Regional mechanical properties and stress analysis of the human anterior lens capsule

The lens capsule of the eye functions, in part, as a deformable support through which the ciliary body applies tractions that can alter lens curvature and corresponding refractive power during the process of accommodation. Although it has long been recognized that characterization of the mechanical properties of the lens capsule is fundamental to understanding this physiologic process as well as clinical interventions, prior data have been limited by one-dimensional testing of excised specimens despite the existence of multiaxial loading in vivo. In this paper, we employ a novel experimental approach to study in situ the regional, multiaxial mechanical behavior of both normal and diabetic human anterior lens capsules. Furthermore, we use these data to calculate material parameters in a nonlinear stress– strain relation via a custom sub-domain inverse finite element method (FEM). These parameters are then used to predict capsular stresses in response to imposed loads using a forward FEM model. Our results for both normal and diabetic human eyes show that the anterior lens capsule exhibits a nonlinear pseudoelastic behavior over finite strains that is typical of soft tissues, and that strains are principal relative to meridional and circumferential directions. Experimental data and parameter estimation suggest further that the capsule is regionally anisotropic, with the circumferential direction becoming increasingly stiffer than the meridional direction towards the equator. Although both normal and diabetic lens capsules exhibited these general characteristic behaviors, diabetic capsules were significantly stiffer at each distension. Finally, the forward FEM model predicted a nearly uniform, equibiaxial stress field during normalcy that will be perturbed by cataract surgery. Such mechanical perturbations may be an underlying modulator of the sustained errant epithelial cell behavior that is observed well after cataract surgery and may ultimately contribute to opacification of the posterior lens capsule

Evaluation of the Perkins handheld applanation tonometer in horses and cattle

The objective of this study was to evaluate and validate the accuracy of the Perkins handheld applanation tonometer for measuring intraocular pressure (IOP) in horses and cattle. Both eyes of 10 adult horses and cattle were evaluated in a postmortem study. The eyes from 10 clinically normal adult horses and cattle were also examined after bilateral auriculopalpebral nerve block and topical anesthesia for an in vivo study. IOP was measured postmortem using direct manometry (measured with an aneroid manometer) and tonometry (measured with a Perkins handheld applanation tonometer). The correlation coefficients (r2) for the data from the postmortem manometry and Perkins tonometer study were 0.866 for horses and 0.864 for cattle. In the in vivo study, IOP in horses was 25.1 ± 2.9 mmHg (range 19.0~30.0 mmHg) as measured by manometry and 23.4 ± 3.2 mmHg (range 18.6~28.4 mmHg) according to tonometry. In cattle, IOP was found to be 19.7 ± 1.2 mmHg (range 18.0~22.0 mmHg) by manometry and 18.8 ± 1.7 mmHg (range 15.9~20.8 mmHg) by tonometry. There was a strong correlation between the IOP values obtained by direct ocular manometry and the tonometer in both horses and cattle. Our results demonstrate that the Perkins handheld tonometer could be an additional tool for accurately measuring IOP in equine and bovine eyes

The role of water in the plant production intensification on light soils

К основным факторам интенсификации земледелия на легких почвах принадлежит регуляция водного режима. Улучшение водного режима песчаных почв приводит к радикальному повышению их сельскохозяйственной пригодности, возможности возделывания интенсивных видов и сортов культурных растений, повышению эффективности удобрений, уровня и качества растительной продукции. Также повышается и стабилизуется животноводческая продукция и качество глобальной продукции, равно как и эффективность средств производства, особенно удобрений. Правильный водно-удобрительной режим на легких почвах позволяет 2-3-кратно увеличить растениеводческую продукцию в сравнении с состоянием существующим до сих пор.It is the regulation of water conditions, which belongs to the basic factors of the agriculture intensification on light soils. Their agricultural utility, the possibility of cultivation of intensive species and varieties of crops, an efficient fertilization level, magnitude of yields and the quality of plant products are radically increasing owing to improved water conditions of these soils. Increasing and stabilizing are also the animal production and the value of global production as well as efficiency of production means, particularly of fertilizers. A correct water and fertilizing economy on light soils makes possible a 2-3-fold increase of the agricultural production as compared with the previous state

Zawartość biopierwiastków i metali toksycznych w miodacho różnym pochodzeniu botanicznym z dolnego śląska

Analyzing the content of bioelements and toxic metals in honeys of various botanical origin is important for the consumers’ health. In addition, many authors notice that results of such analyses can help to identify the botanical and geographical origin of honey and to use the product as a bioindicator of the overall contamination of the environment. The content of As, Cd, Pb, Zn, Cu, Mn, Ni, Mg, Fe, Cr was determined in samples of nectar honey (acacia, linden, goldenrod, multifloral, buckwheat, oilseed rape) originating from some areas in the Province of Lower Silesia unexposed to industrial and traffic emissions. In order to demonstrate differences in concentrations of the metals in particular honey samples, one-factor analysis of variance or the Kruskal-Wallis test was applied, and the correlation between levels of individual metals in the honeys was investigated. Similarities between the honeys with regard to the metal content were determined using Ward’s method of cluster analysis. Among the analyzed nectar honeys from Lower Silesia, the content of zinc was the highest in linden flower honey (13.41 mg kg–1), copper and manganese – in buckwheat (1.50 mg kg–1 and 9.40 mg kg–1, respectively), nickel – in multifloral (1.03 mg kg–1) and buckwheat (1.25 mg kg–1), magnesium – in goldenrod (29.6 mg kg–1) and iron – in linden flower (2.11 mg kg–1) and goldenrod (2.00 mg kg–1) honeys. The content of arsenic, cadmium and lead did not exceed the permissible values, i.e. 0.20, 0.03 and 0.30 mg kg–1. The correlation analysis performed on the concentrations of the metals in the honeys demonstrated that manganese was positively correlated with copper and nickel, while iron correlated with zinc. Oilseed rape and acacia, as well as multifloral and goldenrod honeys were most similar to each other in the accumulation of the metals. Using the accumulation of metals in honey as a bioindicator of environmental pollution should be verified on material originating from areas where there are differences in the content of especially dangerous metals, cadmium and lead in particular.Badanie zawartości biopierwiastków i metali toksycznych w miodach o różnym pochodzeniu botanicznym ma przede wszystkim znaczenie z uwagi na zdrowie konsumentów. Wielu autorów zauważa też możliwość kategoryzacji na tej podstawie pochodzenia botanicznego i geograficznego miodu, a także stosowania tego produktu jako bioindykatora łącznego skażenia środowiska. W próbkach miodów nektarowych: akacjowego, lipowego, nawłociowego, wielokwiatowego, gryczanego i rzepakowego pochodzących z terenów województwa dolnośląskiego w niewielkim stopniu narażonych na oddziaływanie emisji przemysłowych i komunikacyjnych określono zawartość: As, Cd, Pb, Zn, Cu, Mn, Ni, Mg, Fe, Cr. Do wykazania różnic w zawartości metali w poszczególnych odmianach miodu zastosowano test jednoczynnikowej analizy wariancji lub test Kruskala-Wallisa. Zbadano korelacje między zawartością poszczególnych metali w miodach. Do określenia podobieństwa odmian miodów pod względem gromadzenia metali zastosowano analizę skupień, używając metody Warda. Spośród miodów nektarowych pochodzących z Dolnego Śląska najwięcej cynku zawierał miód lipowy (13,41 mg kg–1), miedzi i manganu – gryczany (odpowiednio 1,50 mg kg–1 i 9,40 mg kg–1), niklu – wielokwiatowy (1,03 mg kg–1) i gryczany (1,25 mg kg–1), magnezu – nawłociowy (29,6 mg kg–1), a żelaza – lipowy (2,11 mg kg–1) i nawłociowy (2,00 mg kg–1). Zawartość arsenu, kadmu i ołowiu nie przekroczyła dopuszczalnych wartości tj. Odpowiednio 0,20, 0,03 i 0,30 mg kg–1. Analiza korelacji zawartości poszczególnych metali w miodach pozwoliła stwierdzić, że zawartość manganu była dodatnio skorelowana z zawartością miedzi i niklu, a żelaza z cynkiem. Największe podobieństwo, jeżeli chodzi o kumulację metali, wykazy miody rzepakowy i akacjowy oraz wielokwiatowy i nawłociowy. Wykorzystując ten fakt do bioindykacji skażenia środowiska, należałoby zweryfikować go na materiale pochodzącym z obszarów, gdzie występują różnice w zawartości metali szczególnie niebezpiecznych, zwłaszcza kadmu i ołowiu

Response of medium early, medium late and late potatoes to water factor on wheat and rye soil complexes

W pracy wykorzystano dane dotyczące plonów ziemniaków uprawianych na glebach kompleksu pszennego bardzo dobrego i dobrego oraz żytniego bardzo dobrego i dobrego, w 11 stacjach doświadczalnych oceny odmian z lat 1996-2005. Dla gleb kompleksów pszennych i żytnich zbudowano modele plonu ziemniaków średnio wczesnych oraz średnio późnych i późnych w postaci funkcji regresji (wielomian 2-go stopnia z interakcjami), w której zmiennymi objaśniającymi były sumy opadów atmosferycznych w miesiącach maj-czerwiec i lipiec-sierpień. Modele badano w przedziale 75–175 mm opadu dla okresu maj-czerwiec i 90–220 mm opadu okresu lipiec-sierpień, co odpowiadało w przybliżeniu średniej ± odchylenie standardowe tych parametrów. We wszystkich przypadkach znacznie silniej oddziałującym na wysokość plonu czynnikiem okazał się opad okresu lipiec-sierpień. Dla ziemniaków średnio wczesnych uprawianych na glebach pszennych, optymalnym dla uzyskania najwyższych plonów był układ czynników, w których niskim opadom okresu majczerwiec (88 mm) towarzyszyły wysokie opady okresu lipiec-sierpień (217 mm). Plony osiągane w tych warunkach wynosiły 594 dt·ha-1. Uprawiane na tych samych glebach ziemniaki średnio późne i późne reagowały podobnie na wodę pochodzącą z opadów. Optymalnym układem czynników był: opad okresu majczerwiec – 76 mm i lipiec-sierpień – 220 mm, dający plon 643 dt·ha-1.Ziemniaki średnio wczesne uprawiane na glebach kompleksów żytnich plonowały najwyżej (481 dt·ha-1), gdy opad okresu maj-czerwiec był powyżej średniej (143 mm), a okresu lipiec-sierpień najwyższy (220 mm). Ziemniaki średnio późne i późne na tych glebach dawały najwyższy plon (512 dt·ha-1) przy podobnych warunkach opadowych w badanych okresach, odpowiednio: 140 i 220 mm. Dla obu grup wczesności tak na glebach kompleksów pszennych jak i żytnich, niskim opadom okresu maj-czerwiec (75 mm) oraz lipiec-sierpień (90 mm) odpowiadały najniższe plony. Badając analogiczne modele procentowej zawartości skrobi w bulwach ziemniaków zauważono, że parametr ten zależał głównie od opadów w okresie lipiec- sierpień, które silniej oddziaływały na glebach kompleksów żytnich niż pszennych.The data on the yield of potatoes grown on very good and good wheat soil complex as well as very good and good rye soil complexes in 11 experimental stations of varieties evaluation in 1996-2005 were used in this paper. For the wheat and rye soil complexes models of medium early as well as and medium-late and late potato crop were constructed as regression functions (quadratic polynomial with interactions), in which the amount of precipitation in May-June and July- August were independent variables. Models were studied in the range of 75-175 mm precipitation in May-June, and 90-220 mm precipitation in July-August, which corresponds to the average ± standard deviation of these parameters. In all cases, July-August precipitation was the factor more strongly affecting the yield. For medium early potatoes grown on wheat soils the optimum for obtaining the highest yields proved to be the set of factor: low May-June precipitation (88 mm) appeared with high July-August precipitation (217 mm). The yield achieved under these conditions amounted to 594 dt·ha-1. Medium late and late potatoes grown on the same soil reacted similarly to water from rain - the optimum set of factors was: May-June precipitation - 76 mm and July-August - 220 mm, giving a yield of 643 dt·ha-1. Medium early potatoes grown on rye soils had the highest yield (481 dt·ha-1) when the May-June precipitation was above average (143 mm) and July-August one was high (220 mm). Medium late and late potatoes on these soils gave the maximum yield (512 dt·ha-1) in similar conditions - 140 and 220 mm of precipitation respectively. The lowest yields were associated with low rainfall in May-June (75 mm) and in July-August (90 mm) for both groups of earliness and both: rye and wheat soil complexes. By examining similar models of the percentage of starch in potato tubers it was noted that this parameter depended mainly on precipitation in July and August, which stronger affected on rye than wheat soil complexes