Coupling a Boron Doped Diamond Anode with a Solid Polymer Electrolyte to Avoid the Addition of Supporting Electrolyte in Electrochemical Advanced Oxidation Processes

The application of electrochemical technologies to wastewater treatment is limited by solution conductivity. In this paper, a solid polymer electrolyte Nafion\uae membrane has been used sandwiched between a boron doped diamond (BDD) anode and Ti/RuO2 cathode meshes to treat Bismarck Brown Y (BBY) solutions with very low conductivity. BBY has been chosen as model compound to the system, and the influence of several process parameters has been investigated. During the experiments the evolution of chemical oxygen demand (COD), color removal and nitrogen compounds have been monitored. The performances were strongly related with applied current and stirring rate, changed in a range of 0.5\u20132 A and 200 and 850 rpm, respectively. Their increment leads to a decrease of oxidation time required to remove BBY completely. The effect of the presence of Na2SO4 (2 and 7 mM) as supporting electrolyte has been also evaluated. Results were compared with a removal treatment carried out with a conventional batch system, using a flow cell containing liquid supporting electrolyte (Na2SO4). This comparison highlighted that the new cell setup is performing better in removing organic compounds, and thus, can be considered as effective process for the treatment of solutions with a low conductivity

Probiotics for Preventing Necrotizing Enterocolitis in Preterm Infants: A Network Meta-Analysis

Background: Recent evidence supports a role of probiotics in preventing necrotizing enterocolitis (NEC) in preterm infants. Methods: A systematic review and network meta-analysis of randomized controlled trials (RCTs) on the role of probiotics in preventing NEC in preterm infants, focusing on the differential effect of type of feeding, was performed following the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) guidelines. A random-effects model was used; a subgroup analysis on exclusively human milk (HM)-fed infants vs. infants receiving formula (alone or with HM) was performed. Results: Fifty-one trials were included (10,664 infants, 29 probiotic interventions); 31 studies (19 different probiotic regimens) were suitable for subgroup analysis according to feeding. In the overall analysis, Lactobacillus acidophilus LB revealed the most promising effect for reducing NEC risk (odds ratio (OR), 0.03; 95% credible intervals (CrIs), 0.00\u20130.21). The subgroup analysis showed that Bifidobacterium lactis Bb-12/B94 was associated with a reduced risk of NEC stage 2 in both feeding type populations, with a discrepancy in the relative effect size in favour of exclusively HM-fed infants (OR 0.04; 95% CrIs <0.01\u20130.49 vs. OR 0.32; 95% CrIs 0.10\u20130.36). Conclusions: B. lactis Bb-12/B94 could reduce NEC risk with a different size effect according to feeding type. Of note, most probiotic strains are evaluated in few trials and relatively small populations, and outcome data according to feeding type are not available for all RCTs. Further trials are needed to confirm the present findings

Groundwater treatment using a solid polymer electrolyte cell with mesh electrodes

This article reports the high performance of a solid polymer electrolyte cell, equipped with a Nafion® N117 membrane packed between a Nb/boron‐doped diamond (Nb/BDD) mesh anode and a Ti/RuO2 mesh cathode, to degrade the insecticide imidacloprid spiked at 1.2-59.2 mg L−1 into low conductivity groundwater by electrochemical oxidation. The natural water matrix was first softened using valorized industrial waste in the form of zeolite as reactive sorbent. Total removal of the insecticide, always obeying pseudo‐first‐order kinetics, and maximum mineralization degrees of 70 %-87 % were achieved, with energy consumption of 26.4±1.6 kWh m−3. Active chlorine in the bulk and .OH at the BDD surface were the main oxidants. Comparative studies using simulated water with analogous anions content revealed that the natural organic matter interfered in the groundwater treatment. Trials carried out in ultrapure water showed the primary conversion of the initial N and Cl atoms of imidacloprid to NO3− and Cl− ions, being the latter anion eventually transformed into ClO3− and ClO4− ions. 6‐Chloro‐nicotinonitrile, 6‐chloro‐pyridine‐3‐carbaldehyde, and tartaric acid were identified as oxidation produc

catheter and laryngeal mask endotracheal surfactant therapy the calmest approach as a novel mist technique

AbstractPurpose: Neonatal respiratory distress syndrome (RDS) is a major cause of mortality and morbidity among preterm infants. Although the INSURE (INtubation, SURfactant administration, Estubation) technique for surfactant replacement therapy is so far the gold standard method, over the last years new approaches have been studied, i.e. less invasive surfactant administration (LISA) or minimally invasive surfactant therapy (MIST). Here we propose an originally modified MIST, called CALMEST (Catheter And Laryngeal Mask Endotracheal Surfactant Therapy), using a particular laryngeal mask as a guide for a thin catheter to deliver surfactant directly in the trachea.Materials and methods: We performed a preliminary study on a mannequin and a subsequent in vivo pilot trial.Results and conclusions: This novel procedure is quick, effective and well tolerated and might represent an improvement in reducing neonatal stress. Ultimately, CALMEST offers an alternative approach that could be extremely useful for medica..

Retraining di personale medico esperto nella intubazione tracheale del neonato: uno strumento tecnologico innovativo per la simulazione ad alta fedelta'

BACKGROUND. La simulazione ad alta fedeltà si è affermata negli ultimi anni come strumento di formazione nell'ambito sanitario: la sua utilità è comprovata da numerosi studi neurocognitivi e dall’impiego collaudato nel campo dell’aeronautica. Essa si caratterizza come strumento fondamentale per l’acquisizione di nuove competenze, ma anche e soprattutto per il mantenimento delle competenze acquisite attraverso il retraining periodico, nell’ottica di un processo di formazione medica continua. Per questo duplice scopo, a Pisa è stato istituito nel 2009 il Centro di Simulazione e Formazione Neonatale (NINA) nel contesto dell'U.O. Neonatologia dell'AOUP (azienda già pioniere della simulazione con il Centro Endocas per la chirurgia). In ambito neonatologico, la simulazione viene impiegata con successo nell’apprendimento in primis (ma non solo, ovviamente) delle procedure di rianimazione neonatale, inclusa l’intubazione tracheale. Le peculiarità anatomiche delle vie aeree del neonato rendono la manovra di intubazione particolarmente difficile: anche quando eseguita da personale esperto, essa può determinare danni a lungo termine sul neonato, documentati in letteratura e causati dall’apporto di pressioni lesive tramite il laringoscopio sulle strutture anatomiche della cavità orale e della faringe. Gli skill trainer per intubazione tracheale in commercio sono strumenti passivi: essi si rivelano estremamente utili per l’apprendimento dei gesti della manovra, ma non forniscono un adeguato feedback che ne dimostri un’esecuzione corretta e non lesiva. SCOPO DELLA TESI. In questo studio abbiamo inteso realizzare uno skill trainer attivo per la procedura di intubazione tracheale nel neonato, in grado di restituire al discente un feedback basato su dati oggettivi. Il lavoro si è articolato in due fasi distinte: una di allestimento, svoltasi in collaborazione con personale ingegneristico dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna, ed una di validazione clinica, eseguita nell’ambito di sessioni di retraining di personale medico esperto reclutato all’interno dell’U.O. Neonatologia Universitaria. Obiettivo precipuo del retraining è stato l’ottimizzazione della procedura di intubazione. MATERIALI E METODI. Lo skill trainer è stato assemblato a partire da un modello presente in commercio. Nell’ambito di un virtuoso confronto multidisciplinare fra medici e ingegneri, sono stati selezionati dei punti ritenuti particolarmente critici (epiglottide, arcate dentali superiore e inferiore) nella procedura di intubazione e vi sono stati allocati sensori di forza. Al modello così realizzato è stato associato un software, che ha consentito di ottenere due feedback: uno in tempo reale, costituito da allarmi sonori attivati da sollecitazioni pressorie di valore superiore ad una soglia prestabilita; l’altro al termine delle prove, reso possibile dalla registrazione dei dati pressori su database elettronico. Il retraining è stato organizzato in due sessioni distinte, ciascuna composta da cinque tentativi consecutivi concessi a ciascun operatore: fra esse è stata interposta una breve fase di debriefing individualizzato, condotto da un istruttore esperto. Sono state inoltre somministrate due interviste agli operatori, una prima dell’inizio delle sessioni ed una alla fine di esse. I dati ottenuti dalle sessioni sono stati sottoposti ad analisi statistica mediante test non parametrici. RISULTATI. Sono stati reclutati complessivamente 14 operatori, 7 uomini e 7 donne. L’analisi dei dati ha consentito l’estrapolazione di curve di apprendimento per le grandezze fisiche considerate (tempo, pressione), individuando la significatività delle variazioni fra tentativi successivi. Il trend dei tempi impiegati per l’esecuzione della procedura mostra decremento statisticamente significativo nei tentativi successivi, sia considerando le sessioni come distinte che assimilandole a dieci tentativi consecutivi. E’ stata rilevata una differenza statisticamente significativa nella sollecitazione dei sensori: quello dell’epiglottide è stato il più sollecitato in entrambe le sessioni. Per il sensore dell’epiglottide e dell’arco dentale inferiore è emersa una differenza significativa nei valori di sollecitazione fra le due sessioni, con la prima superiore alla seconda. Sono state confrontate le diverse classi di età e i generi per le variabili considerate: mentre non c’è alcuna differenza tra uomini e donne, abbiamo invece rilevato una differenza significativa per i valori di pressione esercitati sui sensori dell’epiglottide e dell’arco inferiore fra gli operatori più giovani e i restanti. Il numero di tentativi di intubazione falliti (durata superiore ai 30 secondi) è diminuito drasticamente dalla prima alla seconda sessione (31 vs 6). Abbiamo dimostrato infine una correlazione significativa fra la riduzione delle variabili tempo e pressione in entrambe le sessioni, con maggiore forza statistica nella seconda. CONCLUSIONI. Il nostro skill trainer sensorizzato si configura come modello di intubazione “difficile” (Cormack 3), in accordo ai dati ottenuti e all’opinione della maggior parte degli operatori coinvolti. La significativa riduzione dei parametri pressori fra le due sessioni ha dimostrato la sua potenziale utilità nell’ottimizzazione della procedura di intubazione tracheale, in particolare per quanto attiene al rischio di traumatismi. L’ulteriore perfezionamento tecnologico del nostro modello sperimentale, attraverso strategie ingegneristiche e manifatturiere innovative, potrà risultare utile per l’implementazione del device come skill trainer impiegabile in strategie di retraining

Tra vecchi materiali e diversi approcci per migliorare la stabilit\ue0 e l\u2019attivit\ue0 elettrochimica delle cella ad ossido solido

Le celle ad ossidi solidi (SOC), siano esse celle combustibili (SOFC) o elettrolizzatori (SOEC), sono una tecnologia in grado di fornire risposte concrete alla rivoluzione energetica attualmente in corso. Tuttavia perch\ue9 i loro indiscussi vantaggi, quali il ridotto impatto ambientale, la flessibilit\ue0 al carico e la modularit\ue0, diventino competitivi con le tecnologie maggiormente consolidate sul mercato, \ue8 ancora necessario un ulteriore sforzo riguardo la loro durata nel tempo. Infatti alle alte temperature d\u2019esercizio (~ 800 \ub0C) di questi sistemi corrisponde un degrado del materiale e una perdita in performance. La via maestra per limitare questo effetto indesiderato \ue8 la riduzione della temperatura (500-700 \ub0C); questo approccio ha come possibile conseguenza la perdita di prestazione da parte dei materiali maggiormente impiegati a temperature superiori. In particolar modo le performance e la stabilit\ue0 del catodo, sede della reazione di riduzione dell\u2019ossigeno, sono molto sensibili a questo parametro, influenzando il comportamento globale della cella. Questo scenario richiede quindi lo sviluppo di materiali stabili in grado di fornire un\u2019attivit\ue0 elettrochimica performante alle temperature target della ricerca attuale. Negli ultimi anni le perovskiti (ABO3) sono una classe di materiali che si \ue8 dimostrata promettente per raggiungere questo obiettivo. Tra questi, i materiali pi\uf9 studiati sono La0.8Sr0.2MnO3 (LSM), La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-\u3b4(LSCF), Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-\u3b4 (BSCF). I risultati riportati in letteratura hanno dimostrato come sia difficile combinare prestazione elettrochimica e durata nel tempo, e come questi soffrano o di scarse performance (LSM) o problemi di degrado non trascurabili (LSCF, BSCF). Questa tesi \ue8 nata quindi nel tentativo di investigare se mediante diversi approcci disponibili per la preparazione dell\u2019elettrodo (infiltrazione, elettrodo composito), fosse possibile migliorare le caratteristiche richieste per un materiale catodico. Lo studio \ue8 partito investigando il comportamento elettrochimico di elettrodi a base di LSM, un materiale considerato principalmente come conduttore elettronico. I risultati ottenuti hanno mostrato un cambiamento nel meccanismo cinetico, in funzione del sovrapotenziale applicato alla cella. Tali risultati, aprono nuovi orizzonti riguardo lo sfruttamento di questo materiale, fino ad oggi considerato non adatto per l\u2019impiego in sistemi SOFC a temperature intermedie (IT-SOFC). Una prima applicazione, con promettenti risultati, \ue8 stata fornita eseguendo l\u2019infiltrazione di nanoparticelle di LSM su scaffold di altri due materiali perovskitici, quali LSCF e BSCF. La presenza di queste particelle sulla superficie elettrodica ha avuto come conseguenza quella di incrementare sia stabilit\ue0 che performance elettrochimica dei due materiali di partenza. Il secondo step del progetto ha considerato un elettrodo composito, costituito da un mixing di due materiali, LSCF e BSCF. Entrambi i materiali forniscono eccellenti propriet\ue0 elettrocatalitiche, ma soffrono di una certa instabilit\ue0 ed elevato degrado. Con l\u2019idea di sfruttare i punti di forza e di ottenere una mutua stabilizzazione dei due materiali, tre differenti elettrodi con differenti rapporti volumetrici BSCF:LSCF sono stati analizzati. Tutte e tre le nuove formulazioni hanno evidenziato un incremento dell\u2019attivit\ue0 catalitica per la riduzione dell\u2019ossigeno rispetto ai materiali di partenza, con valori di resistenza di polarizzazione competitivi con quelli di riferimento riportati in letteratura. Inoltre l\u2019elettrodo con rapporto BSCF:LSCF=70:30 oltre ad avere il miglior comportamento elettrochimico, \ue8 caratterizzato da una diminuzione della velocit\ue0 di degrado. Nell\u2019ultimo anno del progetto, in collaborazione con la Technische Universitat Wien, altri due materiali sono stati accoppiati e le loro interazioni investigate. Il La0.6Sr0.4FeO3-\u3b4 (LSF), materiale molto stabile ma poco attivo, \ue8 stato combinato con il La0.6Ba0.4CoO3-\u3b4 (LBC), che fornisce un\u2019elevatissima attivit\ue0 elettrocatalitica, ma soffre di instabilit\ue0. I due materiali sono stati testati in differenti sistemi a film sottile ottenuti mediante pulse laser deposition. Se mescolati prima dello step di sintering i due materiali reagiscono formando una nuova fase perovskitica attiva (Ba0.099Sr0.297La0.594Fe0.8Co0.2O3). La reazione \ue8 evitata producendo un sistema bilayer, e la presenza di un top layer di LBC sopra un film denso di LSF produce una drastica riduzione della resistenza di polarizzazione. Durante tutta la tesi particolare attenzione \ue8 stata dedicata all\u2019integrazione di differenti approcci disponibili per analizzare i risultati sperimentali ottenuti mediante impedenza a spettroscopia elettrochimica. Hanno assunto particolare rilievo la distribuzione dei tempi di rilassamento, la simulazione con circuiti equivalenti e la modellazione basata su modelli fisici

Electrochemical treatment of poorly biodegradable DPC cationic surfactant

The electrochemical oxidation of the cationic surfactant dodecylpyridinium chloride (DPC) was investigated using an electrolytic flow cell operating in batch recycle mode under galvanostatic conditions. The cell was equipped with a boron-doped diamond anode and a stainless steel cathode. The effects of some operating parameters, such as current density, recirculation flow-rate, and DPC concentration were investigated. DPC removal and mineralization were monitored by HPLC analyses and TOC measurements. The results show that DPC can be successfully removed and that degradation is under mass-transport control. The oxidation rate was well described by pseudo-first-order kinetics, and while the apparent rate constant increased with flow-rate, it was unaffected by DPC concentration and current density. Under optimum 5 mA cm-2 and 300 dm3 h-1 conditions, the apparent rate constant was 3.13 7 10-4 s-1. DPC solution with 75 mg dm-3 of surfactant (54 mgdm-3 of initial TOC) was completely mineralized in 330 min, achieving maximum 33% efficiency. Anodic oxidation of the cationic DPC was compared with anionic sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS) degradation and DPC oxidation was demonstrated to be faster and requiring less energy due to the presence of chloride ions in the DPC molecules that are oxidized to active chlorine which acts as redox mediator increasing the removal rate