Taxis of Artificial Swimmers in a Spatio-Temporally Modulated Activation Medium

Contrary to microbial taxis, where a tactic response to external stimuli is controlled by complex chemical pathways acting like sensor-actuator loops, taxis of artificial microswimmers is a purely stochastic effect associated with a non-uniform activation of the particles' self-propulsion. We study the tactic response of such swimmers in a spatio-temporally modulated activating medium by means of both numerical and analytical techniques. In the opposite limits of very fast and very slow rotational particle dynamics, we obtain analytic approximations that closely reproduce the numerical description. A swimmer drifts on average either parallel or anti-parallel to the propagation direction of the activating pulses, depending on their speed and width. The drift in line with the pulses is solely determined by the finite persistence length of the active Brownian motion performed by the swimmer, whereas the drift in the opposite direction results from the combination of ballistic and diffusive properties of the swimmer's dynamics.Comment: 19 pages, 6 figures; Entropy (in press

Ueber verschiedene Bindungsmittel des Copaivabalsams in Pillenmassen;

n/

Ueber das im Handel vorkommende krystallisirte kohlensaure Natron;

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Synthese catecholbasierter Linker zur Biofunktionalisierung von Titandioxid-Nanoteilchen

In der vorliegenden Arbeit wurden Titandioxid-Nanopartikel hergestellt, die mit catecholbasierten Linkern modifiziert wurden. Ebenso konnten Bio-Nanohybride hergestellt werden. Zudem wurde die Fähigkeit der Radikalbildung untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass kleine Nanopartikel reaktive Sauerstoffspezies produzieren. Die Modifikation mit Dopamin-Hydrochlorid führte dazu, dass die Produktion der reaktiven Sauerstoffspezies nahezu komplett unterdrückt werden konnte

Chemotaxis of artificial microswimmers in active density waves

Living microorganisms are capable of a tactic response to external stimuli by swimming toward or away from the stimulus source; they do so by adapting their tactic signal transduction pathways to the environment. Their self-motility thus allows them to swim against a traveling tactic wave, whereas a simple fore-rear asymmetry argument would suggest the opposite. Their biomimetic counterpart, the artificial microswimmers, also propel themselves by harvesting kinetic energy from an active medium, but, in contrast, lack the adaptive capacity. Here we investigate the transport of artificial swimmers subject to traveling active waves and show, by means of analytical and numerical methods, that self-propelled particles can actually diffuse in either direction with respect to the wave, depending on its speed and waveform. Moreover, chiral swimmers, which move along spiraling trajectories, may diffuse preferably in a direction perpendicular to the active wave. Such a variety of tactic responses is explained by the modulation of the swimmer's diffusion inside traveling active pulses

Invasive home mechanical ventilation, mainly focused on neuromuscular disorders

Introduction and background Invasive home mechanical ventilation is used for patients with chronic respiratory insufficiency. This elaborate and technology-dependent ventilation is carried out via an artificial airway (tracheal cannula) to the trachea. Exact numbers about the incidence of home mechanical ventilation are not available. Patients with neuromuscular diseases represent a large portion of it. Research questions Specific research questions are formulated and answered concerning the dimensions of medicine/nursing, economics, social, ethical and legal aspects. Beyond the technical aspect of the invasive home, mechanical ventilation, medical questions also deal with the patient's symptoms and clinical signs as well as the frequency of complications. Economic questions pertain to the composition of costs and the differences to other ways of homecare concerning costs and quality of care. Questions regarding social aspects consider the health-related quality of life of patients and caregivers. Additionally, the ethical aspects connected to the decision of home mechanical ventilation are viewed. Finally, legal aspects of financing invasive home mechanical ventilation are discussed. Methods Based on a systematic literature search in 2008 in a total of 31 relevant databases current literature is viewed and selected by means of fixed criteria. Randomized controlled studies, systematic reviews and HTA reports (health technology assessment), clinical studies with patient numbers above ten, health-economic evaluations, primary studies with particular cost analyses and quality-of-life studies related to the research questions are included in the analysis. Results and discussion Invasive mechanical ventilation may improve symptoms of hypoventilation, as the analysis of the literature shows. An increase in life expectancy is likely, but for ethical reasons it is not confirmed by premium-quality studies. Complications (e. g. pneumonia) are rare. Mobile home ventilators are available for the implementation of the ventilation. Their technical performance however, differs regrettably.Studies comparing the economic aspects of ventilation in a hospital to outpatient ventilation, describe home ventilation as a more cost-effective alternative to in-patient care in an intensive care unit, however, more expensive in comparison to a noninvasive (via mask) ventilation. Higher expenses arise due to the necessary equipment and the high expendi tur e of time for the partial 24-hour care of the affected patients through highly qualified personnel. However, none of the studies applies to the German provisionary conditions. The calculated costs strongly depend on national medical fees and wages of caregivers, which barely allows a transmission of the results.The results of quality-of-life studies are mostly qualitative. The patient's quality of life using mechanical ventilation is predominantly considered well. Caregivers of ventilated patients report positive as well as negative ratings. Regarding the ethical questions, it was researched which aspects of ventilation implementation will have to be considered.From a legal point of view the financing of home ventilation, especially invasive mechanical ventilation, requiring specialised technical nursing is regulated in the code of social law (Sozialgesetzbuch V). The absorption of costs is distributed to different insurance carriers, who often, due to cost pressures within the health care system, insurance carriers, who consider others and not themselves as responsible. Therefore in practice, the necessity to enforce a claim of cost absorption often arises in order to exercise the basic right of free choice of location. Conclusion Positive effects of the invasive mechanical ventilation (overall survival and symptomatic) are highly probable based on the analysed literature, although with a low level of evidence. An establishment of a home ventilation registry and health care research to ascertain valid data to improve outpatient structures is necessary. Gathering specific German data is needed to adequately depict the national concepts of provision and reimbursement. A differentiation of the cost structure according to the type of chosen outpatient care is currently not possible. There is no existing literature concerning the difference of life quality depending on the chosen outpatient care (homecare, assisted living, or in a nursing home specialised in invasive home ventilation). Further research is required.For a so called participative decision - made by the patient after intense counselling - an early and honest patient education pro respectively contra invasive mechanical ventilation is needed. Besides the long term survival, the quality of life and individual, social and religious aspects have also to be considered.Einleitung und Hintergrund Die invasive Heimbeatmung wird bei Patienten mit chronisch respiratorischer Insuffizienz (unzureichender Atemfähigkeit) durchgeführt. Die aufwendige und technologielastige Beatmung erfolgt über einen künstlichen Zugang (Trachealkanüle) zur Luftröhre. Genaue Zahlen über die Häufigkeit dieser Form von Beatmung in häuslicher Umgebung liegen nicht vor. Patienten mit neuromuskulären Erkrankungen machen einen großen Anteil aus. Forschungsfragen Zu unterschiedlichen Dimensionen Medizin/Pflege, Ökonomie, Soziales, Ethik und Recht werden spezifische Forschungsfragen formuliert und beantwortet. Medizinische Fragen behandeln neben technischen Aspekten der häuslichen invasiven Beatmung, die Symptomatik bzw. die klinischen Befunde der Patienten sowie die Häufigkeit von Komplikationen. Ökonomische Fragestellungen beziehen sich auf die Zusammensetzung der Kosten und die Unterschiede zu anderen Versorgungsformen bezüglich Kosten und Qualität der Pflege. Fragestellungen zu sozialen Aspekten berücksichtigen die gesundheitsbezogene Lebensqualität der Patienten und Betreuungspersonen. Zusätzlich werden die mit der Entscheidung zu Heimbeatmung verbundenen ethischen Gesichtspunkte betrachtet. Zuletzt werden rechtliche Aspekte der Finanzierung der invasiven Heimbeatmung erörtert. Methodik Auf Basis einer systematischen Literatursuche 2008 in insgesamt 31 relevanten Datenbanken wird die derzeit aktuelle Literatur gesichtet und anhand festgelegter Kriterien ausgewählt. Randomisierte kontrollierte Studien, systematische Reviews und HTA-Berichte (HTA = Health Technology Assessment), klinische Studien mit Patientenzahlen über zehn, gesundheitsökonomische Evaluationen, Primärstudien ggf. mit eigenen Kostenberechnungen und Lebensqualitätsstudien mit Bezug zu den Forschungsfragen führen zum Einschluss in die Analyse. Ergebnisse und Diskussion Invasive Beatmung kann die Symptome der Hypoventilation verbessern, wie sich aus der Analyse der Literatur ergibt. Darüber hinaus ist eine Lebensverlängerung wahrscheinlich, jedoch aus ethischen Gründen nicht durch qualitativ hochwertige Studien abgesichert. Komplikationen (z. B. Pneumonie) treten relativ selten auf. Für die Durchführung der Beatmung stehen mobile Heimbeatmungsgeräte zur Verfügung, deren technische Performance leider sehr unterschiedlich ist.Studien, die die ökonomischen Aspekte der Beatmung im Krankenhaus mit der außerklinischen Beatmung vergleichen, beschreiben Heimbeatmung als kostengünstigere Alternative zur stationären Versorgung auf einer Intensivstation, jedoch als teuerer im Vergleich zur nichtinvasiven (über Maske) Beatmung. Die höheren Aufwendungen entstehen aufgrund des notwendigen Equipments und des hohen Zeitaufwands für die teilweise 24-stündige Pflege der betroffenen Patienten durch hochqualifiziertes Personal. Jedoch bezieht sich keine der Studien auf den deutschen Versorgungskontext. Die ermittelten Kosten sind stark von nationalen Honorarplänen und Arbeitslöhnen der Pflegedienste abhängig, was eine Übertragung kaum zulässt.Ergebnisse von Lebensqualitätsstudien sind meistens qualitativ. Die Lebensqualität der Patienten unter Beatmung wird von ihnen selbst überwiegend als gut bewertet. Bei den Pflegepersonen von beatmeten Patienten zeigen sich sowohl positive als auch negative Einschätzungen. Im Hinblick auf die ethischen Fragestellungen wurde untersucht, welche Aspekte bei der Beatmungseinleitung berücksichtigt werden müssen. Rechtlich gesehen ist die Finanzierung der häuslichen Beatmung, v. a. bei invasiver Beatmung mit der Notwendigkeit einer Behandlungspflege, durch das Sozialgesetzbuch (SGB) V geregelt. Die Übernahme der Kosten verteilt sich auf verschiedene Kostenträger, die häufig, u. a. aufgrund des allgemeinen Kostendrucks im Gesundheitswesen, nicht sich selbst, sondern andere in der Pflicht sehen. Deswegen ergibt sich in der Praxis häufig die Notwendigkeit, die Kostenübernahme vor Gericht einzuklagen, um das Grundrecht auf freie Wahl des Aufenthaltsorts wahrnehmen zu können. Schlussfolgerung Positive Effekte der invasiven Heimbeatmung (Gesamtüberleben und Symptomatik) sind aufgrund der analysierten Literatur hochwahrscheinlich, wenn auch nur mit geringer Evidenz belegt. Hier ist durch Aufbau eines Heimbeatmungs-Registers und der Versorgungsforschung die Erhebung valider Daten, zur Verbesserung ambulanter Strukturen, notwendig. Die Erhebung von deutschen Daten ist notwendig, um nationale Versorgungs- und Vergütungskonzepte adäquat darstellen zu können. Eine Differenzierung der Kostenstruktur nach Art der gewählten außerklinischen Versorgung ist aktuell nicht möglich. Literatur bezüglich Unterschiede in der Lebensqualität in Abhängigkeit von der gewählten außerklinischen Versorgungsform (Versorgung in der eigenen Wohnung, in einer betreuten Wohngruppe oder im auf invasive Beatmung spezialisierten Pflegeheim) existiert nicht. Auch hier herrscht weiterer Forschungsbedarf.Eine frühzeitige und ehrliche Patientenaufklärung ist für eine sogenannte partizipative Entscheidung - die eigenständig durch den Patienten nach eingehender Aufklärung und Beratung getroffen wird - pro bzw. kontra invasive Beatmung notwendig. Neben dem Langzeitüberleben müssen auch Lebensqualität und individuelle, soziale sowie religiöse Aspekte berücksichtigt werden

A lidar-only SLAM algorithm for marine vessels and autonomous surface vehicles

Research into autonomous surface vehicles is noticeably limited in regards to the functionality of the vehicles themselves. Specifically, testing and evaluation typically occurs at speeds considerably lower than what is allowed in an operational setting. For a vessel to be able to take advantage of higher speeds, there must be a robust and tested method for determining localisation and navigation. With an emphasis of development for small vessels with higher impulse capabilities, working in confined and restricted environments, the decision was made to develop a method of navigation that relied solely upon lightweight sensors. For this, a single light ranging sensor was utilised to develop both simultaneous localisation and mapping for the vessel, using the normal distribution transform and iterative closest point methods. Evaluation of the algorithm accuracy as the vessel moved above speeds greater than two metres per second was conducted, and it was feasibly evaluated that there was no observable drift of mapping in horizontal planes, however, there was a accumulated drift in the vertical plane and a transient response in localisation deviation as the vessel changed impulse through the two metre per second window

Manejo de la defoliación y fertilización nitrogenada en pasto llorón, Eragrostis curvula, cv. Tanganyka : 1-rendimiento de materia seca, digestibilidad in vitro y rendimiento de materia seca digestible

p.7-14En una pradera de pasto llorón ubicada en Argerich se estudió el efecto de dos tratamientos de defoliación y tres niveles de fertilización nitrogenada durante tres ciclos consecutivos. El forraje se cortó con una frecuencia de 35 cm de altura o acumulado, hasta el 20 de febrero (primavera-verano), y sus rebrotes otoñales se cortaron en invierno (diferido). En primavera-verano el corte a 35 cm, produjo en promedio más materia seca que el acumulado y en el diferido a la inversa. Sus totales anuales fueron similares. La fertilización aumentó los rendimientos promedios parciales y totales (P menor a 0,05). La digestibiüdad primavera-estival fue mayor con cortes a 35 cm que en el acumulado y ambos tratamientos de defoliación respondieron al nitrógeno pero en sus diferidos el efecto fue de pequeña magnitud. Los rendimientos de materia seca digestible siguieron la misma tendencia que los de materia seca aunque, por influencia primavera-estival, en el total anual el corte a 35 cm superó al acumulado (P menor a 0,05). El rebrote primaveral sólo mostró un efecto residual parcial del fertilizante

An outbreak of aseptic meningitis due to echovirus 30 associated with attending school and swimming in pools

Summary Objectives To identify the risk factors of an outbreak of meningitis associated with echovirus 30-infection that occurred in Rome, Italy, in late 1997 among children from two different schools. Methods A case-control study was carried out. A case was defined as a child from either of the two schools, A or B, who presented meningitis-like (fever, headache and vomiting), diarrhea, or respiratory tract symptoms. All asymptomatic students were included in the analysis as controls. Results Among 446 pupils (80%) who answered the questionnaire, 68 met the case definition. Twenty pupils developed a meningitis-like illness. Echovirus 30 was isolated from cerebrospinal fluid (CSF) in four and from stools in six. Forty-eight pupils reported other symptoms. The attack rate was 10.8% in school A and 0.8% in school B for meningitis-like illness; it was 12% and 10%, respectively, for other enterovirus-like illnesses. The risk of meningitis-like illness was higher among children attending school A (crude OR=14.9; 95% CI=4.3–52.1), among children using any public pool (OR=3.8; 95% CI=1.5–9.9) and those using an outside swimming pool X (OR=13.4; 95% CI=2.7–65.8 versus no swimming pool and OR=8.3; 95% CI=1.1–62.6 versus other pools). The epidemic curve appears to suggest a person-to-person transmission. Conclusions The epidemic occurred by person-to-person transmission in a number of classrooms and at swimming pool X