Magnetoresistance based determination of basic parameters of minority charge carriers in solid matter

Magnetoresistance as a tool of basic parameters determination of minority charge carriers and the ratio of minority charge carriers conductivity to majority ones in solid matter has been considered within the framework of the phenomenological two-band model. The criterion of the application of this model has been found. As examples of these equations usage the conductor, semiconductor and superconductor have been introduced. From the obtained temperature dependences of the aforementioned values in superconductor, a supposition of a deciding role of minority charge carriers in the emergence of superconductivity state has been made.Comment: 7 pages, 3 figures, 2 table

Оптимізація конструкції давача тиску ємнісного типу

A design optimization model of a capacitance-type sensor was developed. The latter is manufactured using the technology of microelectromechanical systems (MEMS). In the process of building the optimization model, the sensitivity, mechanical stress, and voltage breakdown were used as criteria. The optimization task requires the sensor's sensitivity to be maximized whereas the mechanical stress alongside the voltage breakdown to be minimized. The limitations for this task have proven to be design and manufacturing parameters, specifically the thickness of a thin plate, a material that the sensitive element is made of, the area and the technological constraints on the integrated techniques for manufacturing the device. The constructed optimization model is found to be an issue of the multicriteria optimization, and, therefore, in the process of solving it, the main component method was used. The paper presents an algorithm to apply the said method. Sensitivity was chosen as the main criterion for multicriteria optimization, and other criteria were converted to the range of limitations encountered in the optimization problem. A software tool has been developed that lends itself to solve multicriteria optimization problems using the main component technique. For software engineering, Java was used, which makes it platform-independent. The design parameters of the sensitive element of the MEMS-based pressure sensor have been optimized. The dependence of the capacitance-type sensor's sensitivity together with the maximum membrane offset on the thickness of the sensitive element of the sensor of capacitive pressure was studied. A number of computable experiments were made, culminating in identifying the impact of change in the initial thickness of the thin plate with the unchanged objective function and constraints. The findings are presented as graphs, from which it can be concluded that the time spent on solving the multicriteria optimization problem increases with the difference between the initial and final values of the membrane thickness of the integral capacitance-type sensor.Розроблено модель оптимізації конструкції давача ємнісного типу, який виготовлено з використанням технологій мікроелектромеханічних систем (МЕМС). У процесі побудови моделі, як критерії, використано чутливість, напруження механічні та електричні. Обмеженнями виступають конструктивно-технологічні параметри. Побудована оптимізаційна модель є задачею багатокритеріальної оптимізації. У процесі розв'язання цієї задачі багатокритеріальної оптимізації використано метод головної компоненти. Головним критерієм багатокритеріальної оптимізації вибрано чутливість, а інші критерії переведені в обмеження оптимізаційної задачі. Здійснено оптимізацію конструктивних параметрів чутливого елемента давача тиску, виготовленого за МЕМС технологією. Досліджено залежність чутливості давача ємнісного типу та максимального зміщення мембрани від товщини чутливого елемента давача тиску. Проведено експерименти та виявлено вплив зміни початкової товщини тонкої пластини за незмінної цільової функції та обмеженнях. З отриманих результатів слідує, що затрати часу на розв'язання задачі багатокритеріальної оптимізації зростають зі збільшенням різниці між початковим та кінцевим значеннями товщини мембрани інтегрального давача ємнісного типу

Гіалуронова кислота: біосинтез та використання

Topicality. Hyaluronic acid with its antimicrobial and antiviral properties has found applications in medicine and cosmetics. Due to the high molecular weight, it prolongs the action of the active pharmaceutical components. The application spectrum of hyaluronic acid and hyaluronic acid-based products is increasing permanently. Therefore, new microbial producers of hyaluronic acid and new technologies for its biosynthesis are intensively developed. Aim. To compile integration of the advances in producers selection, and advances in the development of technologies and the hyaluronic acid applications.Results and discussion. The strains from the genera Streptococcus and Pasteurella are the main bacterial producers of hyaluronic acid. However, they are able to synthesize hyaluronic acid in concentrations lower than 7 g/l after 120 hours of cultivation and their use limited by potential pathogenic properties. To improve technological parameters of biosynthesis, new genetically modified strains of Lactococcus lactis, Corynebacterium glutamicum, Escherichia coli, and Pichia pastoris were constructed. The highest yield of hyaluronic acid, 8.3 g/l , is observed during the cultivation of C. glutamicum for 48 hours.Conclusions. Searching and construction of new hyaluronic acid producers and  biotechnological improving when cultivated are the major points in the development of hyaluronic acid production for pharmaceuticals and cosmetic applications.Актуальность. Гиалуроновая кислота нашла широкое применение в медицине, хирургии, дерматологии, гинекологии, обладает антимикробными и противовирусными свойствами, а за счет высокой молекулярной массы является пролонгатором действия активного фармацевтического ингредиента (АФИ) в составе лекарственных средств. Таким образом, спектр применения гиалуроновой кислоты достаточно широк и постоянно пополняется, что приводит к повышению спроса на данный вид биополимера, а следовательно, возрастанию интереса к альтернативным источникам еë получения. Статья посвящена актуальным направлениям оптимизации биосинтеза гиалуроновой кислоты обычными и генетически модифицированными штаммами бактерий, анализа выбора питательных сред для их культивирования и применения биополимера.Цель работы. Целью нашей работы представлялось обобщение имеющихся в научной литературе сведений об известных штаммах-продуцентах, которые используются для биосинтеза гиалуроновой кислоты, и проведение анализа возможных сфер применения препаратов на еë основе.Результаты и их обсуждение. Проанализировав литературу, можно сказать, что существует много различных штаммов-продуцентов гиалуроновой кислоты, а именно бактерии Streptococcus и Pasteurella. Однако они могут обладать патогенными свойствами и способны синтезировать гиалуроновую кислоту до 6-7 г/л в течение 120 часов. Также ученые создают новые генетически модифицированные штаммы Lactococcus lactis, Corynebacterium glutamicum, Escherichia coli, Pichia pastoris. Наибольший выход гиалуроновой кислоты наблюдается при культивировании C. glutamicum (8,3 г/л в течение 48 часов). Поиск новых штаммов актуален еще и потому, что гиалуроновая кислота благодаря своей уникальной биосовместимости и вязкоупругим свойствам является очень важной составляющей лекарственных препаратов, применяемых в медицине, косметологии и ветеринарии.Выводы. Необходимо проводить поиск новых продуцентов гиалуроновой кислоты и продолжать различные манипуляции с существующими и генетически модифицированными штаммами, поскольку препараты на ее основе чрезвычайно востребованы на рынке фармацевтических препаратов и косметологических средств. Актуальність. Гіалуронова кислота знайшла широке застосування в медицині, хірургії, дерматології, гінекології, володіє антимікробними та противірусними властивостями, а за рахунок високої молекулярної маси є пролонгатором дії активного фармацевтичного інгредієнта (АФІ) у складі лікарських засобів. Таким чином, спектр застосування гіалуронової кислоти досить широкий і постійно поповнюється, що приводить до підвищення попиту на даний вид біополімера, а, отже, підвищує інтерес до альтернативних джерел його отримання.Стаття присвячена актуальним напрямкам оптимізації біосинтезу гіалуронової кислоти звичайними і генетично модифікованими штамами бактерій, аналізу вибору поживних середовищ для їх культивування та застосування біополімеру.Мета роботи. У своїй роботі ми мали на меті узагальнити наявні у науковій літературі відомості щодо відомих штамів-продуцентів, які використовуються для біосинтезу гіалуронової кислоти та провести аналіз можливих сфер застосування препаратів на її основі.Результати та їх обговорення. Проаналізувавши літературу, можна сказати, що існує багато різних штамів-продуцентів гіалуронової кислоти, а саме бактерії Streptococcus і Pasteurella. Однак вони можуть володіти патогенними властивостями і здатні синтезувати гіалуронову кислоту до 6-7 г/л упродовж 120 год. Також ученістворюють нові генетично модифіковані штами Lactococcus lactis, Corynebacterium glutamicum, Escherichia coli, Pichia pastoris. Найбільший вихід гіалуронової кислоти спостерігається при культивуванні C. glutamicum (8,3 г/л упродовж 48 год). Пошук нових штамів є актуальним ще й тому, що гіалуронова кислота завдяки своїй унікальній біосумісності та в’язкопружним властивостям є дуже важливою складовою лікарських препаратів, які застосовуються в медицині, косметології та ветеринарії.Висновки. Необхідно проводити пошук нових продуцентів гіалуронової кислоти та продовжувати різні маніпуляції з існуючими та генетично-модифікованими штамами, оскільки препарати на її основі користуються надзвичайно великим попитом на ринку фармацевтичних препаратів та косметологічних засобів

Інтенсивність утворення біоплівки на титанових опорних елементах імплантатів на прикладі полімеразної ланцюгової реакції у реальному часі та бактеріальних посівів

Titanium has a unique combination of strength, light weight and biocompatibility, so that the supporting elements of the implants (abutment) made of this material are the number 1 choice when replacing lateral occlusal defects. Characteristic of the abutment surface which includes the chemical composition, free surface energy (SFE) and stiffness affect the biofilm formation which is the main cause of perimplantitis. Periimplant sites are colonized by the same bacteria that cause periodontal diseases, namely: A.actinomycetemcomitans, P.gingivalis, T.forsythensis, P.intermedia. Real-time polymerase chain reaction can directly identify these periodontal pathogens by determining the quantitative content of a specific DNA fragment in a sample. The aim of the study – to learn the intensity of the biofilm formation on titanium abutments using real-time polymerase chain reaction and bacterial cultures. Materials and Methods. There were 14 patients in the study who were treated in MM Dental Implants and Prosthetics Center. Each patient underwent dental implantation and got titanium abutments placed in their mouth. The study was conducted in three stages, in which each visit was followed by real-time polymerase chain reaction and bacteriological cultures. On the first visit, samples were taken around the tooth, one week before the abutment placement. On Visit 2, samples were taken from the periimplant sulcus around titanium abutments. Visit 3 was in 3 months after the abutment placement. Results and Discussion. During the study 42 real-time PCR tests and 42 bacteriological cultures were performed. Registration and record of PCR results were performed automatically by RealTime_PCR software. Interpretation of the results was carried out in accordance with the standard table of microorganisms in the biotope of the periodontal pocket (Lg GE / sample). According to this table, in the biotope of the periodontal pocket (Lg CE / sample), three patients had an excess of the total bacterial mass of PCR around the titanium abutment in the second stage (visit No. 2), one of these patients also had a higher number of P.gingivalis and Tr. denticola. At the third stage of the study (visit No. 3), five patients had the high numbers of the total bacterial mass, one of these patients showed an increased number of T.forsythensis. The results were presented as mean (M ± SE) and percent ± percentage errors, that is the percentage of the detected bacteria. Conclusions. The results of the study showed an increased number of the total bacterial mass of PCR around titanium abutments in three patients at the second stage of the study (visit No. 2) and in five patients at the third stage (visit No. 3). The highest mean and highest percentage of the detection was in P.gingivalis, which is the keystone pathogen of the "red" complex. However, only one subject of the study showed an increased amount of P.gingivalis around the titanium abutments. These results confirm that Titanium is a reliable material for replacing the tooth defects in lateral areas.Титан обладает уникальным сочетанием прочности, легкого веса и биосовместимости, благодаря чему опорные элементы имплантатов (абатменты) из этого материала является выбором № 1 при замещении боковых дефектов. Характеристики поверхности абатмента, которые включают химический состав, свободную поверхностную энергию (SFE) и жесткость, влияют на образование биопленки, которая является основным фактором возникновения периимплантита. Периимплантные участки колонизируются теми же бактериями, которые и вызывают пародонтальные заболевания, а именно: A. actinomycetemcomitans, P. gingivalis, T. forsythensis, P. intermedia. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) в реальном времени может осуществить прямую идентификацию этих пародонтопатогенив за счет определения количественного содержания специфического фрагмента ДНК в образцах. Цель исследования – изучить интенсивность образования биопленки на титановых опорных элементах имплантатов на примере полимеразной цепной реакциии в реальном времени и бактериальных посевов. Материалы и методы. В опыте приняли участие 14 пациентов, проходивших лечение в Центре стоматологической имплантации и протезирования «ММ». Каждому из них проводили дентальную имплантацию и устанавливали титановые опорные элементы имплантатов (абатменты). Исследование проходило в три этапа, где на каждом визите проводили полимеразную цепную реакцию в реальном времени и бактериологические посевы. На первом визите забор материала проводили вокруг зуба за неделю перед установкой опорных элементов имплантатов. На втором визите забор материала проводили вокруг титановых абатментов. Третий визит происходил через 3 месяца после установки абатментов. Результаты исследований и их обсуждение. В исследовании было проведено 42 тесты ПЦР в реальном времени и 42 бактериологических посевы. Регистрация и учет результатов ПЦР проводился автоматически программным обеспечением RealTime_PCR. Интерпритация результатов проводилась согласно стандартной таблице количества микроорганизмов в биотопе пародонтального кармана (LgГЭ/образец). Согласно данной таблице в биотопе пародонтального кармана (LgГЭ/образец) 3 пациентов имели превышение показателей общей бактериальной массы ПЦР вокруг титановых абатментов на втором этапе (второй визит), у одного из этих пациентов также была превышена норма количества P. gingivalis и Tr. denticola. На третьем этапе исследования (третий визит) 5 пациентов имели превышение показателей общей бактериальной массы ПЦР, у одного из них дополнительно идентифицировали превышение нормы количества T. forsythensis. Результаты представлены в виде среднего значения показателей (M±SE) и процента±погрешности процента, тоесть процента выявленных микроорганизмов. Выводы. Результаты исследования показали превышение показателей общей бактериальной массы ПЦР вокруг титановых абатментов на втором этапе исследования (второй визит) в 3 пациентов и на третьем этапе (третьий визит) – в 5 пациентов. Высшее среднее значение и высокий процент обнаружения был в P. gingivalis, что является ключевым пародонтопатогеном «красного» комплекса. Однако норма количества P. gingivalis вокруг титановых опорных элементов превышала только у одного субъекта исследования. Такие результаты подтверждают, что титан является надежным материалом для замещения дефектов зубов в боковых участках.Титан володіє унікальним поєднанням міцності, легкої ваги та біосумісності, завдяки чому опорні елементи імплантатів (абатменти) з цього матеріалу є вибором №1 при заміщенні бічних дефектів. Характеристики поверхні абатмента, що включають хімічний склад, вільну поверхневу енергію (SFE) та жорсткість, впливають на утворення біоплівки, яка є основним фактором виникнення періімплантитів. Періімплантні ділянки колонізуються тими самими бактеріями, що й спричиняють пародонтальні захворювання, а саме: A. actinomycetemcomitans, P. gingivalis, T. forsythensis, P. intermedia. Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) в реальному часі може здійснити пряму ідентифікацію цих пародонтопатогенів за рахунок визначення кількісного вмісту специфічного фрагмента ДНК у зразках. Мета дослідження – вивчити інтенсивність утворення біоплівки на титанових опорних елементах імплантатів на прикладі полімеразної ланцюгової реакціїї у реальному часі та бактеріальних посівів. Матеріали і методи. У досліді взяли участь 14 пацієнтів, які проходили лікування в Центрі стоматологічної імплантації та протезування ММ». Кожному із них проводили дентальну імплантацію та встановлювали титанові опорні елементи імплантатів (абатменти). Дослідження проходило у 3 етапи, де при кожному візиті проводили полімеразну ланцюгову реакцію в реальному часі та бактеріального посіви. При першому візиті забір матеріалу виконували навколо зуба за тиждень перед встановленням опорних елементів імплантатів. На другому візиті забір матеріалу проводили навколо титанових абатментів. Третій візит відбувався через 3 місяці після встановлення абатментів. Результати досліджень та їх обговорення. У дослідженні було проведено 42 тести ПЛР у реальному часі та 42 бактеріологічних посіви. Реєстрацію та облік результатів ПЛР виконували автоматично програмним забезпеченням RealTime_PCR. Інтерпритацію результатів проводили згідно зі стандартною таблицею кількості мікроорганізмів у біотопі пародонтальної кишені (LgГЕ/зразок). Відповідно до даної таблиці у біотопі пародонтальної кишені (LgГЕ/зразок) в 3 пацієнтів перевищували показники загальної бактеріальної маси ПЛР навколо титанових абатментів на другому етапі (другий візит), в одного з цих пацієнтів також була перевищена норма кількості P. gingivalis та Tr. denticola. На третьому етапі дослідження (третій візит) 5 пацієнтів мали перевищення показників загальної бактеріальної маси ПЛР, в одного з них додатково ідентифікували перевищення норми кількості T. forsythensis. Результати подані у вигляді середнього значення показників (M±SE) та відсотка±похибки відсотка, тобто відсотка виявлених мікроорганізмів. Висновки. Результати дослідження показали перевищення показників загальної бактеріальної маси ПЛР навколо титанових абатментів другому етапі дослідження (другий візит) у 3 пацієнтів та на третьому етапі (третій візит) – у 5 осіб. Найвище середнє значення та найбільший відсоток виявлення був у P. gingivalis, що є ключовим пародонтопатогеном «червоного» комплексу. Однак норма кількості P. gingivalis навколо титанових опорних елементів перевищувала лише в одного суб’єкта дослідження. Такі результати підтверджують, що титан є надійним матеріалом для заміщення дефектів зубів у бічних ділянках

Обґрунтування відстані найкращого бачення

Examines the reasons for the establishment of most distinct vision distance. It is shown that in textbooks on physics and Biophysics there is a full explanation of this concept. It is proved that the blur of the point image on the retina decreases when removing points from the eyes and practically stops its decrease, when the deletion reaches about 10 cm taking into account calculations for the phenomenon of the spherical surface refraction neuraxial rays. The conclusion that the most clear distance vision is the optimal distance that a valid low when a good enough linear resolution and, at the same time large enough to form images of paraxial rays. The three major ideas concerning this problem are distinguished: The lens equation for nonparaxial ray are found. It is shown that even in the case of unlimited re duking ability of focal length of human eye crystalline lens, the vision will not be perfect because refraction nature of spherical surface for nonparaxial rays. If an object is located too close to the eye, then image is formed by nonparaxial rays giving a lot images on the retina of each point of the object. As the result, the image is blurred. If an object is too far from the eye, another problem appears: liner resolution decreases, so the images of different points of the object join into one point. It is shown that existence of the most distinct vision distance due to not biology nature of the human eye but only physics nature of spherical surface refraction and circular aperture diffraction.Досліджено причини формування відстані найкращого бачення. Показано, що в навчальних підручниках з фізики і біофізики немає вичерпного пояснення цієї величини. За допомогою обчислень для явища заломлення сферичною поверхнею непараксіальних променів доведено, що розпливчатість зображення точки на сітківці ока людини зменшується з віддаленням цієї точки від ока і практично перестає зменшуватись за відстані від ока близько 10 см. Зроблено висновок, що відстань найкращого бачення – це оптимальна відстань, яка є прийнятно малою для того, щоб була достатньою лінійна роздільна здатність і водночас досить великою для того, щоб зображення кожної точки предмета утворювалось на сітківці від перетину параксіальних променів. Щодо цієї проблеми можна виділити три головні ідеї: Знайдено формули лінзи для непараксіальних променів. Показано, що навіть у випадку необмеженої здатності кристалика ока людини до зменшення своєї фокусної відстані, бачення не буде досконалим внаслідок природи заломлення непараксіальних променів сферичною поверхнею. Якщо предмет розміщений надто близько до ока, то зображення формується непараксіальними променями, що спричиняє виникнення багатьох зображень кожної точки на сітківці ока. В результаті зображення розпливається. Якщо ж предмет знаходиться надто далеко, від ока, виникає інша проблема: зменшується лінійне розділення і тоді зображення різних точок предмета зливаються в одну. Показано, що існування відстані найкращого бачення обумовлено не біологічною природою людського ока, а саме, фізичною природою заломлення на сферичній поверхні та дифракції на круглому отворі

Affective interpersonal touch in close relationships: a cross-cultural perspective

Interpersonal touch behavior differs across cultures, yet no study to date has systematically tested for cultural variation in affective touch, nor examined the factors that might account for this variability. Here, over 14,000 individuals from 45 countries were asked whether they embraced, stroked, kissed, or hugged their partner, friends, and youngest child during the week preceding the study. We then examined a range of hypothesized individual-level factors (sex, age, parasitic history, conservatism, religiosity, and preferred interpersonal distance) and cultural-level factors (regional temperature, parasite stress, regional conservatism, collectivism, and religiosity) in predicting these affective-touching behaviors. Our results indicate that affective touch was most prevalent in relationships with partners and children, and its diversity was relatively higher in warmer, less conservative, and religious countries, and among younger, female, and liberal people. This research allows for a broad and integrated view of the bases of cross-cultural variability in affective touch

Development of a Method for Calculating the Safe Position of Military Units by Using Artificial Neural Networks Based on Swarm Algorithms

The object of research is development of a method for finding a safe position for military units in combat conditions, using swarm algorithms and neural networks. One of the most problematic places is the complexity of testing the developed method. The difficulty lies in the fact that to check the method in real time, financial costs and military weapons are necessary.The data are obtained due to a multicriteria problem, which allowed to calculate the errors of subjects and objects of research.The obtained results show that the hybrid method allowed to calculate the safe position with greater accuracy, namely by 25–50 % more accurately than using the classical approach. This is due to the fact that the proposed method calculates all possible errors.This makes it possible to obtain the flexibility of the method for finding a safe position. In comparison with the analogous methods known in the formulation of the classical problem of calculating the trajectory and the damage region, only one mathematical value (region, trajectory) is taken into account, and using a hybrid approach one can take into account a number of errors simultaneously. This approach ensures the flexibility of the system and the possibility of expanding a number of mathematical calculations and improving the accuracy of the result

Modeling of the Process of Territorial Communities Formation Using Swarm Intelligence Algorithms

The process of TC formation is considered, using algorithms of swarm intelligence. The main aim of TC formation is reducing the budget and saving the public funds. The approved methodology and the process of formation of capable communities are studied when in the human settlements that form the society is the administrative building, the health care institution, the general education school of the third degree, the kindergarten, the institutions of social protection, housing and communal services, taking into account the financial security and daily migration of residents in the zone of accessibility of the administrative center. The minimum distance from the center of the community to other settlements is taken for the purpose of forming territorial communities. A mathematical model of such problem is developed, using specific limitations that arise from the formulation of the problem itself. To build effective algorithms for formation of territorial communities, the concept of independence of communities, as well as the contiguity of individual councils is introduced. Stochastic algorithms of ant colony and migrating birds have been adapted to solve the established multicriteria optimization problem. The proposed approach is investigated