Diazepam and its metabolites in the mothers' and newborns' hair as a biomarker of prenatal exposure

Pregnant women are exposed to benzodiazepines for therapeutic purposes during gestation. The goal of this study was to evaluate prenatal exposure to benzodiazepines. Time of exposure during course of pregnancy is a significant aspect of fetal exposure to drugs. Benzodiazepine concentration assay in hair of mothers and newborns exposed prenatally to these drugs was performed in the studies. Development, validation and evaluation of benzodiazepine determination method in mothers and their newborns enables assessment of health risks for the child and implementation of adequate therapeutic procedures. We used A LC-ESI-MS/MS method that allowed determination of diazepam (the main benzodiazepine used by pregnant women was diazepam) and its metabolites (nordazepam, oxazepam) in hair of mothers and newborns. LOQ 10 pg/mg of hair was used in the study. Results: concentration of nordazepam was higher than parent drug (diazepam) and higher in newborns’ hair when compared to mothers’. The mean concentrations of diazepam in mothers’ hair were 31.6±36.0 and 34.1±42.4 pg/mg in the second and third trimester of pregnancy respectively. The mean concentration of diazepam in newborns’ hair was higher and reached levels of 53.3±36.5 pg/mg. The mean concentration of nordazepam in the mothers’ hair corresponding to the second and third trimester was 52.9±48.1 and 89.9±122.8 pg/mg, respectively. Nordazepam in the newborns’ hair was detected at the mean level of 108.1±144.2 pg/mg. It was concluded that diazepam and nordazepam are permanently incorporated into the hair structure. Presence of diazepam and its metabolites in newborn’s hair confirms that these benzodiazepines permeate placental barrier. Segmental analysis of mothers’ hair enabled the assessment of drug administration time. Diazepam and its metabolites determined in hair of newborns may serve as biomarkers of prenatal exposure to these drugs. The performed LC-MS/MS analysis was accurate enough to determine even low concentrations of benzodiazepines, at the level of few pg/mg of hair. Levels of diazepam detected in hair of newborns were higher than levels determined in mothers. This may confirm the fact, that fetus’s ability to metabolize diazepam is scarce. Nordazepam was found in higher concentrations in hair of newborns than in hair of mothers, which may suggest that it is cumulated in child’s organism. Other metabolites of diazepam - oxazepam and temazepam - were detected in very few cases, in low concentrations

The effect of material and technology of surface layer preparation of rolling elements on pitting

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu na powierzchniową trwałość zmęczeniową rodzaju materiału i technologii konstytuowania warstw powierzchniowych elementów skojarzonych w wysoko obciążonym modelowym styku tocznym. Przebadano stale: łożyskową 100Cr6, nawęglaną 16MnCr5 oraz azotowaną 33H3MF oraz powłoki TiN, CrN, WC/C i MoS2 naniesione na próbki ze stali100Cr6. Badany modelowy styk smarowany był mineralnym olejem wzorcowym RL 144 bez dodatków. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono negatywny wpływ nawęglania i azotowania na trwałość zmęczeniową stalowych węzłów tarcia. Pokrycie jednego z elementów stalowych powłokami PVD (TiN, CrN, WC/C, MoS2) nie umożliwia poprawy sytuacji (co ma miejsce w przypadku zacierania), przy czym typowe powłoki jednowarstwowe TiN oraz CrN zmniejszają tę trwałość drastycznie (o rząd) w stosunku do powłok niskotarciowych WC/C i MoS2.In the paper, the results of the effect of material type and vacuum techniques of the surface layer on fatigue wear of heavy-loaded rolling contact are presented. Various materials, 100Cr6 bearing steel, 16MnCr5 carbonised steel and 33H3MF nitriding steel as well as TiN, CrN, WC/C and MoS2 coatings have been tested. Tribosystems were lubricated with mineral reference oil without additives denoted as RL 144. Carbonising and nitriding processes show the negative effect on surface rolling contact fatigue. By the application of PVD coatings on one part (TiN, CrN, WC/C, MoS2) fatigue life was shortened. The same coatings enable the increase of scuffing resistance of coated tribosystem. Single coatings, like TiN and CrN, decrease the fatigue life tenfold, while the decease of service life for low friction coatings was only minor

A method and testing machine for surface fatigue life (pitting) investigation

W artykule przedstawiono opracowaną i zweryfikowaną metodę badania powierzchniowej trwałości zmęczeniowej elementów wykonanych z dowolnego materiału, których powierzchnie trące mogą być konstytuowane dowolną technologią, skojarzonych w smarowanym styku skoncentrowanym. Do realizacji badań wg tej metody wykorzystywany jest zmodyfikowany aparat czterokulowy. W artykule przedstawiono wyniki badań weryfikacyjnych stalowych skojarzeń smarowanych różnymi olejami i smarami plastycznymi. Przedstawione w artykule efektywne instrumentarium badawcze, umożliwiające tani, szybki test o bardzo wysokiej powtarzalności wyników może stanowić bazę eksperymentalną do prac rozwojowych przy opracowywaniu nowych materiałów i środków smarowych. Szczególnym walorem tego instrumentarium jest możliwość łatwego rozpowszechnienia dzięki temu, że bazuje na standardowym urządzeniu, powszechnie stosowanym w skali międzynarodowej.The developed and verified test method, which is presented in the paper, is destined for surface fatigue life investigation of concentrated, lubricated friction joints with elements made from various materials and with a surface layer created by various technologies. In order to conduct the tribological tests in accordance with the above-mentioned method, a modified four-ball tester is used. In the article, the verification test results of steel friction couples lubricated with various oils and greases are presented. The presented testing equipment makes it possible to perform low-cost, low time-consuming tests with very high repeatability of the results and can constitute an experimental base for research and development works on the preparation of new materials and lubricants. The particular advantage of the introduced test equipment is the ability to be widely spread, thanks to the fact that it is based on a testing machine that is commonly used on an international scale

Scuffing and pitting of a steel friction joint with low friction PVD coated elements

W artykule przedstawiono wyniki badań zacierania i powierzchniowej trwałości zmęczeniowej (pittingu) modelowego węzła tarcia aparatu czterokulowego smarowanego mineralnym olejem wzorcowym RL 219, syntetycznym polialfaolefinowym PAO 8 oraz olejami klasy jakościowej GL-5 na bazie mineralnej GL5m i syntetycznej GL5s. Przebadano skojarzenia materiałowe stal–stal oraz stal–stal z naniesionymi powłokami niskotarciowymi WC/C (a-C:H:W) oraz MoS2/Ti. Analiza uzyskanych wyników badań upoważnia do stwierdzenia, że cienkie powłoki PVD mogą pozwolić na wyeliminowanie ze smarów potrzeby stosowania dodatków smarnościowych, które z powodu toksyczności są przyczyną dużej uciążliwości środków smarowych dla środowiska naturalnego.The paper presents the test results of scuffing and the surface fatigue life (pitting resistance) of the modified four-ball tester friction joint, lubricated with the following oils: RL219 reference oil, PAO 8 poly-alfa-olefin oil, GL-5 mineral oil (GL5m), and GL-5 synthetic oil (GL5s). From the material point of view, the following three combinations were tested: a friction joint with the elements made of uncoated steel, and two friction joints with steel elements with PVD low friction coatings, (WC/C (a-C:H:W), and MoS2/Ti, respectively). The obtained results indicate that the thin PVD coatings make it possible to eliminate the need of using the toxic oil additives, which are hazardous to the natural environment

The identification of fatigue cracks on PVD coated parts working in tribological systems

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu nowych technologii (PVD) konstytuowania warstw wierzchnich wysokoobciążonych elementów maszyn na ich powierzchniową trwałość zmęczeniową. Zbadano typowe powłoki stosowane na narzędzia skrawające TiN, CrN oraz powłoki niskotarciowe o złożonej strukturze WC/C, MoS2, MoS2/Ti. We wszystkich przypadkach badania skojarzeń powłoka naniesiona była tylko na jeden z elementów testowych (stożek). Badane styki smarowane były olejami: mineralnym wzorcowym, syntetycznym oraz roślinnym. Stwierdzono, że w przypadku smarowania olejem mineralnym praktycznie każdy rodzaj powłoki naniesiony na próbkę obniżał powierzchniowa trwałość zmęczeniową. W przypadku smarowania badanego styku olejami syntetycznym i roślinnym najwyższą trwałość zmęczeniową odnotowano dla węzłów tarcia z elementami z naniesioną powłoka niskotarciową MoS2/Ti, porównywalną z trwałością węzła stalowego smarowanego olejem mineralnym. Ponadto stwierdzono, że na powierzchniową trwałość zmęczeniową badanych skojarzeń bardzo istotny wpływ miał rodzaj oleju bazowego, którym skojarzenia było smarowane, a także fakt, że w przypadku pokrycia powłoką PVD wysokoobciążonego elementu pittingowi ulega element z powłoką, a nie sama powłoka.The paper presents the results on the effect of application of new PVD technologies deposited on the surface layer of heavy-loaded machine parts on the rolling contact fatigue life. Two kinds of coatings were tested: single TiN, CrN used for cutting tools and low-friction with multilayer structure WC/C, MoS2 and MoS2/Ti. In all tests the coating was deposited only for one rolling element - a cone. The investigated tribosystems were lubricated with mineral base oil, synthetic base oil and refined rapeseed oil. It was stated that for mineral base oil for all coated specimens the fatigue life were shorter than for uncoated parts. In case of lubrication with synthetic oil and vegetable oil the highest fatigue life were measured for MoS2/Ti coating. The durability of the coating was comparable to uncoated parts lubricated with mineral base oil. It was also stated that in case of coated elements the kind of oil base is very important factor influencing the pitting life. Furthermore, in case of heavy-loaded coated element the pitting wear concerns the whole element not only the coating layer

Investigation of base oils influence on the durability of elements with thin, low-friction coatings

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu olejów bazowych pochodzenia mineralnego, syntetycznego oraz roślinnego na powierzchniową trwałość zmęczeniową wysokoobciążonych węzłów tarcia z elementami z naniesionymi powłokami niskotarciowymi. Przebadano różne skojarzenia materiałowe (stal-stal oraz stal skojarzona z elementami z powłokami PVD) smarowane wybranymi olejami bazowymi. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono istotny wpływ oleju bazowego na trwałość zmęczeniową badanych skojarzeń. Wpływ ten był zróżnicowany i zależny w dużym stopniu od badanego skojarzenia materiałowego.Paper presents the influence of various oil bases (mineral, synthetic, and vegetable) on rolling contact fatigue life of highly-loaded friction joints consists of elements with low-friction coatings. The tests were performed on various friction couples (steel- steel, steel – PVD coated element) under lubrication conditions of aforementioned base oils. On the bases of research results it is stated that there is a substantial influence of the oil base type on rolling contact fatigue life of investigated friction pairs. That influence of oil base is differential and significantly depends on a type of investigated friction pair

Mechanisms of PVD coated elements surface layer destruction caused by pitting

W artykule przedstawiono wyniki analiz literatury dotyczące mechanizmów zużywania elementów skojarzonych w styku skoncentrowanym. Dokonano krytycznej oceny tych mechanizmów i przedstawiono wyniki badań własnych związanych z inicjacją i propagacją zmęczenia powierzchniowego elementów z naniesionymi powłokami przeciwzużyciowymi pracującymi w smarowanym styku skoncentrowanym.In the paper, the analyses results concerning the state of the art in the area of wear mechanisms of coated elements working under concentrated friction contact conditions are presented. The critical assessment of the aforementioned mechanisms was performed. The results of research team’s investigations are also shown, taking into consideration the initiation and propagation of rolling contact fatigue of the elements with antiwear coatings, working under conditions of lubricated concentrated contact

The analysis of the tribological processes occurring in the socket-and-ball friction pair of a hip joint endoprosthesis

W pracy przedstawiono staw biodrowy jako idealne biołożysko. Omówiono przyczyny uszkodzenia naturalnego stawu biodrowego człowieka oraz sposoby przywrócenia utraconych funkcji, w tym alloplastykę stawów. W części badawczo- -analitycznej pracy omówiono przyczyny obniżenia trwałości endoprotez stawu biodrowego w oparciu obadania własne in vitro. Przedmiotem badań było skojarzenie panewka–główka endoprotezy stawu biodrowego. Powierzchnie badanych elementów zostały przygotowane zgodnie z wytycznymi norm. Badania tribologiczne przeprowadzono w otoczeniu płynu Ringera. Badania stanu powierzchni przed i po eksploatacji przeprowadzono na trzech urządzeniach: współrzędnościowej maszynie pomiarowej, mikroskopie interferometrycznym oraz skaningowym mikroskopie elektronowym. Wyniki przeanalizowano pod kątem procesów tribologicznych (mechanizmów zużycia) występujących w skojarzeniu polimerowa panewka–metalowa główka endoprotezy stawu biodrowego.The paper presents a hip joint as an ideal system. The causes of the damage to a natural human hip joint and the ways of restoring its lost functions along with hip joint alloplasty are discussed. In the research part of this paper, based on in vitro study, the reasons for the loss of artificial hip joint durability are described. The subject of the research was the socket-andball friction pair, making the elements of a hip joint endoprosthesis. The surfaces of the analysed samples were prepared in accordance with the guidelines of the standards. The tribological tests were conducted in the environment of Ringer's solution. The examination of the surface topography before and after tribological tests was carried out with three units: a coordinate measurement machine, white light interferometry, and a scanning electron microscope. The results were analysed in terms of tribological processes (wear mechanisms) occurring in the friction pair consisting of the polymer socket and the metal head of a hip joint endoprosthesis