Deformation Mechanisms Rationalisation to Design for Creep Resistance in Polycrystalline Ni-Based Superalloys

Creep strength in polycrystalline Ni-based superalloys is influenced by the formation of a rich variety of planar faults forming within the strengthening γ' phase. The lengthening and thickening rate of these faults – and therefore the creep rate – depends on an intriguing combination of dislocation interactions at the γ-γ' interface and diffusional processes of the alloying elements at the core of the fault tip. The effect of alloy composition on this process is not fully understood. In this work we use correlative high resolution transmission electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy to study the deformation faults in two different Ni-based superalloys with carefully designed ratios of disordering-to-ordering-promoting elements (Co-Cr against Nb-Ta-Ti). The results show that the additions of ordering-promoting elements reduce the diffusional processes required for the faults to lengthen and thicken thus reducing the creep rates found for the higher Nb-Ta-Ti alloy. These insights provide a path to follow in the design of improved grades of creep-resistant polycrystalline alloys beyond 700 C

Vitamin D(3) regulates hepatic VEGF-A and apelin expression in experimental type 1 diabetes

The deficiency of vitamin D is associated with the risk of various chronic diseases, including diabetes mellitus and its complications. Given the strong genomic action of vitamin D hormone-active form, its deficiency can lead to dysfunction of cytokine signaling pathways, including those dependent on vascular endothelial growth factors (VEGFs) and apelin. The present study was carried out to define the link between VEGF-A and apelin expression in liver, hepatocytes viability and vitamin D status at experimental type 1 diabetes in mice. We established that chronic hyperglycemia at streptozotocin-induced diabetes was accompanied by a 2.2-fold decrease in 25OHD content in the serum and increased hepatocytes apoptosis and necrosis. Vitamin D deficiency correlated with increased apelin and VEGF-A (8- and 1.6-fold respectively) expression. Almost complete restoration of circulatory 25OHD content in serum was achieved at vitamin D3 treatment (800 IU/kg, per os, for 2 months) followed by reduced apelin and VEGF-A expression in liver and the decline of hepatocytes apoptosis. We conclude that vitamin D3 can be involved in cell survival, angiogenesis and fibrogenesis by modulating VEGF-A and apelin dependent regulatory systems in diabetic liver

ПОЄДНАНА ДІЯ ПІРАЗОЛОВМІСНИХ БІСФОСФОНАТІВ І ВІТАМІНУ D3 У КОРЕКЦІЇ ПОРУШЕНЬ МІНЕРАЛЬНОГО ОБМІНУ ЗА АЛІМЕНТАРНОГО ОСТЕОПОРОЗУ В ЩУРІВ

Introduction. According to the WHO, osteoporosis ranks central position among all known diseases as a cause of premature disability and mortality, and therefore the development of effective treatment strategies for this disease is one of the priority research areas for scientific and medical institutions. One of these areas is the development of new modern bisphosphonates and the study of their therapeutic effects in animal models. The aim of the study – to explore the effectiveness of combined action of synthesized nitrogen-containing bisphosphonates (pyrazole-containing analogs), which inhibit osteoclast activity and bone resorption, and vitamin D3 – the main regulator of bone remodeling and osteogenesis, in the correction of mineral metabolism disturbances accompanying the development of osteoporosis. Research Methods. The study of the biological effectiveness of the synthesized pyrazole-containing bisphosphonates was carried out on female Wistar rats (1 month old, initial weight (90±5) g). Alimentary osteoporosis was induced by keeping the rats for 30 days on a D-hypovitaminosis diet according to GOST 11222-65, balanced in calcium and phosphorus. Pyrazole-containing bisphosphonates (1.7 mg/kg) and cholecalciferol (400 IU/kg body weight) were used per os as corrective compounds. Serum 25OHD was tested by ELISA. The quantitative analysis of the components of mineral metabolism in the blood serum and bone tissue was determined by routine biochemical methods. Results and Discussion. Our pyrazole-containing bisphosphonates inhibited the process of bone tissue demineralization (resorption) and enhanced mineral metabolism in rats with alimentary osteoporosis with various efficiency. After bisphosphonate supplementation, the content of calcium and inorganic phosphate increased, while the activity of alkaline phosphatase and its isoenzymes in blood serum decreased. The ash content and the levels of calcium and phosphorus in the ash of the tibia have been increased. The combination of pyrazole-containing bisphosphonates with vitamin D3, which normalizes the serum 25OHD content and provides the synthesis of biologically active hydroxylated forms of cholecalciferol, has been effective in the correction of mineral metabolism abnormalities in osteoporotic rats. Conclusions. The study of the combined action of vitamin D3 and bisphosphonate I-12, as the substance with the highest biological efficiency in enhancing the bone remodeling through a balanced combination of bone resorption and formation, is most promising for further research.Вступление. По данным ВОЗ, остеопороз занимает ведущее место среди всех известных заболеваний как причина преждевременной инвалидности и смертности в мире, а поэтому разработка эффективной стратегии лечения этого заболевания является одним из приоритетных направлений исследований для научных и медицинских учреждений. К таким подходам относятся разработка новых современных азотсодержащих бисфосфонатов и исследование их терапевтических эффектов на животных моделях. Цель исследования – изучить эффективность сочетанного действия синтезированных азотсодержащих бисфосфонатов (пиразолсодержащих аналогов), которые подавляют активность остеокластов и уменьшают резорбцию костной ткани, и витамина D3, который является основным регулятором процесса ремоделирования костной ткани и активатором остеогенеза, в коррекции нарушений минерального обмена при остеопорозе. Методы исследования. Биологическую эффективность синтезированных пиразолсодержащих бисфосфонатов исследовали на крысах-самках линии Вистар (возраст – 1 месяц, исходная масса – (90±5) г). Алиментарный остеопороз вызывали путем содержания животных в течение 30-ти дней на D-гиповитаминозном рационе согласно ГОСТу 11222-65, сбалансированном по содержанию кальция и фосфора. В качестве корректирующих соединений использовали per os пиразолсодержащие бисфосфонаты (1,7 мг/кг) и холекальциферол (400 МЕ/кг массы тела). 25-Гидроксивитамин D в сыворотке крови исследовали методом ELISA. Количественный анализ компонентов минерального обмена в сыворотке крови и костной ткани проводили с помощью общепринятых биохимических  ­методов. Результаты и обсуждение. Исследуемые пиразолсодержащие бисфосфонаты с разной эффективностью ингибировали процесс деминерализации (резорбции) костной ткани и интенсифицировали минеральный обмен у крыс с алиментарной формой остеопороза. При действии препаратов возрастало содержание кальция, неорганического фосфата и снижалась активность щелочной фосфатазы и ее изоэнзимов в сыворотке крови. Повышались зольность и содержание кальция и фосфора в золе большеберцовой кости. Наиболее эффективным в коррекции нарушений минерального обмена при остеопорозе оказалось сочетание пиразолсодержащих бисфосфонатов и витамина D3, который нормализует содержание 25-гидроксивитамина D в сыворотке крови и обеспечивает синтез биологически активных, гидроксилированных форм холекальциферола. Вывод. Перспективным для дальнейших исследований является изучение совместного действия витамина D3 и бисфосфоната I-12 как препарата с наиболее высокой биологической эффективностью по усилению процесса ремоделирования костной ткани благодаря согласованности процессов резорбции и формирования кости.Вступ. За даними ВООЗ, остеопороз займає чільне місце серед усіх відомих захворювань як причина передчасної інвалідності та смертності у світі, а тому розробка ефективної стратегії лікування цього захворювання є одним із пріоритетних напрямків досліджень для наукових та медичних інституцій. До таких підходів належать розробка нових сучасних нітрогеновмісних бісфосфонатів та дослідження їх терапевтичних ефектів на тваринних моделях. Мета дослідження – вивчити ефективність поєднаної дії синтезованих нітрогеновмісних бісфосфонатів (піразоловмісних аналогів), які пригнічують активність остеокластів та зменшують резорбцію кісткової тканини, і вітаміну D3, що є основним регулятором процесу ремоделювання кісткової тканини й активатором остеогенезу, в корекції порушень мінерального обміну за остеопорозу. Методи дослідження. Біологічну ефективність синтезованих піразоловмісних бісфосфонатів дослі­джували на щурах-самицях лінії Вістар (вік – 1 місяць, вихідна маса – (90±5) г). Аліментарний остеопороз викликали шляхом утримування тварин протягом 30-ти діб на D-гіповітамінозному раціоні відповідно до ДСТУ 11222-65, збалансованому за вмістом кальцію та фосфору. Як коригувальні сполуки ­використовували per os піразоловмісні бісфосфонати (1,7 мг/кг) та холекальциферол (400 МО/кг маси тіла). 25-Гідро­ксиві­тамін D у сироватці крові досліджували методом ELISA. Кількісний аналіз компонентів мінерального ­обміну в сироватці крові та кістковій тканині проводили за допомогою загальноприйнятих біохімічних методів. Результати й обговорення. Досліджувані піразоловмісні бісфосфонати з різною ефективністю гальмували процес демінералізації (резорбції) кісткової тканини та посилювали мінеральний обмін у щурів з аліментарною формою остеопорозу. За дії препаратів зростав вміст кальцію, неорганічного фосфату і знижувалась активність лужної фосфатази та її ізоензимів у сироватці крові. Підвищувались зольність і вміст кальцію та фосфору в золі великогомілкової кістки. Найефективнішим у корекції порушень мінерального обміну за остеопорозу виявилось поєднання піразоловмісних бісфосфонатів і вітаміну D3, який нормалізує вміст 25-гідроксивітаміну D у сироватці крові та забезпечує синтез біологічно активних, гід­ро­ксильованих форм холекальциферолу. Висновок. Перспективним для подальших досліджень є вивчення сумісної дії вітаміну D3 і бісфосфонату І-12 як препарату з найвищою біологічною ефективністю щодо посилення процесу ремоделювання кісткової тканини завдяки поєднанню процесів резорбції та формування кістки

Correlation between Antioxidant Enzymes Activity and Intraerythrocyte Concentration of Fe, Mg, Zn, Cu in Pulmonary Arterial Hypertension and Cor Pulmonale in Children with Congenital Lung Disease and Cystic Fibrosis

Significant changes in the levels of the potential prooxidant Cu (increase) and the antioxidant Zn (decrease) in plasma were revealed in children having bronchopulmonary dysplasia (BPD) complicated by pulmonary arterial hypertension (PAH) and chronic cor pulmonale (CCP) when compared with the control. The Zn / Cu ratio in the blood plasma of patients with BPD, especially in CCP, was found to be lower than in the control group (p<0.001). This could indicate the activation of the prooxidant processes; simultaneously, the total antioxidant status (AOS) decreased. No significant increase in the intracellular free (“ionized” (i)) form of magnesium (iMg) was found; in fact, the concentration of iFe in all the patient groups was higher than in the control. An increase in the iCu and iZn levels (nonprotein-bound) was observed in the blood cells of the affected children. A significant increase in the glutathione peroxidase activity in the CCP patients may indicate an accumulation of organic peroxides, and partially compensate for the lesser activity of superoxide dismutase (SOD) and other antioxidants. The Zn / Cu and iZn/ iCu ratios were reduced in patients with CCP when compared with patients with PD without CCP

Демографическая и клинико-генетическая характеристика детей с болезнью Гоше в Российской Федерации: данные педиатрического регистра

Background: Registers are an effective tool for tracing the dynamics of patients with rare pathologies.Objective: Our aim was to examine the demographic, clinical and genetic features of child Gaucher disease patients in Russia.Methods: We held a retrospective survey of the pediatric register data with regard to children suffering from Gaucher disease. The period of data accounting was from 2006 to 2016.Results: 115 children with Gaucher disease aged from 3 months to 17 years (the median age of diagnosis is 5 years) were registered; 62 them (53.9%) are girls. The prevalence of the disease was 0.32 cases for 100,000 children. 95 (82.6%) children had 1st type of Gaucher disease, 6 (5.2%) — 2nd, and 1 (12.2%) — 3rd. Maximum morbidity was in Central (27; 23.5%) and Volga (27; 23.5%) Federal Districts; minimal — in the Far East (3; 2.6%). By the time of diagnosis all the patients were suffering from splengomegaly. The genotype and phenotype correlations in 90 children with Gaucher disease were as follows: in case of 1st type (n = 77), in 21 (27.3%) cases, the p.N370S/р.L444P genotype was set, in 12 (15.6%) — the р.N370S/other mutation; in case of 2nd and 3rd types, in 13 children with neuropathic forms, in 9 (62.9%) cases — the p.L444P/p.L444P, in 3 (231%) — the p.L444P/p. D409H. The rest of genotypes were presented by other mutations, 13 of which were revealed for the first time. The p.W223R (p.W184R) mutation is specific for Russian patients. Enzyme replacement therapy was carried out for 109 patients (94.8%): in 105 (96.3%) children (1st and 3rd types of Gaucher disease) with imiglucerase, in 4 (3.7%) children with 1st type — with velaglucerase alfa. Pathogenetic treatment stops the main symptoms in most patients.Conclusion: The pediatric Gaucher disease register allows to systemize the data concerning the disease course in children and optimizing the approaches to its monitoring in Russia.Регистры являются эффективным инструментом учета динамики состояния пациентов с редкой патологией.Цель исследования: изучить демографические и клинико-генетические особенности болезни Гоше у детей в России.Методы. Проведено ретроспективное исследование данных о детях с болезнью Гоше, включенных в педиатрический регистр. Период учета данных — с 2006 по 2016 г.Результаты. Зарегистрировано 115 детей с болезнью Гоше в возрасте от 3 мес до 17 лет 11 мес (медиана возраста диагностики 5 лет), из них 62 (53,9%) девочки. Распространенность болезни составила 0,32 случая на 100 тыс. детского населения. С 1-м типом болезни Гоше было 95 (82,6%) детей, со 2-м типом — 6 (5,2%), с 3-м типом — 14 (12,2%). Максимальное число больных выявлено в Центральном (27; 23,5%) и Приволжском (27; 23,5%) федеральных округах, наименьшее — в Дальневосточном (3; 2,6%). На момент диагностики у всех пациентов выявлена спленомегалия. Гено- и фенотипические корреляции у 90 детей с болезнью Гоше распределились следующим образом: при 1-м типе (n = 77) в 21 (27,3%) случае установлен генотип p.N370S/р.L444P, у 12 (15,6%) — р.N370S/другая мутация; при 2-м и 3-м типах у 13 детей с нейронопатическими формами в 9 (69,2%) случаях — p.L444P/p.L444P, в 3 (23,1%) — p.L444P/p.D409H. Оставшиеся генотипы были представлены другими мутациями, 13 из которых выявлены впервые. Мутация p.W223R (p.W184R) специфична для российских пациентов. Ферментозаместительная терапия проводилась 109 пациентам (94,8%): у 105 (96,3%) детей (1-й и 3-й типы болезни Гоше) — препаратом имиглюцеразы, у 4 (3,7%) детей с 1-м типом — велаглюцеразой альфа. Патогенетическое лечение приводит к купированию основных симптомов заболевания у большинства пациентов.Заключение. Создание и ведение педиатрического регистра болезни Гоше позволяет систематизировать информацию об особенностях течения патологии у детей и оптимизировать подходы к ее мониторингу в Российской Федерации

Разработка стандартного образца для водного хозяйства

The aim of our work was to develop and evaluate a homogenised material for the new IONEX resin reference material for NORM industries. The IONEX resin is a material from water purification filters. This work is a part of the European Research Project MetroNORM "Metrology for Processing Materials with High Natural Radioactivity", contract identifier JRPIND57. The current research resulted from the necessity of installing the technology for removing uranium from water in some areas in Europe [1, 2]. The European project JRP IND57 MetroNORM is perfectly suited for an accurate and precise determination of hazardous NORM materials. Proper evaluation of NORM materials is highly needed for the protection of health and minimization of economic and ecological burdens.Данная работа была проведена с целью создания и оценивания однородности материала для нового стандартного образца смолы IONEX, предназначенного для контроля при производстве радиоактивных материалов природного происхождения. Смола IONEX - это материал из фильтров для очистки воды. Данная работа является частью Европейского исследовательского проекта MetroNORM «Метрология для обработки радиоактивных материалов природного происхождения», контракт JRP IND57. Настоящее исследование обусловлено необходимостью в технологиях для очистки воды от урана в некоторых районах Европы [1, 2]. Европейский проект JPR IND557 MetroNORM полностью подходит для правильного и точного определения потенциально опасных материалов с природной радиоактивностью. Достоверная оценка радиоактивных материалов природного происхождения необходима для охраны здоровья и минимизации экономических и экологических затрат

DEVELOPMENT OF A REFERENCE MATERIAL FOR WATER INDUSTRY

The aim of our work was to develop and evaluate a homogenised material for the new IONEX resin reference material for NORM industries. The IONEX resin is a material from water purification filters. This work is a part of the European Research Project MetroNORM "Metrology for Processing Materials with High Natural Radioactivity", contract identifier JRPIND57. The current research resulted from the necessity of installing the technology for removing uranium from water in some areas in Europe [1, 2]. The European project JRP IND57 MetroNORM is perfectly suited for an accurate and precise determination of hazardous NORM materials. Proper evaluation of NORM materials is highly needed for the protection of health and minimization of economic and ecological burdens

Prednisolone and vitamin D(3) modulate oxidative metabolism and cell death pathways in blood and bone marrow mononuclear cells

The study was designed to evaluate reactive oxygen species (ROS)/nitric oxide (NO) formation and apoptotic/necrotic cell death elicited by prednisolone in peripheral blood and bone marrow mononuclear cells and to define the efficacy of vitamin D3 to counter glucocorticoid (GC)-induced changes. It was shown that prednisolone (5 mg per kg of female Wistar rat’s body weight for 30 days) evoked ROS and NO overproduction by blood mononuclear cells (monocytes and lymphocytes) that correlated with increased cell apoptosis and necrosis. In contrast, prednisolone did not affect ROS/NO levels in bone marrow mononuclear cells that corresponded to lower level of cell death than in the control. Alterations of prooxidant processes revealed in mononuclear cells and associated with GC action were accompanied by vitamin D3 deficiency in animals, which was assessed by the decreased level of blood serum 25-hydroxivitamin D3 (25OHD3). Vitamin D3 administration (100 IU per rat daily for 30 days, concurrently with prednisolone administration) completely restored 25OHD3 content to the control values and significantly reversed ROS and NO formation in blood mononuclear cells, thus leading to decreased apoptosis. In bone marrow, vitamin D3 activated ROS/NO production and protein nitration that may play a role in prevention of prednisolone-elicited increase in bone resorption. We conclude that vitamin D3 shows a profound protection against GC-associated cellular damage through regulating intracellular ROS/NO formation and cell death pathways

Reference materials produced for a European metrological research project focussing on measurements of NORM

Reliable measurement of Naturally Occurring Radioactive Materials is of significance in order to comply with environmental regulations and for radiological protection purposes. This paper discusses the standardisation of three reference materials, namely sand, tuff and TiO2 to serve as quality control materials for traceability, method validation and instrument calibration. The sample preparation, material characterization via γ, α and Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) and the assignment of values for both the 4n (Thorium) and 4n+2 (Uranium) decay series are described.JRC.G.2-Standards for Nuclear Safety, Security and Safeguard

Measurement of absolute γ-ray emission probabilities in the decay of 235U

Accurate measurements were performed of the photon emission probabilities following the α decay of 235U to 231Th. Sources of highly enriched 235U were characterised in terms of isotopic composition by mass spectrometry and their activities were standardised by means of alpha-particle counting at a low defined solid angle. The standardised sources were subsequently measured by high-resolution γ-ray spectrometry with calibrated high-purity germanium detectors to determine the photon emission probabilities. Four laboratories participated in this work and reported emission probabilities for 33 γ-ray lines. Most of them agree with previously published evaluated data. In addition, new values are proposed for γ-lines which have been measured only once in the past.JRC.G.2-Standards for Nuclear Safety, Security and Safeguard