A tüdő újranyílási folyamatai: a struktúra, mechanika és akusztika összefüggései = Recruitment of pulmonary airways: structural, mechanical and acoustic correlates

A kutatás célja a pulmonális légutak záródási és újranyílási eseményeinek tanulmányozása, és az ezt kísérő hangjelenségek (crackle) és a tüdő mechanikai változásai közötti kapcsolat vizsgálata volt. Izolált kutya-, nyúl-, patkány- és egértüdők reinflációja közben mért crackle aktivitás analízisével feltártuk a légutak kinyílásának lavinaszerű dinamikáját és a tüdő nyomás-térfogat görbéjének kialakulásában játszott szerepét, valamint az akusztikai adatokból származtatott hörgőméretek és a hagyományos morfometria közötti egyezést. A crackle intenzitás eloszlásainak tanulmányozása a nagyobb kollapszushajlamú hörgőgenerációk identifikálásában is segítenek. In vivo kísérletekben a kilégzésvégi nyomás és a bronchokonstriktor dózis hatását a reinflációs hangesemények érzékenyebben mutatták ki, mint a légutak és a tüdőszövet mechanikai tulajdonságainak változásai. | The research was aimed at the dynamics of the closure and reopening of pulmonary airways, and the relationships between the accompanying acoustic events (crackles) and the changes in the mechanical properties of the lungs. Analysis of crackles recorded in isolated dog, rabbit, rat and mouse lungs revealed the avalanche dynamics of the airway reopening and its contribution to the development of the pulmonary pressure-volume characteristics. The dimensions of the bifurcating airways, as inferred from the distributions of the crackle intensity, agreed well with the conventional morphometric data; additionally, these distributions may help identify the bronchial generations most vulnerable to airway collapse. Results from in vivo experiments demonstrated that the changes in crackle intensity with decreasing end-expiratory pressure and increasing bronchoconstrictor dose were a more sensitive indicator of airway closure than the alterations in the global mechanical properties of the airways and lung tissues

Relationships between capnogram parameters by mainstream and sidestream techniques at different breathing frequencies

Capnography, routinely used in operating rooms and intensive care units, reveals essential information on lung ventilation and ventilation-perfusion matching. Mainstream capnography directly measures CO2 in the breathing circuit for accurate analysis and is considered a reference technique. Sidestream capnography, however, analyzes gas away from the patient leading to potentially less accurate measures. While these methodological differences impact the capnogram indices in mechanically ventilated patients, such assessments during spontaneous breathing are essentially lacking. Accordingly, we aimed to compare mainstream and sidestream capnography in spontaneously breathing subjects, focusing on differences in capnogram shape and dead space indices at various respiratory rates. Simultaneous mainstream and sidestream time and volumetric capnography were performed on spontaneously breathing adults (n = 35). Measurements were performed during controlled low (10/min), medium (12/min), and high (20/min) breathing rates as a challenge. Correlation and Bland-Altman analyses were used to assess trends and agreements between time and volumetric capnography indices obtained by the mainstream and sidestream techniques, including end-tidal CO2 (ETCO2), shape factors reflecting the slopes of phases 2 and 3, and anatomical and physiological dead space fractions. ETCO2 and physiological dead space measured by mainstream and sidestream techniques showed excellent correlations (r > 0.90, p < 0.001 for all breathing rates) and agreements. While strong correlations and moderate agreements were evidenced in the parameters reflecting the late phase of expiration (phase 3 slope and exhaled CO2 volume), these relationships were weaker for indices related to the early phase of expiration (phase 2 slope, anatomical dead space). Changing breathing frequency caused significant alterations in all capnography parameters, which were detectable by both mainstream and sidestream techniques. Sidestream capnography cannot substitute the more accurate mainstream technique for measuring the absolute values of shape factors and ventilation dead space fractions. However, sidestream capnography is also able to detect and track changes in uneven alveolar emptying, ventilation-perfusion matching and ventilation dead space fraction in spontaneously breathing subjects

Characterization of simulated liquid radioactive waste in a new type of cement mixtures

There is still a safety challenge for the long-term stabilization of nuclear wastes. Thanks to its affordable price and easy manufacturing, cement is one of the most promising materials to immobilize large volume of low- and intermediate-level radioactive liquid wastes. To investigate the effect of borate on the cementation of radioactive evaporator concentrates, and to provide more data for solidification formula optimization, simulated liquid wastes in various concentrations were prepared. Different borate concentrations were solidified in the ordinary Portland cement (OPC), and in two new cement compositions with water-resistance and boron binding additives. The chemical and mechanical properties were investigated for nine cementitious samples, altogether with three compositions in three concentrations. The leaching rate of the boron is lower in case of high strength cement mixture. The compressive strengths of the solidified waste correlate with the leaching rates of the boron. The leaching rates of the Ca were changed with the cement composition and even with the boron concentrations, firstly: were less in the initial OPC in case of same boron concentration (50 g/l), secondly; were less at higher boron concentration (250 g/l) for the OXY-B composition. The simulated liquid waste with higher boron concentrations solidified with newly developed cement composition (OXY-B) shows a homogeneous boron distribution in the volume of the cement cylinder both before and after leaching. The formulas of OXY and OXY-B developed to this application were effective for cementation of the simulated borate evaporator concentrates

Az emfizéma strukturális és funkcionális összefüggései kísérletes modellekben = Structural and functional correlates of experimental emphysema

Az emfizéma elasztázkezeléses állatmodelljeiben tanulmányoztuk a tüdőstruktúra, tüdővolumenek és a légzésfunkció változásait, a követéses vizsgálatokra helyezve a súlyt. Több protokoll kipróbálása után a jobbnak talált patkánymodellben a rövidtávú (3 napos) és a hosszútávú (105 napos) strukturális és funkcionális változásokra koncentráltunk. Az egész tüdő beágyazásával és teljes metszeti képek elemzésével jutottunk átfogó strukturális információkhoz; az alveoláris morfometria mellett a hörgőátmérők és –falvastagságok, az alveoláris attachmentek sűrűsége és a hörgőfal kollagén- és elasztinsűrűségének és homogenitása is a vizsgálat tárgyai voltak. A tüdőfelszíni alveolusok megjelenítésére alkalmazott ortogonális polarizációs spektrális képalkotásnál áttértünk az ex vivo vizsgálatokra, mely lehetővé tette az alveoláris szeptumok gépi felismerését. A strukturális elváltozások (az alveolusok méretének növekedése, az attachmentek ritkulása) a tüdőtérfogatok növekedésével és az elasztikus ellenállás csökkenésével jártak együtt, míg a légutak áramlási ellenállása nem változott; a reinflációs crackle hangok in vivo elemzése viszont a légúti funkció korai érintettségét jelezte. Ígéretes új kísérleti koncepcióként jelent meg az elasztázkezelés és a gyakori mély belégzések alkalmazása, mely a tüdőszöveti destrukció kémiai és mechanikai folyamatainak szinergizmusa révén tekinthető a COPD akut exacerbációja első állatkísérletes modelljének. | Pulmonary structure, lung volumes and lung function were investigated in elastase-treated mice and rats, concluding in follow-up studies on the short-term (3-day) and long-term (105-day) emphysematous changes. Whole-lung embedding and whole-section analysis was employed to obtain comprehensive data on alveolar morphometry, bronchial cross-section, wall thickness, septal attachment density, as well as wall collagen and elastin contents and homogeneity. Subpleural alveolar structure was studied ex vivo by orthogonal polarisation spectral imaging and picture processing. The structural changes (increased alveolar size and decreased septal attachment density) were associated with elevated lung volumes and impaired pulmonary elasticity, whilst the airway resistance did not change; however, in vivo reinflation crackle recordings indicated the early signs of the impact of elastolysis on airway function. Additionally, as an animal model of the acute exacerbation of COPD, a novel experimental setting combining elastase treatment with frequent deep inspirations was designed to model the chemical and mechanical processes synergetically involved in the destruction of parenchymal tissues

Efficient direct 2,2,2-trifluoroethylation of indoles via C-H functionalization

A novel highly C3 selective metal free trifluoroethylation of indoles using 2,2,2-trifuoroethyl(mesityl)-iodonium triflate was developed. The methodology enables the introduction of a trifluoroethyl group in a fast and efficient reaction under mild conditions with high functional group tolerance. Beyond the synthetic developments, quantum chemical calculations provide a deeper understanding of the transformation. This journal i

Funkcionális nanoszerkezetű bevonatok = Functional nanostructured layers

A projekt keretében tanulmányoztuk nanostrukturált bevonatok, nanokompozitok és önszerveződéssel kialakított rétegek fizikai és kémiai tulajdonságait, vizsgáltuk a felületmódosítás kinetikáját és hatásmechanizmusát. Megvizsgáltuk ezen módszerek alkalmazhatóságát funkcionális bevonatok előállítására. Eljárást dolgoztunk ki új típusú felületmódosításra acél és vas felületén, amelyek alkalmasak korrózióvédő rétegként történő alkalmazásra. Optimalizáltuk a rétegképzés során alkalmazott kísérleti körülményeket. Módszert dolgoztunk ki mágneses Fe nanoporok előállítására, valamint vas nanorészecskék fotoaktív és szigetelő tulajdonságú ZnO nanoréteggel történő bevonására. Lézeroptikai és számítógépes szimulációs módszert dolgoztunk ki vízfelszíni nanorészecskék kontakt nedvesedésének jellemzésére. Nanorészecskék szabályozott szerkezetű LB-rétegeit állítottuk elő, melyek alkalmasak antireflexiós bevonatok előállítására és antireflexiós hatás szabályozására. Nanoszerkezetű Ni bevonatokat állítottunk elő pulzáló elektrokémiai eljárással Watt? s típusú elektrolitból fémes és nem fémes hordozóra. Felületmódosított AFM szenzor segítségével az atomi erő mikroszkópia módszerén alapuló lokális felületi energia meghatározás egy új metodikáját dolgoztuk ki és alkalmaztuk különböző energiájú modellfelületek minősítésére. | The aim of the project was to study the physical and chemical properties of nanostructured coatings, nanocomposites and self-assembled nanolayers. The possibilities to apply these methods for preparing functional coatings have been investigated. New surface modification methods for iron and steel have been developed, for anticorrosive purpose. The experimental conditions of layer formation have been optimised. Method for preparation of magnetic iron nanopowder, and coating of iron nanoparticules with fotoactive and isolating ZnO nanolayers have been elaborated. Laser-optical and computer simulation method has been developed to characterise the contact wettability of nanoparticules at water surface. LB-layers of nanoparticules with controlled structure have been prepared, which may be applied as antireflexive coating and control antireflexion effect. Nanostructured Ni coatings have prepared on metallic and non-metallic substrate by electrochemical pulse technique from Watt?s type electrolyte. A microscopic method based on surface modification of AFM tip has been developed for determining the local energy. An evaluation process has been established and its ability to determine the adhesion strength in nanoscale spatial variation has been demonstrated on model surfaces