Effects of Dietary Protein and Fat Content on Intrahepatocellular and Intramyocellular Lipids during a 6-Day Hypercaloric, High Sucrose Diet: A Randomized Controlled Trial in Normal Weight Healthy Subjects.

Sucrose overfeeding increases intrahepatocellular (IHCL) and intramyocellular (IMCL) lipid concentrations in healthy subjects. We hypothesized that these effects would be modulated by diet protein/fat content. Twelve healthy men and women were studied on two occasions in a randomized, cross-over trial. On each occasion, they received a 3-day 12% protein weight maintenance diet (WM) followed by a 6-day hypercaloric high sucrose diet (150% energy requirements). On one occasion the hypercaloric diet contained 5% protein and 25% fat (low protein-high fat, LP-HF), on the other occasion it contained 20% protein and 10% fat (high protein-low fat, HP-LF). IHCL and IMCL concentrations (magnetic resonance spectroscopy) and energy expenditure (indirect calorimetry) were measured after WM, and again after HP-LF/LP-HF. IHCL increased from 25.0 ± 3.6 after WM to 147.1 ± 26.9 mmol/kg wet weight (ww) after LP-HF and from 30.3 ± 7.7 to 57.8 ± 14.8 after HP-LF (two-way ANOVA with interaction: p < 0.001 overfeeding x protein/fat content). IMCL increased from 7.1 ± 0.6 to 8.8 ± 0.7 mmol/kg ww after LP-HF and from 6.2 ± 0.6 to 6.9 ± 0.6 after HP-LF, (p < 0.002). These results indicate that liver and muscle fat deposition is enhanced when sucrose overfeeding is associated with a low protein, high fat diet compared to a high protein, low fat diet

Functional and hybrid materials in air transport

Od wielu lat w lotnictwie wykorzystywane są materiały kompozytowe, które przy stosunkowo niewielkim ciężarze cechują się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi. Pozwala to na zbudowanie bardzo wytrzymałej i lekkiej konstrukcji samolotu, a w związku z tym na obniżenie kosztów eksploatacji. Niestety doskonałe właściwości mechaniczne kompozytów ulegają znacznemu obniżeniu w momencie pojawienia się uszkodzenia. Dlatego poszukuje się nowych materiałów złożonych o wyższej odporności na pękanie oraz sposobów diagnozowania stanu struktury w procesie jej wytwarzania i eksploatacji. Do materiałów nowej generacji należą laminaty metalowo-kompozytowe (FML). Są to laminaty składające się z warstw cienkiej blachy metalowej i kompozytu polimer-włókno ceramiczne lub polimerowe. Laminaty takie charakteryzują się doskonałymi właściwościami równocześnie metalu i włóknistego kompozytu polimerowego. Taka kombinacja daje w rezultacie nową generację materiałów hybrydowych o właściwościach hamowania i blokowania rozwoju pęknięć przy cyklicznym obciążeniu, bardzo dobrej charakterys. yce obciążenia i udarności oraz niskiej gęstości. Inną nową klasą materiałów są materiały inteligentne, o sterowalnych właściwościach, uzyskiwanych przez zastosowanie komponentów ze stopów z pamięcią kształtu lub wbudowanie systemów specjalnych, jak układy włókien piezoelektrycznych lub optycznych. Ich coraz większa dostępność i wyjątkowe właściwości fi zyczne sprawiają, że mogą one być z powodzeniem integrowane z innymi materiałami w celu uzyskania właściwości nieosiągalnych na żadnej innej drodze. Wbudowane elementy aktywne, tworzące rozproszoną sieć sensorów i/lub aktywatorów dają możliwość realizacji zadanych zadań monitorowania, adaptacji i sterowania elementem konstrukcyjnym.For many years aviation has made use of composite materials, which have very good mechanical properties combined with a relatively low weight. Their use enables construction of very durable and lightweight aircraft structures and reduces maintenance costs. Unfortunately, the excellent mechanical properties of composites decrease signifi cantly when damage occurs. That is why new hybrid materials with higher crack resistance and new methods for structural health diagnosing during manufacture and in service are being looked for. One class of new generation materials are fi bre-metal laminates (FML). They are laminates which consist of alternating thin metal layers and layers of polymer/ ceramic fi ber or polymer/polymer fi bre composite. Laminates of this kind share the excellent properties of both metal and fi brous polymer composite. Such a combination yields a new generation of hybrid materials with crack growth retardation and arrest capacities under cyclic loading, very good load-bearing and impact resistance characteristics, and low density. Another new class of materials are smart materials with programmable properties obtained by using shape memory alloys or by embedding special systems such as piezoelectric or optical fi bre systems. Their increasing availability and exceptional physical properties enable their successful integration with other materials to give properties unobtainable by any other method. The in-built active elements, which form a distributed network of sensors and/ or actuators, enable monitoring, adjustment, and control of structural elements

A comparative analysis of surface modification influence on selected properties of titanium and titanium alloy

Modyfikacja powierzchni metali poprzez zastosowanie cienkich warstw ceramicznych jest jedną z nowoczesnych i popularnych metod podwyższania właściwości biomateriałów metalicznych. Artykuł prezentuje możliwości osiągania nowych właściwości tytanu i jego stopu poprzez wytwarzanie złożonych warstw bioceramicznych metodami zol-żel oraz elektroforezy. Jest to krótkie podsumowanie kilkuletnich badań, realizowanych przy współpracy z zespołem badawczym AGH-CM UJ, nad trwałością biomateriałów tytanowych.The modification of metals surface by thin ceramic layers is one of modern and popular methods of improving properties of metallic biomaterials. The paper presents the possibility of new properties achieved through creating bioceramic composite layers on titanium and titanium alloy by the use of sol–gel and electrophoresis methods. It is the short summary of few years research on durability and biocompatibility of these materials realized in cooperation with AGH - CM UJ research group

Wpływ uderzeń wielokrotnych na rozwój uszkodzenia kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknami

The study presents the problems of the influence of repeated low velocity and low energy impacts on damage growth in carbon and glass fibre reinforced high strength polymer composite. The laminate response to impacts was analyzed, the types of damages and their interrelations were identified as well as damages mechanisms were described for tested laminates subjected to repeated impacts. The following conclusions have been drawn on the basis of completed tests: (1) composite materials with polymer matrix reinforced with continuous glass and carbon fibres demonstrate limited resistance to repeated impacts. The laminates resistance to impacts depends mainly on the properties and type of components, particularly in case of reinforcing fibres, orientation of layer under the influence of external impact; (2) tested laminates with carbon fibres are characterized by lower resistance to repeated impacts than laminates with glass fibres. This is proved by the curves of laminate response to impacts, wider damage area and tendency to laminate structure perforation as a result of repeated impacts; (3) repeated impacts lead to damage growth mainly through propagation of damage initiated in initial impacts phase. Delaminations and matrix cracks belong to the basic mechanisms of damages in composite materials; (4) composite damage propagates with increasing number of impacts in fibres orientation direction, particularly in lower composite layers. Further impacts may result in higher stress concentration and higher initiation energy causing the damage growth in various areas of the material. Further impacts increase the damage leading to gradual growth of damages initiated before.W pracy przedstawiono problematykę wpływu powtarzających się uderzeń o niskiej prędkości i niskiej energii na rozwój uszkodzenia wysokowytrzymałych kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknem węglowym oraz szklanym. Dokonano analizy odpowiedzi laminatu na uderzenia, zidentyfikowano rodzaj i relacje pomiędzy uszkodzeniami, a także przedstawiono mechanizmy uszkodzenia w badanych laminatach poddanych wielokrotnym uderzeniom. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano że: (1) materiały kompozytowe o osnowie polimerowej wzmacniane ciągłymi włóknami szklanymi i węglowymi wykazują ograniczoną odporność na wielokrotne uderzenia. O odporności laminatów na uderzenia decydują głównie właściwości i rodzaj komponentów, w szczególności włókien wzmacniających, orientacja warstw pod wpływem oddziaływania zewnętrznego; (2) badane laminaty z włóknami węglowymi charakteryzują się niższą odpornością na wielokrotne uderzenia w porównaniu do laminatów z włóknem szklanym. Świadczą o tym charakterystyki odpowiedzi laminatu na uderzenia, większy obszar uszkodzenia oraz skłonność do perforacji struktury laminatu w wyniku wielokrotnych uderzeń; (3) uderzenia wielokrotne powodują rozwój uszkodzenia głównie przez propagację uszkodzenia inicjowanego w czasie początkowych uderzeń. Do podstawowych mechanizmów uszkodzenia materiałów kompozytowych należą rozwarstwienia oraz pęknięcia osnowy; (4) wraz ze wzrostem liczby uderzeń uszkodzenie kompozytu propaguje w kierunku ułożenia włókien, szczególnie dolnych warstw kompozytu. Kolejne uderzenia mogą powodować większą kumulację naprężeń oraz energii inicjacji odpowiedzialnej za rozwój uszkodzenia w różnych obszarach materiału. Kolejne uderzenia powodują zwiększanie uszkodzenia prowadząc do stopniowego rozwoju wcześniej zainicjowanych uszkodzeń

Badanie odporności na zużycie korozyjne stomatologicznego stopu CoCrMo zawierającego złom poprodukcyjny

Use of metal base dental prostheses is accompanied by not only wear due to biomechanical loads that occur during the process of chewing, but also by corrosive wear occurring in aggressive oral environment. Corrosive wear of metal elements of prosthesis may result in excluding it from further use by the occurrence of allergic or even carcinogenic reactions in patient, resulting from the release of toxic metal ions into the body. A common practice in prosthetic laboratories used in order to reduce production costs of dental prostheses is using so-called post-production scrap to subsequent castings. This scrap constitute the elements of casting channels, defectively made skeletons of prostheses or metal residues after prosthetic treatment. Use of post-production scrap to manufacture components to fulfill such high performance criteria (presence of complex biomechanical loads), and in particular taking into account the evaluation of biocompatibility, is the subject of discussion not only in the environment of scientists, but also the producers of dental alloys.The aim of the study was to investigate resistance to corrosive wear of dental cobalt alloy containing post-production scrap. The commercial dental alloy Wironit extra-hard with cobalt matrix has been used in this research. The study was based on a conducted polarity by means of potentiodynamic method in a solution of artificial saliva. Tested alloy samples, containing different percentage intake of post-production scrap, were cast by two casting methods - centrifugal and vacuum-pressure. Average values of parameters of Wironit extra – hard alloy resistance to corrosive wear: corrosion potential – Ecor , corrosion current Icor, polarisation resistance Rpol and pitting potential – Epit were determined. In order to assess alloy surface after corrosion microscopic observation was made. The results of research confirm high resistance of alloy to corrosive wear in environment of artificial saliva. Castings made using centrifugal methods provide lower current density in the passive state than those carried out by vacuum – pressure method, which suggests greater durability of passive layer confirmed by analysis of microstructure of samples after corrosion. Determination of correlation between content of post-production scrap and resistance to corrosion is ambiguous.Eksploatacji stomatologicznych protez na podbudowie metalowej towarzyszy nie tylko zużycie wskutek obciążeń biomechanicznych, występujących podczas procesu żucia, ale również zużycie korozyjne mające miejsce w agresywnym środowisku jamy ustnej. Zużycie korozyjne metalowych elementów protezy skutkować może wyłączeniem jej z dalszego użytkowania wskutek wystąpienia u pacjenta reakcji alergicznych lub nawet kancerogennych, będących rezultatem uwalniania do organizmu toksycznych jonów metali. Częstą praktyką w laboratoriach protetycznych stosowaną w celu obniżania kosztów produkcji protez jest stosowanie tzw. złomu poprodukcyjnego do kolejnych odlewów. Złom ten stanowią elementy kanałów odlewniczych, wadliwie wykonane szkielety protez bądź metalowe pozostałości po obróbce protetycznej. Zastosowanie złomu poprodukcyjnego do wytwarzania elementów mających spełniać tak wysokie kryteria eksploatacyjne (występowanie złożonego stanu obciążeń biomechanicznych), a zwłaszcza biorąc pod uwagę ocenę biokompatybilności otrzymanych wyrobów, jest tematem dyskusyjnym nie tylko w środowisku naukowców, ale również i samych producentów stopów stomatologicznych. Celem pracy było zbadanie odporności na zużycie korozyjne stomatologicznego stopu kobaltu zawierającego złom poprodukcyjny. Do badań zastosowano komercyjny stop stomatologiczny Wironit extra – hard na osnowie kobaltu. Badanie polegało na przeprowadzeniu polaryzacji metodą potencjodynamiczną w środowisku roztworu sztucznej śliny. Próbki stopu poddane badaniu, zawierające różny udział procentowy złomu poprodukcyjnego, odlane zostały dwiema metodami odlewniczymi - odśrodkową i próżniowo-ciśnieniową. Wyznaczono średnie parametrów określających odporność stopu Wironit extra – hard na zużycie korozyjne: potencjał korozji – Ekor, prąd korozji Ikor, opór polaryzacyjny Rpol i potencjał przebicia – Epit. W celu oceny powierzchni stopu po korozji dokonano obserwacji mikroskopowych. Wyniki badań potwierdzają dużą odporność stopu na zużycie korozyjne w środowisku sztucznej śliny. Odlewy wykonane za pomocą metody odśrodkowej cechują się niższą gęstością prądu w stanie pasywnym niż te wykonane metodą próżniowo – ciśnieniową, co sugeruje większą trwałość warstwy pasywnej potwierdzoną analizą mikrostruktury próbek po korozji. Wyznaczenie zależności pomiędzy zawartością złomu poprodukcyjnego a odpornością na korozję jest niejednoznaczne

Fractography and Damage Analysis of Carbon/Epoxy Composites Under Static and Dynamic Loading at Elevated Temperatures

This paper presents the microstructural and fractographic analysis of damage in carbon/epoxy composites after static and fatigue strength (shear) tests at elevated temperature. The microstructural tests and fractographic analysis confirmed the complexity of degradation process and degradation mechanisms in composite structure. Multiple cracks, delaminations and interface degradation between fibre and matrix have been observed. The fracture analysis indicate the occurrence of characteristic failure area: matrix river lines, matrix rollers, fractures and reinforcing fibres imprints. The interface, except of the type of components and their features, is the principal factor determining the properties of composite material. The quality of the bonding between the reinforcing phase and matrix, mechanism of composite cracking as a whole as well as cracks of individual components are directly affected by the interface

Evaluation of Force-Time Changes During Impact of Hybrid Laminates Made of Titanium and Fibrous Composite

Fibre metal laminates (FML) are the modern hybrid materials with potential wide range of applications in aerospace technology due to their excellent mechanical properties (particularly fatigue strength, resistance to impacts) and also excellent corrosion resistance. The study describes the resistance to low velocity impacts in Ti/CFRP laminates. Tested laminates were produced in autoclave process. The laminates were characterized in terms of their response to impacts in specified energy range (5J, 10J, 20J). The tests were performed in accordance with ASTM D7137 standard. The laminates were subjected to impacts by means of hemispherical impactor with diameter of 12,7 mm. The following values have been determined: impact force vs. time, maximum force and the force at which the material destruction process commences (Pi). It has been found that fibre titanium laminates are characterized by high resistance to impacts. This feature is associated with elasto-plastic properties of metal and high rigidity of epoxy - fibre composite. It has been observed that Ti/CFRP laminates are characterized by more instable force during impact in stage of stabilization of impactor-laminate system and stage of force growth that glass fibre laminates. It has been observed more stable force decrease in stage of stress relaxation and withdrawal of the impactor. In energy range under test, the laminates based on titanium with glass and carbon fibres reinforcement demonstrate similar and high resistance to low-velocity impact, measured by means of failure initiation force and impact maximum force

Evaluation of Force-Time Changes During Impact of Hybrid Laminates Made of Titanium and Fibrous Composite

Fibre metal laminates (FML) are the modern hybrid materials with potential wide range of applications in aerospace technology due to their excellent mechanical properties (particularly fatigue strength, resistance to impacts) and also excellent corrosion resistance. The study describes the resistance to low velocity impacts in Ti/CFRP laminates. Tested laminates were produced in autoclave process. The laminates were characterized in terms of their response to impacts in specified energy range (5J, 10J, 20J). The tests were performed in accordance with ASTM D7137 standard. The laminates were subjected to impacts by means of hemispherical impactor with diameter of 12,7 mm. The following values have been determined: impact force vs. time, maximum force and the force at which the material destruction process commences (Pi). It has been found that fibre titanium laminates are characterized by high resistance to impacts. This feature is associated with elasto-plastic properties of metal and high rigidity of epoxy - fibre composite. It has been observed that Ti/CFRP laminates are characterized by more instable force during impact in stage of stabilization of impactor-laminate system and stage of force growth that glass fibre laminates. It has been observed more stable force decrease in stage of stress relaxation and withdrawal of the impactor. In energy range under test, the laminates based on titanium with glass and carbon fibres reinforcement demonstrate similar and high resistance to low-velocity impact, measured by means of failure initiation force and impact maximum force