bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
БАЗАЛЬНЫЕ МОРЕНЫ. СООБЩЕНИЕ 1. ВАЖНЕЙШИЕ ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, "Литология и полезные ископаемые"
Authors: Эпштейн О. Г.
Published: August 2018

Фациальный комплекс базальных морен с гляциодинамическими текстурами (обычные базальные морены) доминирует среди отложений данного генетического типа. Эти морены представляют собой ледниковые диамиктоны исключительно изменчивого строения и литологического состава. Отдельные их признаки характерны и для осадков других генетических типов. Поэтому методически корректным является всестороннее тщательное изучение пластов ледниковых диамиктонов и особенностей их залегания на ложе (рыхлом или скальном) в пределах крупных обнажений. Только такие исследования позволяют выявить широкий комплекс специфических признаков, свойственных обычным базальным моренам.
ФОСФИДЫ В БАЗАЛЬТАХ ПОДВОДНЫХ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПОСТРОЕК ЯПОНСКОГО МОРЯ, "Литология и полезные ископаемые"
Authors: Съедин В.Т. , Колесник О.Н. , Ярощук Е. И.
Published: August 2018

Приведены данные рентгеноспектрального микроанализа зерен фосфидов, впервые обнаруженных в базальтах вулканических построек Японского моря. Находка фосфидов может служить доказательством эндогенного источника фосфора и, как следствие, вулканогенно-гидротермального происхождения фосфоритов Японского моря.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРОВ РАСТВОРИТЕЛЕЙ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПРОНИЦАЕМОСТЬ БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНОЙ ПЛЕНКИ МЕТОДОМ КВАРЦЕКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ АКУСТОГРАВИМЕТРИИ, "Физикохимия поверхности и защита материалов"
Authors: Симонов В.Н. , Власов Д. А. , Фомкин К. А. , Маркова Е.В. , Соловцова О.В.
Published: August 2018

Реологические свойства и диффузионная проницаемость бутадиен-стирольной пленки в парах органических растворителей исследованы как в равновесном, так и в неравновесном состоянии. Методом кварцекристаллической акустогравиметрии показано, что модули сдвиговой упругости и механических потерь пленки под воздействием паров бутилацетата, ацетона, этанола, диметилформамида и воды уменьшаются тем сильнее, чем меньше дистанция Ra между центрами сфер растворимости Хансена полимера и растворителя. При этом степень этого уменьшения в диапазоне Ra = 13 МПа0.5 значительно выше, чем в диапазоне Ra 13 МПа0.5. Характер зависимости изменений модулей качественно совпадает с характером зависимости степени набухания от дистанции Ra . Кинетика изменения частоты системы “резонатор-пленка” под действием паров содержит две экспоненты: первая короткая характеризует проницаемость полимерной пленки до воздействия паров и в первые минуты процесса, а вторая - на 1-2 порядка длиннее - в последующий период. Постоянная времени короткой экспоненты пропорциональна Ra.
ОДНОСТАДИЙНЫЙ СИНТЕЗ НАНОКОМПОЗИТА ПОЛИАНИЛИН-ОДНОСТЕННЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ ТРУБКИ В МУРАВЬИНОЙ КИСЛОТЕ И ЕГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, "Физикохимия поверхности и защита материалов"
Authors: Ткаченко Л.И. , Николаева Г.В. , Рябенко А.Г. , Ефимов О.Н.
Published: August 2018

Проведен одностадийный синтез стабильной дисперсии нанокомпозита, состоящего из полианилина (ПАНИ) и одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ), путем окислительной полимеризации анилина перекисью бензоила (ПБ) в концентрированной муравьиной кислоте (МК). Получены электропроводящие пленочные покрытия прямым нанесением этой дисперсии на электрод. Покрытия имеют высокую удельную электрохимическую емкость и стабильность при продолжительном циклировании в апротонном (1 М LiBF4 в  -бутиролактоне) электролите.
ВЛИЯНИЕ ЦИКЛИЧЕСКИХ ЛАКТАМОВ И ИХ СТРУКТУРНЫХ АНАЛОГОВ НА КИНЕТИКУ ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ ИОНОВ CU(II), МОРФОЛОГИЮ ПОВЕРХНОСТИ И СВОЙСТВА ПОКРЫТИЙ, "Физикохимия поверхности и защита материалов"
Authors: Скибина Л.М. , Мауэр Д. К. , Соколенко А.И.
Published: August 2018

Установлено, что в сульфатных электролитах меднения поведение циклических соединений напрямую связано с их строением, а именно, природой гетероатома в цикле, размером цикла и наличием боковых карбонильных групп. Показано, что в присутствии азотсодержащих гетероциклов коэффициент эффективности увеличивается с ростом объемной концентрации добавки, а кислородсодержащих - слабо зависит от с 0L. Расчет кинетических параметров процесса подтвердил, что кинетика катодной реакции в основном определяется природой гетероатома в цикле. Совместный анализ данных хронопотенциометрии и импеданса показал, что формирующиеся в поверхностном слое комплексы блокируют поверхность электрода, увеличивают '-потенциал и затрудняют разряд ионов металла, их тормозящее действие возрастает с увеличением концентрации лиганда. Показана возможность эффективного регулирования скорости осаждения, морфологии и свойств покрытий в результате изменения природы, строения и объемной концентрации изученных добавок.
КИНЕТИКА СОРБЦИИ МЕТИЛЕНОВОГО ГОЛУБОГО НА ПЛЕНОЧНЫХ КОМПОЗИТАХ ПОЛИСТИРОЛ/БЕНТОНИТ/МАГНЕТИТ, "Физикохимия поверхности и защита материалов"
Authors: Алексеева О.В. , Родионова А.Н. , Багровская Н.А. , Носков А. В. , Агафонов А. В.
Published: August 2018

Пленочные композиты полистирол/бентонит/магнетит получены методом механического диспергирования частиц магнетизированной глины в матрице полистирола. Исследована кинетика сорбции красителя метиленового голубого на полимерных композитах с различным содержанием наполнителя. Показано, что с увеличением концентрации бентонит/магнетита в композите до 5 мас.% количество сорбированного красителя возрастает в 7 раз. Выявлено, что кинетика сорбции описывается уравнением реакции псевдопервого порядка.
О МИГРАЦИИ СЕРЫ ПРИ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОМ АНАЛИЗЕ ГОРНЫХ ПОРОД, "Журнал аналитической химии"
Authors: Борходоев В.Я.
Published: August 2018

При определении содержания серы в горных породах методом рентгенофлуоресцентного анализа во время измерения постоянно возрастает интенсивность аналитической SKa-линии. Причиной такого изменения является направленный дрейф ионов серы к поверхности образца под действием первичного рентгеновского излучения. Это явление наглядно демонстрирует опыт, в котором образец измеряли сначала с одной стороны, а затем - с другой. При этом интенсивность аналитической линии с обратной стороны таблетки начинает увеличиваться с такого же уровня, как и первоначальный при измерениях с исходной стороны. Предложен механизм направленного дрейфа серы к поверхности образца. На границе образец-вакуум формируется положительный потенциал за счет дефицита отрицательных ионов серы у поверхности, часть которых первичные рентгеновские фотоны выбивают из образца. Под действием этого потенциала в поверхностный слой образца поступают ионы серы из его нижних слоев, а также ионы, вылетевшие за его пределы. Для обеспечения достоверности результатов количественного определения серы следует измерять интенсивность ее аналитической линии с двух сторон образца и как результат использовать среднее значение.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНТРАСТА ЦИФРОВОГО ФОТОИЗОБРАЖЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МУТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ, "Журнал аналитической химии"
Authors: Голованов В. И. , Голованов С. В. , Варганов М. С.
Published: August 2018

На примерах измерения прозрачности технической серной кислоты и определения мутности воды по каолину изучена возможность использования цифрового фотоаппарата и последующей компьютерной обработки цветометрических характеристик изображения для определения мутности жидкостей. Измерения выполнены на модифицированном турбидиметре Джексона (Jackson). Показано, что в световом пространстве RGB подходящей для целей измерения мутности цветометрической характеристикой является контраст фотоснимка юстировочного шаблона. Мешающее влияние желтого окрашивания взвесей нивелируется при измерении мутности на зеленом канале. Установлено уравнение связи между приведенным контрастом (степенью мутности) и концентрацией взвеси. Уравнение по форме не отличается от закона светопоглощения. Оценены метрологические характеристики определения каолиновой мутности воды в сравнении с обычной турбидиметрией. Показано, что, несмотря на “примитивность” аппаратурного оформления нашего метода фотографической турбидиметрии, его характеристики не уступают классической турбидиметрии.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АНДАРИНА (S-4), СЕЛЕКТИВНОГО МОДУЛЯТОРА АНДРОГЕННЫХ РЕЦЕПТОРОВ, И ИБУТАМОРЕНА (МК-677), НЕПЕПТИДНОГО СЕКРЕТАГОГА ГОРМОНА РОСТА, В МОЧЕ УЛЬТРАВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИЕЙ С ТАНДЕМНЫМ МАСС- СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИМ ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ, "Ж
Authors: Дмитриева Е.В. , Темердашев А.З. , Азарян А.А. , Гашимова Э. М.
Published: August 2018

Разработана методика определения селективного модулятора андрогенных рецепторов андарина (S-4) и непептидного секретагога гормона роста ибутаморена (MK-677) в моче, включающая подготовку проб к анализу методом “разбавил и вколол”, разделение аналитов ультравысокоэффективной жидкостной хроматографией в режиме градиентного элюирования и масс-спектрометрическое детектирование с нагреваемой электораспылительной ионизацией. Предел детектирования лежит в диапазоне 0.5-2.5 нг/мл, градуировочные графики линейны в диапазоне 2.5-250 нг/мл для андарина и 5-250 нг/мл для ибутаморена. Предложенная методика применена для анализа реальных образцов мочи добровольцев после однократного приема препаратов, содержащих по 15 мг действующих веществ.
КАРБОНАТСЕЛЕКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ НА ОСНОВЕ ВЫСШИХ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ АММОНИЕВЫХ СОЛЕЙ С ПОВЫШЕННОЙ СТЕРИЧЕСКОЙ ДОСТУПНОСТЬЮ ОБМЕННОГО ЦЕНТРА, "Журнал аналитической химии"
Authors: Матвейчук Ю.В. , Рахманько Е.М. , Окаев Е. Б.
Published: August 2018

Разработан пленочный поливинилхлоридный (33 мас.%) карбонатселективный электрод на основе высшей четвертичной аммониевой соли с повышенной стерической доступностью обменного центра - хлорида 3,4,5-трис(додецилокси)бензил(оксиэтил)3триметиламмония (5 мас.%), пластификатор - о-нитрофенилдециловый эфир (52 мас.%), сольватирующая добавка - гептиловый эфир п-три- фторацетилбензойной кислоты (10 мас.%). Предел обнаружения электрода 1.9 10-9 М, время жизни 2.5 мес, наклон электродной функции 32.3 ± 0.6 мВ/декада. Электрод селективен в присутствии мешающих SO42-, Cl-, C2O42-, Br-, HPO42-, NO3--ионов, что позволяет использовать его для определения НСО3--ионов в минеральной воде.
ДОСТОВЕРНОСТЬ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ВОД НЕФТЯНЫМИ УГЛЕВОДОРОДАМИ И ФЕНОЛАМИ С ПОМОЩЬЮ НЕКОТОРЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, "Журнал аналитической химии"
Authors: Хатмуллина Р.М. , Сафарова В.И. , Латыпова В.З.
Published: August 2018

Рассмотрены проблемы применения для оценки качества воды интегральных показателей “фенольный индекс” и “нефтепродукты”. Показано, что эти показатели не отражают реальное загрязнение водных сред фенолами и нефтяными углеводородами. Выявлено влияние углеводородов различных классов на погрешность определения нефтепродуктов; фенолов и других органических соединений - на результаты определения фенольного индекса. Для оценки применимости интегральных показателей в анализе сточных вод необходима инвентаризация содержащихся в них загрязняющих веществ. В программу исследований помимо интегральных показателей должны быть включены маркерные компоненты сточных вод.
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ ПОПУЛЯЦИОННОГО ПОДХОДА К ПРОФИЛАКТИКЕ АДДИКТИВНОГО ПОВЕДЕНИЯ, "Успехи физиологических наук"
Authors: Ивлиева Н. Ю.
Published: August 2018

Проблема зависимого поведения не теряет своей актуальности, поэтому сохраняется необходимость в научно обоснованных концепциях зависимости и ее профилактики. Нейробиологические исследования аддиктивного поведения являются важным источником для развития представлений о механизмах зависимости. В настоящее время аддикция рассматривается как результат узурпации физиологических процессов научения. Ключевая роль в ее развитии отводится мезокортико-лимбической дофаминергической системе. Есть основания предполагать, что многочисленные внешние стимулы могут конкурировать за возможность активировать дофаминергические нейроны, в том числе стимулы, ассоциирующиеся с объектом зависимости. Ключевым фактором развития расстройств аддиктивного спектра являются индивидуальные характеристики потребляющего. Учитывая методологическую проблему изучения индивидуальных особенностей лиц с зависимостью, высокую значимость приобретают исследования уязвимости на животных. Рассмотрены индивидуальные особенности, ассоциирующиеся со склонностью к аддиктивному поведению, обнаруженные в лабораторных исследованиях, а также факторы окружающей среды, способствующие развитию уязвимости. Выявлено, что все многообразие индивидуальных свойств, а также факторов окружающей среды может быть рассмотрено сквозь призму взаимодействия с обогащенной средой; высказывается предположение, что основной целью эффективной популяционной программы первичной профилактики зависимости может стать развитие динамичной и разветвленной сети тесного и продуктивного взаимодействия индивида и обогащенной среды. В работе рассмотрены общие свойства обогащенной среды и указывается на необходимость в дальнейшем охарактеризовать антропологически значимую обогащенную среду.
ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАДИОЦЕЗИЯ В ПОЧВЕ ЕЛЬНИКА В УСЛОВИЯХ РЕГИОНАЛЬНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ, "Экология"
Authors: Липатов Д.Н. , Щеглов А.И. , Манахов Д.В.
Published: August 2018

Исследовано влияние горизонтального строения ельника на пространственное распределение кислоторастворимых соединений Zn, Cd, Pb и радионуклида 137Cs в подстилке и гумусовом горизонте дерново-подзолистой почвы. На территории с региональным фоновым уровнем выпадений пространственное распределение Zn в лесной подстилке сформировано биогеохимическими процессами. В окнах между деревьями в подстилке папоротниково-кисличных микроучастков отмечено повышенное содержание Zn и Cd, но сниженное - Pb и 137Cs. Пространственное распределение Pb и 137Cs в подстилке положительно коррелирует вследствие их поступления в составе аэральных выпадений и сходных механизмов вторичного перераспределения в экосистеме ельника.
ИЗМЕНЧИВОСТЬ ДЕМОГРАФИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЫЖЕЙ ПОЛЕВКИ (CLETHRIONOMYS GLAREOLUS) В ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ, "Экология"
Authors: Чепраков М.И.
Published: August 2018

Исследование демографических характеристик рыжих полевок локальной популяции показало, что в ней наблюдаются различные взаимосвязи между этими характеристиками. Выявлена прямая связь уровня численности популяции с долей половозрелых прибылых животных, длиной сезона размножения и возрастом перезимовавших особей. Обнаружена отсроченная зависимость длины сезона размножения от численности популяции. Изменчивость среднего возраста перезимовавших полевок на разных фазах популяционного цикла характеризуется отсроченной зависимостью от продолжительности сезона размножения. Внутренние факторы генерируют циклическую динамику, а внешние могут ее модифицировать.
АДСОРБЦИЯ БСА ПОРИСТЫМИ МАТРИКСАМИ НА ОСНОВЕ БИОПЭГИЛИРОВАННОГО ПОЛИ-3-ОКСИБУТИРАТА, "Прикладная биохимия и микробиология"
Authors: Бонарцев А. П. , Воинова В. В. , Кузнецова Е.С. , Жаркова И.И. , Махина Т. К. , Мышкина В. Л. , Чеснокова Д. В. , Кудряшова К.С. , Феофанов А.В. , Шайтан К.В. , Бонарцева Г. А.
Published: August 2018

Изготовлены пористые матриксы для тканевой инженерии на основе поли-3-оксибутирата (ПОБ) и его сополимера с полиэтиленгликолем (ПОБ-ПЭГ), который был получен по технологии биоПЭГилирования. Исследована морфология полученных матриксов и адсорбция на них модельного белка, бычьего сывороточного альбумина (БСА). Показано, что матриксы на основе биоПЭГили­рованного ПОБ сорбировали больше БСА, а доля необратимо сорбированного белка на них значительно меньше (33%), чем на матриксах из гомополимера ПОБ (47%). Влияние адсорбции белка на биосовместимость матриксов in vitro было проверено путем культивирования на них фибробластов линии COS-1. Показано, что матриксы на основе ПОБ-ПЭГ в большей степени поддерживали рост клеток на них по сравнению с матриксами на основе ПОБ. Таким образом, полученные полимерные матриксы на основе биоПЭГилированного ПОБ могут быть более перспективны для использования в инженерии мягких тканей.
КОМБИНИРОВАННОЕ ВЛИЯНИЕ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ И?ДОНОРА ОКСИДА АЗОТА НА СТРЕСС-ПРОТЕКТОРНУЮ СИСТЕМУ РАСТЕНИЙ ПШЕНИЦЫ В?УСЛОВИЯХ ЗАСУХИ, "Прикладная биохимия и микробиология"
Authors: Колупаев Ю. Е. , Карпец Ю.В. , Ястреб Т.О. , Луговая А.А.
Published: August 2018

Предпосевная обработка семян пшеницы (Triticum aestivum L.) 10 или 100 мкМ растворами салициловой кислоты снижала угнетение роста 8-14-суточных растений при почвенной засухе. Такой же эффект вызывало опрыскивание перед засухой 0.5 или 2 мМ растворами донора оксида азота нитропруссида натрия. Защитное действие усиливалось при сочетании обработки семян 10 мкМ салициловой кислотой с опрыскиванием растений 0.5 мМ нитропруссидом натрия, а при их комбинации в высоких концентрациях проявлялось слабее. В условиях засухи обе концентрации салициловой кислоты и 0.5 мМ нитропруссид натрия повышали активность антиоксидантных ферментов - супер­оксиддисмутазы, каталазы и гваяколпероксидазы в листьях. Особенно существенным повышение было при комбинированной обработке 10 мкМ салициловой кислотой и 0.5 мМ нитропруссида натрия. При опрыскивании 2 мМ нитропруссидом натрия и его сочетании с предпосевной обработкой семян 100 мкМ салициловой кислотой активность этих ферментов существенно не изменялась, однако увеличивалось содержание пролина в листьях. Сделано заключение о возможности модификации экзогенным оксидом азота стресс-протекторного действия салициловой кислоты на растения.
БИОРЕГЕНЕРАЦИЯ ВЫЩЕЛАЧИВАЮЩИХ РАСТВОРОВ В?ДВУХСТАДИЙНОМ ПРОЦЕССЕ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНО-ЦИНКОВОГО КОНЦЕНТРАТА, "Прикладная биохимия и микробиология"
Authors: Фомченко Н.В. , Муравьёв М.И. , Меламуд В.С.
Published: August 2018

Проведено сравнительное изучение окисления ионов двухвалентного железа различными культурами ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов в растворах, полученных после химического выщелачивания медно-цинкового концентрата при 80 °C. Показано, что для биорегенерации выщелачивающих растворов предпочтительнее использовать умеренно термофильную культуру. При этом скорость окисления ионов Fe2+ достигала 0.88 г/(л·ч) или 21.1 г/(л·сут). Высказано предположение, что активность умеренно термофильной культуры обусловлена присутствием в ее составе миксотроф­ных бактерий Sulfobacillus spp., которые использовали для роста органические продукты лизиса микроорганизмов, образующиеся при высокотемпературном химическом выщелачивании медно-цинкового концентрата биораствором.
АКТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ КВАРТЕРА В БЛИЖАЙШЕЙ ПЕРСПЕКТИВЕ (ПО МАТЕРИАЛАМ Х ВСЕРОССИЙСКОГО СОВЕЩАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ЧЕТВЕРТИЧНОГО ПЕРИОДА, МОСКВА, 25-29 СЕНТЯБРЯ 2017 Г.), "Стратиграфия. Геологическая корреляция"
Authors: Лаврушин Ю. А.
Published: August 2018

Анализ материалов, представленных на совещании, позволил выявить современные актуальные направления исследования отложений четвертичного возраста Северной Евразии. Важнейшими из них в настоящее время являются следующие: (1) разработка высокоразрешающей стратиграфии и корреляции континентальных и морских отложений палеоквартера Понто-Каспийского региона, соответствующих гелазию и калабрию; (2) изучение разномасштабных переходных палеоклиматических этапов как глобального, так и регионального значения; (3) реконструкция динамики и преобразования экосистем позднего квартера (включая последнее современное межледниковье - голоцен) с целью разработки возможных сценариев будущих изменений природной среды в пределах территории России.
Calcific Aortic Stenosis
Authors: Otto Catherine M. , Newby David E. , Hillis Graham S.
Published: November 2024

Importance

Calcific aortic stenosis (AS) restricts the aortic valve opening during systole due to calcification and fibrosis of either a congenital bicuspid or a normal trileaflet aortic valve. In the US, AS affects 1% to 2% of adults older than 65 years and approximately 12% of adults older than 75 years. Worldwide, AS leads to more than 100 000 deaths annually.

Observations

Calcific AS is characterized by aortic valve leaflet lipid infiltration and inflammation with subsequent fibrosis and calcification. Symptoms due to severe AS, such as exercise intolerance, exertional dyspnea, and syncope, are associated with a 1-year mortality rate of up to 50% without aortic valve replacement. Echocardiography can detect AS and measure the severity of aortic valve dysfunction. Although progression rates vary, once aortic velocity is higher than 2 m/s, progression to severe AS occurs typically within 10 years. Severe AS is defined by an aortic velocity 4 m/s or higher, a mean gradient 40 mm Hg or higher, or a valve area less than or equal to 1.0 cm2. Management of mild to moderate AS and asymptomatic severe AS consists of patient education about the typical progression of disease; clinical and echocardiographic surveillance at intervals of 3 to 5 years for mild AS, 1 to 2 years for moderate AS, and 6 to 12 months for severe AS; and treatment of hypertension, hyperlipidemia, and cigarette smoking as indicated. When a patient with severe AS develops symptoms, surgical aortic valve replacement (SAVR) or transcatheter aortic valve implantation (TAVI) is recommended, which restores an average life expectancy; in patients aged older than 70 years with a low surgical risk, 10-year all-cause mortality was 62.7% with TAVI and 64.0% with SAVR. TAVI is associated with decreased length of hospitalization, more rapid return to normal activities, and less pain compared with SAVR. However, evidence supporting TAVI for patients aged younger than 65 years and long-term outcomes of TAVI are less well defined than for SAVR. For patients with symptomatic severe AS, the 2020 American College of Cardiology/American Heart Association guideline recommends SAVR for individuals aged 65 years and younger, SAVR or TAVI for those aged 66 to 79 years, and TAVI for individuals aged 80 years and older or those with an estimated surgical mortality of 8% or higher.

Conclusions

Calcific AS is a common chronic progressive condition among older adults and is diagnosed via echocardiography. Symptomatic patients with severe AS have a mortality rate of up to 50% after 1 year, but treatment with SAVR or TAVI reduces mortality to that of age-matched control patients. The type and timing of valve replacement should be built on evidence-based guidelines, shared decision-making, and involvement of a multidisciplinary heart valve team.
Kidney Transplantation Among Presumed Undocumented Immigrants After Changes in US State Policies
Authors: Menon Gayathri , Metoyer Garyn T. , Li Yiting , Chen Yusi , Bae Sunjae , Lee Brian P. , Loarte-Campos Pablo C. , Orandi Babak J. , Segev Dorry L. , McAdams-DeMarco Mara A.
Published: November 2024

This cohort study assesses the policies expanding health care coverage of kidney transplant to undocumented immigrants on access and outcomes.
Pediatric Exclusivity Revenues for Cancer Drugs
Authors: Sarpatwari Ameet , Bendicksen Liam , Hawkins Douglas S. , Gore Lia , Bourgeois Florence T.
Published: November 2024

This cohort study calculates the cost of pediatric trials and the value of pediatric exclusivity for select cancer drugs.
Evaluating the Biodegradability and Cellular Compatibility of Mg–Zn–Nd Alloy for Vascular Stent Application
Authors: Xing Yiqi , Tan Lili , Ma Zheng , Zhu Tingzhun , Liang Guobiao
Published: November 2024

The study is designed to evaluate the corrosion behavior, biocompatibility, and cytotoxicity of a novel magnesium alloy, Mg‐2Zn‐0.5Nd (ZN20), for potential use as biodegradable scaffolding in cerebrovascular stents. Magnesium alloy (AZ31) and ZN20 are co‐cultured with Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC) and human neuroblastoma cell (SH‐SY5Y), respectively. The corrosion of AZ31 and ZN20 in different time periods is detected by electron microscope, the effects of AZ31 and ZN20 on the expression level of inflammatory factors are detected by ELISA, the PH value of cells in each group is detected, and the cell proliferation is detected by cck‐8. Cell‐related apoptosis protein, the expression of Platelet endothelial cell adhesion molecule‐1 (CD31) and VE‐cad is detected, and the pathological analysis of rat vascular tissue is carried out by HE experiment. In contrast to the AZ31 group, ZN20 exhibits mild, uniform corrosion and does not significantly deter HUVEC proliferation or increase inflammatory markers and In vivo testing reveals better endothelization with ZN20, as demonstrated by higher expression of endothelial markers CD31, and intact endothelial structure group. Western blotting shows favorable expression levels of apoptotic and anti‐apoptotic markers in the ZN20 group. ZN20 alloy demonstrates enhanced corrosion resistance, favorable endothelial compatibility, and reduced cytotoxicity, endorsing its safe application in vascular stent use.
Morphological and Optical Profiling of Melanocytes and SK‐MEL‐28 Melanoma Cells Via Digital Holographic Microscopy and Quantitative Phase Imaging
Authors: Farhat Ayah A. , Almahdi Yazan A. , Alshuhani Fatima Z. , Xhabija Besa
Published: November 2024

Melanoma, which originates from pigment‐producing melanocytes, is an aggressive and deadly skin cancer. Despite extensive research, its mechanisms of progression and metastasis remain unclear. This study uses quantitative phase imaging via digital holographic microscopy, Principal Component Analysis (PCA), and t‐distributed Stochastic Neighbor Embedding (t‐SNE) to identify the morphological, optical, and behavioral differences between normal melanocytes and SK‐MEL‐28 melanoma cells. Our findings reveal significant differences in cell shape, size, and internal organization, with SK‐MEL‐28 cells displaying greater size variability, more polygonal shapes, and higher optical thickness. Phase shift parameters and surface roughness analyses underscore melanoma cells' uniform and predictable textures. Violin plots highlight the dynamic and varied migration of SK‐MEL‐28 cells, contrasting with the localized movement of melanocytes. Hierarchical clustering of correlation matrices provides further insights into complex morphological and optical relationships. Integrating label‐free imaging with robust analytical methods enhances understanding of melanoma's aggressive behavior, supporting targeted therapies and highlighting potential biomarkers for precise melanoma diagnostics and treatment.
Localized Transformation of 2D Perovskite by Protonated Metformin for Efficient Carbon‐Based Perovskite Photovoltaic and Photo‐Charging Applications
Authors: Ran Hongbing , Shao Wenlong , Qu Qiyu , Qi Pengcheng , Wang Shiyu , Zhao Yue , Wang Yulin , Tang Yiwen , Fang Guojia
Published: November 2024

Dimensional engineering is promising for achieving a high power conversion efficiency (PCE) and long‐term stability of perovskite solar cells (PSCs). However, insulated organic spacers in 2D perovskites often severely hinder carrier transport between the internal layers of devices. Herein, the “protonation‐induced localized transformation of 2D perovskites” is proposed to overcome the low carrier transport and conductivity of 2D/3D perovskite heterojunctions. Metformin, with its multiple amine groups and a substantial difference between its pKa value and perovskites, is protonated in an acidic environment or directly converted into the hydrochloride salt for the surface passivation of methylammonium lead iodide. This leads to the transformation of disorderedly oriented layered 2D perovskite into vertically oriented ones at grain boundaries. Consequently, the PCE of a carbon‐based PSC treated by protonated metformin increased considerably, reaching an optimal level of 14.13%. Additionally, applying this passivation strategy to a planar device (ITO/4PADCP/perovskite/PCBM/BCP/Ag) increased PCE from 20.82% to 22.09%, confirming the applicability of the strategy. To demonstrate the practical stability, an integrated PSC–supercapacitor device is assembled, which shows good cycling stability. This article introduces a novel method to improve carrier transport in 2D/3D perovskite heterojunctions, promoting the extensive utilization of dimensional engineering.
CsPbIBr2 Thick Film With (100)‐Preferred Orientation Enables Highly Sensitive X‐Ray Detector by a Spray‐Coating Method via Dual‐Additive‐Assisted Solution Strategy under Atmospheric Environment
Authors: Lu Yingshen , He Danmin , Yuan Xiang , Yan Quanhe , Shu Xin , Hu Ziting , Zhang Zifa , Liu Zhuoyan , Jiang Zuimin , Xu Run , Wang Wenzhen , Ma Zhongquan , Chen Teng , Xu Haitao , Xu Fei , Hong Feng , Song Hongwei
Published: November 2024

The realization of large‐area high‐quality perovskite thick films under an atmospheric environment without humidity control is confronting an urgent challenge for the applications in X‐ray detection and imaging. A spray‐coating method with air as the gas carrier is employed to achieve large‐area perovskite thick films for X‐ray flat‐panel detection applications. To further improve the quality of the thick films, the 10 µm‐thick CsPbIBr2 films with (100)‐preferred orientation, low trap density (7.1 × 1012 cm−3) and high resistivity corresponding to low dark current (3.2 × 10−9 A) are prepared via dual‐additive‐assisted (NH4SCN and L‐α‐phosphatidylcholine (LP)) solution strategy under atmospheric environment with relative humidity of 60% (60% RH). Thus, the metal‐semiconductor‐metal‐structured (Au/CsPbIBr2/Au) transverse X‐ray detection device under 40 KeV X‐ray irradiation possesses a high sensitivity up to 1420 µC Gyair−1 cm−2 under a weak electric field of 18 V mm−1 and a low dose rate of 3.3 µGyair s−1 that is lower than a dose rate of ≈5.5 µGyair s−1 required for routine medical diagnosis. Strikingly, the unencapsulated device maintains 80% (1120 µC Gyair−1 cm−2) of the original sensitivity after 1000 h under the atmospheric environment with 45–55% RH. These results pave the way for the practical applications of perovskite thick films in X‐ray medical detection and imaging.
Atomic‐Scale Order and Disorder Induced Diverse Topological Spin Textures in Self‐Intercalated Van der Waals Magnets Cr1+δTe2
Authors: Liu Ying , Liu Yangrui , Dan Jiadong , Liu Wei , Wang Luyang , Hu Kejun , Wang Weiwei , Zhang Lei , Ge Binghui , Du Haifeng , Song Dongsheng
Published: November 2024

The intercalation of magnetic atoms into van der Waals (vdW) gaps offers a versatile approach for manipulating local magnetic ordering in vdW magnets. However, these intercalated magnetic atoms are often intricately positioned within the gaps, resulting in an ambiguous impact on local magnetic interactions and spin configurations. Herein, the atomic and magnetic structures of self‐intercalated prototype materials Cr1+δTe2 are comprehensively investigated using transmission electron microscopy, elucidating the correlation between the concentration and distribution of intercalated Cr atoms and the evolution of spin textures. The observed transitions from topological Néel‐type skyrmions to non‐topological type‐II bubbles, and ultimately to trivial ferromagnetic domains, underscore the complex nature of these magnetic spin textures. The complexity of the local structural arrangements is further revealed through integrating atomic‐resolution imaging, revealing the disorder‐order‐disorder transitions manifested by the distribution of intercalated atoms. The modulation of intercalated atomic structure shapes the observed spin textures by affecting the Dzyaloshinskii−Moriya interaction (DMI), inter/intra‐layer coupling, and magnetic anisotropy. These findings provide profound insights into the structure‐magnetism relationship, offering promising avenues for engineering the magnetic properties of vdW magnets at the atomic level.
Magnesium Fluoride Interlayers Enabled by Wet‐Chemical Process for High‐Performance Solid‐State Batteries
Authors: Jia Meiqi , Wu Ting‐Ting , Zhang Si‐Dong , Guo Sijie , Fu Yongzhu , Cao An‐Min
Published: November 2024

Garnet‐type solid‐state electrolytes (SSEs) exemplified by Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12 (LLZT) are chemically unstable when exposed to air, leading to the formation of impurities and poor wettability with Li metal. Herein, a protocol to address this Li/LLZT interface challenge is demonstrated by constructing a lithiophilic MgF2 nanofilm on the LLZT pellet. Specifically, a solution‐based process is developed for the surface engineering of LLZT, utilizing magnesium trifluoroacetate (MTF) as the molecular precursor while poly(acrylic acid) (PAA) as the coordinating agent in a sol‐gel process. It is demonstrated that a facile spin‐coating treatment followed by high‐temperature annealing reliably forms crack‐free MgF2 nanofilms with precise thickness control. Introduction an MgF2 interlayer transforms the LLZT pellet into a highly lithophilic, facilitating close contact with the lithium anode, thereby leading to a significantly reduced interfacial resistance from 1190 Ω cm2 to 6 Ω cm2. Such an interfacial engineering enables stable cycling of full batteries with high reversibility and rate capability using commercial LiFePO4 and LiNi0.83Co0.07Mn0.1O2 as cathodes. This study unfolds the possibility of a solution‐based method as a facile and scalable process for the construction of fluoride nanofilms, which is promising to address the critical interfacial challenges of solid‐state batteries (SSBs) to facilitate its practical applications.
Electro‐Chemo‐Mechanical Domain to Enable Less Hysteretic Fast‐Charging
Authors: Min Woosik , Hong Tae Hwa , Hwang Juncheol , Lee Yoon Hak , Kee Joonyoung , Kim Dong Jun , Lee Jung Tae , Kim Duho
Published: November 2024

A new avenue by transforming the conventional electrochemical domain into an electro‐chemo‐mechanical domain is proposed to achieve less hysteretic fast‐charging based on the three pictures: i) electro‐chemo‐mechanics, ii) phase transition kinetics, and iii) ionic kinetics. Each concept is demonstrated leading to the electrochemical improvement using data‐driven computation and experimental analyses, and its novel framework is generalized based on alkali‐ion chalcogenide models. The mechanical strain lowers and delays the electrochemical yield point, which gives rise to extending the elastic region and enhancing the phase and ionic kinetics. This is experimentally verified with less hysteresis upon (dis)charging for all models. Implementing the electro‐chemo‐mechanical domain is central in alkali‐ion chalcogenide batteries and broadens its application in other rechargeable batteries, ultimately playing a critical role in providing practical fast‐charging solutions.
Microwave‐Assisted Fabrication of Highly Crystalline, Robust COF Membrane for Organic Solvent Nanofiltration
Authors: Xu Kai , Zheng Yu , Zhou Junjie , Zhao Yang , Pang Xiao , Cheng Lijuan , Wang Hui , Zhang Xianjuan , Zhang Runnan , Jiang Zhongyi
Published: November 2024

Fabrication of crystalline, robust covalent organic framework (COF) membranes based on disorder‐to‐order strategy is promising yet highly challenging. Herein, a microwave‐assisted method for fabricating COF membranes is proposed. Initially, monomers polymerize rapidly on the surface of porous Al2O3 substrate at room temperature to form an amorphous pristine membrane. Subsequently, a microwave field is exerted to trigger fast crystallization, acquiring a crystalline COF membrane within 60 min. The amorphous pristine membrane exhibits a high dissipation factor, indicating excellent microwave absorption capability, which accelerates the dynamic reversible reactions during the microwave treatment and thus ensures a rapid transition from the amorphous to the crystalline state. Owing to the high‐crystallinity and robust structure, the COF membranes exhibit high rejection rates for solute molecules with molecular weights exceeding 700 Da (e.g., Evans blue: 98.7%) and high solvent permeance for organic solvents (e.g., ethanol: 87.8 Lm−2h−1 bar−1, n‐hexane: 222.3 Lm−2h−1 bar−1). Surprisingly, the COF membranes exhibit superior mechanical properties, with Young's modulus of 33.91 ± 3.94 GPa, outperforming previously reported polycrystalline COF membranes and are close to those for inorganic zeolite membranes. The microwave‐assisted COF crystallization method opens a new avenue to fabricating a variety of crystalline membranes for advanced separations.
Giant Bulk Photovoltaic Power Generation in 2D AgBiP2Se6 Crystals
Authors: Li Dong , Qin Jing‐Kai , Zhu Bing‐Xuan , Yue Lin‐Qing , Qiang Sheng , Zhu Cheng‐Yi , Huang Pei‐Yu , Zhen Liang , Xu Cheng‐Yan
Published: November 2024

With the theoretical high power conversion efficiency (PCE) exceeding the thermodynamic Schockley–Queisser (S–Q) limit, the bulk photovoltaic (BPV) effect, which is manifested in acentric crystals across the entire visual spectrum, holds great potential for next‐generation light‐harvesting devices. Here the abnormally giant second harmonic generation (SHG) activity and BPV response in 2D AgBiP2Se6 crystals with broken inversion symmetry is demonstrated, which can be remarkably enhanced with the thickness downscaling. Based on the vertical device sandwiched with graphene electrodes, the wideband light absorption of 2D AgBiP2Se6 crystals with Eg of 1.49 eV enables giant BPV response in the entire visible spectrum, and efficient utilization of solar energy contributes to large short‐current (≈330 mA cm−2), high PCE (≈0.13%) and EQE (≈12.5%) under 532 nm light illumination. Furthermore, benefitting from the local ion redistribution driven by an in‐plane electric field, the BPV photocurrent generation is effectively enhanced 3 times, yielding an extremely high PCE of 0.18%, according high among the reported 2D acentric crystals. The study reintroduces AgBiP2Se6 to the 2D acentric crystal family and lays the groundwork to develop BPV devices for light‐harvesting applications.
Nano Plasma Membrane Vesicle‐Lipid Nanoparticle Hybrids for Enhanced Gene Delivery and Expression
Authors: Alter Claudio Luca , Lotter Claudia , Puligilla Ramya Deepthi , Bolten Jan Stephan , Sedzicki Jaroslaw , Marchese Jason , Schittny Valentin , Rucci Francesca , Beverly Michael , Palivan Cornelia G. , Detampel Pascal , Einfalt Tomaž , Huwyler Jörg
Published: November 2024

Lipid nanoparticles (LNPs) have emerged as the leading nonviral nucleic acid (NA) delivery system, gaining widespread attention for their use in COVID‐19 vaccines. They are recognized for their efficient NA encapsulation, modifiability, and scalable production. However, LNPs face efficacy and potency limitations due to suboptimal intracellular processing, with endosomal escape efficiencies (ESE) below 2.5%. Additionally, up to 70% of NPs undergo recycling and exocytosis after cellular uptake. In contrast, cell‐derived vesicles offer biocompatibility and high‐delivery efficacy but are challenging to load with exogenous NAs and to manufacture at large‐scale. To leverage the strengths of both systems, a hybrid system is designed by combining cell‐derived vesicles, such as nano plasma membrane vesicles (nPMVs), with LNPs through microfluidic mixing and subsequent dialysis. These hybrids demonstrate up to tenfold increase in ESE and an 18‐fold rise in reporter gene expression in vitro and in vivo in zebrafish larvae (ZFL) and mice, compared to traditional LNPs. These improvements are linked to their unique physico‐chemical properties, composition, and morphology. By incorporating cell‐derived vesicles, this strategy streamlines the development process, significantly enhancing the efficacy and potency of gene delivery systems without the need for extensive screening.
A General Approach for Metal Nanoparticle Encapsulation Within Porous Oxides
Authors: Zhou Chengshuang , Oh Jinwon , Stone Michael L. , Richardson Sydney , Chung Pin‐Hung , Osio‐Norgaard Jorge , Nhan Bang T. , Kumar Abinash , Chi Miaofang , Cargnello Matteo
Published: November 2024

Encapsulation of metal nanoparticles within oxide materials has been shown as an effective strategy to improve activity, selectivity, and stability in several catalytic applications. Several approaches have been proposed to encapsulate nanoparticles, such as forming core‐shell structures, growing ordered structures (zeolites or metal‐organic frameworks) on nanoparticles, or directly depositing support materials on nanoparticles. Here, a general nanocasting method is demonstrated that can produce diverse encapsulated metal@oxide structures with different compositions (Pt, Pd, Rh) and multiple types of oxides (Al2O3, Al2O3‐CeO2, ZrO2, ZnZrOx, In2O3, Mn2O3, TiO2) while controlling the size and dispersion of nanoparticles and the porous structure of the oxide. Metal@polymer structures are first prepared, and then the oxide precursor is infiltrated into such structures and the resulting material is calcined to form the metal@oxide structures. Most Pt@oxides catalysts show similar catalytic activity, demonstrating the availability of surface Pt sites in the encapsulated structures. However, the Pt@Mn2O3 sample showed much higher CO oxidation activity, while also being stable under aging conditions. This work demonstrated a robust nanocasting method to synthesize metal@oxide structures, which can be utilized in catalysis to finely tune metal‐oxide interfaces.
2D‐SnS‐Embedded Schottky Device with Neurotransmitter‐Like Functionality Produced Using Proximity Vapor Transfer Method for Photonic Neurocomputing
Authors: Kumar Naveen , Patel Malkeshkumar , Nguyen Thanh Tai , Lee Junghyun , Choi Chanhyuk , Bhatnagar Priyanka , Kim Joondong
Published: November 2024

Neuromorphic computing, which involves the creation of artificial synapses capable of mimicking biological brain activity, has intrigued researchers in the field of artificial intelligence (AI). To advance neuromorphic computing, a highly efficient 2D material‐based artificial synapse capable of performing logical and arithmetic operations must be developed. However, fabricating large, uniform films or high‐quality structures of 2D materials remains challenging because of their multistep and complex fabrication processes. In the present study, to produce large (Ø ≈ 3 in.), uniform, transparent neuromorphic devices, a novel single‐step approach called proximity vapor transfer (PVT) that utilizes van der Waals (vdW) materials is employed. This single‐step technique, which involves the fabrication of vdW materials on various substrates (glass, ITO, AZO, Mo, and Cu), allows control of the thickness and bandgap tunability. The Schottky device developed via the PVT method using vdW SnS with neurotransmitter (acetylcholine)‐like functionality emulates biological synapses and exhibits photoelectronic synaptic behavior with wide‐field‐of‐view synaptic plasticity. In addition, logic gate operations (NOT, OR, AND), reward‐cascade neurotransmission, and imaging can be performed using 3 × 3 arrays of the device. This study represents a significant step toward the development of transparent and large‐area synaptic devices, which are crucial for advancing AI applications.
Spatiotemporal Proximity‐Enhanced Biocatalytic Cascades Within Metal–Organic Frameworks for Wearable and Theranostic Applications
Authors: Hao Liangwen , Wang Hui , Liu Chang , Wu Zhuoyao , Yi Jinyan , Bian Kexin , Zhang Yu , Liu Dinghua , Yang Weitao , Zhang Bingbo
Published: November 2024

Enzymatic catalysis, particularly multi‐enzyme cascade catalytic, is often limited by the spatial and temporal separation of enzymes and their signal substrates. Herein, a facile method for producing a spatiotemporal proximity‐enhanced biocatalytic cascade system is introduced by encasing enzymes within metal–organic frameworks (MOFs) that are modulated with sulfonic acid‐functionalized signal substrates. The modulated behavior relies on the sulfonic acid groups coordinated with Zn2+. As a proof of concept, by utilizing 2,2′‐Azinobis (3‐ethylbenzothiazoline‐6‐sulfonic acid ammonium salt) (ABTS), a widely‐used signal substrate for horseradish peroxidase, two‐enzyme/substrate, and three‐enzyme/substrate MOFs, which demonstrated a 7.4‐ and 10.2‐fold increase in biocatalytic efficiency over free systems are successfully synthesized. Incorporating the synthesized MOFs into homemade wearable patches and in vivo settings, noninvasive sweat glucose colorimetric detection and photoacoustic imaging‐guided photothermal tumor therapy are enabled, respectively. This advancement stems from the newly established coordinative bonds between Zn2+ centers and substrates' sulfonic acid groups, which negates the need for additional signal substrates, thereby not only enhancing but also streamlining bioapplication processes.
Gold(I)‐Catalyzed Regioselective Cycloisomerization of Bis(Indol‐3‐Yl)‐Ynamides to Access Five‐Membered Ring Linked Bisindole Derivatives
Authors: Xiao Zhanshuai , Wei Yin , Shi Min
Published: November 2024

A gold(I)‐catalyzed regioselective cycloisomerization of bis(indol‐3‐yl)‐ynamides for the rapid construction of five‐membered ring linked bisindole derivatives has been reported, affording the desired products in the range of 72%–94% yields under mild conditions along with broad substrate scope. Moreover, DFT calculation of the NBO (natural bond orbital) charge supports the origin of its regioselectivity.
AIP1 Regulates Ocular Angiogenesis Via NLRP12‐ASC‐Caspase‐8 Inflammasome‐Mediated Endothelial Pyroptosis
Authors: Li Yonghao , Sun Yimeng , Xie Dasen , Chen Hui , Zhang Qi , Zhang Shaochong , Wen Feng , Ou Jing‐Song , Zhang Min , Su Lishi , Li Xuri , Wen Wei‐Ping , Chi Wei
Published: November 2024

Pathological ocular angiogenesis is a significant cause of irreversible vision loss and blindness worldwide. Currently, most studies have focused on the angiogenesis factors in ocular vascular diseases, and very few endogenous anti‐angiogenic compounds have been found. Moreover, although inflammation is closely related to the predominant processes involved in angiogenesis, the mechanisms by which inflammation regulates pathological ocular angiogenesis remain obscure. In this study, a vascular endothelial cells (VECs)‐specific anti‐angiogenic factor is identified, apoptosis signal‐regulating kinase 1(ASK1)‐interacting protein‐1 (AIP1) as a key pathogenic regulator in a typical ocular angiogenesis model, oxygen‐induced retinopathy (OIR), using single‐cell RNA sequencing. It is demonstrated that AIP1 inhibited pathological angiogenesis by preventing a particular inflammatory death pathway, namely pyroptosis, in retinal VECs. The assembly of a noncanonical inflammasome is further uncovered, the NLRP12–ASC‐caspase‐8 inflammasome, which is promoted by decreased AIP1 in OIR. This inflammasome elicited gasdermin D (GSDMD)‐dependent endothelial pyroptosis, which in turn promoted the release of vascular endothelial growth factor (VEGF) and interleukin (IL)‐1β. Suppression of NLRP12–CASP8–GSDMD axis and AIP1 upregulation reduced VEGF signaling, limiting new vessel formation. These findings reveal a previously uncharacterized inflammatory angiogenic process involving VECs pyroptosis‐inducing retinal neovascularization, paving the way for promising therapeutic avenues targeting angiogenesis via AIP1 or pyroptosis.
Nonlinear Stress‐Induced Transformations in Collagen Fibrillar Organization, Disorder and Strain Mechanisms in the Bone‐Cartilage Unit
Authors: Badar Waqas , Inamdar Sheetal R. , Fratzl Peter , Snow Tim , Terrill Nicholas J. , Knight Martin M. , Gupta Himadri S.
Published: November 2024

By developing a 3D X‐ray modeling and spatially correlative imaging method for fibrous collagenous tissues, this study provides a comprehensive mapping of nanoscale deformation in the collagen fibril network across the intact bone‐cartilage unit (BCU), whose healthy functioning is critical for joint function and preventing degeneration. Extracting the 3D fibril structure from 2D small‐angle X‐ray scattering before and during physiological compression reveals of dominant deformation modes, including crystallinity transitions, lateral fibril compression, and reorientation, which vary in a coupled, nonlinear, and correlated manner across the cartilage‐bone interface. A distinct intermolecular arrangement of collagen molecules, and enhanced molecular‐level disorder, is found in the cartilage (sliding) surface region. Just below, fibrils accommodate tissue strain by reorientation, which transitions molecular‐level kinking or loss of crystallinity in the deep zone. Crystalline fibrils laterally shrink far more (20×) than they contract, possibly by water loss from between tropocollagen molecules. With the calcified plate acting as an anchor for surrounding tissue, a qualitative switch occurs in fibrillar deformation between the articular cartilage and calcified regions. These findings significantly advance this understanding of the complex, nonlinear ultrastructural dynamics at this critical interface, and opens avenues for developing targeted diagnostic and therapeutic strategies for musculoskeletal disorders.