Mechanics of cortical bone: exploring the micro- and nano-scale

This PhD aimed at characterising mechanical, structural and compositional properties of cortical bone at the micro- and nano-scale employing various techniques applied to mouse models of ageing and disease. Nanoindentation was used to probe bone at the micro-scale. Nanoindentation properties of the same control mouse bones were measured using a range of preparation, testing and analysis options. This was the first time that such systematic study was conducted. It was concluded that although the measured values were influenced by experimental and analysis choices, nanoindentation was capable of capturing relative trends in bone’s mechanical properties. Nanoindentation was then coupled to a poroelastic approach to measure age-related changes in mouse bone permeability. Permeability is key to understanding fluid flow in bone, which may indicate how bone cells sense changes in the mechanical environment. These first permeability measurements in mouse bone demonstrated that the permeability caused by fluid flowing through bone’s lacunar-canalicular porosity decreases with age. Porosity is expected to also affect bone’s ability to resist fracture at the micro-scale. The influence of intra-cortical porosity on crack propagation was explored via extended finite element methods. A novel technique was suggested to propagate cracks through holes and applied to 2D models of the porosity of osteogenesis imperfecta mouse bone. Results showed that vascular canals affect crack propagation and might contribute to the brittleness of osteogenesis impefecta bone. Skeletal pathologies often cause alterations in bone’s building blocks leading to deteriorated whole-bone toughness. Mineral properties of brittle and ductile mouse bone (models of osteogenesis imperfecta and rickets respectively) were evaluated. Results revealed that deviations in size, composition and organisation of bone mineral reduce bone’s mechanical integrity both in brittle and ductile pathologic bone. The outcomes of this thesis provide a deeper understanding of bone material, which is required for future improvements in treatments for skeletal diseases.Open Acces

Elementos Esenciales y Beneficiosos

Los elementos esenciales para las plantas son 17 incluyendo O, H y C provenientes de H2O, CO2 y aire, los demás corresponden a los nutrientes minerales, los cuales, según la cantidad absorbida por la planta, se clasifican en macronutrientes y micronutrientes. Los macronutrientes son nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, los cuales se encuentran en el tejido de las plantas en concentraciones superiores a 0,1%, con base en la masa seca. Los micronutrientes son requeridos en los tejidos de las plantas en concentraciones menores a 100 μg/g de masa seca. Con estos elementos y la luz del sol, las plantas son capaces de sintetizar todos los compuestos que necesitan. Sin embargo, otros elementos minerales, son considerados beneficiosos porque son esenciales para algunas especies de plantas bajo ciertas condicione

Estimation of Shade Losses in Unlabeled PV Data

We provide a methodology for estimating the losses due to shade in power generation data sets produced by real-world photovoltaic (PV) systems. We focus this work on estimating shade loss from data that are unlabeled, i.e. power measurements with time stamps but no other information such as site configuration or meteorological data. This approach enables, for the first time, the analysis of data generated by small scale, distributed PV systems, which do not have the data quality or richness of large, utility-scale PV systems or research-grade installations. This work is an application of the newly published signal decomposition (SD) framework, which provides an extensible approach for estimating hidden components in time-series data.Comment: 8 pages in double-column format, 12 figures, and 2 table

The use of XFEM to assess the influence of intra-cortical porosity on crack propagation

This study aimed at using eXtended finite element method (XFEM) to characterize crack growth through bone's intra-cortical pores. Two techniques were compared using Abaqus: (1) void material properties were assigned to pores; (2) multiple enrichment regions with independent crack-growth possibilities were employed. Both were applied to 2D models of transverse images of mouse bone with differing porous structures. Results revealed that assigning multiple enrichment regions allows for multiple cracks to be initiated progressively, which cannot be captured when the voids are filled. Therefore, filling pores with one enrichment region in the model will not create realistic fracture patterns in Abaqus-XFEM

Tombs, teeth and culture: 2,500 years of microevolution and the origins of the prehispanic societies in the Calima archaeological region of Colombia, South America

El objetivo principal de esta investigación es el de contribuir a la discusión sobre el origen de las sociedades prehispánicas formativas y tardías de la región arqueológica Calima de Colombia. Los restos dentales examinados en esta investigación pertenecen a 114 individuos distribuidos en siete cementerios ubicados en la región arqueológica Calima. Se observaron 15 rasgos no métricos dentales aplicando el método de ASUDAS (Arizona State University Dental Anthropology System). Se aplicó la Medida Media de Divergencia MMD en las comparaciones entre pares de muestras colombianas de los periodos Formativo y Tardío de la región arqueológica. El análisis de coordenadas principales realizado muestra dos grupos. La sociedad tardía Sonso expone diferencias significativas con relación a Ilama. El origen Ilama se explica como resultado de migraciones desde el noroccidente del país durante el periodo Formativo temprano (6000 ? 4000 AP), mientras que el origen Sonsoide proviene del sur del país durante épocas Formativas tardías (2000 ? 1500 AP).umen El objetivo principal de esta investigación es el de contribuir a la discusión sobre el origen de las sociedades prehispánicas formativas y tardías de la región arqueológica Calima de Colombia. Los restos dentales examinados en esta investigación pertenecen a 114 individuos distribuidos en siete cementerios ubicados en la región arqueológica Calima. Se observaron 15 rasgos no métricos dentales aplicando el método de ASUDAS (Arizona State University Dental Anthropology System). Se aplicó la Medida Media de Divergencia MMD en las comparaciones entre pares de muestras colombianas de los periodos Formativo y Tardío de la región arqueológica. El análisis de coordenadas principales realizado muestra dos grupos. La sociedad tardía Sonso expone diferencias significativas con relación a Ilama. El origen Ilama se explica como resultado de migraciones desde el noroccidente del país durante el periodo Formativo temprano (6000 – 4000 AP), mientras que el origen Sonsoide proviene del sur del país durante épocas Formativas tardías (2000 – 1500 AP)Fil: Rodriguez Florez, Carlos David. Universidad Nacional de Cordoba. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicas y Naturales; Argentina;Fil: Colantonio, Sonia Edith. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - Córdoba. Centro de Investigaciones y Estudio sobre Cultura y Sociedad; Argentina

16S rRNA gene amplicon dataset of prokaryotic communities from a subantarctic marine ecosystem: Ushuaia Bay and surrounding waters

We provide a 16S rRNA gene dataset of prokaryotic assemblages of a subantarctic marine ecosystem. Samples were collected at 2 stations (one near Ushuaia Bay and the other close to Bridges islands in the Beagle Channel). At each station, 2 depths (subsurface and bottom waters) were sampled in february, march, may and september during 2018, giving a total of 10 samples. 16S rRNA gene amplicon sequencing (V4 hypervariable region) was performed with the Illumina MiSeq platform. A total of 1116 amplicon sequence variants (ASVs) were recovered from the dataset. The sequences were taxonomically assigned to Alphaproteobacteria (23 ± 2%, mean ± standard error), Gammaproteobacteria (17 ± 1.5%), Flavobacteriia (8 ± 2%), Deltaproteobacteria (3.7 ± 0.5%), Acidimicrobiia (1.7 ± 0.1%), Planctomycetia (1.9 ± 0.4%), and AB16 group (1.7 ± 0.3%). Sequences affiliated with Archaea were abundant, reaching one third of analyzed sequences, mainly Thaumarchaeota (22 ± 3%), and Thermoplasmata (10 ± 1%). Together, sequences assigned to all these groups accounted for more than 90% of the sequences. This dataset constitutes a valuable resource for future scientific research aiming to unveil the role of these communities in ecosystem services such as carbon and nutrient cycling, and pollutants degradation. This will turn into benefits for future environmental monitoring and preservation actions, considering the tangible heritage of Ushuaia Bay and surrounding waters.Fil: Rodriguez Florez, Clara Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Malits, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Lozada, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto de Biología de Organismos Marinos; Argentin

Implicancias Materno Perinatales en Gestantes con Diagnóstico de Preeclampsia Severa Atendidas en el Hospital Regional del Cusco, 2016.

“Las alteraciones hipertensivas durante el embarazo o el puerperio inmediato, es un problema médico de gran importancia y frecuencia debido a su alta y morbimortalidad materna y perinatal en todo el mundo. La preeclampsia se define como la aparición de hipertensión y proteinuria después de la semana 20 del embarazo; además se suele acompañar de edemas. Esta es una enfermedad propia del embarazo que se tratan los síntomas, pero sólo se cura con la culminación del embarazo y si no se trata adecuadamente puede ser causa de graves complicaciones tanto para la mujer embarazada como para el feto” (1). “La frecuencia de la preeclampsia es variable, probablemente debido a los factores genéticos, ambientales. La OMS estima que existen anualmente más de 166 mil muertes por preeclampsia. Su incidencia es del 5 al 10% de los embarazos, pero la mortalidad es de 5 a 9 veces mayor en los países en vía de desarrollo. La enfermedad hipertensiva es una de las complicaciones más frecuentes del embarazo y ha compartido, con aborto séptico, el primer lugar entre las cusas de mortalidad materna en los países latinoamericanos, siendo la responsable directa del 20% de las muertes maternas en Estados Unidos de Norte América, Chile y Perú” (2). Su prevalencia varía entre 7 y 16% de la población gestante, lo cual la transforma en un problema de salud pública muy importante. En Latinoamérica, la morbilidad perinatal es de 8 al 45% y la mortalidad del 1 al 33%. (2) “En el Perú, la preeclampsia, es la segunda causa de muerte materna, representando 17 a 21% de muertes, las prevalencias en Hospitales de Lima oscilan entre 14,2% a 10% los desórdenes hipertensivos leves a severos han ido encontrados en 4,8%, 5,36%, 6,6%, hasta 7,31%, en gestantes que acuden a hospitales” (3). El presente trabajo de investigación se basó en la siguiente estructura: En el Capítulo I, se desarrolla los aspectos generales del trabajo, el planteamiento, la justificación y los objetivos. En el Capítulo II, se desarrolla la fundamentación teórica y el marco conceptual. En el Capítulo III, se desarrolla la planificación, ejecución y se da a conocer los resultados, con su respectiva interpretación y se dan a conocer posteriormente las conclusiones y recomendaciones.Tesis de segunda especialida

Influence of boron content on the fracture toughness and fatigue crack propagation kinetics of bainitic steels

The relatively good combination of high strength and ductility makes bainitic steels a candidate to replace many other steels in industrial applications. However, in service, ductility and strength are not up to standard requirements. In many industrial components, toughness and fatigue performance are also very relevant. In the present study, bainitic steels with varying content of boron were fabricated, with the aim of analyzing the fracture toughness and changes in the fatigue life. The results show that a relatively small change in the boron content can cause a notable variation in the fracture toughness of bainitic steels. The maximum value obtained in fracture toughness was for the steel with the highest boron content. It was observed that the amount of interlath martensite constituents decreases in steels with the addition of boron, leading to the promotion of the presence of void coalescence and a remarkable rise in the toughness of bainitic steels. An increase on the fatigue life of the bainitic steels with an increase in the boron content was also observed, through analysis by means of Paris’ law. A comprehensive micrographic study was carried out in order to examine the mechanics of fatigue crack growth in the bainitic steels, revealing small longitudinal cracks in bainitic steels that lack boron. These cracks tend to disappear in bainitic steels that contain boron. To elucidate this behavior, micrographs of the surfaces generated by the crack growth process were taken, showing that several nano-cracks appeared between the bainite laths. It is finally argued that this high-energy consumption process of nano-crack nucleation and growth is the reason for the improved toughness and fatigue life observed in bainitic steels.Peer ReviewedPostprint (author's final draft