Controlled delivery of biologically active compounds using modified silicas

Wydział Chemii: Zakład Chemii SupramolekularnejZmodyfikowane krzemionki mezoporowate mogą pełnić szczególną rolę, jako nośniki leków uwalnianych w sposób kontrolowany. Duża powierzchnia właściwa oraz objętość porów pozwalają na adsorpcję znacznych ilości substancji terapeutycznych, a powierzchniowe grupy silanolowe umożliwiają zastosowanie modyfikacji regulujących proces desorpcji ładunku. Celem mojej pracy naukowej była modyfikacja krzemionek mezoporowatych (MCM-41 oraz SBA-15) umożliwiająca kontrolowane dostarczanie wybranych substancji biologicznie czynnych. W pracy skupiłem się zarówno na adsorpcji fizycznej, jak i chemicznej wybranych substancji. Przygotowałem układy hybrydowe zdolne dostarczać w sposób kontrolowany nadtlenek wodoru, ryboflawinę, 3'-azydo-3'-deoksytymidynę oraz kwas galusowy, związane z powierzchnią na drodze adsorpcji fizycznej, jak i kowalencyjnie. Otrzymane materiały mogą zostać zastosowane do celów terapeutycznych oraz analitycznych. Ponadto, ustaliłem wpływ ładunku elektrycznego wnoszonego przez modyfikację na powierzchni krzemionki na procesy adsorpcji i desorpcji wybranych związków modelowych – barwników.Modified mesoporous silicas can play a particular role as carriers of drugs released in a controlled manner. High surface area and pores volume allow to adsorb significant amounts of therapeutics and the surface silanol groups enable the use of modifications regulating the cargo desorption process. The aim of my doctoral dissertation was the modification of mesoporous silicas (MCM-41 and SBA-15) allowing controlled delivery of chosen biologically active compounds. The study focused on both, the physical and chemical adsorption of chosen substances. I prepared the hybrid systems able to deliver hydrogen peroxide, riboflavin, 3'-azido-3'-deoxytymidine and gallic acid in a controlled manner and bound to the surface by physical adsorption and covalently. The materials obtained may be used fortherapeutical and analytical purposes. Moreover, I established the influence of electrical charge, introduced with the modification onto the silica surface, on adsorption and desorption processes of chosen model compounds – dyes

Analiza standardowej farmakoterapii (tzw. schemat MONA) przez zespoły ratownictwa medycznego w zawale serca z uniesieniem odcinka ST

Introduction. Myocardial infarction is a directly life-threatening condition, which is the most frequent consequence of diseases and deaths in highly developed countries. In Poland there are almost hundred thousand of myocardial infarction cases each year and the morbidity increases. The issue of a huge number of myocardial infarctions is meaningful in many countries all over the world. About 30% of all the myocardial infarctions are the ones with ST-segment elevation (ACS STEMI). The purpose of this paper is to analyse how the pre-hospital care has used a standard pharmacological treatment (the so-called MONA scheme) in the area of Szczecin. This medical care was performed by Emergency Medical Service in case of patients who have ACS STEMI, were hospitalised in Pomeranian Medical University’s (PMU’s) Department of Cardiology, survived this period and were discharged from hospital. Material and methods. Data apply to 603 (68 died, 535 survived) patients, who had acute coronary syndrome (ACS) with ST-segment elevation (STEMI) and were referred to the Department of Cardiology in PMU Clinical Hospital No 2 in Szczecin. It concerns all the patients who were treated during cardiological accident and emergency in years 2009–2011. Patients who died were excluded from the study. Results. In the analysed group of patients, morphine was administered to 402 patients (75.5%), oxygen was administered to 515 patients (96.8%), nitroglycerine was administered to 393 patients (74.0%) and acetylsalicylic acid was administered to 493 patients (92.5%), after taking into account the primary transport (taking patients directly to the Department of Cardiology) and the secondary transport. Morphine administration has increased over the years (p = 0.0028). In particular years it varied as follows: in 2009 — 67%; in 2010 — 79%; in 2011 — 81%. Oxygen supply has increased as follows: in 2009 — 92%; in 2010 — 98.7%; VII–XII 2011 — 100% (p = 0.00008). The supply of nitroglycerine has decreased: in 2009 — 38%; in 2010 — 17.2%; in 2011 — 24.4% (p = 0.00001). Conclusions. 1. Realisation of MONA scheme in case of ACS STEMI is frequent, regardless of the kind of intervening paramedics team. 2. The supply of medication from MONA scheme, with the exception of nitroglycerine, is not satisfactory for patients with ACS STEMI. 3. In case of inferior wall myocardial infarction diagnosis or in case of uncertainty about the myocardial infarction’s placement, paramedics team should resign from nitroglycerine administration during pre-hospital phase. 4. ECG teletransmission performance in ACS STEMI should be a standard procedure in case of patients with sudden pain in the chest, suggesting recent myocardial infarction, and regardless of a presence of a doctor in a paramedics team.Wstęp. Zawał serca to stan bezpośredniego zagrożenia życia i najczęstsza przyczyna chorobowości i zgonów w krajachwysokorozwiniętych. W Polsce odnotowuje się około 100 tys. zawałów serca rocznie i obserwuje się wzrost chorobowości.Ogromna liczba zawałów serca jest poważnym problemem w wielu krajach na całym świecie. Około 30% zawałów sercastanowią zawały z uniesieniem odcinka ST (ACS STEMI).Badanie przeprowadzono w celu przeanalizowania, czy podczas świadczenia opieki przedszpitalnej na terenie Szczecinastosowano standardowe leczenie farmakologiczne (tzw. schemat MONA). Oceniano postępowanie zespołów ratownictwamedycznego w przypadku chorych z ACS STEMI hospitalizowanych w Klinice Kardiologii Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego (PUM) w Szczecinie, którzy przeżyli okres hospitalizacji i zostali wypisani ze szpitala.Materiał i metody. Dane dotyczyły 603 chorych (68 zmarło, 535 przeżyło), u których wystąpił ostry zespół wieńcowy(ACS) w postaci zawału serca z uniesieniem odcinka ST (STEMI) i których przyjęto do Kliniki Kardiologii Szpitala Klinicznego nr 2 PUM. Obejmowały one wszystkich pacjentów, którym udzielono pomocy medycznej w związku ze zdarzeniami i nagłymi stanami kardiologicznymi w latach 2009–2011. Chorych, którzy zmarli, wykluczono z badania. Wyniki. W analizowanej grupie chorych, przewożonych zarówno bezpośrednio z miejsca zdarzenia do Kliniki Kardiologii, jak i między placówkami medycznymi, morfinę podawano 402 osobom (75,5%), tlen — 515 osobom (96,8%), nitroglicerynę — 393 osobom (74,0%), kwas acetylosalicylowy — 493 osobom (92,5%).Stwierdzono zwiększenie częstości podawania morfiny (p = 0,0028). W poszczególnych latach odsetek chorych, u których stosowano morfinę, wynosił: w 2009 roku — 67%, w 2010 roku — 79%, w 2011 roku — 81%. Zwiększyło się również stosowanie tlenoterapii; w 2009 roku tlen podawano 92% chorych, w 2010 roku — 98,7% chorych, a w okresie VII–XII 2011 roku — 100% chorych (p = 0,00008). Zmniejszył się natomiast odsetek chorych, którym podano nitroglicerynę; w 2009 roku nitroglicerynę stosowano u 38% chorych, w 2010 roku — u 17,2%, w 2011 roku — u 24,4% (p = 0,00001).Wnioski. 1. W przypadku chorych z ACS STEMI często stosowano schemat MONA, niezależnie od rodzaju zespołuratownictwa medycznego prowadzącego interwencję. 2. Stosowanie leków według schematu MONA u chorych z ACSSTEMI jest niewystarczające, pomijając nitroglicerynę. 3. W przypadku rozpoznania zawału ściany dolnej serca lub braku pewności co do lokalizacji ogniska zawałowego ratownicy powinni zrezygnować z podawania nitrogliceryny na etapie opieki przedszpitalnej. 4. Teletransmisja zapisu EKG powinna być standardową procedurą w przypadku podejrzenia ACS STEMI u chorych z nagłym bólem w klatce piersiowej sugerującym ostry zawał serca, niezależnie od obecności w lekarza w zespole ratownictwa medycznego

Pacjent w ACS STEMI i lekarz w systemie na telefon — opis przypadku

The Emergency Medical Services in Poland was constituted to save human health and life. Regardless of applied system solutions, all countries are guided by this assumption. In Poland, the law, which was enforced in 2007, has developed two types of emergency ambulances: one including the doctor (the ”S” team), and one with paramedics only (the “P” team). The “S” team should be sent to all life-threatening conditions, and the “P” team to the remaining conditions. It is noteworthy that in some countries there are only basic teams, and their ability of action and pharmacotherapy is imposed by legal regulations operating in the country. In other systems in Europe, the basic team may rely on the support of a doctor that arrives at the emergency site. In the case described, a patient with myocardial infarction (STEMI, ST-elevation myocardial infarction) with complicated pulmonary edema was initially supplied by the basic team. Due to the serious condition of the patient and the limited ability of action, the doctor was asked to support the team. The reported case presents a solution to abandon the permanent specialist teams that is feasible to apply (not only in Poland), and it suggests other solutions increasing efficiency of activities of the rescue teams.Państwowe Ratownictwo Medyczne powołano w celu ratowania ludzkiego zdrowia i życia. Bez względu na zastosowane rozwiązania systemowe wszystkie kraje kierują się takim założeniem. W Polsce ustawą, która weszła w życie w 2007 roku stworzono dwa rodzaje zespołów wyjazdowych — z lekarzem (zespół „S”) oraz złożony z samych ratowników medycznych (zespół „P”). Do wszystkich stanów zagrożenia życia powinien być wysłany zespół „S, zaś do pozostałych zespół „P”. Warto zauważyć, że w niektórych krajach istnieją tylko zespoły podstawowe, natomiast ich możliwości działania i farmakoterapii są podyktowane regulacjami prawnymi funkcjonującymi w danym kraju. W innych systemach w Europie zespół podstawowy może liczyć na wsparcie lekarza, który dojeżdża na miejsce zdarzenia. W opisanym przypadku pacjent z zawałem serca (STEMI, zawałem serca z uniesieniem odcinka ST) powikłanym obrzękiem płuc początkowo był zaopatrywany przez zespół podstawowy. Ze względu na ciężki stan chorego oraz ograniczone możliwości działania poproszono o wsparcie lekarza. Opisany przypadek ukazuje możliwe do zastosowania (nie tylko w Polsce) rozwiązanie, by zrezygnować ze stałych zespołów specjalistycznych oraz proponuje inne rozwiązania zwiększające skuteczność w działaniach zespołów ratownictwa medycznego

Software Solution for Modeling, Sizing, and Allocation of Active Power Filters in Distribution Networks

The paper is related to the problem of modeling and optimizing power systems supplying, among others, nonlinear loads. A software solution that allows the modeling and simulation of power systems in the frequency domain as well as the sizing and allocation of active power filters has been developed and presented. The basic assumptions for the software development followed by the models of power system components and the optimization assumptions have been described in the paper. On the basis of an example of a low-voltage network, an analysis of the selection of the number and allocation of active power filters was carried out in terms of minimizing losses and investment costs under the assumed conditions for voltage total harmonic distortion (THD) coefficients in the network nodes. The presented examples show that the appropriate software allows for an in-depth analysis of possible solutions and, furthermore, the selection of the optimal one for a specific case, depending on the adopted limitations, expected effects, and investment costs. In addition, a very high computational efficiency of the adopted approach to modeling and simulation has been demonstrated, despite the use of (i) element models for which parameters depend on the operating point (named iterative elements), (ii) active filter models taking into account real harmonics reduction efficiency and power losses, and (iii) a brute force algorithm for optimization

Knowledge, Attitudes, and Behaviors Regarding Lyme Borreliosis Prevention in the Endemic Area of Northeastern Poland

(1) Background: The incidence of Lyme borreliosis (LB) is increasing in Europe. The new LB vaccine is still in clinical development, thus the dissemination of knowledge about the disease is essential. We assessed the knowledge, attitudes and preventive practices (KAP) against tick-borne diseases (TBDs) of people living in the endemic area in northeastern Poland. (2) Methods: We surveyed 406 adults using a 37-item anonymous paper survey. The data were analyzed with regression models. (3) Results: The two most popular knowledge sources were the Internet and doctors, selected by 77.8% and 53.4%, respectively. Respondents felt moderately knowledgeable about TBDs and tick bite prophylaxis (median scores 5/10, and 6/10, respectively), considered TBDs to be a significant health threat (median 8/10), attributed high risk to tick mouthparts remaining in the skin after tick removal (median 10/10), and shared multiple misconceptions regarding LB transmission, symptoms, and management. General knowledge scores (GKS) about TBDs and tick protection practices scores (TPS) were moderate (65.0%; IQR, 55.8–71.7%, 63.6%; 54.5–72.7%, respectively). Only 48.0% had a positive attitude towards TBE vaccination. A recent tick-bite was associated with higher GKS (OR, 2.55; 95% CI, 1.27–5.10; p = 0.008), higher TPS (OR 4.76, 95% CI, 2.0–11.1; p < 0.001), and a positive attitude towards TBE vaccine (OR 2.10, 1.07–4.10, p = 0.030). A positive vaccine attitude was also associated with obtaining TBD knowledge from doctors and other verified sources (OR, 2.654, 1.66–4.23; p < 0.001). Age, place of residence, and frequent exposure to ticks in green areas were not associated with GKS, TPS, nor vaccine attitude. (4) Conclusions: Increased risk perceptions are associated with adoption of behaviors preventing TBDs. Medical professionals play an important role in communicating knowledge about TBDs. There is a need to revise current communication strategies with respect to tick bites and prevention of LB and other TBDs

Diagnostic Precision in Lyme borreliosis: Assessing VlsE and C6 Antigens in a Pediatric Cohort

(1) Background: Lyme borreliosis (LB) is a tick-borne disease known for its diagnostic challenges. Conventional two-tiered testing (CTTT) for antibodies is time-consuming, has low sensitivity in the early stages of disease, and sometimes generates false-positive IgM immunoblots. To tackle this issue, modified two-tiered testing (MTTT) was introduced, incorporating recombinant VlsE and C6 antigens to enhance diagnostic accuracy. (2) Methods: In this prospective study, we enrolled children exhibiting symptoms indicative of LB. We collected serum samples at various intervals and subjected them to analysis using standard enzyme immunoassays. We then compared these results with the outcomes from the VlsE and C6 assays. (3) Results: In our study, all 33 patients displaying erythema migrans (EM), a characteristic symptom of LB, exhibited positive responses to the C6 antigen. This finding underscores the potential utility of the C6 antigen as a reliable diagnostic tool for LB. Additionally, we observed a significant reduction in anti-VlsE antibody levels following antibiotic treatment in EM patients. (4) Conclusions: The utilization of recombinant VlsE and C6 antigens in LB diagnostics and monitoring has yielded promising results. Nonetheless, it is imperative for clinicians to exercise caution and interpret results in conjunction with clinical findings, considering the dynamic nature of medical guidelines. Even with recombinant antigen tests, some children with EM tested negative, highlighting the importance of clinical diagnosis for treatment decisions. Furthermore, clinicians should be mindful of the possibility of persistently positive VlsE/C6 test results during LB treatment monitoring

SBA-15 Mesoporous Silica Modified with Gallic Acid and Evaluation of Its Cytotoxic Activity

<div><p>Gallic acid has been covalently conjugated to SBA-15 mesoporous silica surface through different linkers. Cytotoxic activity of the hybrid organic-inorganic systems against HeLa and KB cell lines has been analyzed. Up to 67% of HeLa or KB tumor cells growth inhibition has been achieved at low silica concentration used (10 μg mL^-1).</p></div