The Relationship between Trabecular Bone Structure Modeling Methods and the Elastic Modulus as Calculated by FEM

Trabecular bone cores were collected from the femoral head at the time of surgery (hip arthroplasty). Investigated were 42 specimens, from patients with osteoporosis and coxarthrosis. The cores were scanned used computer microtomography (microCT) system at an isotropic spatial resolution of 36 microns. Image stacks were converted to finite element models via a bone voxel-to-element algorithm. The apparent modulus was calculated based on the assumptions that for the elastic properties, E = 10 MPa and ν = 0.3. The compressive deformation as calculated by finite elements (FE) analysis was 0.8%. The models were coarsened to effectively change the resolution or voxel size (from 72 microns to 288 microns or from 72 microns to 1080 microns). The aim of our study is to determine how an increase in the distance between scans changes the elastic properties as calculated by FE models. We tried to find a border value voxel size at which the module values were possible to calculate. As the voxel size increased, the mean voxel volume increased and the FEA-derived apparent modulus decreased. The slope of voxel size versus modulus relationship correlated with several architectural indices of trabecular bone

Microarchitecture Parameters Describe Bone Structure and Its Strength Better Than BMD

Introduction and Hypothesis. Some papers have shown that bone mineral density (BMD) may not be accurate in predicting fracture risk. Recently microarchitecture parameters have been reported to give information on bone characteristics. The aim of this study was to find out if the values of volume, fractal dimension, and bone mineral density are correlated with bone strength. Methods. Forty-two human bone samples harvested during total hip replacement surgery were cut to cylindrical samples. The geometrical mesh of layers of bone mass obtained from microCT investigation and the volumes of each layer and fractal dimension were calculated. The finite element method was applied to calculate the compression force F causing ε = 0.8% strain. Results. There were stronger correlations for microarchitecture parameters with strength than those for bone mineral density. The values of determination coefficient R2 for mean volume and force were 0.88 and 0.90 for mean fractal dimension and force, while for BMD and force the value was 0.53. The samples with bigger mean bone volume of layers and bigger mean fractal dimension of layers (more complex structure) presented higher strength. Conclusion. The volumetric and fractal dimension parameters better describe bone structure and strength than BMD

Analysis of upper and lower limb movement in infants in response to optic flow - preliminary research

Introduction: optic flow is studied in many scientific areas such as automation, robotics, biomechanics and neuropsychology. People who are not visually impaired use this mechanism to move around, usually without realising its complexity. It consists of information provided by the sense of sight and analysed in the central nervous system about the speed and direction of a moving object and the direction and amplitude of the angular and linear components of one's body. However, little is known about how this mechanism develops in the young child. Objective: Observation of upper and lower limb movement in infants between 4 and 12 weeks. of age under the influence of optic flow stimulation as a stimulus. Development of an optimal test protocol and adaptation of the author's research station. Material and method: 16 infants aged from 4 to 12 weeks were initially invited to the study, of which 14 infants were finally included in the study group. The motor response test consisted of two stages. Stage I (static trial): the stimulus was a stationary black and white chessboard pattern; stage II (dynamic trial): the chessboard pattern moved toward the child at a speed of 0.17m/s. Cameras recorded the test in both stages. Results: the children showed increased limb movement under the influence of optical flow (test stage II: dynamic test) compared to stimulation with a fixed pattern (test stage I: static test). Conclusions: a response to dynamic versus static stimuli was observed in 11 of 14 children, but testing in one-month-olds is unreliable due to poor head control

Wpływ kształtu cząstek ilastych na wyniki analiz granulometrycznych gruntów spoistych

Pomiar wielkości cząstek za pomocą dyfrakcji laserowej (LDA) jest alternatywną analiz hydrometrycznych (HM) metodą oznaczania składu granulometrycznego gruntów. Przy oznaczaniu frakcji najdrobniejszych, o znacznej zawartości minerałów ilastych, zasadnicze problemy wynikają ze znacznej anizotropii kształtu cząstek. W pracy zawarto porównanie wyników oznaczeń wielkości cząstek iłów neogeńskich z Bydgoszczy. Zaproponowano formuły służące do transformacji wyników metody areometrycznej i metody dyfrakcji laserowej dla badanych gruntów

WPŁYW RÓŻNEGO POZIOMU NASION RZEPAKU W DIECIE NA WSKAŹNIKI PRODUKCYJNE, PARAMETRY KRWI I KOŚCI KURCZĄT BROJLERÓW

The aim of the study was to investigate the effects of different levels of rape „00” seeds in the diet on the performance, blood and bone parameters of broilers. A total of 180 1-day-old male Ross 308 chicks were divided into four groups. Group I (the control) was fed on a maize, wheat and soybean diet. Different levels of rape seeds were used in the experimental diets (low, medium and high level in II, III and IV groups, respectively) instead of a soybean meal. The amount of MJ AMEN from rape seeds in total AMEN was as follows: 0.19-1.51 group II, 0.28-2.26 group III and 0.38- 3.01 group IV. The highest level of rape seeds resulted in a lower (P<0.05) body weight gain. The birds from group IV had the lowest feed intake and the poorest (P<0.05) value of FCR at 21 d. The highest level of rape seeds positively influenced (P<0.05) the content of HDL. There were no differences in protein metabolism indices, VLDL, Ca, Pi, bone resistance parameters among dietary treatments at 37 day of age. The results demonstrated that the influence of the increasing level of dietary rape seeds on performance, blood and bone parameters was much more evident in younger birds.Celem badań było określenie wpływu różnego poziomu nasion rzepaku “00” w diecie na wskaźniki produkcyjne, parametry krwi i kości kurcząt brojlerów. 180 jednodniowych kogutków Ross 308 podzielona na 4 grupy. Grupę I (kontrolną) żywiono dietą kukurydziano-pszenno-sojową. W dietach eksperymentalnych w miejsce śruty sojowej wprowadzono różne poziomy nasion rzepaku (niski, średni i wysoki, odpowiednio w grupach II, III i IV). Udział MJ AMEN z nasion rzepaku w całkowitej AMEN wynosił: 0.19-1.51 grupa II, 0.28-2.26 grupa III i 0.38-3.01 grupa IV. Najwyższy poziom rzepaku obniżył (P<0,05) przyrosty masy ciała. Ptaki z grupy IV charakteryzowały się najmniejszym pobraniem paszy i najwyższym wskaźnikiem FCR w 21 dniu. Najwyższy poziom rzepaku korzystnie wpłynął (P<0,05) na zawartość HDL. Nie stwierdzono różnic w poziomie wskaźników przemiany białkowej, VLDL, Ca, Pi i w parametrach wytrzymałościowych kości w 37 dniu życia. Uzyskane wyniki wykazały, że wpływ wzrastającego poziomu nasion rzepaku w diecie na wskaźniki produkcyjne, parametry krwi i kości silniej zaznacza się u ptaków młodszych

BONE STRENGTH (ossis tibiae) OF NATIVE PIGS ZŁOTNICKA SPOTTED BREED AND CROSSBREDS OF POLISH LARGE WHITE AND PoLISH LANDRACE PIGS

The purpose of this study was to compare the bone strength traits in two groups of pigs different in terms of genetic value, fast growth capability and meat deposition in the body. The study covered 33 fatteners of the Złotnicka Spotted breed (ZŁP) and 20 crossbreds F1 (Polish Large White x Polish Landrace). Tibial bones were obtained following slaughter and evaluated in terms of properties and geometry, as well as bending and compressive strength. Mineral composition of the bone tissue was also established, i.e.: ash, Ca, P, Na, K, Zn and Mg. The significance of differences between the traits demonstrated by pigs in both groups subject to the study was estimated, with calculated overall correlations between the primary bone properties. The results confirmed significant differences in terms of geometry of the bones in both animal groups. In the ZŁP breed pigs, compared to the F1 crossbred group (PLW x PL), the outside and inside diameters of the tibial shaft were smaller (P ≤ 0.01), yet the average thickness of the wall of the bone was slightly larger. The bending force required to fracture the bone turned out to be lower in Złotnicka Spotted pigs, the opposite of the results obtained with regard to the compressive strength. Furthermore, calcium content, calcium-phosphorus ratio (Ca : P) and sodium content were highly statistically or significantly larger in the bone tissue of the Złotnicka Spotted pigs. Consequently, the final results show that the bone strength demonstrated by modern pig breeds subject to intensive selection focused on high growth rate and increased meat deposition is in no way lower than the same trait recognized in the Złotnicka Spotted breed kept in preservative breeding conditions

Elektrostymulacja rdzenia kręgowego jako metoda leczenia dolegliwości bólowych w dławicy piersiowej

Stymulacja rdzenia kręgowego jest jedną z metod leczenia dławicy piersiowej, stosowaną na świecie od kilkunastu lat. W Polsce do tej pory nie była ona wykorzystywana. Metoda ta polega na wszczepieniu nadtwardówkowo do kanału kręgowego (na poziomie Th1-Th2) elektrody stymulującej, która jest połączona przeprowadzonym podskórnie przewodem z generatorem impulsów, umiejscowionym pod łukiem żebrowym w kieszonce zapowięziowej. Wskazania do tego typu leczenia dotyczą pacjentów, u których konwencjonalna terapia nie przynosi rezultatu, oraz tych, którzy nie zostali zakwalifikowani do leczenia interwencyjnego i rewaskularyzacyjnego. Metoda ta zwiększa tolerancję wysiłku, zmniejsza częstość występowania ataków bólu wieńcowego oraz zmian niedokrwiennych w zapisie elektrokardiograficznym, a jej przeciwniedokrwienny wpływ na serce wiąże się ze zmianami w przepływie krwi przez mięsień sercowy. Metoda ta umożliwia choremu znamienny wzrost jakości życia dzięki analgetycznemu i przeciwniedokrwiennemu efektowi stymulacji. Nie maskuje ona bólu towarzyszącego ostremu zawałowi. Można ją stosować również u chorych korzystających ze stałej stymulacji serca, po odpowiednim zaprogramowaniu parametrów obydwu urządzeń, eliminując wzajemne interferencje. Kliniczne badania dowodzą, że elektrostymulacja rdzenia kręgowego jest użytecznym i bezpiecznym sposobem leczenia niektórych pacjentów z opornym na terapię konwencjonalną dokuczliwym bólem. Metoda ta nie wpływa na śmiertelność. (Folia Cardiol. 2004; 11: 327&#8211;335

Elektrostymulacja rdzenia kręgowego jako metoda leczenia dolegliwości bólowych w dławicy piersiowej

Stymulacja rdzenia kręgowego jest jedną z metod leczenia dławicy piersiowej, stosowaną na świecie od kilkunastu lat. W Polsce do tej pory nie była ona wykorzystywana. Metoda ta polega na wszczepieniu nadtwardówkowo do kanału kręgowego (na poziomie Th1-Th2) elektrody stymulującej, która jest połączona przeprowadzonym podskórnie przewodem z generatorem impulsów, umiejscowionym pod łukiem żebrowym w kieszonce zapowięziowej. Wskazania do tego typu leczenia dotyczą pacjentów, u których konwencjonalna terapia nie przynosi rezultatu, oraz tych, którzy nie zostali zakwalifikowani do leczenia interwencyjnego i rewaskularyzacyjnego. Metoda ta zwiększa tolerancję wysiłku, zmniejsza częstość występowania ataków bólu wieńcowego oraz zmian niedokrwiennych w zapisie elektrokardiograficznym, a jej przeciwniedokrwienny wpływ na serce wiąże się ze zmianami w przepływie krwi przez mięsień sercowy. Metoda ta umożliwia choremu znamienny wzrost jakości życia dzięki analgetycznemu i przeciwniedokrwiennemu efektowi stymulacji. Nie maskuje ona bólu towarzyszącego ostremu zawałowi. Można ją stosować również u chorych korzystających ze stałej stymulacji serca, po odpowiednim zaprogramowaniu parametrów obydwu urządzeń, eliminując wzajemne interferencje. Kliniczne badania dowodzą, że elektrostymulacja rdzenia kręgowego jest użytecznym i bezpiecznym sposobem leczenia niektórych pacjentów z opornym na terapię konwencjonalną dokuczliwym bólem. Metoda ta nie wpływa na śmiertelność. (Folia Cardiol. 2004; 11: 327&#8211;335

Hydrogen and Water Bonding between Glycosaminoglycans and Phospholipids in the Synovial Fluid: Molecular Dynamics Study

Synovial fluid is a lubricant of the synovial joint that shows remarkable tribological properties. These properties originate in the synergy between its components, with two of its major components, glycosaminoglycans (GAGs) and phospholipids (PLs), playing a major role in boundary and mixed lubrication regimes. All-atom molecular dynamic simulations were performed to investigate the way these components bond. Hyaluronic acid (HA) and chondroitin sulphate (CS) bonding with three types of lipids was tested. The results show that both glycosaminoglycans bind lipids at a similar rate, except for 1,2-d-ipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine lipids, which bind to chondroitin at a much higher rate than to hyaluronan. The results suggest that different synovial fluid lipids may play a different role when binding to both hyaluronan and chondroitin sulphate. The presented results may help in understanding a process of lubrication of articular cartilage at a nanoscale level

WPŁYW RÓŻNEGO POZIOMU NASION RZEPAKU W DIECIE NA WSKAŹNIKI PRODUKCYJNE, PARAMETRY KRWI I KOŚCI KURCZĄT BROJLERÓW

The aim of the study was to investigate the effects of different levels of rape „00” seeds in the diet on the performance, blood and bone parameters of broilers. A total of 180 1-day-old male Ross 308 chicks were divided into four groups. Group I (the control) was fed on a maize, wheat and soybean diet. Different levels of rape seeds were used in the experimental diets (low, medium and high level in II, III and IV groups, respectively) instead of a soybean meal. The amount of MJ AMEN from rape seeds in total AMEN was as follows: 0.19-1.51 group II, 0.28-2.26 group III and 0.38- 3.01 group IV. The highest level of rape seeds resulted in a lower (P<0.05) body weight gain. The birds from group IV had the lowest feed intake and the poorest (P<0.05) value of FCR at 21 d. The highest level of rape seeds positively influenced (P<0.05) the content of HDL. There were no differences in protein metabolism indices, VLDL, Ca, Pi, bone resistance parameters among dietary treatments at 37 day of age. The results demonstrated that the influence of the increasing level of dietary rape seeds on performance, blood and bone parameters was much more evident in younger birds.Celem badań było określenie wpływu różnego poziomu nasion rzepaku “00” w diecie na wskaźniki produkcyjne, parametry krwi i kości kurcząt brojlerów. 180 jednodniowych kogutków Ross 308 podzielona na 4 grupy. Grupę I (kontrolną) żywiono dietą kukurydziano-pszenno-sojową. W dietach eksperymentalnych w miejsce śruty sojowej wprowadzono różne poziomy nasion rzepaku (niski, średni i wysoki, odpowiednio w grupach II, III i IV). Udział MJ AMEN z nasion rzepaku w całkowitej AMEN wynosił: 0.19-1.51 grupa II, 0.28-2.26 grupa III i 0.38-3.01 grupa IV. Najwyższy poziom rzepaku obniżył (P<0,05) przyrosty masy ciała. Ptaki z grupy IV charakteryzowały się najmniejszym pobraniem paszy i najwyższym wskaźnikiem FCR w 21 dniu. Najwyższy poziom rzepaku korzystnie wpłynął (P<0,05) na zawartość HDL. Nie stwierdzono różnic w poziomie wskaźników przemiany białkowej, VLDL, Ca, Pi i w parametrach wytrzymałościowych kości w 37 dniu życia. Uzyskane wyniki wykazały, że wpływ wzrastającego poziomu nasion rzepaku w diecie na wskaźniki produkcyjne, parametry krwi i kości silniej zaznacza się u ptaków młodszych