bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Advanced removal of phosphorus from urban sewage using chemical precipitation by Fe-Al composite coagulants
Authors: Xu Hongbin , Wei Songyu , Li Guoqiang , Guo Baolei 
Published: February 2024

AbstractPhosphorus (P) removal is a significant issue in wastewater treatment. This study applies Fe-Al composite coagulant to the advanced treatment of different P forms in biological effluent. For 90% total P removal, the dosage of FeCl3-AlCl3 composite coagulant reduces by 27.19% and 43.28% than FeCl3 and AlCl3 only, respectively. Changes in effluent P forms could explain the phenomenon of composite coagulant dosage reduction. The suspended P in the effluent of composite coagulant is easier removed by precipitation than single coagulant. In this study, the hydrolysis speciations of Fe3+, Fe2+, and Al3+ at a pH range are calculated by Visual MINTEQ. Changes in the morphology of metal hydroxides correlate with P removal at pH 4–9. Besides, analyses of scanning electron microscope (SEM), Fourier transformed infrared (FTIR), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) are performed on the coagulation precipitations. Fe2+ reacts directly with P to form flocs of Fe3(PO4)2, and Al2(SO4)3 assists in the sedimentation of the small-volume flocs. Al13 is a significant hydrolysis product of Al3+, and Fe and P would substitute for the peripheral AlVI of the Al13 structure to form stable Fe–O–Al covalent bonds.
Linking structural and functional changes during aging using multilayer brain network analysis
Authors: Jauny Gwendolyn , Mijalkov Mite , Canal-Garcia Anna , Volpe Giovanni , Pereira Joana , Eustache Francis , Hinault Thomas 
Published: February 2024

AbstractBrain structure and function are intimately linked, however this association remains poorly understood and the complexity of this relationship has remained understudied. Healthy aging is characterised by heterogenous levels of structural integrity changes that influence functional network dynamics. Here, we use the multilayer brain network analysis on structural (diffusion weighted imaging) and functional (magnetoencephalography) data from the Cam-CAN database. We found that the level of similarity of connectivity patterns between brain structure and function in the parietal and temporal regions (alpha frequency band) is associated with cognitive performance in healthy older individuals. These results highlight the impact of structural connectivity changes on the reorganisation of functional connectivity associated with the preservation of cognitive function, and provide a mechanistic understanding of the concepts of brain maintenance and compensation with aging. Investigation of the link between structure and function could thus represent a new marker of individual variability, and of pathological changes.
A unified view on enzyme catalysis by cryo-EM study of a DNA topoisomerase
Authors: Chang Chiung-Wen Mary , Wang Shun-Chang , Wang Chun-Hsiung , Pang Allan H. , Yang Cheng-Han , Chang Yao-Kai , Wu Wen-Jin , Tsai Ming-Daw 
Published: February 2024

AbstractThe theories for substrate recognition in enzyme catalysis have evolved from lock-key to induced fit, then conformational selection, and conformational selection followed by induced fit. However, the prevalence and consensus of these theories require further examination. Here we use cryogenic electron microscopy and African swine fever virus type 2 topoisomerase (AsfvTop2) to demonstrate substrate binding theories in a joint and ordered manner: catalytic selection by the enzyme, conformational selection by the substrates, then induced fit. The apo-AsfvTop2 pre-exists in six conformers that comply with the two-gate mechanism directing DNA passage and release in the Top2 catalytic cycle. The structures of AsfvTop2-DNA-inhibitor complexes show that substantial induced-fit changes occur locally from the closed apo-conformer that however is too far-fetched for the open apo-conformer. Furthermore, the ATPase domain of AsfvTop2 in the MgAMP-PNP-bound crystal structures coexist in reduced and oxidized forms involving a disulfide bond, which can regulate the AsfvTop2 function.
Effective engineering of a ketoreductase for the biocatalytic synthesis of an ipatasertib precursor
Authors: Honda Malca Sumire , Duss Nadine , Meierhofer Jasmin , Patsch David , Niklaus Michael , Reiter Stefanie , Hanlon Steven Paul , Wetzl Dennis , Kuhn Bernd , Iding Hans , Buller Rebecca 
Published: February 2024

AbstractSemi-rational enzyme engineering is a powerful method to develop industrial biocatalysts. Profiting from advances in molecular biology and bioinformatics, semi-rational approaches can effectively accelerate enzyme engineering campaigns. Here, we present the optimization of a ketoreductase from Sporidiobolus salmonicolor for the chemo-enzymatic synthesis of ipatasertib, a potent protein kinase B inhibitor. Harnessing the power of mutational scanning and structure-guided rational design, we created a 10-amino acid substituted variant exhibiting a 64-fold higher apparent kcat and improved robustness under process conditions compared to the wild-type enzyme. In addition, the benefit of algorithm-aided enzyme engineering was studied to derive correlations in protein sequence-function data, and it was found that the applied Gaussian processes allowed us to reduce enzyme library size. The final scalable and high performing biocatalytic process yielded the alcohol intermediate with ≥ 98% conversion and a diastereomeric excess of 99.7% (R,R-trans) from 100 g L−1 ketone after 30 h. Modelling and kinetic studies shed light on the mechanistic factors governing the improved reaction outcome, with mutations T134V, A238K, M242W and Q245S exerting the most beneficial effect on reduction activity towards the target ketone.
Phonon-mediated temperature dependence of Er3+ optical transitions in Er2O3
Authors: Dodson Adam , Wu Hongrui , Rai Anuruddh , Apte Sohm , O’Hara Andrew , Lawrie Benjamin , Wang Yongqiang , Ueda Akira , Krzyżanowska Halina , Titze Michael , Davidson Jimmy , Hmelo Anthony , Posadas Agham B. , Demkov Alexander A. , Pantelides Sokrates T. , Feldman Leonard C. , Tolk Norman H. 
Published: February 2024

AbstractCharacterization of the atomic level processes that determine optical transitions in emerging materials is critical to the development of new platforms for classical and quantum networking. Such understanding often emerges from studies of the temperature dependence of the transitions. We report measurements of the temperature dependent Er3+ photoluminescence in single crystal Er2O3 thin films epitaxially grown on Si(111) focused on transitions that involve the closely spaced Stark-split levels. Radiative intensities are compared to a model that includes relevant Stark-split states, single phonon-assisted excitations, and the well-established level population redistribution due to thermalization. This approach, applied to the individual Stark-split states and employing Er2O3 specific single-phonon-assisted excitations, gives good agreement with experiment. This model allows us to demonstrate the difference in the electron-phonon coupling of the 4S3/2 and 2H11/2 states of Er3+ in E2O3 and suggests that the temperature dependence of Er3+ emission intensity may vary significantly with small shifts in the wavelength (~0.1 nm) of the excitation source.
Advances in 3D silicon-based lithium-ion microbatteries
Authors: Refino Andam Deatama , Eldona Calvin , Hernandha Rahmandhika Firdauzha Hary , Adhitama Egy , Sumboja Afriyanti , Peiner Erwin , Wasisto Hutomo Suryo 
Published: February 2024

AbstractMiniaturization of modern microelectronics to accommodate the development of portable and smart devices requires independent energy storage that is compact, lightweight, reliable, and integrable on-chip. Three-dimensional lithium-ion microbatteries are considered as promising candidates to fill the role, owing to their high energy and power density. Combined with silicon as a high-capacity anode material, the performance of the microbatteries can be further enhanced. In this review, the latest developments in three-dimensional silicon-based lithium-ion microbatteries are discussed in terms of material compatibility, cell designs, fabrication methods, and performance in various applications. We highlight the relation between device architecture and performance as well as comparison between different fabrication technologies. Finally, we suggest possible future studies based on the current development status to provide a research direction towards further improved three-dimensional silicon-based lithium-ion microbatteries.
Small extracellular vesicles in follicular fluids for predicting reproductive outcomes in assisted reproductive technology
Authors: Muraoka Ayako , Yokoi Akira , Yoshida Kosuke , Kitagawa Masami , Asano-Inami Eri , Murakami Mayuko , Bayasula  , Miyake Natsuki , Nakanishi Natsuki , Nakamura Tomoko , Osuka Satoko , Iwase Akira , Kajiyama Hiroaki 
Published: February 2024

Abstract
Background
Assisted reproductive technology accounts for an increasing proportion of infertility treatments, and assessments to predict clinical pregnancy outcomes are desired. Extracellular vesicles exist in follicular fluid, and small non coding RNAs in extracellular vesicles underline the possibility of reflecting pregnancy potential.

Methods
Follicular fluid samples are collected from 20 ovarian follicles of 15 infertile patients undergoing assisted reproductive technology. Extracellular vesicles are isolated by serial centrifugation and small RNA sequencing is performed to investigate the profiles of microRNAs and P-element-induced wimpy testis-interacting RNAs.

Results
Small extracellular vesicles with a size range of approximately 100 nm are successfully isolated, and the small non coding RNA profiles of pregnant samples (n = 8) are different from those of non-pregnant samples (n = 12). Fourteen dysregulated small non coding RNAs are selected to identify the independent candidates [mean read count >100, area under the curve >0.8]. Among them, we find that a specific combination of small non coding RNAs (miR-16-2-3p, miR-378a-3p, and miR-483-5p) can predict the pregnant samples more precisely using a receiver operating characteristics curves analysis (area under the curve: 0.96). Furthermore, even in the same patients, the three microRNAs are differentially expressed between pregnant and non-pregnant samples.

Conclusions
Our results demonstrate that small non coding RNAs derived from small extracellular vesicles in follicular fluid can be potential non-invasive biomarkers for predicting pregnancy, leading to their probable application in assisted reproductive technology. Further large-scale studies are required to validate the clinical usefulness of these small non coding RNAs.
Simulation of Multiple Source Vocalization in the Larynx: How True Folds, False Folds, and Aryepiglottic Folds May Interact
Authors: Titze Ingo R. 
Published: February 2024

Purpose:
This study was a modest beginning to determine dominance and entrainment between three soft tissues in the larynx that can be set into flow-induced oscillation and act as sound sources. The hypothesis was that they interact as coupled oscillators with observable bifurcations as energy is exchanged between them.

Methodology:
The true vocal folds, the ventricular (false) folds, and the aryepiglottic folds were part of a soft-walled airway that produced airflow for sound production. The methodology was computational, based on a simplified Navier–Stokes solution of convective and compressible airflow in a variable-geometry airway.

Results:
Three serially connected sources could all produce flow-induced self-oscillation with soft wall tissue and small cross-sectional area. When the glottal cross-sectional areas were similar, bifurcations such as subharmonics, delayed voice onset, and aphonia occurred in the coupled oscillations.

Conclusions:
Closely spaced sound sources in the larynx are highly interactive. They appear to entrain to the source that has the combined advantage of small cross-sectional glottal area and proximity to a downstream vocal tract that supports oscillation with acoustic inertance.
Nanoscale Ni/Mo/MoO3/Ni memristor for synaptic applications
Authors: Praveen Maryala , Nishad Atul Kumar , Nishad Vipul Kumar 
Published: February 2024

AbstractFor the first time, a physics‐based modelling of a nanoscale Ni/Mo/MoO3/Ni memristor is presented in this letter by inserting a ‘Mo:Capping layer’ between the top electrode (Ni) and the insulating layer (MoO3). The proposed memristor has stable hysteresis I–V characteristics as well as a significant reduction in ‘Forming voltage’ (VFORM) to 0.75 V. The simulated resistive switching responses using the COMSOL Multiphysics package demonstrate consistently low values of coefficient of variability (CV) with 14.31% and 14.85% for the SET and RESET modules, respectively, during cycle‐to‐cycle variations along with a low compliance current (ICC) of 193 µA. In addition to observing synaptic plasticity behaviour, it also examines how ramp‐rates impact ‘Potentiation’ and ‘Depression’ as memristor conductance (G) is closely related to synaptic weights.
Unicompartmental knee replacement combined with anterior cruciate ligament reconstruction provides comparable results to total knee replacement with no increased risk of complications
Authors: Legnani Claudio , Borgo Enrico , Macchi Vittorio , Terzaghi Clara , Ventura Alberto 
Published: February 2024

Introduction: There is controversy about the management of unicompartmental knee osteoarthritis (OA) in young, active patients with anterior cruciate ligament (ACL) insufficiency. This study compares the subjective, radiological, and functional results of total knee replacement (TKR) vs. combined medial unicompartmental knee replacement (UKR) with ACL reconstruction. Method: Twelve patients suffering from medial OA and ACL deficiency with varus knee deformity and/or tibial slope <10° and absence of patellofemoral-related problems were eligible for combined UKR and ACL reconstruction (Group A). Twenty-six patients matched for age, male/female ratio and body mass index who received TKR in the same time frame were included as a control group (Group B). Oxford Knee Score (OKS), WOMAC index of osteoarthritis, Knee Osteoarthritis Outcome Score (KOOS), and routine X-rays were used for assessment. Results: Ten years after surgery, the mean overall KOOS score, OKS, WOMAC index increased from preoperatively, showing a statistically significant difference (p < 0.001). In terms of KOOS, OKS, or WOMAC scores at the most recent follow-up, there was no discernible difference between the groups (p = n.s.). Three years following surgery, one female patient in group A received revision TKR due to the lateral compartment’s osteoarthritis developing and the patient’s pain persisting. Concerning radiographic assessment, at the most recent follow-up (average 7.9 years in group A and 8.8 years in group B), there were no radiographic indications of implant loosening or proof of pathologic radiolucent lines. Conclusions: UKR combined with ACL restoration offers clinical and radiographic outcomes comparable to TKR 10 years following surgery with no elevated risk of complications.
Vorhofflimmern im Alter – die geriatrische Perspektive
Authors: Gosch Markus 
Published: February 2024

Was ist neu?
Was macht geriatrische Patienten besonders? Bei geriatrischen Patienten sind verschiedene Aspekte zu bedenken. Der überwiegende Teil der pharmakologischen Therapien fällt in den Bereich der Prävention, z.B. die Antikoagulation bei Vorhofflimmern. Dies bedeutet, dass wir ein bestehendes Risiko reduzieren wollen und dabei andere Risiken in Kauf nehmen. Bei alten und hochaltrigen Patienten stellt sich somit immer die Frage: Erlebt der Patient den klinischen Benefit der Therapie noch?
Frequenz- vs. Rhythmuskontrolle Als Folge der positiven Daten zur Ablation hat sich der Fokus auf die Rhythmuskontrolle gelegt. Mittel der Wahl ist die Pulmonalvenen-Isolation. Auch ältere Patienten können von einer Ablation profitieren.
Vorhofflimmern und orale Antikoagulation Die orale Antikoagulation bleibt essenzieller Bestandteil der pharmakologischen Therapie bei Vorhofflimmern. Die Behandlung geriatrischer Patienten erfordert einen individuellen Behandlungsansatz, welcher auf den aktuellen Leitlinien und ergänzenden Hilfsmitteln basieren sollte. Die Beurteilung der Funktionalität sollte in der Therapie und der Therapiezielplanung Berücksichtigung finden.
Vorhofflimmern und kognitive Beeinträchtigung Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen Vorhofflimmern und Kognition gibt es schon länger. In einer großen prospektiven Studie mit einem langen Beobachtungszeitraum konnte in der Gruppe der Personen mit Vorhofflimmern eine Zunahme der Demenz an sich, sowie auch der Subgruppen (Mild Cognitive Impairment, Mb. Alzheimer, vaskuläre Demenz) gezeigt werden.
Venöse Thromboembolie – was ist neu in der aktualisierten AWMF-Leitlinie?
Authors: Linnemann Birgit , Mühlberg Katja Sibylle , Klamroth Robert 
Published: February 2024

Was ist neu?
Diagnostik Bei Verdacht auf tiefe Beinvenenthrombose ist die venöse Duplexsonografie Methode der 1. Wahl. Bei nicht zeitnah verfügbarem qualifiziertem Ultraschall können bei niedriger klinischer Wahrscheinlichkeit D-Dimere und limitierte Point-of-Care-Ultraschallprotokolle zur primären Entscheidungsfindung beitragen. Bei Verdacht auf eine Lungenembolie sollte eine D-Dimer-Testung dagegen nur bei niedriger bzw. mittlerer klinischer Wahrscheinlichkeit erfolgen, da bei normwertigen D-Dimeren eine Lungenembolie (LE) als ausgeschlossen gilt.
Antikoagulanzien-Therapie Ein DOAK-basiertes Therapieregime ist sowohl für die Therapie der akuten venösen Thromboembolie (VTE) als auch für die medikamentöse Sekundärprophylaxe gegenüber einer Therapie mit Vitamin-K-Antagonisten zu bevorzugen. Die Antikoagulation mit DOAK ist unproblematisch bis zu einem Körpergewicht (KG) von 120kg bzw. einem Body-Mass-Index (BMI) von 40kg/m². Für Apixaban und Rivaroxaban werden keine Gewichtsbeschränkungen mehr empfohlen, allerdings ist die Bestimmung der DOAK-Tal- und Spitzenspiegel bei Menschen mit extremer Adipositas und Patienten nach bariatrischer Chirurgie empfehlenswert.
Assoziationen mit anderen Erkrankungen Bei tumorassoziierter VTE sind die direkten Faktor-Xa-Inhibitoren in vielen Fällen eine gute und sichere Alternative zu NMH (niedermolekularem Heparin); die Therapieadhärenz zu einer oralen Therapie ist zudem höher.
Nachsorge und Evaluation Eine aussagekräftige Erstdokumentation und eine strukturierte Nachsorge nach TBVT (tiefer Beinvenenthrombose) und Lungenembolie (LE) sind wichtig, um am Ende der Therapiephase eine individualisierte Nutzen-Risiko-Abwägung hinsichtlich einer fortgeführten medikamentösen Sekundärprophylaxe treffen zu können, und die Patienten auf das Vorliegen von Folgeschäden – wie das postthrombotische Syndrom (PTS) und eine chronische thromboembolische pulmonale Hypertonie (CTEPH) – zu screenen.
Der verzweifelte Angehörige – Hinweise für eine gelingende Interaktion
Authors: Neitzke Gerald 
Published: February 2024

Was ist neu?
Klinisches Setting Angehörige können bei langen Krankheitsverläufen eine Situation ähnlich einer posttraumatischen Belastungsstörung (PTBS) durchleben: Diese Form wird als „post-intensive care syndrome-family“ beschrieben und untersucht. Einer PTBS von Angehörigen vorzubeugen, fördert das Patientenwohl, da sie die Patienten besser unterstützen können.
Kommunikation In der Kommunikation mit verzweifelten An- und Zugehörigen soll neben der Vermittlung von Informationen auch beruhigt und emotional unterstützt werden. Eine gute Kommunikation hilft, eine tragfähige Beziehung aufzubauen und ggf. rechtzeitig auf mögliche Entscheidungsszenarien hinzuweisen.
Angehörige als Entscheider Agieren die An- und Zugehörigen als juristischer Stellvertreter für den Patienten, ist das ärztliche Team auf eine Entscheidung durch den Angehörigen angewiesen. Die Kommunikation verfolgt dann auch das Ziel, den Angehörigen in die Lage zu versetzen, eine Behandlungsentscheidung im Sinne des Patienten zu treffen.
Angehörigenzentrierte Versorgung Angehörige von stationär versorgten Patient*innen müssen eine Reihe unterschiedlicher (sozialer) Rollen erfüllen: Als Entscheider, Co-Therapeut, als Kümmerer, als (Mit-)Betroffener. Die Erwartungen an diese Rollen können erheblich divergieren. In jeder einzelnen Rolle bedarf der oder die Angehörige einer Unterstützung durch das Stationsteam.
Tumorprädisposition in der Endokrinologie – von MEN bis FIPA
Authors: Jegodzinski Lina , Gebauer Judith 
Published: February 2024

Was ist neu?
Endokrinologische Tumorprädispositionen Die Kenntnis über eine genetische Tumorprädisposition hat einen wesentlichen Einfluss auf die Behandlung sowie die Früherkennung und Prävention bei Patient*innen mit endokrinen Tumoren. Die im Rahmen einer familiären Prädisposition entstehenden Tumore manifestieren sich oft früh und betreffen häufig mehrere endokrine Organe. Im folgenden Artikel werden die innerhalb der Tumorsyndrome häufig vorkommenden Krankheitsbilder wie die MEN-Syndrome (Multiple Endokrine Neoplasien) sowie seltenere Manifestationen wie das familiäre isolierte Hypophysenadenom (FIPA) anhand ihrer jeweiligen Indikator-Erkrankungen vorgestellt.
Wie künstliche Intelligenz medizinische Expertise bedroht - Die Digitale Fallgrube
Authors: Golder Werner 
Published: February 2024

Modell: Bildgebende DiagnostikEs war und ist nicht anders zu erwarten: Die Reaktionen auf die Einführung
von Instrumenten der Künstlichen Intelligenz in die diagnostische Radiologie
sind gespalten. Die computerassistierte Diagnostik leistet zwar seit langem gute
Dienste; ihre Praxistauglichkeit ist zu keinem Zeitpunkt ernsthaft in Frage gestellt
worden. Die Module der KI aber werden nicht mehr nur Adjutanten des Radiologen,
sondern veritable Konkurrenten sein. Dennoch ist die Bereitschaft zur Kooperation
mit für einen derart fundamentalen Wandel der Interpretationstechnik
verblüffend hoher Geschwindigkeit gewachsen. Viele Radiologen
erklären sich bereit, die Programme der KI als zusätzliches Element
der digitalen Instrumentierung radiologischer Auswertestationen in den Rang eines
autorisierten Partners zu erheben. Man darf sich aber nicht dazu verleiten lassen,
die Programme der Souffleure ohne ausreichende Vorbereitung zu installieren und
womöglich bereits nach flüchtiger Lektüre der
Gebrauchsanleitung mit der praktischen Anwendung zu beginnen.
Geschlechtsspezifische operative Therapie in der Orthopädie und Unfallchirurgie
Authors: Gaulke Ralph 
Published: February 2024

ZUSAMMENFASSUNGDas Bindegewebe von Frauen und Männern unterscheidet sich signifikant in seiner Festigkeit. Dies bedingt, dass Frauen, trotz ihres geringeren Körpergewichts, häufiger zu Instabilitäten der Gelenke neigen. Aus diesem Grund ist nach weichteiligen Eingriffen häufiger mit einem Rezidiv der Fehlstellung zu rechnen. Auf der anderen Seite ist die Restbeweglichkeit nach einer Teilversteifung, insbesondere am Handgelenk, bei Frauen besser. Bei Eingriffen am Fuß sollte der Stabilität höchste Aufmerksamkeit gewidmet werden, um einem Rezidiv vorzubeugen. Trotz der geschlechtsspezifischen Unterschiede zwischen Frauen und Männern weisen die Phänotypen innerhalb der Geschlechter eine hohe Varianz auf. So gibt es sowohl Männer mit hoch instabilen Gelenken als auch Frauen mit sehr stabilen Gelenken. Das Geschlecht kann also immer nur einen Anhaltspunkt für die korrekte Therapie geben. Entscheidend sind die gründliche körperliche Untersuchung und die sich daraus ergebende individuelle, den Weichteilen und dem Knochen angepasste Therapie, um den gewünschten Erfolg zu erzielen.