bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Faktor-XII-Mangel und Thrombophilie
Authors: Mannhalter Christine , Fischer M. , Halbmayer W-M.
Published: June 2018

Der F-Xll-Mangel wird autosomal rezessiv vererbt und existiert als quantitativer oder qualitativer, dysfunktioneller Mangel. Milde (heterozygote) F-Xll-Mängel weisen meist eine nur geringfügige oder sogar keine Verlängerung der aPTT auf und können somit leicht übersehen werden. Obwohl schwere (homozygote) F-Xll-Mängel deutlich verlängerte aPTT-Zeiten zeigen, wird in Zusammenhang mit dem F-Xll-Mangel üblicherweise keine Blutungsneigung beobachtet, sondern die Patienten neigen im Gegenteil - wie auch John Hageman - zu thromboembolischen Geschehen. Bei Patienten mit rezidivierenden Venenthrombosen wurde eine F-Xll-Mangel-Inzidenz von 8-10% berichtet, und in Patientengruppen’ mit arteriellen Thromboembolien und/oder Herzinfarkt wurde der F-Xll-Mangel sogar noch häufiger beobachtet.
Vorteile von niedermolekularen Heparinen zur Prophylaxe und Therapie in der Inneren Medizin
Authors: Hach-Wunderle Viola
Published: June 2018

Die verschiedenen niedermolekularen Heparine (NMH) sind sowohl in der Prophylaxe als auch in der Therapie der Venenthrombose wirksam. Die bisher vorliegenden Studien zur Thromboseprophylaxe in der Inneren Medizin umfassen bisher nur relativ kleine Fallzahlen; ihre Aussagekraft wird dazu durch inadäquate diagnostische Methoden eingeschränkt. Die Wirksamkeit verschiedener NMH bezüglich der Prophylaxe von Rezidiven wurde für die Therapie der Venenthrombose in mehreren Studien belegt. Es ist zu erwarten, daß die höhere Effektivität gegenüber unfraktionierten Heparinen auch bei zunehmender Erfahrung an großen Patientenkollektiven erhalten bleibt.
Ambulante Thromboseprophylaxe mit niedermolekularem Heparin bei Gipsimmobilisation der unteren Extremität
Authors: SchmitNeuerburg K. P. , Hanke J. , Hakmann A. , Althoff M. , Rudofsky G. , Kock H. -J.
Published: June 2018

In einer prospektiven, randomisierten Untersuchung zur Thromboseinzidenz bei gipsimmobilisierten Patienten ohne besondere Risikofaktoren ergab sich ein Thromboserisiko in Abhängigkeit von der Verletzungslokalisation zwischen 2,9% (Unterschenkelgips) und 9,5% (Oberschenkelgipstutoren). Die Thromboseprophylaxe mit niedermolekularem Heparin führte zu einer signifikanten Senkung des Thromboserisikos (p <0,05). Schwerwiegende Nebenwirkungen traten in keinem Fall auf. Die Ergebnisse dieser und anderer Untersuchungen unterstreichen die Notwendigkeit einer medikamentösen Thromboseprophylaxe bei ambulant durch Gipsverband behandelbaren Verletzungen.
Embolisationen von Knochenmetastasen
Authors: Jantsch H. S. , Karnel F. , Lechner G. , Waneck R.
Published: June 2018

In der Behandlungsstrategie von tumorösen Knochenläsionen (Metastasen) ist die Transkatheterembolisation eine nützliche Methode und sinn-. volle Ergänzung in der Therapie und Kontrolle von Blutungen und Schmerzen bei weit fortgeschrittenen Neoplasmen. Es ist weiterhin bewiesen, daß die präoperative Embolisation in der Metastasenchirurgie wegen einer Reduktion des intraoperativen Blutverlusts diese nicht nur erleichtert, sondern in einzelnen Fällen eine zwingende Voraussetzung zur Operabilität darstellt.

Eine rein kausale palliative Tumorembolisation ohne zusätzliche Maßnahmen, wie Chemotherapie und Radiatio, ist als insuffizient zu bezeichnen und engt die Indikation hierfür bis auf die lebensbedrohliche, unstillbare, tumorbedingte Blutung ein. Dagegen wird die Anzahl der präoperativen Tumorembolisationen aufgrund der erweiterten Möglichkeiten einer hochtechnisierten anspruchsvollen Gefäßchirurgie und der damit verbundenen verbesserten Lebensqualität für den Patienten in Zukunft noch zunehmen.
Die molekularbiologischen Eigenschaften des Gewebetyp-Plasminogenaktivators und seiner Varianten
Authors: Krause J. , Tanswell P.
Published: June 2018

Der Gewebetyp-Plasminogenaktivator (t-PA) ist ein Schlüsselenzym der physiologischen Fibrinolyse und steht heute auch als rekombinantes Protein für therapeutische Zwecke zur Verfügung. Biotechnisch hergestelltes t-PA (Actilyse®) verzeichnet bereits beachtliche klinische Erfolge bei der Behandlung von thromboembolischen Erkrankungen, insbesondere dem akuten Herzinfarkt. t-PA aktiviert Plasminogen zu Plasmin, welches das Fibringerüst eines Thrombus auflösen kann. Diese Aktivierung erfolgt selektiv auf der Thrombusoberfläche und verursacht nur geringe systemische Nebenwirkungen. Die Halbwertszeit von t-PA in vivo ist aufgrund einer raschen hepatischen Elimination sehr kurz (3-5 min).

t-PA ist ein Glykoprotein mit Serinproteaseaktivität, dessen Polypeptidkette aus 527 Aminosäuren besteht und über insgesamt 17 Disulfidbrükken verknüpft ist. Mit dem Ziel, Fibrinspezifität und katalytische Aktivität zu erhöhen oder die Eliminationsrate zu verringern, haben zahlreiche Forschergruppen in jüngster Zeit Modifikationen der molekularen Struktur von t-PA durchgeführt. Durch diese Arbeiten wurden zwar interessante Beziehungen zwischen Struktur und Funktion des t-PA-Moleküls aufgedeckt, jedoch konnte bisher keine klinisch relevante Variante konstruiert werden, die dem natürlich vorkommenden Protein in der Summe seiner Eigenschaften überlegen ist.
Thromboembolieprophylaxe mit niedermolekularem Heparin in der Chirurgie
Authors: Reith H.-B. , Stengel U. , Edelmann M.
Published: June 2018

In einer Multicenter-Studie mit insgesamt 2428 Patienten an 85 Kliniken der Bundesrepublik wurden klinische Wirksamkeit und Verträglichkeit der Thromboembolieprophylaxe mit dem niedermolekularen Heparin Fraxiparin untersucht. Die Mehrzahl der Patienten kam aus dem Bereich der Allgemeinchirurgie (N = 2037), zusätzlich wurden 222 gefäßchirurgische Eingriffe und 125 gynäkologische Operationen durchgeführt. Den Patienten wurde einmal pro Tag eine subkutane Injektion von 0,3 ml Fraxiparin verabreicht.

Postoperativ wurden in der klinischen Studie neun Verdachtsdiagnosen und drei apparativ bestätigte Diagnosen einer Lungenembolie gestellt. Dagegen wurde nur eine klinisch manifeste tiefe Venenthrombose diagnostiziert.

Die untersuchten Kriterien der Verträglichkeit zeigten keine wesentlichen Abweichungen zu den bisher durchgeführten Studien hinsichtlich der Parameter intraund postoperativer Blutverlust, Wundhämatome und Reoperationen bei Blutungskomplikationen. Der Einsatz von niedermolekularem Heparin (Fraxiparin) bietet bei einmal täglicher Applikation einen ausreichend hohen antithrombotischen Schutz.
Kieferchirurgische Eingriffe bei Antikoagulanzienbehandlung
Authors: Peuten M. , Geiger S. A. , Weinstock N. , Stengel U.
Published: June 2018

Die Durchführung chirurgischer Eingriffe bei antikoagulierten Patienten wirft zweierlei Probleme auf: Die Antikoagulation muß aufrechterhalten werden bei gleichzeitiger ausreichender Blutstillung im Operationsbereich.

In der vorliegenden Arbeit wird die Methode der temporären Umstellung von marcumarisierten Patienten auf niedrig dosiertes Heparin dargestellt. Die Ergebnisse werden diskutiert und mit anderen Therapie-Regimen verglichen. Durch den Einsatz von fraktioniertem Heparin (CY 216, Fraxiparin) ist es möglich, die Anwendung von Low-dose-Heparin zu vereinfachen. Bei hoher Sicherheit für den Patienten hinsichtlich der Blutungskomplikation und der Thrombosegefahr läßt sich dadurch in vielen Fällen eine ambulante Therapie antikoagulierter Patienten bei Eingriffen im Mund-Kiefer-Gesichts-Bereich durchführen.
Thromboseprophylaxe in der poststationären Phase und in der ambulanten Chirurgie
Authors: Lippert H.
Published: June 2018

Noch gibt es keine ausreichenden Daten aus klinischen Studien zur Frage, ob eine medikamentöse Thromboembolieprophylaxe in der poststationären Phase weitergeführt werden sollte. Nach größeren abdominalchirurgischen Eingriffen ist häufig eine weitreichende Immobilität auch nach der Klinikentlassung zu verzeichnen. Eine medikamentöse Thromboembolieprophylaxe sollte daher bei allen Patienten erfolgen, die weniger als sechs Stunden pro Tag außerhalb des Bettes verbringen. Auch primär ambulante Patienten mit immobilisierenden Verbänden der unteren Extremität sollten eine Thromboseprophylaxe erhalten. Dies gilt auch für jüngere Patienten mit Immobilisation im Fußbereich, wenn weitere Risikofaktoren für eine Thrombose vorliegen.
Influence of Peanut Extract on Bleeding Time
Authors: Frampton V. L , Lee Louise S. , Morris Nelle J. , Boudreaux H. B
Published: June 2018

The bleeding time of transected arterioles in the cheek pouch of hamsters ingesting an alcohol extract of defatted peanuts was shortened to about 3/4 that of untreated control animals. Solvent separation and chromatographic methods were used in producing a concentrate representing 0.0025% of the original peanut kernels. The concentrate shortened bleeding time, caused vasoconstriction of transected arterioles after hemostasis and induced strong contraction of isolated duodenum preparations. The contraction response of duodenum was used as a guide for separation methods. The activity on duodenum was high at concentrations of 10-7 g/ml of Tyrode’s solution. Preliminary determinations indicate that the active factor might be a lactone but impurities in the best concentrates preclude its positive identification. It is soluble in water, sparingly soluble in ethanol and methanol, very slightly soluble in boiling acetone, insoluble in butanol, chloroform, diethyl ether, 2,2-dimethoxypropane, pyridine and petroleum ether. A possible role in hemostasis is discussed.
Microtubules and Microfibrils in Human Platelets
Authors: Sixma J. J , Molenaar I
Published: June 2018

The microtubules and microfibrils of human platelets are described. They are studied under conditions that give as little alterations as possible. Conclusions on their localisation in vivo are drawn and their possible role in maintaining the platelet shape is discussed.
A Simple Method for Preparing Fibrinogen
Authors: Straughn W , Wagner R. H
Published: June 2018

A simple new procedure is reported for the isolation of canine, bovine, porcine, and human fibrinogen. Two molar β-alanine is used to precipitate fibrinogen from barium sulfate adsorbed plasma. The procedure is characterized by dependability and high yields. The material is 95% to 98% clottable protein but still contains impurities such as plasminogen and fibrin-stabilizing factor. Plasminogen may be removed by adsorption with charcoal. The fibrinogen preparations exhibit marked stability to freezing, lyophilization, and dialysis. Epsilon-amino-n-caproic acid and gamma-aminobutyric acid which were also studied have the property of precipitating proteins from plasma but lack the specificity for fibrinogen found with β-alanine.
Kongenitaler Mangel von Faktor V und Faktor VIII (Kasuistische Mitteilung)
Authors: Paar D , Egli H , Christians J. H , Werner M
Published: June 2018

Der Fall eines 25 jährigen Spaniers mit kombiniertem kongenitalem Faktor-V- und Faktor-VIII-Mangel wird mitgeteilt (u. W. bisher 7 Fälle bekannt). Schwerste Blutungen nach Ureterolithotomie führten zur Diagnose. Ein signifikanter Einfluß des Faktor-V-Mangels (20%) auf die Bildung von Blutthromboplastin und die Umwandlung von Prothrombin in Thrombin durch im Blut gebildetes Thromboplastin war nicht nachweisbar.
Kalziumantagonisten und Thrombozytenfunktion
Authors: Latta G. , Schrör K.
Published: June 2018

Kalziumantagonisten zeigen neben ihren Wirkungen auf das Herz und den Gefäßtonus auch einen inhibitorischen Effekt auf die Thrombozyten-funktion. Dieser beinhaltet eine Hemmung von Aggregation und Sekretion sowie der Phospholipasenaktivierung und damit des thrombozytären Ara-chidonsäurestoffwechsels. Diese Wirkungen beruhen überwiegend auf einer Hemmung des transmembranären Ca++-Einstroms durch rezeptorabhängige Ca++-Kanäle. Außerdem beeinflussen Kalziumantagonisten wahrscheinlich auch die Ca++-Freisetzung aus intrazellulären Speicherstrukturen, sie zeigen dagegen keinen Effekt auf den . thrombozytären cAMP-Spiegel.

Eine Hemmung der Thrombozy-tenfunktion. durch Kalziumantagonisten in vitro beinhaltet neben den allen Substanzen gemeinsamen Wirkungen auf die zytosolische Ca++-Konzentration zusätzliche Mechanismen, die bei den verschiedenen Typen der Kalziumantagonisten unterschiedlich sind. Verapamil interferiert mit dem stimulatorischen Ob-Rezeptor der Thrombozytenmembran, Nifedipin und andere Dihydropyridine hemmen die thrombozytenstimulatorische Wirkung von TXA2. Diese Substanzen sowie Diltiazem stimulieren in vitro auch die vaskuläre PGI2-Bildung und hemmen synergistisch mit PGI2 die Thrombozytenfunktion.

Eine thrombozytenfunktionshem-mende Wirkung von Kalziumantagonisten wurde auch in bzw. ex vivo, vorzugsweise bei Patienten mit hyper-aggregablen Thrombozyten, gezeigt. Hyperreaktive Thrombozyten können durch Freisetzung vasoaktiver Substanzen (TXA2, Serotonin) zu Gefäßspasmen beitragen (instabile Angina pectoris, Prinzmetal-Angina, periphere Durchblutungsstörungen mit Ray-naud-Symptomatik, Migräne). Für die klinische Effektivität von Kalziumantagonisten bei diesen Krankheitsbildern wäre eine Thrombozytenfunktionshemmung nicht nur theoretisch interessant, sondern auch praktisch bedeutsam. Die Abklärung einer solchen Wirkkomponente erfordert allerdings weitere Untersuchungen. Dies gilt besonders für die Aussagekraft des aus technischen Gründen für Thrombozytenfunktionsuntersuchun-gen in vitro üblichen thrombozytenrei-chen Zitratplasmas mit einer Ca++-Konzentration von 40-50 μM.
Vitamin K und medikamenteninduzierte Hypoprothrombinämie
Authors: Andrassy K. , Bechtold H.
Published: June 2018

Aus den vorliegenden Untersuchungen und aus den Mitteilungen der Literatur läßt sich auf die Bedeutung folgender zwei Faktoren für die Genese der Cephalosporin-induzierten HP schlieβen:

1. Latenter Vitamin-K-Mangelzustand des Organismus durch fehlende oder reduzierte exogene Vitamin-K-Zufuhr (z.B. bei ausschlieβlich parenteraler Ernährung) und möglicherweise durch Unterdrückung der Vitamin-K2-produzie-renden (Dünn-)Darmflora.

2. Kumarinartige Hemmung des Vit-amin-K1Stoffwechsels in der Leber durch bestimmte Cephalosporine (z.B. NMTT-Cephalosporine).

Das Zusammenwirken dieser Faktoren führt funktionell zu einem manifesten Vitamin-K-Mangelzustand, erkenntlich an einem Abfall der Vitamin-K-abhängigen Gerinnungsfaktoren. Aufgrund dieses Mechanismus ist es verständlich, daß die Cephalosporin-induzierte HP durch prophylaktische Vitamin-K1Gaben verhindert (ca. 10 mg Vitamin K1 pro Woche) bzw. eine manifeste HP korrigiert werden kann.

Der Vollständigkeit halber sei auf die hier nicht näher erläuterten Anta-bus®-ähnlichen Reaktionen nach Alkoholzufuhr hingewiesen, die - in Analogie zu der kumarinartigen Hemmung des Vitamin-K1Stoffwechsels -ebenfalls die Gruppe der NMTT- und MTD-Cephalosporine betreffen und durch entsprechende Alkoholkarenz vermeidbar sind (60).
Meßverfahren mechanisierter Systeme zur Durchführung von Gerinnungsuntersuchungen
Authors: Paar D.
Published: June 2018

Die technisch-apparative Ausstattung bestimmt entscheidend die Leistungsfähigkeit eines Gerinnungslabors. Der mechanisierten Durchführung der klassischen Gerinnungstests kommt deshalb eine besondere Bedeutung zu. Die Erfassung der typischen Meßsignale, wie Fibringerinnung und Farbstoffbildung durch den Umsatz der sogenannten chromogenen Substrate, kann mit den verschiedensten Meßsignalen erfolgen. Die zur Zeit verfügbaren vollmechanisierten Systeme basieren vor allem auf der mechanisch-magnetischen und spektrometrischen Meßsignalerfassung.
Thrombosen im Kindesalter
Authors: Bruhn H. D. , Schreiber R. , Seifried E. , Weißbach G. , Sutor A. H.
Published: June 2018

Thrombosen im Kindesalter sind häufiger als bisher vermutet. Eine 1990 durchgeführte grob orientierende Umfrage in den Kinderkliniken der BRD (ohne ehemalige DDR) ergab für die vorangegangenen 12 Monate etwa 200 Thrombosen, davon ca. zwei Drittel venöse, ca. ein Drittel arterielle und disseminierte.

Thrombosen bei Säuglingen und Kindern weisen folgende Besonderheiten auf: Erstmanifestation von hereditären Thrombophilien, wie z.B. der Purpura fulminans beim homozygoten Protein-C- und Protein-S-Mangel; Thrombophilie bei pädiatrischen Krankheitsbildern, wie kongenitale zyanotische Herzfehler, Kawasaki-Syndrom, hämolytisch-urämisches Syndrom ; unterschiedliche Erscheinungsformen, z.B. beim systemischen Lupus erythematodes des Erwachsenen vorwiegend Thrombosen, beim Kind dagegen vorwiegend Blutungen; keine arteriosklerotischen Gefäßveränderungen, dafür aber erhöhte Gefäßpermeabilität bei Frühgeborenen; der Pädiater muß mit den altersspezifischen Normalwerten von antithrombotischen Faktoren, die besonders beim Neugeborenen erheblich von der Erwachsenennorm abweichen, vertraut sein, und er muß mit geringen Blutmengen zur Diagnosestellung und Verlaufskontrolle auskommen.
Antikoagulation nach Myokardinfarkt
Authors: Malsch R. , Heene D. L. , Harenberg J.
Published: June 2018

Die Antikoagulation nach Myokardinfarkt hat durch die Entwicklung neuer Anti-thrombotika und die Ergebnisse neuer Studien zur niedrig dosierten Azetylsalizylsäure eine breite Differentialtherapie ermöglicht. Heparine, orale Antikoagulanzien und Azetylsalizylsäure haben dadurch ihre differenzierten Indikationen bei den verschiedenen Formen der myokardialen Schädigung nach Myokardinfarkt erhalten. Durch die Entwicklung von Hirudinen und synthetischen Thrombininhibitoren lassen sich in der Zukunft weitere Fortschritte auf diesem Gebiet erwarten.
Ein einfacher Test für die Bestimmung der Funktion des Von-Willebrand-Faktors: die Kollagenbindungsaktivität
Authors: Sutor A. H. , Zieger B. , Jessat U. , Grohmann A. , Wendisch J. , Budde U. , von Kries R. , Hasler K. , Tune E. P. , Choong S. C. , Thomas K. B.
Published: June 2018

Die Bindung des Von-Willebrand-Faktors (vWF) an immobilisiertes Kollagen ist die Grundlage eines ELISAs, mit dem die Kollagenbindungsaktivität (vWF:CBA), ein funktioneller Parameter des vWF, bestimmt wird. Dieser Test ist so aufgebaut, daß dieselben Probenverdünnungen, Puffer und Instrumente wie bei dem ELISA für das vWF-Antigen (vWF:Ag) benutzt werden können. Damit ist es möglich, Patienten mit einem Morbus von Willebrand-Jürgens (MWJ) in die Typen I und II zu unterteilen. Der ELISA für die vWF : CBA ist sensitiv, schnell und einfach und kann mit standardisierter ELISA-Ausrüstung und minimaler Plasmamenge ausgeführt werden.
Vergleichende Untersuchung eines hereditären, unbehandelten Faktor-VIII-Mangelplasmas mit einem hereditären, dampfbehandelten Produkt
Authors: Lang H. , Mannhalter C.
Published: June 2018

In der Arbeit werden zwei F VIII-Mangelplasmen, ein hereditäres lyophilisiertes und ein hereditäres, lyophilisiertes und dampfbehandeltes Produkt, mittels Gerinnungstest verglichen. Die Dampfbehandlung dient der Inaktivierung von HIV-Virus.

Die Untersuchung zeigt, daß die Dampfbehandlung keinen negativen Einfluß auf die Verwendbarkeit des Mangelplasmas als Substrat in Gerinnungstests hat.
Blutungen nach Trauma - Diagnostik und Therapie
Authors: Voss R.
Published: June 2018

Unserer Meinung nach stellen die Kombination von Frischplasmasubstitution und Antithrombin-III-Konzen-tratsubstitution (letzteres entsprechend gemessener Werte) sowie eine vorsichtige Heparintherapie eine wirksame und sichere Therapie der Verbrauchskoagulopathie dar; eine entsprechende Thrombozytopenie ist durch die Gabe von Thrombozytenkonzentraten auszugleichen. In Tab. 13 (mod. nach 8) sind zusammenfassend noch einmal die wichtigsten klinischen, laborchemischen und therapeutischen Charakteristika der einzelnen Stadien der Verbrauchskoagulopathie auf geführt.
Kumarinnekrose und Protein C
Authors: Schwieder G. , Wiedemann G. , Wagner T.
Published: June 2018

Es wird über eine 41jährige Patientin berichtet, bei der es in der Einleitungsphase einer Phenprocoumon-Therapie zu einer ausgedehnten Kumarinnekrose beider Mammae kam. Der aufgrund weniger Fallberichte angeschuldigte Pathomechanismus eines überproportionalen Abfalls des Protein C bzw. eines präexistenten Kongenitalmangels traf auf unsere Patientin nicht zu. Bei einer weiteren Patientin mit anamnestischer Kumarinnekrose wurde bei subnormalem immunologischem Protein-C-Spiegel eine erniedrigte funktionelle Aktivität gefunden. Nach unseren Beobachtungen und den in der Literatur mitgeteilten Fällen konnte bei 13 von insgesamt 21 Kumarinnekrosen ein Protein-C-Mangel nachgewiesen werden. Hiernach stellt der zur Hyperkoagulabilität führende Proteiri-C-Mangel einen weiteren Risikofaktor in der multifaktoriellen Genese der Kumarinnekrose dar, ohne jedoch obligat zu sein und eine eindeutige Klärung der Pathogenese der Kumarinnekrose zu erlauben.
Na+/H+-Austausch und Thrombozytenaktivierung
Authors: Siffert W.
Published: June 2018

Die Stimulation von Thrombozyten mit Thrombin führt zur Erhöhung von pHi. Diese Alkalisierung des Zytoplasmas wird durch die Aktivität eines Na+/H+-Austauschers in der Plasmamembran bewirkt. Vermutlich katalysiert die Proteinkinase C die Phosphorylierung dieses Transportsystems. Die Erhöhung von pHi ist eine wichtige Voraussetzung für die IP3-induzierte Ca2+-Freisetzung aus intrazellulären Speichern und damit unerläßlich für die Thrombozytenaktivierung (Abb. 5).
Solitary Infiltrating Meningioma of the Trochlear Nerve: Case Report
Authors: Bhansali Anita , Stamates Melissa , Lee John , Wong Ricky
Published: June 2018

We report the case of a solitary meningioma infiltrating the trochlear nerve, the first in a patient without a neurocutaneous disorder or cavernous sinus involvement. The patient presented with diplopia was found to have a focal enhancing mass encompassing the trochlear nerve. Following surgical resection, pathological examination showed meningioma infiltrating the nerve itself, demonstrated on the included pathology images. A review of the literature and discussion of meningiomas infiltrating cranial nerves are included.
Quantum Bernstein’s theorem and the hyperoctahedral quantum group
Authors: Józiak Paweł , Szpojankowski Kamil
Published: June 2018

We study an extension of Bernstein theorem to the setting of quantum groups. For a d-tuple of free identically distributed random variables, we consider a problem of preservation of freeness under the transformations from the free orthogonal quantum group. For a subset not contained in the hyperoctahedral quantum group, we prove that preservation of freeness characterizes Wigner’s semicircle law. We show that freeness is always preserved if the quantum subset is contained in the hyperoctahedral quantum group. We provide examples of quantum subsets which show that our result is an extension of results known in the literature.
Minimal models of quantum homotopy Lie algebras via the BV-formalism
Authors: Braun Christopher , Maunder James
Published: June 2018

Using the Batalin-Vilkovisky-formalism of mathematical physics, an explicit construction for the minimal model of a quantum L∞-algebra is given as a formal super integral. The approach taken herein to these formal integrals is axiomatic, and they can be approached using perturbation theory to obtain combinatorial formulae as shown in the Appendix. Additionally, there exists a canonical differential graded Lie algebra morphism mapping formal functions on homology to formal functions on the whole space. An inverse L∞-algebra morphism to this differential graded Lie algebra morphism is constructed as a formal super integral.
A one-dimensional time-dependent model for studying oxide film growth on metallic surfaces
Authors: Samin Adib J. , Taylor Christopher D.
Published: June 2018

Corrosion resistance of industrial metals and alloys is largely imparted by the formation of a stable oxide film on the surface that kinetically limits the process of corrosion. Developing a fundamental knowledge of the processes involved in the oxide layer formation and growth is thus important for designing corrosion-resistant alloys. In this work, a model for oxide growth tracking two species (the oxygen and metal vacancies) was presented. The model accounted for species transport and interfacial chemistry. The potential profile was obtained by solving the Poisson equation without needing to invoke the typical linear assumption. Moreover, the fully time-dependent concentration and potential profiles were obtained and the oxide thickness was allowed to evolve by allowing the movement of the domain boundaries at either end. The results were analyzed and the effects of different parameters on the model were discussed.
Effect of thermal buoyancy on a fluid flowing past a pair of side-by-side square bluff-bodies in a low-Reynolds number flow regime
Authors: Sanyal Aniruddha , Dhiman Amit
Published: June 2018

In this research article, we have analyzed the effect of thermal stratification of shear layers due to mixed convection heat transfer past a pair of side-by-side square cylinders in a confined domain, an extended part of our recent study [A. Sanyal and A. Dhiman, “Wake interactions in a fluid flow past a pair of side-by-side square cylinders in presence of mixed convection,” Phys. Fluids 29, 103602 (2017)]. Investigations from the studies of instantaneous and time-averaged isotherms revealed the actual stretches of the temperature gradient in streamwise and transverse extents at Re = 1–40, Ri = 0–1, s/d = 0.7–10, and Pr = 50. The effects of “baroclinic production,” embedded in the transport of vorticity, were rigorously analyzed through the determination of local period-averaged vorticity flux at a certain cross section in the near-field downstream. The study also revealed the underlying flow physics pertaining to the variations in period-averaged wall vorticity and the local Nusselt number. The transport of vorticity has been explained in terms of the vortex structure formulations, and because of the absence of any such similar studies for multiple bluff-body arrangements, the study has been thoroughly correlated from the cases of single bluff-body flow. In an attempt to control several flow regimes by slightly changing the flow and thermal parameters, it is found that chaotic flow cannot exist beyond a certain value of s/d. However, an abnormality was noted in terms of the flow bifurcations at s/d = 1.5 at the juncture of flow transition from unseparated to a separated steady flow for the first time and this is solely attributed to the effect of thermal buoyancy in the flow field.
High-temperature electrical and thermal transport behaviors of In2O3-based ceramics by Zn-Sn co-substitution
Authors: Ahmad Abid , Umer Muhammad , Tan Xing , Liu Rui , Mohmad Fidah , Hussain Majid , Ren Guang-Kun , Lin Yuan-Hua
Published: June 2018

We report remarkably the enhanced thermoelectric performance of Sn-Zn co-doped In2O3 that were synthesized by a solid-state reaction followed by spark plasma sintering in the mid-temperature range. The X-ray diffraction study indicates that Sn and Zn were successfully co-substituted at the In site without forming any additional phase even at 8% doping concentration. The co-substitution shows a significant increase in the electrical conductivity by band structure modification resulting in a significantly enhanced power factor. The point defect engineering combined with nanostructuring using a high energy ball milling suppressed the lattice thermal conductivity, which eventually resulted in an increased ZT value of 0.32 at 973 K, that is, about 7 times higher than that of pure In2O3. Thus, this study demonstrates the important role of co-substitution in improving the thermoelectric properties of n-type oxides.
Comprehensive 3-D simulation and performance of ITER plasma facing and nearby components during transient events—Serious design issues
Authors: Sizyuk V. , Hassanein A.
Published: June 2018

A key obstacle to a successful magnetic fusion energy production in Tokamak reactors is performance during abnormal events. Abnormal events include plasma disruptions, edge-localized modes (ELMs), vertical displacement events, and runaway electrons. While tremendous efforts are being made to find ways to mitigate such events, a credible reactor design must be able to tolerate a few of these transient events. We have recently enhanced our comprehensive HEIGHTS (High Energy Interaction with General Heterogeneous Target Systems) simulation package to enable detailed 3-D investigation of the overall aspects of plasma-material interaction processes during all the transient events. Advanced models and numerical tools were developed to efficiently couple major key processes during the transient events, and in particular disruptions and giant ELMs. These include dynamic interaction, deposition, and scattering of the escaping core plasma particles with the evolving and propagating secondary divertor vapor/plasma in the strong magnetic field. These details are critical for assessing the damage to all interior components, including the hidden structure and the first wall which were not directly exposed to these transient events and never thought to be affected as a result. Despite developing numerous efficient numerical techniques and solution methods, such calculations take several months on current supercomputers to complete. Our present results show, for the first time, that unmitigated transient events could cause significant melting and vaporization damage to most interior and hidden components, including the first wall that were not directly exposed to these events. The current ITER divertor design may not work properly and need to be significantly modified or redesigned to prevent this damage.
On the emergence of critical regions at the onset of thermoacoustic instability in a turbulent combustor
Authors: Unni Vishnu R. , Krishnan Abin , Manikandan R. , George Nitin B. , Sujith R. I. , Marwan Norbert , Kurths Jürgen
Published: June 2018

We use complex network theory to investigate the dynamical transition from stable operation to thermoacoustic instability via intermittency in a turbulent combustor with a bluff body stabilized flame. A spatial network is constructed, representing each of these three dynamical regimes of combustor operation, based on the correlation between time series of local velocity obtained from particle image velocimetry. Network centrality measures enable us to identify critical regions of the flow field during combustion noise, intermittency, and thermoacoustic instability. We find that during combustion noise, the bluff body wake turns out to be the critical region that determines the dynamics of the combustor. As the turbulent combustor transitions to thermoacoustic instability, during intermittency, the wake of the bluff body loses its significance in determining the flow dynamics and the region on top of the bluff body emerges as the most critical region in determining the flow dynamics during thermoacoustic instability. The knowledge about this critical region of the reactive flow field can help us devise optimal control strategies to evade thermoacoustic instability.
Nanoscale Schottky barrier visualization utilizing computational modeling and ballistic electron emission microscopy
Authors: Nolting Westly , Durcan Chris , Gassner Steven , Goldberg Joshua , Balsano Robert , LaBella Vincent P.
Published: June 2018

The electrostatic barrier at a metal semiconductor interface is visualized using nanoscale spatial and meV energetic resolution. A combination of Schottky barrier mapping with ballistic electron emission microscopy and computational modeling enables extraction of the barrier heights, the hot electron scattering, and the presence of localized charges at the interface from the histograms of the spectra thresholds. Several metal semiconductor interfaces are investigated including W/Si(001) using two different deposition techniques, Cr/Si(001), and mixed Au-Ag/Si(001). The findings demonstrate the ability to detect the effects of partial silicide formation in the W and Cr samples and the presence of two barrier heights in intermixed Au/Ag films upon the electrostatic barrier of a buried interface with nanoscale resolution. This has potential to transform the fundamental understanding of the relationship between electrostatic uniformity and interface structure for technologically important metal semiconductor interfaces.
Dynamic dielectric properties of the ferroelectric ceramic Pb(Zr0.95Ti0.05)O3 in shock compression under high electrical fields
Authors: Wu Youcheng , Liu Gaomin , Gao Zhipeng , He Hongliang , Deng Jianjun
Published: June 2018

Shock-induced depolarization of the ferroelectrics could generate a depoling current, which has been utilized widely in the energy conversion devices, such as explosive-driven ferroelectric generators and high pulsed power sources. Among all these ferroelectrics, the lead zirconate/titanate ferroelectric ceramic received most of the attention due to their high energy density and low depolarization pressure, especially Pb(Zr0.95Ti0.05)O3 (PZT 95/5). The dynamic permittivity of PZT 95/5 under the shock compression is critical for their applications, which determines the efficiency of the energy conversion. However, to reveal the dynamic permittivity of the ferroelectrics is challenging, the depolarization process during the shock compression is not only short (∼μs) but also coupled with a high electrical field. In this study, the dynamic permittivity of the PZT 95/5 ceramic in shock compression under high electrical fields has been investigated by using a designed oscillation circuit. The experimental results show that the relative permittivity of PZT 95/5 is about 500 at the initial shock compression, and it is only about 220 after shock transit. This decrease would be explained by the PZT 95/5 phase transition under high pressure. In addition, it is found that the permittivity of poled PZT 95/5 is more sensitive to the electrical field than depoled PZT 95/5, and the damping resistances of poled PZT 95/5 could also be influenced by electric fields.
Physics of vacuum generation in zero-secondary flow ejectors
Authors: Arun Kumar R. , Rajesh G.
Published: June 2018

This paper aims to investigate the secondary flow characteristics and the associated vacuum generation caused with increase in the primary pressure ramping in zero-secondary flow ejectors. The sudden expansion of the primary jet into the diffuser during the ejector start-up results in flow separation from the shear layer formed between the primary and inducted flows and produces large recirculation bubbles in the top and bottom sides of the jet. These recirculation bubbles cause an induced flow from ambient air into the diffuser duct as well. The fluid supply from the reverse flow due to the shear layer separation and the induced flow from ambient air provide a counter momentum against fluid entrainment from a vacuum chamber. As a result of this, the initial vacuum generation process progresses in a slow rate. Thereafter, the primary jet expansion reaches a critical level and a rapid vacuum generation can be seen. It is found that with the jet expansion reaching a critical level, the fluid supply from the reverse flow is suddenly entrained back into the main jet at the maximum jet expansion point. This suddenly reduces the counter-momentum which has been prohibiting the entrainment of fluid from the vacuum chamber and results in rapid evacuation. This is followed by a stage in which the vacuum chamber pressure is increasing due to the attainment of a constant Mach number at the diffuser inlet and the jet pressure ramping. It is found that the secondary flow dynamics and the vacuum generation processes in rectangular and round ejectors show a close resemblance.
Investigating photoinduced proton coupled electron transfer reaction using quasi diabatic dynamics propagation
Authors: Mandal Arkajit , Shakib Farnaz A. , Huo Pengfei
Published: June 2018

We investigate photoinduced proton-coupled electron transfer (PI-PCET) reactions through a recently developed quasi-diabatic (QD) quantum dynamics propagation scheme. This scheme enables interfacing accurate diabatic-based quantum dynamics approaches with adiabatic electronic structure calculations for on-the-fly simulations. Here, we use the QD scheme to directly propagate PI-PCET quantum dynamics with the diabatic partial linearized density matrix path-integral approach with the instantaneous adiabatic electron-proton vibronic states. Our numerical results demonstrate the importance of treating protons quantum mechanically in order to obtain accurate PI-PCET dynamics as well as the role of solvent fluctuation and vibrational relaxation on proton tunneling in various reaction regimes that exhibit different kinetic isotope effects. This work opens the possibility to study the challenging PI-PCET reactions through accurate diabatic quantum dynamics approaches combined with efficient adiabatic electronic structure calculations.
Geometry of Calogero-Moser systems
Authors: Biswas Indranil , Hurtubise Jacques
Published: June 2018

The elliptic Calogero-Moser integrable system for an arbitrary root system has a realization as a moduli space of Higgs bundles over an Abelian variety associated with the elliptic curve and with the root system. This paper examines the Fourier-Mukai transform of this, giving an interpretation of the system on a network of elliptic curves. The rational and trigonometric versions of the systems are briefly discussed, and it is shown how they enter as degenerations in this geometric context.
Alloy disorder limited mobility of InGaN two-dimensional electron gas
Authors: Sohi P. , Carlin J.-F. , Grandjean N.
Published: June 2018

The mobility of an InGaN based two-dimensional electron gas is determined for an indium content ranging from 0 to 20%. While the electron density remains constant at ∼2.5 × 1013 cm−2, the room-temperature mobility drastically decreases from 1340 to 173 cm2 V−1 s−1 as the In content increases. In fact, the mobility already drops below 600 cm2 V−1 s−1 for an In content as low as 3%. A theoretical model including random alloy fluctuations reproduces well the experimental data confirming that alloy disorder is the main scattering mechanism. With the aim of probing how sensitive the electron mobility is to the InGaN channel/barrier interface, a very thin GaN interlayer was inserted. A dramatic increase in the mobility is observed even for 2 nm of GaN, shedding light on the impact of unintentional GaN interlayers, which may form upon growth conditions or reactor-associated parasitic deposition.
Carrier scattering mechanisms limiting mobility in hydrogen-doped indium oxide
Authors: Husein Sebastian , Stuckelberger Michael , West Bradley , Ding Laura , Dauzou Fabien , Morales-Masis Monica , Duchamp Martial , Holman Zachary , Bertoni Mariana I.
Published: June 2018

Hydrogen-doped indium oxide (IO:H) has recently garnered attention as a high-performance transparent conducting oxide (TCO) and has been incorporated into a wide array of photovoltaic devices due to its high electron mobility (>100 cm2/V s) and transparency (>90% in the visible range). Here, we demonstrate IO:H thin-films deposited by sputtering with mobilities in the wide range of 10–100 cm2/V s and carrier densities of 4 × 1018 cm–3–4.5 × 1020 cm–3 with a large range of hydrogen incorporation. We use the temperature-dependent Hall mobility from 5 to 300 K to determine the limiting electron scattering mechanisms for each film and identify the temperature ranges over which these remain significant. We find that at high hydrogen concentrations, the grain size is reduced, causing the onset of grain boundary scattering. At lower hydrogen concentrations, a combination of ionized impurity and polar optical phonon scattering limits mobility. We find that the influence of ionized impurity scattering is reduced with the increasing hydrogen content, allowing a maximization of mobility >100 cm2/V s at moderate hydrogen incorporation amounts prior to the onset of grain boundary scattering. By investigating the parameter space of the hydrogen content, temperature, and grain size, we define the three distinct regions in which the grain boundary, ionized impurity, and polar optical phonon scattering operate in this high mobility TCO.
Droplet impact on cross-scale cylindrical superhydrophobic surfaces
Authors: Guo Chunfang , Sun Jianxing , Sun Yanjun , Wang Minjie , Zhao Danyang
Published: June 2018

Reducing the contact time between impacting droplets and superhydrophobic surfaces has attracted much attention in recent years due to the importance of controlling heat and mass transfer. Previous researchers have proposed several methods, such as lifting the droplets before the retraction, accelerating the retraction process, or splashing the droplets. One example includes symmetry-breaking surfaces, which were used to accelerate the droplet retraction to realize the fast detachment. However, the dependence of the contact time on impact velocity and surface structure scale remains unclear. Here, we experimentally study the droplet impact dynamics on cross-scale cylindrical superhydrophobic surfaces. The reduction of the contact time is achieved on the surfaces with a ridge smaller or larger than the droplets, spanning different bouncing regimes. We describe the droplet behaviors and propose theoretical models from the view of retraction speed to explain the contact time variations. The maximum reduction is observed to occur when the ridge diameter is close to that of the droplets, which is also predicted by the models.
Microwave induced thermoacoustic tomography based on probabilistic reconstruction
Authors: Liu Shuangli , Zhao Zhiqin , Lu Yanxi , Wang Bingwen , Nie Zaiping , Liu Qing-Huo
Published: June 2018

The performance of the existing reconstruction algorithms based on compressive sensing (CS) in microwave induced thermoacoustic tomography (MITAT) is influenced by the positions of detectors. Besides, some a priori information, such as target distribution or the correlation among thermoacoustic signals, has not been taken into account. In this letter, a probabilistic reconstruction algorithm in MITAT based on sparse Bayesian learning is proposed. Different from norm-based point estimation algorithms in CS, the sound pressure distribution which needs to be estimated is provided by probability distributions in the probabilistic reconstruction algorithm and an image is reconstructed based on the posterior density. Compared with the widely used norm-based point estimation algorithms (GPSR, Lasso) whose solution is not always the sparsest, the sparse Bayesian learning framework is globally convergent which can produce the sparsest solution at the posterior mean. Therefore, the robustness of the probabilistic reconstruction is better than that of norm-based point estimation algorithms. In addition, the estimations of the initial pressure distributions can be more accurately provided if the correlation of thermoacoustic signals can be considered, especially under the condition of low signal to noise ratio (SNR). Simulations and experiments on real breast tumors demonstrate that the proposed algorithm improves the robustness of reconstruction and show better performance at low SNRs.
Flow-induced deformation in a microchannel with a non-Newtonian fluid
Authors: Raj M Kiran , Chakraborty Jeevanjyoti , DasGupta Sunando , Chakraborty Suman
Published: June 2018

In this work, we have fabricated physiologically relevant polydimethylsiloxane microfluidic phantoms to investigate the fluid-structure interaction that arises from the interaction between a non-Newtonian fluid and the deformable wall. A shear thinning fluid (Xanthan gum solution) is used as the blood analog fluid. We have systematically analyzed the steady flow characteristics of the microfluidic phantom using pressure drop, deformation, and flow visualization using micro-PIV (Particle Image Velocimetry) to identify the intricate aspects of the pressure as well as the velocity field. A simple mathematical formulation is introduced to evaluate the flow induced deformation. These results will aid in the design and development of deformable microfluidic systems and provide a deeper understanding of the fluid-structure interaction in microchannels with special emphasis on biomimetic in-vitro models for lab-on-a-chip applications.
Multiferroicity in a spin-chain compound, Tb2BaCoO5, with exceptionally large magnetodielectric coupling in polycrystalline form
Authors: Upadhyay Sanjay K. , Sampathkumaran E. V.
Published: June 2018

We report the results of detailed investigations of magnetization, heat-capacity, dielectric, pyrocurrent, and magneto(di)electric measurements on Tb2BaCoO5, belonging to a hitherto unexplored spin-chain cobaltate family, R2BaCoO5 (R = Rare-earths). The magnetic measurements reveal that this compound exhibits an antiferromagnetic transition at (TN=) 18.8 K and there is a spin reorientation beyond 40 kOe below TN. Dielectric and pyrocurrent data measured as a function of temperature and magnetic field establish that this compound is a “type-II” multiferroic material. The most fascinating finding which we would like to emphasize is that the observed value of the magneto-dielectric effect beyond the metamagnetic transition field is the largest (close to 55%, below 10 K, for H = ∼100 kOe) ever reported for polycrystals of a compound in the bulk form, thereby offering a hope to find a single-phase polycrystalline compound at room temperature to enable ease of applications.
Large-scale ab initio calculations of Raman scattering spectra within time-dependent density functional perturbation theory
Authors: Zhang Xu
Published: June 2018

We develop an ab initio approach for large-scale Raman scattering spectra simulations based on time-dependent density functional theory in conjunction with the plane-wave pseudopotential method at the Gamma point. A Lagrangian functional is introduced to analytically compute the first-order derivatives of the frequency dependent polarizability with respect to nuclear coordinates. The computational effort of Raman intensities required by our method is reduced by one power of system size compared to that required for phonon frequency calculations. The method is validated for several molecular and solid systems including CH4, C2H2, C6H6, C60, bulk Si, and boron doped Si crystal and exhibits excellent agreements with the experimental Raman spectra. We show that the method yields a computational scaling of Ne2, with Ne ranging from 32 to 4000 electrons, opening doors for many large-scale Raman spectra computations that are beyond the reach of previous approaches.
miR-34a directly targets tRNA
i
Met
precursors and affects cellular proliferation, cell cycle, and apoptosis
Authors: Wang Bo , Li Dongping , Kovalchuk Igor , Apel Ingrid J. , Chinnaiyan Arul M. , Wóycicki Rafał K. , Cantor Charles R. , Kovalchuk Olga
Published: June 2018

Significance

This work identifies tRNA
i
Met
precursors as a direct target of tumor suppressor miR-34a, and indicates that targeted suppression of tRNA
i
Met
levels attenuates cell proliferation while inducing cell cycle arrest and apoptosis. The tRNA
i
Met
may act as an oncogene and contribute significantly to tumorigenesis. Our findings provide conceptual and mechanistic insights into biology and cancer epigenetics and might have significant therapeutic implications.
Tandem internal models execute motor learning in the cerebellum
Authors: Honda Takeru , Nagao Soichi , Hashimoto Yuji , Ishikawa Kinya , Yokota Takanori , Mizusawa Hidehiro , Ito Masao
Published: June 2018

Significance

The formation and dissolution of internal models of the human body occur in the cerebellum, and their logical organization is essential for normal motor learning. Here, we propose that the two known types of internal models, forward and inverse, are combined into one tandem model. We analyzed human motor learning, theoretically and experimentally, in a prism-adaptation hand-reaching task. Remarkably, the behavioral analyses and computational modeling converged to support the existence of a tandem model and reveal its unique features in cerebellum-based motor learning. For example, intentional misreaching induced covert learning in the tandem model. Finally, the tandem model was used to index the nature and degree of cerebellar damage in patients.