Scaffolds with a standardized macro-architecture fabricated from several calcium phosphate ceramics using an indirect rapid prototyping technique

Calcium phosphate ceramics, commonly applied as bone graft substitutes, are a natural choice of scaffolding material for bone tissue engineering. Evidence shows that the chemical composition, macroporosity and microporosity of these ceramics influences their behavior as bone graft substitutes and bone tissue engineering scaffolds but little has been done to optimize these parameters. One method of optimization is to place focus on a particular parameter by normalizing the influence, as much as possible, of confounding parameters. This is difficult to accomplish with traditional fabrication techniques. In this study we describe a design based rapid prototyping method of manufacturing scaffolds with virtually identical macroporous architectures from different calcium phosphate ceramic compositions. Beta-tricalcium phosphate, hydroxyapatite (at two sintering temperatures) and biphasic calcium phosphate scaffolds were manufactured. The macro- and micro-architectures of the scaffolds were characterized as well as the influence of the manufacturing method on the chemistries of the calcium phosphate compositions. The structural characteristics of the resulting scaffolds were remarkably similar. The manufacturing process had little influence on the composition of the materials except for the consistent but small addition of, or increase in, a beta-tricalcium phosphate phase. Among other applications, scaffolds produced by the method described provide a means of examining the influence of different calcium phosphate compositions while confidently excluding the influence of the macroporous structure of the scaffolds

Re-examination of the Controversial Coexistence of Traumatic Brain Injury and Posttraumatic Stress Disorder: Misdiagnosis and Self-Report Measures

The coexistence of traumatic brain injury (TBI) and posttraumatic stress disorder (PTSD) remains a controversial issue in the literature. To address this controversy, we focused primarily on the civilian-related literature of TBI and PTSD. Some investigators have argued that individuals who had been rendered unconscious or suffered amnesia due to a TBI are unable to develop PTSD because they would be unable to consciously experience the symptoms of fear, helplessness, and horror associated with the development of PTSD. Other investigators have reported that individuals who sustain TBI, regardless of its severity, can develop PTSD even in the context of prolonged unconsciousness. A careful review of the methodologies employed in these studies reveals that investigators who relied on clinical interviews of TBI patients to diagnose PTSD found little or no evidence of PTSD. In contrast, investigators who relied on PTSD questionnaires to diagnose PTSD found considerable evidence of PTSD. Further analysis revealed that many of the TBI patients who were initially diagnosed with PTSD according to self-report questionnaires did not meet the diagnostic criteria for PTSD upon completion of a clinical interview. In particular, patients with severe TBI were often misdiagnosed with PTSD. A number of investigators found that many of the severe TBI patients failed to follow the questionnaire instructions and erroneously endorsed PTSD symptoms because of their cognitive difficulties. Because PTSD questionnaires are not designed to discriminate between PTSD and TBI symptoms or determine whether a patient's responses are accurate or exaggerated, studies that rely on self-report questionnaires to evaluate PTSD in TBI patients are at risk of misdiagnosing PTSD. Further research should evaluate the degree to which misdiagnosis of PTSD occurs in individuals who have sustained mild TBI

Discovery and progress in our understanding of the regulated secretory pathway in neuroendocrine cells

In this review we start with a historical perspective beginning with the early morphological work done almost 50 years ago. The importance of these pioneering studies is underscored by our brief summary of the key questions addressed by subsequent research into the mechanism of secretion. We then highlight important advances in our understanding of the formation and maturation of neuroendocrine secretory granules, first using in vitro reconstitution systems, then most recently biochemical approaches, and finally genetic manipulations in vitro and in vivo

Sex-specific disruption of murine midbrain astrocytic and dopaminergic developmental trajectories following antenatal GC treatment

The mammalian midbrain dopaminergic systems arising in the substantia nigra pars compacta (SNc) and ventral tegmental area (VTA) are critical for coping behaviours and are implicated in neuropsychiatric disorders where early life challenges comprise significant risk factors. Here, we aimed to advance our hypothesis that glucocorticoids (GCs), recognised key players in neurobiological programming, target development within these systems, with a novel focus on the astrocytic population. Mice received antenatal GC treatment (AGT) by including the synthetic GC, dexamethasone, in the mothers' drinking water on gestational days 16-19; controls received normal drinking water. Analyses of regional shapes and volumes of the adult SNc and VTA demonstrated that AGT induced long-term, dose-dependent, structural changes that were accompanied by profound effects on astrocytes (doubling/tripling of numbers and/or density). Additionally, AGT induced long-term changes in the population size and distribution of SNc/VTA dopaminergic neurons, confirming and extending our previous observations made in rats. Furthermore, glial/neuronal structural remodelling was sexually dimorphic and depended on the AGT dose and sub-region of the SNc/VTA. Investigations within the neonatal brain revealed that these long-term organisational effects of AGT depend, at least in part, on targeting perinatal processes that determine astrocyte density and programmed cell death in dopaminergic neurons. Collectively, our characterisation of enduring, AGT-induced, sex-specific cytoarchitectural disturbances suggests novel mechanistic links for the strong association between early environmental challenge (inappropriate exposure to excess GCs) and vulnerability to developing aberrant behaviours in later life, with translational implications for dopamine-associated disorders (such as schizophrenia, ADHD, autism, depression), which typically show a sex bia

International meta-analysis of PTSD genome-wide association studies identifies sex- and ancestry-specific genetic risk loci

The risk of posttraumatic stress disorder (PTSD) following trauma is heritable, but robust common variants have yet to be identified. In a multi-ethnic cohort including over 30,000 PTSD cases and 170,000 controls we conduct a genome-wide association study of PTSD. We demonstrate SNP-based heritability estimates of 5–20%, varying by sex. Three genome-wide significant loci are identified, 2 in European and 1 in African-ancestry analyses. Analyses stratified by sex implicate 3 additional loci in men. Along with other novel genes and non-coding RNAs, a Parkinson’s disease gene involved in dopamine regulation, PARK2, is associated with PTSD. Finally, we demonstrate that polygenic risk for PTSD is significantly predictive of re-experiencing symptoms in the Million Veteran Program dataset, although specific loci did not replicate. These results demonstrate the role of genetic variation in the biology of risk for PTSD and highlight the necessity of conducting sex-stratified analyses and expanding GWAS beyond European ancestry populations. © 2019, This is a U.S. government work and not under copyright protection in the U.S.; foreign copyright protection may apply

Caratterizzazione di alcuni siti della rete accelerometrica nazionale al fine di individuare la risposta sismica locale

Le indagini geotecniche finalizzate alla stima della risposta sismica locale si limitano molto spesso ai primi 30 m di profondità, valore che è diventato uno standard per la classificazione delle caratteristiche di un sito. Negli anni ’90 Borcherdt (1994) e Martin e Dobry (1994) suggerirono 30 m come la profondità standard di indagine per la verifica delle strutture. Boore et al. (1993, 1994, 1997) e Boore e Joyner (1997) basarono le regressioni per il calcolo delle leggi predittive del moto del suolo sullo stesso parametro. Nel 1997 negli Stati Uniti il National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP) nella stesura delle norme tecniche per le costruzioni in zona sismica (FEMA, 1997) utilizza per la prima volta il parametro Vs30 come indice per la classificazione dei suoli, con lo scopo di definirne l’amplificazione. Le norme tecniche per le costruzioni in zona sismica della comunità Europea, EC8 (ENV, 1998) ente da dati provenienti dagli Stati Uniti occidentali e, utilizzando dati provenienti dalla stessa regione, Wald & Mori (2000) segnalano che le VS,30 non sono molto ben correlate con l’entità dell’amplificazione, in quanto esiste una forte dispersione dei dati. La figura 1.1 mostra il rapporto tra le amplificazioni, mediate sull’intervallo di frequenza compreso tra 3-5 Hz. raccomandano lo stesso parametro per suddividere i terreni, anche se le classi differiscono in parte dalla classificazione NEHRP. Infine, anche in Italia, le Norme Tecniche per le Costruzioni (Normative Tecniche per le Costruzioni, Gazzetta Ufficiale del 14/01/2008) adottano la stessa suddivisione dei terreni adottata dall’EC8.L’attendibilità della velocità delle onde di taglio nei primi 30 m (VS,30) come estimatore della risposta sismica di un sito, in termini di frequenza e amplificazione, è tuttavia molto discussa.Innanzitutto il parametro è stato ricavato unicamente da dati provenienti dagli Stati Uniti occidentali e, utilizzando dati provenienti dalla stessa regione, Wald & Mori (2000) segnalano che le Vs30 non sono molto ben correlate con l’entità dell’amplificazione, in quanto esiste una forte dispersione dei dati. La figura 1.1 mostra il rapporto tra le amplificazioni, mediate sull’intervallo di frequenza compreso tra 3-5 Hz. I valori risultano effettivamente molto dispersi, ma questo risultato può essere spiegato col fatto che non tutte le classi di sito hanno frequenza di risonanza compreso in questo intervallo di frequenza. Perciò per alcuni siti la media è stata calcolata nell’intorno della frequenza di risonanza (sulle amplificazioni massime), mentre per altri è stata calcolata sulle armoniche superiori, che hanno ampiezze minori. Lavori eseguiti con dati provenienti da altre regioni sottolineano come le Vs30 non siano buoni estimatori per la predizione di amplificazioni in bacini profondi (Park & Hashash, 2004), per la stima delle amplificazioni in altre regioni (Stewart et al., 2003) o in presenza di inversioni di velocità (Di Giacomo et al., 2005). Uno studio recente, eseguito su dati giapponesi (Zhao et al., 2006) si è evitato l’uso della Vs30 perché strati spessi di terreno rigido posti sopra il substrato roccioso amplificano il moto di lungo periodo, mentre gli strati sottili e soffici tendono ad amplificare il moto di corto periodo: ciò significa che la VS,30 non può rappresentare il periodo predominante del sito, dato che si basa solo sugli strati superficiali. Secondo Mucciarelli e Gallipoli (2006) il confronto tra l’amplificazione sismica al sito e la Vs30 mostra che quest’ultimo parametro non è adeguato per spiegare gli effetti di sito osservati in Italia a causa delle situazioni geologiche particolari che sono diffuse nel nostro paese. La figura 1.2 mostra la distribuzione dell’ampiezza rispetto alla classe di sito, in cui si vede che le classi sono mal discriminate e le mediane delle classi A e B (indicate dalla linea nera) sono uguali. È però necessario notare che questo grafico è stato costruito utilizzando le ampiezze ricavate col metodo dei rapporti spettrali H/V, ma in letteratura (Bard, 1999) è dimostrato che tali rapporti spettrali permettono di stimare la frequenza di risonanza, ma falliscono nella stima del valore di amplificazione. In particolare la Vs30 sottostima gli effetti locali ai siti con inversione di velocità e li sovrastima in siti con bacini profondi. La Vs30 sembra fornire dei buoni risultati solo in siti che abbiano un profilo di velocità monotono, crescente con la profondità e un forte contrasto di impedenza nella prima decina di metri. Questo studio si propone di verificare l’attendibilità della velocità delle onde di taglio valutate nei primi 30 m come estimatore della risposta sismica di un sito. Per questo scopo sono state selezionate 45 stazioni della Rete Accelerometrica Nazionale, di cui si conoscono i profili stratigrafici e i profili di velocità delle onde di taglio e di compressione. Inoltre sono state raccolte le registrazioni strong motion relative ai terremoti registrati da queste stazioni. Gli effetti di sito sono stati valutati in due modi: · Le registrazioni sono state utilizzate per calcolare i rapporti spettrali H/V per ricavare la frequenza fondamentale propria di ciascun sito (f0) e il relativo valore di amplificazione; · I profili di velocità delle onde di taglio sono serviti per ricavare il modello teorico monodimensionale per il calcolo della funzione di trasferimento del sito, eseguito per mezzo del modello proposto da Haskell e Thomson (Haskell, 1953, Thomson 1950), da cui ricavare la f0 e l’amplificazione. I valori ottenuti con i due metodi sono stati poi confrontati per verificare la congruenza dei risultati. I profili di velocità hanno permesso di classificare le stazioni utilizzando la velocità media delle onde di taglio nei primi 30 m (Vs30), secondo la normativa italiana. I risultati ottenuti dalla valutazione della risposta di ciascun sito, espressi in termini di frequenza fondamentale e amplificazione, sono stati correlati con la rispettiva classe di sito per verificare l’attendibilità del parametro delle Vs30 come estimatore degli effetti di sito

The Relation between Handedness Indices and Reproductive Success in a Non-Industrial Society

<p>The evolution of handedness in human populations has intrigued scientists for decades. However, whether handedness really affects Darwinian fitness is unclear and not yet studied in a non-industrial society where selection pressures on health and handedness are likely to be similar to the situation in which handedness has evolved. We measured both hand preference and asymmetry of hand skill (speed of fine motor control, measured by a pegboard task, and accuracy of throwing), as they measure different aspects of handedness. We investigated the associations between both the direction (left versus right) and strength (the degree to which a certain preference or asymmetry in skill is manifested, independent of the direction) of handedness. We analyzed to what extent these measures predict the number of offspring and self-reported illness in a non-industrial society in Papua, Indonesia. As it is known that body height and fitness are correlated, data on body height was also collected. Due to low numbers of left-handers we could not investigate the associations between direction of hand preference and measures of Darwinian fitness. We found a positive association between strength of asymmetry of hand skill (pegboard) and the number of children men sired. We also found a positive association for men between strength of hand preference and number of children who died within the first three years of life. For women we found no such effects. Our results may indicate that strength of handedness, independent of direction, has fitness implications and that the persistence of the polymorphism in handedness may be ascribed to either balancing selection on strength of asymmetry of hand skill versus strength of hand preference, or sexual antagonistic selection. No relationships between health and handedness were found, perhaps due to disease related selective disappearance of subjects with a specific handedness.</p>