Surgical technique: posterior cruciate ligament (PCL) reconstruction using double posteromedial arthroscopic portals

The posterior cruciate ligament (PCL) reconstruction is a technically demanding surgical procedure that requires optimal identification of both the femoral and the tibial anatomical footprints. To aid the tibial tunnel placement and many authors recommend creating a posteromedial (PM) portal. The further addition of a second PM portal, which could be used as a "working portal", may further allow a more straightforward reconstruction by improving the identification of the anatomical footprint, the clearing of the stump, and the graft passage

Robust estimation of bacterial cell count from optical density

Optical density (OD) is widely used to estimate the density of cells in liquid culture, but cannot be compared between instruments without a standardized calibration protocol and is challenging to relate to actual cell count. We address this with an interlaboratory study comparing three simple, low-cost, and highly accessible OD calibration protocols across 244 laboratories, applied to eight strains of constitutive GFP-expressing E. coli. Based on our results, we recommend calibrating OD to estimated cell count using serial dilution of silica microspheres, which produces highly precise calibration (95.5% of residuals <1.2-fold), is easily assessed for quality control, also assesses instrument effective linear range, and can be combined with fluorescence calibration to obtain units of Molecules of Equivalent Fluorescein (MEFL) per cell, allowing direct comparison and data fusion with flow cytometry measurements: in our study, fluorescence per cell measurements showed only a 1.07-fold mean difference between plate reader and flow cytometry data

Plasmons Tamm pour la réalisation de nouvelles sources de lumière

Tamm plasmons, or optical Tamm states, are electromagnetic modes that exist at the interface between a Distributed Bragg Reflector (DBR) and a metallic layer. They are of high interest for the design of new light sources, thanks to the metallic part, which can provide 3D confinement and control of the optical mode but also electrical injection of the structure, in order to excite light emitters. Many light emitting devices could be realised using this dual function, such as integrated polarised light sources, surface plasmon generators or large-scale addressable laser arrays. This PhD work mainly consisted in pushing Tamm light emitting devices towards applicability, with the development of their room-temperature operation and electrical pumping, as opposed to previous demonstrations which were carried out under cryogenic temperature and optical pumping. Semiconducting heterostructures based on ternary alloys of AlGaAs were used for this development, but our results are highly transposable to other families of materials. The first part of this work focused on obtaining a laser effect at room temperature. By improving the structure with the insertion of a low-index layer between the semiconductor DBR and the metal, the ohmic losses in the metal were reduced, thus enabling lasing operation at room temperature. The second part of this work was about achieving the electrical injection of Tamm-based light sources. Starting from a doped DBR with quantum wells, we developed two processes, mostly based on cleanroom microfabrication techniques, to enable electrical injection. The first one, inspired by common microfabrication techniques, has not proved to be successful, due to the degradation of the DBR surface by some standard fabrication steps, and to the strong sensitivity of the Tamm plasmon to the surface composition of the DBR. Therefore, we developed a second method. Its originality lies in a permanent protection of the part of the DBR on which the metallic element will be deposited to form the Tamm mode and inject electrical current. This new method allowed the fabrication of the first light-emitting diodes based on Tamm mode emission. With electro-optical measurements, we demonstrated the excitation of the Tamm plasmon state through electrical pumping of the quantum wells, and proved the possibility to use a single metallic element to confine the optical mode and bring charge carriers into the structure. These results are an important step towards the development of new integrated light emitting devices using Tamm modes.Les plasmons Tamm, ou modes Tamm optiques, sont des modes électromagnétiques présents à l'interface entre un miroir de Bragg (DBR) et une couche métallique. Ces modes présentent un fort intérêt pour la réalisation de nouvelles sources de lumière, notamment grâce à la partie métallique, qui peut d'une part fournir un contrôle et un confinement micrométrique à trois dimensions du mode optique, et d'autre part assurer l'injection d'un courant électrique dans la structure pour y exciter un milieu émetteur. De nombreuses sources de lumière pourraient être réalisées grâce à cette double fonction du métal, comme des sources polarisées intégrées, des générateurs de plasmons de surface ou encore des tableaux de laser adressables à grande échelle. Mon travail de doctorat a consisté à pousser les sources de lumière Tamm vers l'applicatif, en développant leur fonctionnement à température ambiante et en excitation électrique, par opposition aux démonstrations à température cryogénique et en pompage optique effectuées jusqu'alors. Ce développement a été effectué sur des structures semi-conductrices basées sur des alliages ternaires d'AlGaAs, mais est hautement transposable à d'autres familles de matériaux. La première partie de ce travail s'est concentrée sur l'obtention d'un effet laser à température ambiante. Grâce à une amélioration de la structure, consistant à insérer une couche de bas indice entre le DBR semi-conducteur et le métal, les pertes ohmiques dans ce dernier ont été réduites, ce qui a permis d'atteindre le régime laser à température ambiante. Le second volet de cette thèse concerne l'injection électrique des sources de lumière à mode Tamm. Partant d'un DBR dopé, deux procédés de micro-structuration en salle blanche ont été élaborés pour permettre cette injection. Le premier, inspiré de techniques usuelles de micro-fabrication, n'a pas fait ses preuves, en raison de la dégradation de la surface du DBR par certaines étapes classiques de structuration, et de la forte sensibilité du plasmon Tamm à la composition de surface du DBR. Nous avons donc développé une méthode de structuration alternative. Son originalité repose dans la protection permanente de la surface du DBR destinée au contact avec le métal. Cette nouvelle méthode a permis la fabrication des premières diodes électroluminescentes basées sur l'émission dans un mode Tamm. Leur caractérisation a montré la réussite de l'excitation du plasmon Tamm par l'injection électrique des émetteurs à puits quantiques, et prouve la possibilité d'utiliser un unique élément métallique pour confiner le mode optique et injecter les porteurs de charge. Ces résultats constituent une étape importante vers le développement d'une variété de sources de lumière intégrées utilisant les modes Tamm

Tamm plasmons for new light-emitting devices

Les plasmons Tamm, ou modes Tamm optiques, sont des modes électromagnétiques présents à l'interface entre un miroir de Bragg (DBR) et une couche métallique. Ces modes présentent un fort intérêt pour la réalisation de nouvelles sources de lumière, notamment grâce à la partie métallique, qui peut d'une part fournir un contrôle et un confinement micrométrique à trois dimensions du mode optique, et d'autre part assurer l'injection d'un courant électrique dans la structure pour y exciter un milieu émetteur. De nombreuses sources de lumière pourraient être réalisées grâce à cette double fonction du métal, comme des sources polarisées intégrées, des générateurs de plasmons de surface ou encore des tableaux de laser adressables à grande échelle. Mon travail de doctorat a consisté à pousser les sources de lumière Tamm vers l'applicatif, en développant leur fonctionnement à température ambiante et en excitation électrique, par opposition aux démonstrations à température cryogénique et en pompage optique effectuées jusqu'alors. Ce développement a été effectué sur des structures semi-conductrices basées sur des alliages ternaires d'AlGaAs, mais est hautement transposable à d'autres familles de matériaux. La première partie de ce travail s'est concentrée sur l'obtention d'un effet laser à température ambiante. Grâce à une amélioration de la structure, consistant à insérer une couche de bas indice entre le DBR semi-conducteur et le métal, les pertes ohmiques dans ce dernier ont été réduites, ce qui a permis d'atteindre le régime laser à température ambiante. Le second volet de cette thèse concerne l'injection électrique des sources de lumière à mode Tamm. Partant d'un DBR dopé, deux procédés de micro-structuration en salle blanche ont été élaborés pour permettre cette injection. Le premier, inspiré de techniques usuelles de micro-fabrication, n'a pas fait ses preuves, en raison de la dégradation de la surface du DBR par certaines étapes classiques de structuration, et de la forte sensibilité du plasmon Tamm à la composition de surface du DBR. Nous avons donc développé une méthode de structuration alternative. Son originalité repose dans la protection permanente de la surface du DBR destinée au contact avec le métal. Cette nouvelle méthode a permis la fabrication des premières diodes électroluminescentes basées sur l'émission dans un mode Tamm. Leur caractérisation a montré la réussite de l'excitation du plasmon Tamm par l'injection électrique des émetteurs à puits quantiques, et prouve la possibilité d'utiliser un unique élément métallique pour confiner le mode optique et injecter les porteurs de charge. Ces résultats constituent une étape importante vers le développement d'une variété de sources de lumière intégrées utilisant les modes Tamm.Tamm plasmons, or optical Tamm states, are electromagnetic modes that exist at the interface between a Distributed Bragg Reflector (DBR) and a metallic layer. They are of high interest for the design of new light sources, thanks to the metallic part, which can provide 3D confinement and control of the optical mode but also electrical injection of the structure, in order to excite light emitters. Many light emitting devices could be realised using this dual function, such as integrated polarised light sources, surface plasmon generators or large-scale addressable laser arrays. This PhD work mainly consisted in pushing Tamm light emitting devices towards applicability, with the development of their room-temperature operation and electrical pumping, as opposed to previous demonstrations which were carried out under cryogenic temperature and optical pumping. Semiconducting heterostructures based on ternary alloys of AlGaAs were used for this development, but our results are highly transposable to other families of materials. The first part of this work focused on obtaining a laser effect at room temperature. By improving the structure with the insertion of a low-index layer between the semiconductor DBR and the metal, the ohmic losses in the metal were reduced, thus enabling lasing operation at room temperature. The second part of this work was about achieving the electrical injection of Tamm-based light sources. Starting from a doped DBR with quantum wells, we developed two processes, mostly based on cleanroom microfabrication techniques, to enable electrical injection. The first one, inspired by common microfabrication techniques, has not proved to be successful, due to the degradation of the DBR surface by some standard fabrication steps, and to the strong sensitivity of the Tamm plasmon to the surface composition of the DBR. Therefore, we developed a second method. Its originality lies in a permanent protection of the part of the DBR on which the metallic element will be deposited to form the Tamm mode and inject electrical current. This new method allowed the fabrication of the first light-emitting diodes based on Tamm mode emission. With electro-optical measurements, we demonstrated the excitation of the Tamm plasmon state through electrical pumping of the quantum wells, and proved the possibility to use a single metallic element to confine the optical mode and bring charge carriers into the structure. These results are an important step towards the development of new integrated light emitting devices using Tamm modes

Surgical technique: posterior cruciate ligament (PCL) reconstruction using double posteromedial arthroscopic portals

Abstract The posterior cruciate ligament (PCL) reconstruction is a technically demanding surgical procedure that requires optimal identification of both the femoral and the tibial anatomical footprints. To aid the tibial tunnel placement and many authors recommend creating a posteromedial (PM) portal. The further addition of a second PM portal, which could be used as a “working portal”, may further allow a more straightforward reconstruction by improving the identification of the anatomical footprint, the clearing of the stump, and the graft passage

Correction of Patellofemoral Malalignment With Patellofemoral Arthroplasty

BACKGROUND: The goal of patellofemoral arthroplasty (PFA) is to replace damaged cartilage and correct underlying deformities to reduce pain and prevent maltracking. We aimed to determine how PFA modifies patellar height, tilt, and tibial tuberosity-trochlear groove (TT-TG) distance. The hypothesis was that PFA would correct trochlear dysplasia or extensor mechanism malalignment. METHODS: The authors prospectively studied a series of 16 patients (13 women and 3 men) aged 64.9 +/- 16.3 years (range 41-86 years) who received PFA. All knees were assessed preoperatively and 6 months postoperatively using frontal, lateral, and "skyline" x-rays, and computed tomography scans to calculate patellar tilt, patellar height, and TT-TG distance. RESULTS: The interobserver agreement was excellent for all parameters (intraclass correlation coefficient >0.95). Preoperatively, the median patellar tilt without quadriceps contraction (QC) was 17.5 degrees (range 5.3 degrees -33.4 degrees ) and with QC was 19.8 degrees (range 0 degrees -52.0 degrees ). The median Caton-Deschamps index was 0.91 (range 0.80-1.22) and TT-TG distance was 14.5 mm (range 4.0-22.0 mm). Postoperatively, the median patellar tilt without QC was 0.3 degrees (range -15.3 degrees to 9.5 degrees ) and with QC was 6.1 degrees (range -11.5 degrees to 13.3 degrees ). The median Caton-Deschamps index was 1.11 (range 0.81-1.20) and TT-TG distance was 10.1 mm (range 1.8-13.8 mm). CONCLUSION: The present study demonstrates that beyond replacing arthritic cartilage, trochlear-cutting PFA improves patellofemoral congruence by correcting trochlear dysplasia and standardizing radiological measurements as patellar tilt and TT-TG. The association of lateral patellar facetectomy improves patellar tracking by reducing the patellar tilt

Inadequacy of computed tomography for pre-operative planning of patellofemoral arthroplasty

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