка інформаційної системи підтримки прийняття рішень і автоматизації управління авіаційним двигуном ТВ3-117 в критичних ситуаціях на основі інженерії знань. Методи: У статті застосовано наступні методи: метод імітаційного моделювання на етапі проектування інформаційної системи підтримки прийняття рішень; спеціальні методи і засоби об’єктна-орієнтованого моделювання предметної області, що розроблені для проектування інформаційних систем з метою відтворення концептуальної моделі експертів у формалізованій моделі представлення знань; метод ієрархічного пошуку задля пошуку прецедентів; онтологічний аналіз з метою визначення та об’єднання релевантних інформаційно-логічних і функціональних аспектів досліджуваної системи. У процесі моделювання встановлюються парадигматичні відносини між когнітивними елементами процесу управління складним динамічним об’єктом в критичних ситуаціях (причинно-наслідкові, відносини подібності), а також відносини узагальнення, асоціації, залежно та реалізації, необхідні для розробки комплексу об’єктно-орієнтованих моделей процесу управління. Результати: Проведені дослідження показують, що необхідно додатковий аналіз всіх можливостей застосовуваних моделей подання знань для вирішення конкретних завдань в даній проблемній області. Методологія об’єктно-когнітивного аналізу є основою розробки інформаційної системи підтримки прийняття рішень, що включає інтелектуальну компоненту придбання, накопичення, обробки, надання, поновлення і поширення знань. Отримані об’єктно-орієнтовані моделі предметної області і онтології системи підтримки прийняття рішень є основою для розробки методів і алгоритмів пошуку рішень з управління в критичних ситуаціях. Обговорення: Отримані результати застосовуються в рамках концепції інтелектуалізації процесу контролю і діагностики технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117 в польотних режимах, одним з пунктів якої є інтелектуальна обробка і зберігання інформації результатів льотних випробувань та експлуатації авіаційного двигуна ТВ3-117 на основі вимог сучасних баз даних і баз знань, з можливістю їх інтеграції в сучасні CASEтехнології. Цель: Целью данной статьи является разработка информационной системы поддержки принятия решений и автоматизации управления авиационным двигателем ТВ3-117 в критических ситуациях на основе инженерии знаний. Методы: В статье применены следующие методы: метод имитационного моделирования на этапе проектирования информационной системы поддержки принятия решений; специальные методы и средства объектно-ориентированного моделирования предметной области, которые разработаны для проектирования информационных систем с целью воссоздания концептуальной модели экспертов в формализованной модели представления знаний; метод иерархического поиска с целью поиска прецедентов; онтологический анализ с целью определения и объединения релевантных информационно-логических и функциональных аспектов исследуемой системы. В процессе моделирования устанавливаются парадигматические отношения между когнитивными элементами процесса управления сложным динамическим объектом в критических ситуациях (причинно-следственные, отношения сходства), а также отношения обобщения, ассоциации, в зависимости от реализации, необходимые для разработки комплекса объектноориентированных моделей процесса управления. Результаты: Проведенные исследования показывают, что необходим дополнительный анализ всех возможностей применяемых моделей представления знаний для решения конкретных задач в рассматриваемой проблемной области. Методология объектно-когнитивного анализа является основой создания информационной системы поддержки принятия решений, включающей интеллектуальную компоненту приобретения, накопления, обработки, предоставления, обновления и распространения знаний. Полученные объектно-ориентированные модели предметной области и онтологии системы поддержки принятия решений являются основой для разработки методов и алгоритмов поиска решений по управлению в критических ситуациях. Обсуждение: Полученные результаты применяются в рамках концепции интеллектуализации процесса контроля и диагностики технического состояния авиационного двигателя ТВ3-117 в полетных режимах, одним из пунктов которой является интеллектуальная обработка и хранение информации о результатах летных испытаний и эксплуатации авиационного двигателя ТВ3-117 на основе требований современных баз данных и баз знаний, с возможностью их интеграции в современные CASE-технологи