Two-dimensional (2D) nanoscale confinement effects on poly(ε-caprolactone) (PCL) crystallization were probed through crystallization studies of PCL-b-poly(tert-butyl acrylate) (PCL-b-PtBA) copolymers, PCL with bulky tri-tert-butyl ester endgroups (PCL triesters), PCL with triacid end groups (PCL triacids), and magnetic nanoparticles stabilized by PCL triacid (PCL MNPs) at the air/water (A/W) interface. Thermodynamic analyses of surface pressure-area per monomer (Π−A)) isotherms for the Langmuir films at the A/W interface showed that PCL-b-PtBA copolymers, PCL triheads and PCL MNPs all formed homogenous monolayers below the dynamic collapse pressure of PCL, Π_C ~11 mN•m⁻¹. For compression past the collapse point, the PCL monolayers underwent a phase transition to three-dimensional (3D) crystals and the nanoscale confinements impacted the PCL crystalline morphologies. Studies of PCL-b-PtBA copolymers revealed that the morphologies of the LB-films became smaller and transitioned to dendrites with defects, stripes and finally nano-scale cylindrical features as the block length of PtBA increased. For the case of PCL triester, irregularly shaped crystals formed at the A/W interface and this was attributed to the accumulation of bulky tert-butyl ester groups around the crystal growth fronts. In contrast, regular, nearly round-shaped lamellar crystals were obtained for PCL triacids. These morphological differences between PCL triacids and PCL triesters were molar mass dependent and attributed to differences in dipole density and the submersion of carboxylic acid groups in the subphase. Nonetheless, enhanced uniformity for PCL triacid crystals was not retained once the polymers were tethered to the spherical surface of a PCL MNP. Instead, the PCL MNPs exhibited small irregularly shaped crystals. This nano-scale confinement effect on the surface morphology at the A/W interface was also molar mass dependent. For the small molar mass PCL MNPs, two layers of collapsed nanoparticles were observed. In a later chapter, studies of polyethylene glycol (PEG) surfactant adsorption onto phospholipid bilayers through quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCM-D) measurements revealed a strong dependence of the adsorption and desorption kinetics on hydrophobic tail group structure. PEG surfactants with a single linear alkyl tail inserted and saturated the bilayer surface quickly and the surfactants had relatively fast desorption rates. In contrast, PEG lipids, including dioleoyl PEG lipids and cholesterol PEGs, demonstrated slower adsorption and desorption kinetics. The interactions of Pluronics and Nonoxynol surfactants with phospholipid bilayers were also studied. Pluronics showed no apparent affinity for the phospholipid bilayer, while the Nonoxynol surfactants damaged the lipid bilayers as PEG chain length decreased. / Ph. D.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:13:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda Malaquias Barbosa.pdf: 3020021 bytes, checksum: d88917643a806ad362e493cbc6e1776b (MD5) Previous issue date: 2013-02-21 / Manidipine is a third-generation calcium channel blocking effective in the treatment of hypertension, which its use has been related to further metabolic effects of potential clinical interest. However, its high lipophilicity results in undesirable physicochemical and biopharmaceutical properties. Thus, a pharmaceutical improvement is necessary to achieve a remarkable advance in its absorption and bioavailability. In that sense, the aim of this paper was to microencapsulate the manidipine in order to avoid its spontaneous compartmentalization in adipocytes and make its intestinal transit longer, with appropriate release rates and duration to generate the desired antihypertensive effect. Poly(ε-caprolactone) (PCL) and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) microparticles containing manidipine were successfully prepared by simple emulsion/solvent evaporation method. Considering the lack of validated methods for drug quantification in these microparticles, an analytical method by high efficiency liquid chromatography with spectrometric detection in the ultraviolet region was previously developed and validated. This method proved to be selective, linear (r = 0.9992), precise (RSD < 2.08 %) and accurate (recovery capacity between 95.02 and 100.41%) in the range from 10 to 50 μg.mL-1. The chromatography was robust when underwent slight variations in the mobile phase composition and column temperature. All four formulations showed loading efficiency rates greater than 80% and average particle sizes less than 8 μm. Microparticulate systems showed a spherical shape with smooth and porous surface for PCL and PHBV formulations, respectively. According to Fourier-transformed infrared analysis, initial components were not chemically modified during microencapsulation process, whereas X-ray diffraction patterns and differential scanning calorimetry analysis demonstrated that this process led to drug amorphization. In vitro dissolution profile showed that all microparticles prepared were able to sustain manidipine release, especially which one prepared from PCL, that contained 5% of the drug loaded (PCL-M5). Animal studies demonstrated that PCL-M5 formulation was able to hold the mean arterial pressure variation after phenylephrine administration up to 24 hours. These data demonstrate the sustained antihypertensive effect of the proposed microparticles. Results provided an experimental basis for using PCL-M5 formulation as an oral manidipine carrier. / A manidipina é um bloqueador de canal de cálcio de terceira geração, eficaz no tratamento da hipertensão arterial. Seu uso está relacionado a efeitos metabólicos adicionais de potencial interesse clínico. Entretanto, sua extrema lipofilicidade resulta em propriedades físico-químicas e farmacocinéticas indesejáveis. Assim, torna-se necessário um aprimoramento farmacotécnico para alcançar um avanço expressivo na absorção e na biodisponibilidade desse fármaco. Com esse propósito, o objetivo deste trabalho foi microencapsular a manidipina a fim de evitar sua compartimentalização espontânea nos adipócitos e prolongar seu tempo de trânsito intestinal, com taxas de liberação e duração adequadas para gerar o efeito anti-hipertensivo desejado. Micropartículas de poli(ε-caprolactona) (PCL) e poli(3-hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) contendo manidipina foram preparadas com êxito pelo método de emulsão simples/evaporação do solvente orgânico. Diante da ausência de métodos validados para quantificação do fármaco encapsulado nestas micropartículas, um método para o doseamento por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção espectrométrica na região do ultravioleta foi previamente desenvolvido e validado. Esse método mostrou-se seletivo, linear (r = 0,9992), preciso (DPR < 2,08 %) e exato (capacidade de recuperação entre 95,02 e 100,41%) no intervalo de 10 a 50 μg.mL-1. Além disso, a cromatografia foi robusta quando submetida a pequenas variações na composição da fase móvel e temperatura da coluna. As quatro formulações apresentaram eficiências de encapsulação superiores a 80% e tamanhos médios de partícula inferiores a 8 μm. Os sistemas microparticulados apresentaram uma forma esférica com superfície lisa e porosa para as formulações de PCL e PHBV, respectivamente. De acordo com as análises por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier, os componentes iniciais não foram quimicamente alterados durante o processo de microencapsulação, ao passo que as análises de difratometria de raios-X e de calorimetria exploratória diferencial demonstraram que esse processo levou a amorfização do fármaco. Os perfis de dissolução in vitro confirmaram a capacidade que as micropartículas apresentam de prolongar a liberação da manidipina, especialmente àquelas preparadas a partir da PCL, que continham 5% de fármaco encapsulado (PCL-M5). Os estudos em animais mostraram que a formulação PCL-M5 foi capaz de minimizar a variação da pressão arterial média, frente à administração de fenilefrina, por até 24 horas. Este dado confirma o efeito anti-hipertensivo prolongado da micropartícula proposta. Os resultados forneceram um embasamento experimental que viabiliza o uso da formulação PCL-M5 como um carreador oral da manidipina.

L'objectif de ce travail de thèse consistait à développer d'une technologie de mise en forme de poudres d'aciers faiblement alliés nitrurées afin d'introduire le nitrure ε-Fe2-3N dans la masse de la pièce mécanique.Pour atteindre cet objectif, deux voies ont été étudiées :- réaliser des pièces frittées à partir de poudre d'acier nitrurée ou nitrurée-enrobée (contenant une teneur importante en nitrure ε),- nitrurer et densifier une poudre d'acier pendant l'étape de frittage.La nitruration d'une poudre d'acier 4140 lors du frittage en CIC s'est avérée insuffisante vis-à-vis des teneurs en nitrure ε nécessaires pour l'application industrielle.L'étude de la stabilité, en CIC, de la poudre d'acier 4140 nitrurée a démontré la conservation des nitrures γ' et ε en grande proportion jusqu'à des températures de 650°C, quel que soit la nature du cycle de CIC appliqué. L'étude de la stabilité, à 600°C, de poudres d'acier nitrurées placées en capsules scellées a montré une légère dénitruration de ces poudres pendant le traitement.Des essais de densification de ces poudres d'acier nitrurées ont ensuite été réalisés par frittage SPS puis CIC. Afin de densifier les particules d'acier nitrurées, nous avons choisi d'utiliser un liant. Les essais de frittage SPS ont permis de mettre en évidence les paramètres expérimentaux les plus pertinents pour l'obtention d'un matériau dense et comportant le nitrure ε, et de proposer des préconisations sur les compositions acier-liant. Ces compositions ont été testées en CIC avec succès. Deux d'entre elles ont ainsi permis l'obtention de matériaux denses aux propriétés tribologiques et mécaniques satisfaisantes pour l'application industrielle. / The aim of this Ph.D thesis was to develop a technology to shape nitrided low-alloyed steels powders to introduce the ε-Fe2-3N nitride in the volume of the mechanical component.To achieve this goal, two approaches were considered:- the sintering of coated nitrided steel powder or nitrided steel powder (containing a high content of ε nitride),- the simultaneous densification and nitriding of low-alloy steel powder during the sintering step.Nitriding 4140 steel powder during hot isostatic pressing (HIP) does not allow producing sufficient ε-phase content for industrial application.The stability study of nitrided 4140 steel powder during HIP shows that a huge proportion of nitrides (γ' and ε) is conserved at 650°C, regardless of the HIP cycle. The stability study, at 600°C, of nitrided steel powders placed in sealed evacuated glass tubes, shows a slight denitriding of these powders during the process.Thus, densification of these nitrided steel powders was made by spark plasma sintering (SPS) and HIP. To densify the nitrided steel particles, we have used a copper-phosphorous binder. From SPS experiments, we have deduced the most relevant experimental parameters to obtain a dense material containing ε-phase, and we have proposed recommendations on the composition of nitrided steel-binder mixture. The identified compositions were successfully sintered by HIP. Two of them allow obtaining dense materials with interesting tribological and mechanical properties for industrial application.

Ce travail a pour objectif principal la modification de la surface de nanoparticules de polymères par de nouveaux copolymères amphiphiles et biocompatibles, possédant différentes architectures. Les copolymères considérés dans cette étude sont composés d'une chaine hydrophile de poly(oxyde d'éthylène) (POE) et d'une chaîne hydrophobe à base de poly(ε-caprolactone) (PCL).<br />A partir d'un POE coiffé par une unité ε-caprolactone et par un groupement méthoxy à ses extrémités α et ω, respectivement, (γPOE.CL), des copolymères amphiphiles greffés, PCL-g-POE, et un copolymère ternaire possédant une architecture en étoile ont été synthétisés. Des copolymères diblocs, POE-b-PCL, ont également été préparés. <br />Les copolymères diblocs et greffés de POE et PCL, tensioactifs, ont été utilisés pour stabiliser et modifier la surface de nanoparticles polymères (NP), vecteurs potentiels pour la délivrance de principes actifs. L'effet des propriétés des copolymères (architecture, composition et quantité) sur la formation et la structure des nanoparticules, a été examiné. De plus, l'activation du complément, c.-à.-d. la furtivité des nanoparticules, en fonction de la composition et de l'architecture du copolymère utilisé a été étudiée.<br />Un autre défi relevé dans ce travail est la fonctionnalisation de la surface de nanoparticules pas des motifs mannose afin de cibler des cellules dendritiques. A cet effet, des dérivés du mannose ont été fixés de manière covalente à l'extrémité de la poly(ε-caprolactone) et de copolymères diblocs POE-b-PCL. Ces derniers ont été utilisés avec succès pour modifier la surface de nanoparticules de polylactide.

L'objectif de ce travail de thèse était la synthèse d'un nouveau matériau polyuréthane biorsourcé composé par du caoutchouc naturel modifié chimiquement et par du poly(ε-caprolactone), (PCL), en présence ou absence d'isocyanates. Des oligoisoprènes téléchéliques hydroxylés (HTNR) ont été obtenus après époxidation du caoutchouc naturel et réduction des oligomères carbonyles. Plusieurs paramètres ont été étudiés comme la nature et la quantité relative de diisocyanate, le rapport molaire entre diisocyanate et diol (NCO:OH), l'influence de la masse molaire des diols HTNR et PCL, le pourcentage de 1,4-butane diol (BDO, extenseur de chaîne), et le rapport molaire entre les diols HTNR:PCL. Trois types de diisocyanate ont été employés : isophorone diisocyanate (IPDI), toluène-2,4-diisocyanate (TDI) et hexaméthylène diisocyanate (HDI). Masses molaires différentes ont été utilisées pour les diols HTNR et PCL: 1700, 2800 et 2900 g/mol pour HTNR et 530 et 2000 g/mol pour PCL. Le rapport molaire entre NCO:OH était entre 0,75:1,00 - 2,85:1,00. Les PU ont été préparés par la méthode " one shot " et les structures chimiques des HTNR et PU ont été identifiées par 1H-NMR et FTIR. La résistance à la traction et à la rupture ont été étudiées. La caractérisation a été conduite par DSC, DMTA, ATG et spectroscopie Raman. Une étude préliminaire a montré que la masse molaire du PU augmentait avec le rapport NCO:OH et le temps de réaction, et que le chloroforme n'était pas un bon solvant pour obtenir des films. Le tetrahydrofurane était le solvant le plus approprié et il a été utilisé par la suite pour toutes les polymérisations. Le rapport NCO:OH = 1,25:1,00 s'est révélé optimal pour obtenir des films. L'analyse FTIR a permis de vérifier la présence de liaisons uréthane, de points de réticulation et de branchements. Le polyuréthane a montré des propriétés mécaniques excellentes dépendantes de la composition chimique. Si on exclue l'utilisation de PCL2000 et de HDI, le comportement à la traction était caractéristique des élastomères. Les PU étaient amorphes sauf lorsque le HDI a été employé. Duos ce cos été obtenais un PU semi cristallin. Cette cristallinité augmente le module de Young, la résistance à la rupture, la dureté et la stabilité thermique du PU. Pour ce PU ont observé une séparation de phase entre les segments du PCL et du HTNR. Les chaînes plus longues et plus flexibles du HTNR et leur non polarité sont responsables de la diminution des propriétés mécaniques et des températures de transition. Le materiae pane d'un comportement élastomère a un comportement plastique pour un rapport NCO:OH élevé (2,85 :1,00). Le dégréé de réticulation élevé a été retenu comme la cause pour laquelle il n'y avait pas de séparation de phase entre les segments souples et durs. La liaison hydrogène entre le diol PCL et le segment hard a généré des Tg élevées. Les spectres Raman ont montré la formation de la liaison uréthane du PU contenant différents diisocyanates. La synthèse de PU sans diisocyanate a été obtenue grâce à une réaction de polyaddition entre des carbonates cycliques téléchéliques dérivés du PCL et du caoutchouc naturel, et la 1,4-butylène diamine. Les structures contenant des carbonates cycliques ont été obtenues grâce à la modification des groupes OH sur le HTNR et le PCL à groupes carboxyle, utilisant l'anhydride succinique, et a la réaction successive avec le glycérol carbonate.

Σκοπός: Πρόσφατα δεδομένα, υποδεικνύουν ότι διαταραχή της ισορροπίας του λιπιδικού μεταβολισμού επηρεάζει τη λειτουργία των κυττάρων του οστού, με αποτέλεσμα την ανάπτυξη εκφυλιστικών και μεταβολικών νόσων, όπως η οστεοπόρωση. Στην παρούσα εργασία, μελετήσαμε τον ρόλου της απολιποπρωτεΐνης Ε (apoE), βασικού συστατικού του συστήματος μεταβολισμού των χυλομικρών και της VLDL (Very Low-Density Lipoprotein), στη ρύθμιση της οστικής ανακατασκευής και στην παθογένεια της οστεοπόρωσης, σε πειραματικά μοντέλα ποντικιών που έλαβαν δίαιτα πλούσια σε λιπαρά. Υλικά και μέθοδοι: Για τον λόγο αυτό, χρησιμοποιήσαμε μοντέλα ποντικών με έλλειψη του γονιδίου της apoE (apoE-/-) και αγρίου τύπου (C57BL/6) (ομάδα ελέγχου) που τους χορηγήθηκε για 24 εβδομάδες δίαιτα δυτικού τύπου (WTD) πλούσια σε λιπαρά (10 ζώα/ομάδα). Επιλέχθηκε η δίαιτα δυτικού τύπου διότι προσομοιάζει τις διατροφικές συνήθειες του σύγχρονου δυτικού κόσμου. Κάθε 6 εβδομάδες γινόταν μέτρηση σωματικού βάρους. Δύο και επτά ημέρες προ της ευθανασίας πραγματοποιήθηκε ενδοπεριτοναϊκή ένεση καλσεΐνης. Την 24η εβδομάδα τα ζώα θυσιάστηκαν, απομονώθηκαν χειρουργικά το μηριαίο οστό και οι οσφυϊκοί σπόνδυλοι και έγιναν ιστολογικές και ιστομορφομετρικές αναλύσεις. Με τη χρήση microCT scanner (στατική ιστομορφομετρία) εκτιμήθηκε η ποιότητα και η ποσότητα του σπογγώδους και του φλοιώδους οστού. Με τη χρώση TRAP και την εναπόθεση καλσεΐνης (δυναμική ιστομορφομετρία) ελέγχθηκε η οστική αποδόμηση και ο ρυθμός σύνθεσης νεοσχηματιζόμενου οστού, αντίστοιχα. Με τη χρήση φασματοσκοπίας Raman, αξιολογήθηκε η κατάσταση του δικτύου κολλαγόνου των μηριαίων οστών. Επιπλέον, μεσεγχυματικά κύτταρα του μυελού των οστών (BMMSC) απομονώθηκαν από το μηριαίο οστό των πειραματόζωων και καλλιεργήθηκαν με σκοπό την εκτίμηση των επιπέδων έκφρασης, τόσο σε επίπεδο πρωτεΐνης όσο και σε επίπεδο mRNA, μορίων που εμπλέκονται στην οστεοβλαστική λειτουργία [(Runx2, Osterix (Osx), Κολλαγόνο I τύπου 1a (Col1a1)], στην οστεοκλαστική λειτουργία [osteprotegerin (OPG), RANK-Ligand (RANKL), λόγος OPG/RANKL, RANK, TRAP, cathepsin Κ] καθώς και στην λιπογένεση [Peroxisome-Proliferator-Activated receptor γ (PPARγ)]. Για την εκτίμηση των επιπέδων έκφρασης των πρωτεϊνών, χρησιμοποιήσαμε τις μοριακές τεχνικές Western Blot και κυτταρομετρία ροής ενώ για την αξιολόγηση των επιπέδων έκφρασης του mRNA χρησιμοποιήσαμε τη RT-PCR. Αποτελέσματα: 1) Τα apoE-/- πειραματόζωα που έλαβαν WTD δεν ανέπτυξαν παχυσαρκία σε αντίθεση με τα C57BL/6 WTD. 2) Στον μυελό των οστών των apoE-/- WTD ποντικιών παρατηρήθηκε πλήρης απουσία λιποκυττάρων, σε αντίθεση με τα C57BL/6 WTD ζώα των οποίων ο μυελός των οστών ήταν πλούσιος σε λιποκύτταρα. 3) Ο αριθμός των οστεοκλαστών ήταν σημαντικά αυξημένος, ενώ των οστεοβλαστών σημαντικά ελαττωμένος στα apoE-/- WTD πειραματόζωα σε σύγκριση με τα C57BL/6 WTD. 4) Η στατική και η δυναμική ιστομορφομετρία έδειξαν ότι τα apoE-/- ποντίκια, σε δίαιτα δυτικού τύπου, εμφάνισαν σημαντική ελάττωση της οστικής τους μάζας. 5) Το δίκτυο του κολλαγόνου στα apoE-/- WTD ποντίκια εμφανίστηκε σημαντικά πιο σκληρό, πιο άκαμπτο και κατά συνέπεια λιγότερο ελαστικό συγκρινόμενο με αυτό των C57BL/6 WTD. 6) Τα apoE-/- WTD ποντίκια, εμφάνισαν σημαντικά μειωμένα επίπεδα έκφρασης του ρυθμιστή της οστεοβλαστογένεσης Runx2, τόσο σε επίπεδο πρωτεΐνης όσο και σε επίπεδο mRNA, συγκρινόμενα με τα C57BL/6 WTD ζώα. 7) Τα επίπεδα έκφρασης των ρυθμιστών της οστικής ανακατασκευής RANK και RANKL, ήταν σημαντικά αυξημένα στα apoE-/- WTD ποντίκια σε σχέση με τα C57BL/6 WTD ποντίκια. Αντίθετα, τα επίπεδα έκφρασης του γονιδίου της OPG καθώς και η αναλογία OPG/RANKL, ήταν σημαντικά μειωμένα στα apoE-/- WTD ποντίκια. Δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στην έκφραση των οστεοκλαστικών ρυθμιστών cathepsin K και TRAP μεταξύ των δύο υπό εξέταση ομάδων ζώων. 8) Ο ρυθμιστής της λιπογένεσης PPARγ, τόσο σε επίπεδο πρωτεΐνης όσο και σε επίπεδο mRNA, ήταν σημαντικά μειωμένος στα apoE-/- WTD ποντίκια σε σχέση με τα C57BL/6 WTD. Συμπεράσματα: 1) Η έλλειψη της apoE εμπλέκεται στην ελάττωση της οστικής μάζας σε ποντίκια υπό δίαιτα δυτικού τύπου 2) Η apoE φαίνεται ότι διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της λειτουργίας των οστεοβλαστών, ενώ δεν είναι σαφής ο ρόλος της στη λειτουργία των οστεοκλαστών 3) Η έλλειψη της apoE, προστατεύει από την παχυσαρκία αλλά και την εναπόθεση λιποκυττάρων στον μυελό των οστών, κατόπιν λήψεως δίαιτας πλούσιας σε λιπαρά. 4) Η apoE ρυθμίζει τη διαφοροποίηση των MSC’s σε ερχόμενο στάδιο, καθώς η έλλειψή της επηρεάζει τόσο την οστεοβλαστική όσο και τη λιποβλαστική διαφοροποίηση, μετά από κατανάλωση δίαιτας δυτικού τύπου, πλούσιας σε λιπαρά. / Introduction: Recent data suggest that lipid metabolism imbalances affect bone cell function and therefore may result in the development of metabolic diseases such as osteoporosis. In the present study, we investigated the role of apoE, a plasma protein playing cardinal role in lipoprotein metabolism, in the regulation of osteoblasts, osteoclasts and lipoblasts and in the pathogenesis of osteoporosis. Material and Methods: We used apoE deficient (apoE-/-) and wild type (C57BL/6) mice (10 animals/ group). Mice were fed with standard western-type diet (WTD) for 24 weeks. Body weight measurements were obtained every 6 weeks. Two and seven days before euthanasia calcein was injected intraperitonealy for the determination of new bone formation rate. Following sacrifice, lumbar vertebrae and femora were removed and quantitative/qualitative study of the cortical and cancellous bone was performed using microCT scanner. In the tissue sections we perfomed histological (H&E) and histochemical (TRAP) analyses. Static and dynamic histomorphometry were employed for the determination of bone quality and bone cell function. Using Raman spectroscopy, the quality and biochemical composition of the collagen fibers of the examined femora were evaluated. Bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSC) were isolated from mice femora and then assessed for the expression of the osteoblastic (Runx2, OSX, Col1a1), osteoclastic (OPG, RANKL, OPG/RANKL, RANK, TRAP, cathepsin K) and lipoblastic (PPARγ) regulators using Western Blotting, Flow Cytometry and RT-PCR. Results: 1) apoE-/- mice under WTD did not develop obesity and their BM was devoid of adipocytes, in contrast to the control mice. 2) Osteoclast number was significantly increased, while bone synthesis was significantly reduced in apoE-/- compared to the C57BL/6 mice that consumed WTD. 3) Static and dynamic histomorphometry showed that apoE-/- mice had sugnificantly reduced bone mass and impared bone architecture. 4) The collagen network in apoE-/- WTD mice was significantly stiffer and more rigid compared to the C57BL/6 WTD mice. 5) BMMSCs from apoE-/- WTD mice displayed significantly reduced Runx2 expression at both protein and mRNA levels compared to the control group. 6) The expression levels of RANK and RANKL, were significantly elevated in apoE-/- WTD mice compared to C57BL/6 WTD mice. In contrast, the gene expression levels of OPG and the ratio OPG / RANKL, were statistically significantly reduced in apoE-/- WTD mice. No significant differences were observed in the expression of cathepsin K and TRAP genes between the two test groups of animals. 7) The expression of the major lipoblastic regulator PPARγ was significantly reduced in apoE-/- WTD compared to their WT counterparts. Conclusions: 1) Low levels of apoE result in reduced bone mass following WTD. 2) apoE is implicated in the regulation of osteoblast function; nevertheless, its role in osteoclast function warrants further investigation. 3) The absence of apoE prevents obesity and BM adipocity after the consumption of WT (high-fat) diet. 4) apoE deficiency, regulates MSC differentiation at early stages, since its absence affects both the osteoblastic and lipoblastic differentiation, after the consumption of high fat diet.

Sasol Limited experiences extremely high particulate fouling rates inside shell-and-tube heat exchangers that utilize process cooling water. The water and foulants are obtained from various natural and process sources and have irregular fluid properties. The fouling eventually obstructs flow on the shell side of the heat exchanger to such an extent that the tube bundles have to be replaced every nine months. Sasol requested that certain aspects of this issue be addressed. To better understand the problem, the effects of various tube and baffle configurations on the sedimentation rate in a shell-and-tube heat exchanger were numerically investigated. Single-segmental, double-segmental and disc-and-doughnut baffle configurations, in combination with square and rotated triangular tube configurations, were simulated by using the CFD software package, STAR-CCM+. In total, six configurations were investigated. The solution methodology was divided into two parts. Firstly, steady-state solutions of the six configurations were used to identify the best performing model in terms of large areas with high velocity flow. The results identified both single-segmental baffle configurations to have the best performance. Secondly, transient multiphase simulations were conducted to investigate the sedimentation characteristics of the two single-segmental baffle configurations. It was established that the current state of available technology cannot adequately solve the detailed simulations in a reasonable amount of time and results could only be obtained for a time period of a few seconds. By simulating the flow fields for various geometries in steady-state conditions, many of the observations and findings of literature were verified. The single-segmental baffle configurations have higher pressure drops than double-segmental and disc-and-doughnut configurations. In similar fashion, the rotated triangular tube configuration has a higher pressure drop than the square arrangement. The single-segmental configurations have on average higher flow velocities and reduced cross-flow mass flow fractions. It was concluded from this study that the single-segmental baffle with rotated triangular tube configuration had the best steady-state performance. Some results were extracted from the transient multiphase simulations. The transient multiphase flow simulation of the single-segmental baffle configurations showed larger concentrations of stagnant sediment for the rotated triangular tube configuration versus larger concentrations of suspended/flowing sediment in the square tube configuration. This result was offset by the observation that the downstream movement of sediment was quicker for the rotated triangular tube configuration. No definitive results could be obtained, but from the available results, it can be concluded that the configuration currently implemented at Sasol is best suited to handle sedimentation. This needs to be verified in future studies by using advanced computational resources and experimental results. / Thesis (MIng (Mechanical Engineering))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2013

Sasol Limited experiences extremely high particulate fouling rates inside shell-and-tube heat exchangers that utilize process cooling water. The water and foulants are obtained from various natural and process sources and have irregular fluid properties. The fouling eventually obstructs flow on the shell side of the heat exchanger to such an extent that the tube bundles have to be replaced every nine months. Sasol requested that certain aspects of this issue be addressed. To better understand the problem, the effects of various tube and baffle configurations on the sedimentation rate in a shell-and-tube heat exchanger were numerically investigated. Single-segmental, double-segmental and disc-and-doughnut baffle configurations, in combination with square and rotated triangular tube configurations, were simulated by using the CFD software package, STAR-CCM+. In total, six configurations were investigated. The solution methodology was divided into two parts. Firstly, steady-state solutions of the six configurations were used to identify the best performing model in terms of large areas with high velocity flow. The results identified both single-segmental baffle configurations to have the best performance. Secondly, transient multiphase simulations were conducted to investigate the sedimentation characteristics of the two single-segmental baffle configurations. It was established that the current state of available technology cannot adequately solve the detailed simulations in a reasonable amount of time and results could only be obtained for a time period of a few seconds. By simulating the flow fields for various geometries in steady-state conditions, many of the observations and findings of literature were verified. The single-segmental baffle configurations have higher pressure drops than double-segmental and disc-and-doughnut configurations. In similar fashion, the rotated triangular tube configuration has a higher pressure drop than the square arrangement. The single-segmental configurations have on average higher flow velocities and reduced cross-flow mass flow fractions. It was concluded from this study that the single-segmental baffle with rotated triangular tube configuration had the best steady-state performance. Some results were extracted from the transient multiphase simulations. The transient multiphase flow simulation of the single-segmental baffle configurations showed larger concentrations of stagnant sediment for the rotated triangular tube configuration versus larger concentrations of suspended/flowing sediment in the square tube configuration. This result was offset by the observation that the downstream movement of sediment was quicker for the rotated triangular tube configuration. No definitive results could be obtained, but from the available results, it can be concluded that the configuration currently implemented at Sasol is best suited to handle sedimentation. This needs to be verified in future studies by using advanced computational resources and experimental results. / Thesis (MIng (Mechanical Engineering))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2013

DNA polymerase epsilon (Pol ε) is a multi-subunit B-family DNA polymerase that is involved in leading strand DNA replication in eukaryotes. DNA Pol ε in yeast consists of four subunits, Pol2, Dpb2, Dpb3, and Dpb4. Pol2 is the catalytic subunit and Dpb2, Dpb3, and Dpb4 are the accessory subunits. Pol2 can be further divided into an N-terminal catalytic core (Pol2core) containing both the polymerase and exonuclease active sites and a C-terminus domain. We determined the X-ray crystal structure of Pol2core at 2.2 Å bound to DNA and with an incoming dATP. Pol ε has typical fingers, palm, thumb, exonuclease, and N-terminal domains in common with all other B-family DNA polymerases. However, we also identified a seemingly novel domain we named the P-domain that only appears to be present in Pol ε. This domain partially encircles the nascent duplex DNA as it leaves the active site and contributes to the high intrinsic processivity of Pol ε. To ask if the crystal structure of Pol2core can serve as a model for catalysis by Pol ε, we investigated how the C-terminus of Pol2 and the accessory subunits of Pol ε influence the enzymatic mechanism by which Pol ε builds new DNA efficiently and with high fidelity. Pre-steady state kinetics revealed that the exonuclease and polymerization rates were comparable between Pol2core and Pol ε. However, a global fit of the data over five nucleotide-incorporation events revealed that Pol ε is slightly more processive than Pol2 core. The largest differences were observed when measuring the time for loading the polymerase onto a 3' primer-terminus and the subsequent incorporation of one nucleotide. We found that Pol ε needed less than a second to incorporate the first nucleotide, but it took several seconds for Pol2core to incorporate similar amounts of the first nucleotide. B-family polymerases have evolved an extended β-hairpin loop that is important for switching the primer terminus between the polymerase and exonuclease active sites. The high-resolution structure of Pol2core revealed that Pol ε does not possess an extended β-hairpin loop. Here, we show that Pol ε can processively transfer a mismatched 3' primer-terminus between the polymerase and exonuclease active sites despite the absence of a β-hairpin loop. Additionally we have characterized a series of amino acid substitutions in Pol ε that lead to altered partitioning of the 3'primer-terminus between the two active sites. In a final set of experiments, we investigated the ability of Pol ε to displace the downstream double-stranded DNA while carrying out DNA synthesis. Pol ε displaced only one base pair when encountering double-stranded DNA after filling a gap or a nick. However, exonuclease deficient Pol ε carries out robust strand displacement synthesis and can reach the end of the templates tested here. Similarly, an abasic site or a ribonucleotide on the 5'-end of the downstream primer was efficiently displaced but still only by one nucleotide. However, a flap on the 5'-end of the blocking primer resembling a D-loop inhibited Pol ε before it could reach the double-stranded junction. Our results are in agreement with the possible involvement of Pol ε in short-patch base excision repair and ribonucleotide excision repair but not in D-loop extension or long-patch base excision repair.

Αν και από τα μέσα της δεκαετίας του 1980 στην χώρα μας, παρατηρήθηκε ένα αξιόλογο “κύμα” εξαγορών και συγχωνεύσεων τόσο από ξένες πολυεθνικές επιχειρήσεις, όσο και από εγχώριες εταιρίες, οι συνέπειες τους στην αποτελεσματικότητα των επιχειρήσεων στόχων κρίνεται ότι δεν έχουν διερευνηθεί επαρκώς. Αποτελεί γεγονός ότι οι περισσότερες έρευνες που έχουν γίνει μέχρι σήμερα για τις επιπτώσεις των εξαγορών εστιάζουν κυρίως στις αποδόσεις των αγοραστριών εταιρειών, ενώ μόνο μια μικρή μερίδα αυτών των ερευνών εξετάζει και τις επιπτώσεις στις επιχειρήσεις στόχους. Έτσι, η παρούσα εργασία φιλοδοξεί να συνδράμει στην κάλυψη αυτού του «κενού» στην βιβλιογραφία. Η εργασία χωρίζεται σε δύο μέρη, στο πρώτο μέρος γίνεται μια θεωρητική επισκόπηση του φαινομένου των Ε & Σ. Συγκεκριμένα στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι λόγοι που ωθούν τις επιχειρήσεις στην πραγματοποίηση εξαγορών και συγχωνεύσεων. Αναφέρονται οι κίνδυνοι που αντιμετωπίζονται στα διάφορα στάδια υλοποίησης της Ε ή Σ καθώς και οι λόγοι που, όπως θα δούμε παρακάτω, το μεγαλύτερο ποσοστό των Ε & Σ οδηγείται σε αποτυχία. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη παρουσίαση της ιστορίας των Ε & Σ στο διεθνές και αλλά και ελληνικό οικονομικό γίγνεσθαι. Αναλύεται το φαινόμενο των «κυμάτων» των Ε & Σ. Στην συνέχεια γίνεται αναφορά των επιπτώσεων της πρόσφατης χρηματοπιστωτικής κρίσης, του 2008, στην διεθνή αλλά και ελληνική αγορά των Ε & Σ. Το κεφάλαιο κλείνει με μια σύντομη παρουσίαση των μελλοντικών προοπτικών για Ε & Σ στην Ελλάδα. Στο τρίτο κεφάλαιο ασχολούμαστε με την αξιολόγηση της επιτυχίας των Ε & Σ. Γίνεται μια συζήτηση με βάση αποτελέσματα παλιότερων εμπειρικών ερευνών και αξιολογείται ο ρόλος των διευθυντικών στελεχών στο καθορισμό της επιτυχίας της εξαγοράς ή της συγχώνευσης. Στην συνέχεια παρουσιάζονται οι δύο σημαντικότερες μέθοδοι υπολογισμού των επιπτώσεων των Ε & Σ. Η πρώτη μέθοδος είναι αυτή των έκτακτων/μη κανονικών αποδόσεων (abnormal returns) που καλείται να μετρήσει τις χρηματοοικονομικές επιπτώσεις οι οποίες οφείλονται στην ανακοίνωση της επικείμενης Ε ή Σ. Υπολογίζει τις έκτακτες χρηματιστηριακές αποδόσεις των μετοχών των εμπλεκόμενων στην Ε ή Σ επιχειρήσεων για ένα βραχυχρόνιο διάστημα μετά την εξαγορά. Η δεύτερη, είναι η μέθοδος αξιολόγησης λειτουργικής απόδοσης βάσει λογιστικών στοιχείων (Αccounting based operational performance evaluation), επιχειρεί να υπολογίσει τις, πιο μακροπρόθεσμες, λειτουργικές επιπτώσεις των εξαγορών και συγχωνεύσεων. Βασίζεται στην άντληση και επεξεργασία στοιχείων από τις λογιστικές καταστάσεις των επιχειρήσεων, μετράει τα λειτουργικά αποτελέσματα (operational performance) χρησιμοποιώντας κάποιες μεταβλητές όπως αριθμοδείκτες, δείκτες τάσεις κλπ. Και για τις δύο μεθόδους γίνεται αναλυτική παρουσίαση του τρόπου χρησιμοποίησης τους, ενώ στην συνέχεια παρατίθενται αποτελέσματα παλαιότερων εμπειρικών ερευνών, τα οποία μας οδηγούν στην διεξαγωγή κάποιων χρήσιμων συμπερασμάτων. Το δεύτερο μέρος της εργασίας, αποτελεί μια εμπειρική έρευνα η οποία βασισμένη στην μέθοδο αξιολόγησης λειτουργικής απόδοσης, βάσει λογιστικών στοιχείων επιδιώκει να δώσει μια απάντηση στο ερώτημα εάν υπήρξαν συνέργιες στις ελληνικές εισηγμένες επιχειρήσεις, οι οποίες κατά την περίοδο 2002 – 2006 αποτέλεσαν στόχο εξαγοράς. Απώτερη επιδίωξη της έρευνας μας είναι να παρουσιάσει την σημασία των εξαγορών στη μεταβολή της αξίας των επιχειρήσεων στόχων. Για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα εξετάσαμε ένα δείγμα 19 ελληνικών εισηγμένων επιχειρήσεων οι οποίες αποτέλεσαν στόχο εξαγοράς από ελληνικές ή διεθνείς επιχειρήσεις την περίοδο 2002 – 2006. Η ανάλυση έγινε με στοιχεία που αντλήθηκαν από τις λογιστικές καταστάσεις αυτών των επιχειρήσεων (ισολογισμούς και καταστάσεις ταμειακών ροών). Η εργασία ολοκληρώνεται με την παράθεση των συμπερασμάτων που προέκυψαν έπειτα από την ανάλυση των αποτελεσμάτων της έρευνας. / -