In dieser Arbeit wird der Catastrophic Optical Damage (COD) zeitaufgelöst untersucht um die beteiligten physikalischen Mechanismen zu identifizieren. Der COD Prozess konnte zeitlich in drei Phasen unterteilt werden, die Alterung, der thermische Runaway (selbst verstärkende Rückkopplung) und das Sekundärschadenswachstum. Die erste Phase konnte durch eine neu eingeführte Art der beschleunigten Bauteilalterung auf den Nanosekunden-Bereich reduziert werden. Die Rolle des Laser-Lichtfelds als Energiequelle des COD-Prozesses wurde experimentell bestätigt. Die genutzten thermographischen Techniken erlaubten eine in-situ Verfolgung des Defektwachstums. Diese direkte Messung der Ausbreitung, die Modellierung des Wärmeflusses und eine kristallographische Materialanalyse zeigen, dass das Material, welches von der Defekt-Front passiert wurde, innerhalb von Nanosekunden zu substanziell tieferen Temperaturen zurückkehrt. Verschiedene experimentelle Ansätze bestätigen das Vorhandensein einer Temperatur im Bereich von 1200°C-1500°C an der Schadensfront während des gesamten Degradationsprozesses. Dabei hat sich gezeigt, dass selbst wenn keine Laseremission mehr vorliegt, die verstärkte spontane Emission ausreicht, um den fortschreitenden Degradationsprozessmit Energie zu versorgen. Für den Start des thermischen Runaway muss ein bestimmter Temperaturunterschied zwischen der späteren COD-Position und dem übrigen aktiven Lasermaterial erreicht werden. Die vorliegende Arbeit zeigt verschiedene Mechanismen auf, die zu einer solchen Situation führen können. Dabei spielen auch physikalische Eigenschaften der verwendeten Materialsysteme und Schichtstrukturen eine entscheidende Rolle. Ein neu im Rahmen dieser Arbeit entwickeltes Modell zur Beschreibung der räumlichen Schadensausbreitung nutzt diesen Umstand, um die Defektkinetik ex-post zu rekonstruieren. Dies ermöglicht das Aufzeigen von Schwachstellen im Bauelement. / The scope of this thesis is the time-resolved investigation of the catastrophic optical damage (COD) and the identification of the underlying physical mechanisms. The COD has been separated in three temporal phases: the aging, the thermal runaway (self-amplifying feedback mechanism), and the secondary defect growth. It was possible to reduce the first phase to a couple of nano-seconds by applying a new accelerated life test scheme. It was experimentally verified that the laser light is the primary energy source of COD. The applied thermographic technologies allowed an in-situ tracing of the defect growth. A fast thermo cycle during the passage of the defect front was confirmed by this direct measurement, a modeling of the heat flow, and a crystallographic material analysis. Different experimental setups indicate the presence of a temperature in the range of 1200°C-1500°C at the defect front, during the entire COD-degradation. Even if no lasing action is present anymore, the amplified spontaneous emission is sufficient to provide enough energy for further defect growth. In order to initiate the thermal runaway, a specific temperature difference is necessary between the COD-starting location and the remaining active laser material. This thesis provides an analysis of the mechanisms leading to such a situation. This kind of analysis was used to develop a new model of the geometrical defect growth. The ability to re-construct the defect dynamics based on ex-post analysis of the defect pattern allows for the identification of bottlenecks in the investigated device design leading to COD.

Endothelin-1 (ET-1) ist ein gefä?aktives Peptid, welches zusätzlich verschiedenste nicht kardiovaskuläre physiologische und pathophysiologische Effekte besitzt. So wurde z.B. beschrieben, dass ET-1 in der Brustdrüse während der Schwangerschaft und Stillzeit exprimiert wird. Zusätzlich zu den bekannten Nährstoffen und Wachstumsfaktoren konnte auch ET-1 in der Muttermilch nachgewiesen werden, was auf eine physiologische Rolle von ET-1 für die Laktation und den säugenden Nachwuchs hinweist. In der vorliegenden Arbeit sollte die Funktion von ET-1 in der Brustdrüsenentwicklung mit Hilfe von ET-1 transgenen Mäusen aufgeklärt werden. Die eingesetzten transgenen Tiere überexprimieren humanes ET-1 mit den entsprechenden 5''- und 3'' regulatorischen Sequenzen. Mit Hilfe dieser Strategie sollen die ET-1 spezifischen Funktionen während der Brustdrüsenentwicklung untersucht werden. Transgenes ET-1 wurde während der Tragzeit und Stillzeit in der Brustdrüse detektiert. Die Ergebnisse zeigten, dass säugende Neugeborene der ET-1 transgenen Mäuse eine geringere Gewichtszunahme und eine erhöhte Mortalität aufwiesen, welches auf einen Laktationsdefekt hinweist. Die histologische Untersuchung der Brustdrüse während der Tragzeit ergab eine reduzierte Milchkanalausbildung, kollabierte und nicht expandierende Alveoli, vermehrte Adipozytenausbildung und fortbestehende zytoplasmatische Lipidtropfen (CLDs). Zusätzlich war die Expression des Milchproteins WAP reprimiert. Interessanterweise wurde diese Repression nicht durch STAT5, einem beschriebenem Regulator der Milchproteinexpression und Alveolarexpansion, vermittelt, da dessen Aktivität unverändert war. Als Konsequenz dieses Laktationsdefekts konnte eine verfrühte Rückbildung der Brustdrüse festgestellt werden. Diese ging mit einer erhöhten Expression von STAT3 einher. Interessanterweise wies der bekannte Aktivator von STAT3, LIF, ebenfalls eine gesteigerte Aktivität auf, sowohl während der Tragzeit als auch während der Laktation. Zusätzlich zu den beschriebenen Defekten bei der Milchabgabe zeigten histologische Untersuchungen der Brustdrüse eine Laktationshyperplasie während der mittleren Laktationsphase. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass ET-1 Rezeptoren, neben den klassischen Signalwegen dieser G Protein-gekoppelte Rezeptoren, auch mit Tyosinkinaserezeptoren wie z. B. dem EGFR interagieren können. Brustdrüsen von ET-1 transgenen Tieren zeigten eine erhöhte Aktivität sowohl von EGFR als auch von ERK1/2, welches im Zusammenhang mit dem hyperplastischen Phänotyp stehen könnte. Die mögliche tumorfördernde Wirkung von ET-1 wird ferner durch die erhöhte Expression von Amphiregulin, einem EGFR-Liganden, während der Tragzeit und der Laktation verstärkt. Zusammenfassend konnte festgestellt werden, dass ET-1 sowohl die Milchsekretion als auch den Milcheinschuss negativ beeinflusst, so dass eine ausreichende Versorgung säugender Jungtiere in der 1. Hälfte der Laktationsperiode nicht mehr gewährleistet ist. Zusätzlich verursachte ET-1 eine Laktationshyperplasie, welche auf die Induktion der EGFR-Achse zurückzuführen ist. Zusammenfassend kann somit festgestellt werden, dass die Ergebnisse auf eine wichtige Rolle von ET-1 in der Brüstphysiologie des Säugers hinweisen. / Endothelin-1 (ET-1) is a potent vasoactive peptide having wide physiological effects on vascular homeostasis and on a variety of pathophysiological processes unrelated to cardiovascular system. It has been noted that ET-1 is expressed in mammary glands during pregnancy and lactation periods. Furthermore, ET-1 is secreted into milk, suggesting additional physiological roles in the lactating mother and in the suckling neonate. Hence, the present study was proposed to elucidate the possible functional roles of ET-1 in mammary gland development employing ET-1 transgenic mice. ET-1 transgenic mice had been generated by using a human genomic ET-1 construct containing 5´ and 3´ regulatory sequences. This transgenic construction strategy grants to analyse the specific functions of ET-1 in normal mammary gland physiology. The transgene expression was found in mammary gland during pregnancy and lactation. ET-1 transgenic mice exhibited a lactational incompetence with reduced weight gain and increased mortality of their newborns, as a result of a secretory defect. In virtue of this defect, ET-1 transgenic mammary glands histologically revealed a reduced ductal outgrowth, collapsed alveoli with a reduced expansion capacity, increased adipocyte accumulation, and persistence of cystoplasmic lipid droplets (CLDs) during lactation. In addition, the expression of the milk protein, WAP, was found to be constantly suppressed in ET-1 mammary glands although the activity of STAT5, which is known to be a regulator of the expression of milk proteins and alveolar expansion, was found to be normal. Furthermore, as a consequence of the secretory defect, ET-1 transgenic mammary glands exhibited focal precocious involution during early stages of lactation along with an increased activity of STAT3. Consistently, the known activator of STAT3, LIF, was strongly upregulated during lactation and pregnancy. Besides the secretory defect of ET-1 transgenic mammary glands, histological analysis revealed a local lactational hyperplasia during the middle of lactation. Alternatively to the classical G protein-coupled receptors GPCR signalling pathways, endothelin receptors are able to communicate with tyrosine kinase receptors such as the epidermal growth factor receptor (EGFR) for which the term receptor transactivation was coined. Mammary glands of ET-1 transgenic animals exhibited an increased activity of the EGFR and ERK1/2, which could contribute to the observed hyperplastic phenotype. In support of the potential tumourigenicity of ET-1, one of the EGFR ligands, amphiregulin, was found significantly upregulated in ET-1 transgenic mammary glands, both during pregnancy and lactation periods. In summary, high levels of ET-1 affect the secretion and the milk let down process. Consequently the normal support of milk for the suckling neonates is severely impaired during the first half of the lactation period. In addition, ET-1 caused lactational hyperplasia in the mammary glands due to the induction of the EGFR axis. This suggests an important role for ET-1 in mammary gland physiology.

Einleitung Der interventionelle Verschluß eines einfachen Vorhofseptumdefekts (ASD) vom Sekundumtyp und eines persistierenden Foramen ovale (PFO) ist zur Routinemethode gereift (1). Die Intervention wird unter Röntgendurchleuchtung (Strahlenexposition) durchgeführt. Sie ist wegen der geringen Invasivität auch bis ins hohe Alter mit deutlich niedrigerem Risiko als eine Operation durchführbar (2). Die hier vorgestellten Arbeiten haben systematisch untersucht, welche Möglichkeiten bestehen, bei der Intervention auf eine Strahlenexposition zu verzichten (3-6), welche interventionellen Möglichkeiten bei multiplen Defekten und Vorhofseptumaneurysmen bestehen (7,8) und welche Auswirkungen ein restriktiver linker Ventrikel auf die hämodynamische Adaptation nach Defektverschluß haben kann (9-11). Methodik Alle Untersuchungen wurden im Rahmen der klinischen Routine im Herzkatheterlabor am sedierten Patienten mit Vorhofseptumdefekt vom Sekundumtyp, persistierendem Foramen ovale, perforiertem Vorhofseptumaneurysma oder multiperforiertem Vorhofseptum durchgeführt. 1. Es wurde eine Methode zum Verschluß von Vorhofseptumdefekten unter alleiniger Ultraschallkontrolle entwickelt, d.h. unter vollständigem Verzicht auf die sonst notwendige Röntgenstrahlung. 2. Die Morphologie von Vorhofseptumaneurysmen und multiperforierten Vorhofsepten wurde analysiert und im Hinblick auf die interventionellen Verschlußmöglichkeiten klassifiziert. Dabei wurde auch die Möglichkeit der simultanen Implantation mehrerer Okkluder mit einbezogen. 3. Zur Erkennung von Patienten mit einem restriktiven linken Ventrikel, der unmittelbar nach ASD-Verschluß insuffizient werden könnte, wurde eine Methode der präinterventionellen hämodynamischen Evaluation etabliert. Dazu wird die Vorlast und die diastolische Funktion des linken Ventrikels unter temporärem Verschluß des ASD mit einem Okklusionsballon untersucht. Demaskiert sich eine linksventrikuläre Restriktion, so wird als Therapiekonzept der Ventrikel auf den interventionellen Verschluß durch eine prophylaktische 'Konditionierung' mittels Diuretika und Inotropika vorbereitet. Resultate 1. Interventioneller ASD-Verschluß ohne Strahlenexposition Wir konnten zeigen, daß der interventionelle ASD-Verschluß ohne Einsatz von Röntgenstrahlung durchführbar ist (3). Dies gilt für die präinterventionelle Diagnostik, die invasive Größenmessung (Ballonsizing) (6) und den interventionelle Verschluß selbst (4). Als einziges bildgebendes Verfahren für die Intervention dient die Echokardiographie. Im Vergleich zum Standardprocedere waren beim Verzicht auf eine Strahlenexposition gleich gute Ergebnisse zu erzielen, die Prozedurdauer war vergleichbar. Beim spontan atmenden Patienten sind für diese Methode höhere Dosen an Sedierung erforderlich, um die längere Verweilzeit der transösophagealen Echokardiographiesonde zu ermöglichen (5). Der Amplatzer Occluder ist wegen seiner guten Sichtbarkeit im transösophagealen Ultraschall, seiner Rotationssymmetrie und seiner einfachen Plazierung für diese neue Methode des ASD-Verschlusses ohne Röntgenstrahlung besonders geeignet. 2. Verschluß morphologisch komplexer Vorhofseptumdefekte Auch multiperforierte Vorhofsepten können interventionell erfolgreich verschlossen werden. Bei dicht nebeneinander liegenden Defekten ist dies mit einem Occluder, der alle Defekte abdeckt, möglich, bei weiter auseinanderliegenden Defekten ist die simultane Implantation zweier Occluder sinnvoll. Zwei Occluder führen mit größerer Sicherheit zu einem Verschluß ohne Restshunt (7). Multiple Defekte sind häufig mit einem Vorhofseptumaneurysma vergesellschaftet. Im Hinblick auf die Interventionsmöglichkeiten läßt sich diese Anomalie in vier Gruppen unterteilen: Aneurysma mit PFO (Typ A), mit ASD (Typ B), mit mehreren dicht nebeneinander liegenden Defekten (Typ C) und große Aneurysmen mit einer Vielzahl irregulär verteilter Perforationen (Typ D). Die ersten drei Formen lassen sich interventionell verschließen. Dabei gelingt zumindest eine Teilstabilisierung der Aneurysmen (8). 3. Vorhofseptumdefekte und restriktiver linker Ventrikel Wir konnten zeigen, daß insbesondere bei älteren Patienten mit ASD eine verdeckte linksventrikuläre Restriktion vorliegen kann. Ein interventioneller ASD-Verschluß kann bei diesen Patienten zur akuten kardialen Dekompensation führen (9). Als Hinweis auf eine gestörte linksventrikuläre Compliance fanden wir bei temporärer Okklusion des Defekts einen deutlichen Anstieg des linksatrialen Drucks und einen gestörten Mitralklappeneinstrom (10). Nach einer prophylaktischen 'Konditionierung' des linken Ventrikels mittels vorlastsenkenden und inotropiesteigernden Medikamenten (Diuretika, Phosphodiesterasehemmer, Katecholamine) gelang bei fast allen Patienten der interventionelle ASD-Verschluß mit guter Adaptation des Ventrikels, ohne daß es zur kardialen Dekompensation kam (11). Schlußfolgerungen Die in dieser Habilitationsschrift ausgeführten Arbeiten haben weiterführende Fragestellungen und Grenzbereiche des interventionellen Verschlusses von ASD und PFO aufgezeigt und neue interventionelle Therapiestrategien dargestellt. Dadurch ist es möglich, im klinischen Alltag weniger Röntgenstrahlung und Röntgenkontrastmittel zu verwenden, auch morphologisch komplexe Defekte standardisiert zu behandeln und selbst im hohen Alter bei Vorliegen einer linksventrikulären restriktiven Dysfunktion Defekte mit geringem Risiko zu verschließen. / Introduction Interventional closure of the simple secundum type atrial septal defect (ASD) and of persistent foramen ovale (PFO) has developed into a routine procedure (1). The intervention is carried out under X-ray monitoring (X-ray exposure). Since it is minimally invasive it can be carried out even in patients of advanced age with significantly less risk than an operation (2). The work presented here investigates systematically the possibilities of carrying out the intervention without X-ray exposure (3-6) and in the case of multiple defects and atrial aneurysms (7, 8). It also looks at the effects of a restrictive left ventricle on hemodynamic adaptation after closure of the defect (9-11). Methods All examinations were carried out as part of the clinical routine of the heart catheter laboratory in sedated patients with a secundum type atrial septal defect, persistent foramen ovale, perforated atrial aneurysms or multiply perforated atrial septum. 1. A method was developed whereby the closure of atrial septal defects can be carried out solely under echocardiographic monitoring, i.e. completely without X-ray exposure. 2. The morphology of atrial septal aneurysms and multiply perforated atrial septum was analyzed and classified with regard to the possibilities of interventional closure. The possibility of simultaneous implantation of several occluders was also considered. 3. To recognize patients with a restrictive left ventricle, which might become insufficient directly after ASD closure, a method of preinterventional hemodynamic evaluation was established. This involves examining preload and the diastolic function of the left ventricle during temporary closure of the ASD with an occlusion balloon. If this procedure reveals left ventricular restriction, the ventricle is prepared for interventional closure by prophylactic conditioning by means of diuretics and inotropes. Results 1. Interventional ASD Closure without X-Ray Exposure We were able to show that interventional ASD closure is possible without the use of X-rays (3). This applies to the preinterventional diagnostic procedures, invasive size measurement (balloon sizing) (6) and the interventional closure itself (4). The sole imaging procedure used for the intervention is echocardiography. In comparison with the standard procedure, the results are equally good and the duration of the procedure is comparable. In the spontaneously breathing patient higher sedative doses are necessary so that the transesophageal echocardiography tube can remain in place throughout (5). The Amplatzer occluder is particularly suitable for this new method because it is easily viewed in transesophageal echocardiographic imaging, rotationally symmetrical and easily positioned. 2. Closure of Morphologically Complex Atrial Septal Defects Multiple perforations of the atrial septum can also be successfully closed by intervention. If the defects are close together, one occluder can be used to cover all the defects; if they are further apart, the simultaneous implantation of two occluders is indicated. Two occluders are more likely to achieve occlusion without residual shunt (7). Multiple defects are often associated with an atrial septal aneurysm. With regard to the interventional possibilities these anomalies can be divided into four groups: aneurysm with PFO (type A), with ASD (type B), with several defects situated close together (type C) and large aneurysms with a number of irregularly distributed perforations (type D). The first three types may be closed by intervention, which mostly achieves partial stabilization of the aneurysms (8). 3. Atrial Septal Defects and Restrictive Left Ventricle We showed that, in particular in older patients with ASD, left ventricular restriction may be concealed. In these patients interventional ASD closure can lead to acute cardiac decompensation (9). A sign of disruption of left ventricular compliance was a marked rise in the left atrial pressure and disturbance of the mitral valve inflow during temporary occlusion of the defect (10). Following prophylactic 'conditioning' of the left ventricle by drugs that reduce the preload and increase inotropism (diuretics, phosphodiesterase inhibitors, catecholamines), interventional ASD closure succeeded in almost all patients with good adaptation of the ventricle and without cardiac decompensation occurring (11). Conclusion The work reported here addresses complex questions and frontier areas of the interventional closure of ASDs and PFO and presents new interventional strategies. It enables less X-ray exposure and less X-ray contrast medium to be used in clinical practice. Morphologically complex defects can be treated by standard procedures and with a small risk, even in patients with advanced age and left ventricular restrictive dysfunction.

Strategien zur Gewebsreparatur durch Zelltransplantate erfordern die Verfügbarkeit einer ausreichenden Menge von Zellen, die Schaffung konduktiver Mikrokulturbedingungen für die Integration und die Entwicklung des Implantats und die Entwicklung reproduzierbarer chirurgischer Technik für die klinische Anwendung des kultivierten Transplantats. In der vorliegenden Arbeit wurden mehrere Techniken der Zelltransplantation entwickelt und tierexperimentell erprobt. Unter Verwendung von Alginat wurde eine neue sequentielle Zellkulturtechnik für Knorpeltransplantate entwickelt. Der optimale Kompromiß zwischen der Matrixstabilisierung und einer ausreichenden Diffusionskapazität für die Zellfunktion wurde bei einer Mischung aus 0,6 % Alginat und 4,5 % Fibrin gefunden. Weitere untersuchte Matrixstrukturen zur Transplantation von Chondrozyten, wie die bioresorbierbaren Polymere, das Kollagen-Fibrin-Gel besitzen gegenüber der gegenwärtig kommerziell genutzten Methode hinsichtlich des chirurgischen Prozederes bei vergleichbaren histologischen Ergebnissen Vorteile. Die histomorphologischen Veränderungen und die Entwicklung des Transplantats in vivo werden durch die spezifischen Bedingungen der Transplantatumgebung beeinflußt. Dabei ist ein vollständiges zonales und sequentielles Remodeling von Knorpel-Knochendefekten nur bei nicht ausdifferenzierten Zellen (embryonale Chondrozyten, periostale Zellen) zu erkennen, da diese Zellen ein exzellentes chondrogenes und osteogenes Potential besitzen. Transplantate unter Verwendung von Chondrozyten zeigen dagegen nur eine sehr geringe Rekonstruktion des subchondralen Knochens. Periostale Zellen sind in vitro ohne Verlust des Phänotyps amplifizierbar und stellen daher eine optimale Zellquelle für das Tissue Engineering dar. Für das Bone Engineering ist die Kombination der osteokonduktiven Eigenschaften unterschiedlicher Trägermaterialien mit Zellen, die ein osteogenes Potential besitzen ein neuer Weg zur Optimierung des Prozesses der knöchernen Rekonstruktion, wie in Versuchen zur Rekonstruktion segementaler Ulnadefekte bei Kaninchen gezeigt werden konnte. Die Herstellung eines präossären stabilen aber formbaren Transplantats mit vielfältigen klinischen Einsatzmöglichkeiten ist unter Verwendung von biodegradierbaren Polymeren und von Fibrinbeads realisierbar. Der Einsatz von Wachstumsfaktoren, wie TGF-?1 und die zunehmenden Erkenntnisse zu den Zell-Zell- und Zell-Matrix-Interaktionen ermöglichen die verbesserte Generation ortsständigen Gewebes durch multipotente Zellen. Die immer komplexere und umfassendere Wiederholung der sich in der Ontogenese abspielenden Vorgänge durch die Techniken des Tissue Engineering, ermöglicht die Schaffung therapeutischer Optionen zur Behandlung von Knochen- und Knorpeldefekten, wo bisher keine existierten oder nur unzulänglich vorhanden waren. / Strategies for tissue repair by cell transplants require the availability of a sufficient amount of cells, the creation of conductive microculture conditions for the integration and development of the implant and the development of reproducible surgical techniques for the clinical application of the cultivated transplant. Within the frame of the present work, several techniques of cell transplantation were developed and tested by way of experiment. By using alginate, a new sequential cell culture technique was developed for cartilage transplants. The optimum compromise between the matrix stabilization and a sufficient diffusion capacity for the cell function was found with a mixture of 0.6 % of alginate and 4.5 % of fibrin. Further investigated matrix structures for the transplantation of chondrocytes, such as the bio-absorbable polymers, the collagen fibrin jelly show advantages compared with the method commercially applied at present regarding the surgical procedure with the gained histological results being comparable. The histomorphological changes and the development of the transplant within the living body are influenced by the specific conditions of the transplant environment. In this connection, a complete zonal and sequential remodeling of osteochondrodefects can only be detected for non-outdifferentiated cells (embryonic chondrocytes, periosteal cells) as these cells have an excellent chondrogenic and osteogenic potential. When using chondrocytes for transplants, however, the transplant only shows a very little restoration of the subchondral bone. Periosteal cells can be amplified in the living body without losing the phenotype, thus constituting an optimum cell source for tissue engineering. For the bone engineering, the combination of the osteoconductive properties of different carrier materials with cells having an osteogenic potential is a new way for optimizing the process of bone restoration as it was demonstrated in tests for the restoration of segmental ulnar defects occurring with rabbits. The generation of a preosteal stable, but mouldable transplant with manifold clinical possibilities of utilization can be realized by using biodegradable polymers and fibrin beads. The use of growth factors, such as TGF-?1, and the increasing knowledge of cell-cell and cell-matrix interactions enable the improved generation of stationary tissue by multipotent cells. The more and more complex and comprehensive repetition of processes going on in the ontogenesis by way of tissue engineering enables the creation of therapeutic options for the treatment of osteochondrodefects where hitherto none existed or just in a too small number.

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Taking off from a security related interest in de-democratization processes throughout Europe and the limited theoretical field thereof, this paper examines the political development in Poland 2008-2018. Through a comparison of the development in Poland and Hungary, the ambition is to identify what differs the de-democratization process of the two East European countries in regards to their communist past and in a broader sense to their current membership in the European Union. To guide the comparison is the theoretical framework of Merkel (2004), through both qualitative and quantitative analysis as it has been applied on Hungary by Bogaards (2018). The combined framework provides five categories of defect democracies: exclusive, illiberal, delegative, tutelary and diffusely defect. While Bogaards (2018) categorizes Hungary as a diffusely defect democracy, the study finds that Poland does not adhere to any single one of the categories. The question of what differs the development in Poland and Hungary is best answered in terms of legality. Whereas the systematic Hungarian process has been carried out within legal frames of the majority rule in parliament, the hasty Polish process resembles a palace revolution, as the leading party is interfering with and partly controlling the rule of law. The study provides support to the observations of the EU being an externally limiting, enabling and legitimizing factor of autocratic developments in member states, made by Bozóki and Hegedüs (2018). Additionally, a reverse snowball effect is being put to action by Poland and Hungary vetoing on EU sanctions against one another. The findings of the paper also support observation made of a limited research field; theoretical understanding and international measurement indexes of democratization being insufficient in explaining and describing the emerging de-democratization. The study opens up for further research regarding democratic peace in Europe.

Les nouvelles techniques de fabrication nanométriques comme l’auto-assemblage ou la nanoimpression permettent de réaliser des matrices régulières (crossbars) atteignant des densités extrêmes (jusqu’à 1012 nanocomposants/cm2) tout en limitant leur coût de fabrication. Cependant, il est attendu que ces technologies s’accompagnent d’une augmentation significative du nombre de défauts et de dispersions de caractéristiques. La capacité à exploiter ces crossbars est alors conditionnée par le développement de nouvelles techniques de calcul capables de les spécialiser et de tolérer une grande densité de défauts. Dans ce contexte, l’approche neuromimétique qui permet tout à la fois de configurer les nanodispositifs et de tolérer leurs défauts et dispersions de caractéristiques apparaît spécialement pertinente. L’objectif de cette thèse est de démontrer l’efficacité d’une telle approche et de quantifier la fiabilité obtenue avec une architecture neuromimétique à base de crossbar de memristors, ou neurocrossbar (NC). Tout d’abord la thèse introduit des algorithmes permettant l’apprentissage de fonctions logiques sur un NC. Par la suite, la thèse caractérise la tolérance du modèle NC aux défauts et aux variations de caractéristiques des memristors. Des modèles analytiques probabilistes de prédiction de la convergence de NC ont été proposés et confrontés à des simulations Monte-Carlo. Ils prennent en compte l’impact de chaque type de défaut et de dispersion. Grâce à ces modèles analytiques il devient possible d’extrapoler cette étude à des circuits NC de très grande taille. Finalement, l’efficacité des méthodes proposées est expérimentalement démontrée à travers l’apprentissage de fonctions logiques par un NC composé de transistors à nanotube de carbone à commande optique (OG-CNTFET). / Novel manufacturing techniques, such as nanoscale self-assembly or nanoimprint, allow a cost-efficient way to fabricate high-density crossbar matrices (1012 nanodevices/cm2). However, it is expected that these technologies will be accompanied by a significant increase of defects and dispersion in device characteristics. Thus, programming these crossbars require new computational techniques that possess high tolerance for such variations. In this context, approaches based on neural networks are promising for configuring nanodevices, since they provide a natural way for tolerating low yields and device variations. The main objective of this thesis is to explore such a neural-network approach, by examining factors such as efficiency and reliability, using the memristor crossbar architecture or neurocrossbar (NC). We introduce algorithms for learning the logic functions on the NC, and the tolerance of NC against static defects (stuck-defect) and dispersion of device properties is discussed. Probabilistic analytical models for predicting the convergence of NC are proposed and compared with Monte Carlo simulations, which take into account the impact of each type of defect and dispersion. These analytical models can be extrapolated to study large-sized NCs. Finally, the effectiveness of the proposed methods is experimentally demonstrated through the learning of logic functions by a real NC made of Optically Gated Carbon Nanotube Field Effect Transistor (OG-CNTFET).

The development of technologies that enable efficient and reliable energy inter-conversion and storage is of key importance for tempering the intermittent availability of renewable energy sources, and thus for developing an energy economy based on sustainable, clean energy production. Solid oxide electrolysis cells (SOECs) may be used to store excess electrical energy as hydrogen, while solid oxide fuel cells (SOFCs) could convert back hydrogen into electricity, thus balancing energy availability and demand. However, the current state-of-the-art hydrogen electrode used in both SOECs and SOFCs, the Ni-yttria-stabilised zirconia cermet (Ni-YSZ), is unreliable in conjunction with intermittent energy sources, in particular due to its innate redox instability. This thesis explores the fundamental properties of various inherently redox stable A-site deficient titanate perovskite systems (A1-αBO3, B = Ti), seeking to uncover the principles that enhance their properties so that they may be used to replace Ni-YSZ. In particular, this work demonstrates that the versatility of perovskites with respect to the introduction of lattice defects such as vacancies and cation substitutions enables considerable improvements in the extent of reduction, electronic conductivity and overall electrochemical activity. Most importantly, the defect chemistry context set by the presence of A-site vacancies was found to trigger the exsolution of electrocatalytically active nanoparticles from the parent perovskite, upon reduction. This is an entirely new phenomenon which was explored and exploited throughout this study to produce perovskite surfaces decorated with uniformly distributed catalytically active nanoparticles. As demonstrated in this study, the exsolution phenomenon excels in terms of producing nanoparticles with uniform size, distribution, diverse composition and ‘unconventional' surface anchorage. The resulting enhanced properties, and especially the exsolution phenomenon, contributed coherently towards improving the suitability of the perovskites developed here towards their application as hydrogen electrode materials. Consequently, when integrated into SOEC button cells as hydrogen electrodes, they exhibited a step-change increase in performance compared to other perovskites considered to date. Many of the principles and perovskite defect chemistry explored and exemplified in this study on perovskite titanates may be extended to other perovskites as well. In particular the advanced control and understanding achieved in this work over the exsolution phenomenon may inspire the formulation of new and sophisticated oxide materials with advanced functionality.

Este trabalho apresenta um procedimento de avaliação para a determinação da Integral J e do CTOD para dutos com trincas circunferenciais em sua superfície externa e interna submetidos à flexão pura para uma ampla faixa de geometrias de trinca e propriedades (encruamento) de material baseados em soluções das componentes plásticas de J e CTOD. Uma descrição da metodologia sobre a qual J e CTOD são determinados estabelece o contexto necessário para a determinação das funções adimensionais h1 e h2 aplicáveis a uma grande faixa de geometrias de trinca e propriedades de material características de aços estruturais para a construção de dutos e vasos de pressão. As extensivas análises numéricas não-lineares 3-D fornecem um conjunto completo de soluções para J e CTOD, os quais entram diretamente em procedimentos avançados para a avaliação de defeitos em dutos e cilindros submetidos à flexão. Este estudo também examina uma comparação exploratória entre os resultados do procedimento proposto e os resultados de análises numéricas por elementos finitos de dutos com trincas superficiais submetidos ao processo de enrolamento. / This work provides an estimation procedure to determine the J-integral and CTOD for pipes with circumferential surface cracks subjected to bending load for a wide range of crack geometries and material (hardening) based upon fully-plastic solutions. A summary of the methodology upon which J and CTOD are derived sets the necessary framework to determine nondimensional functions h1 and h2 applicable to a wide range of crack geometries and material properties characteristic of structural, pressure vessel and pipeline steels. The extensive nonlinear, 3-D numerical analyses provide a definite full set of solutions for J and CTOD which enters directly into fitness-for service (FFS) analyses and defect assessment procedures of cracked pipes and cylinders subjected to bending load. The study also examines an exploratory comparison between the resulting fully-plastic solutions and finite element analyses of circumferentially cracked pipes subjected to reeling.

La fermeture percutanée est le traitement de référence des communications interatriales (CIA). Après son implantation, une cicatrisation du dispositif est classiquement attendue après quelques mois ; il semble cependant qu’un recouvrement incomplet ou partiel puisse être observé dans de rares cas, sans que l’on en connaisse les mécanismes impliqués. Cette cicatrisation imparfaite du dispositif est associée à la survenue de complications retardées. Dans le cadre de cette thèse nous avons étudié la cicatrisation de ces prothèses de CIA, en nous focalisant sur les processus de recouvrement et d’endothélialisation des dispositifs, à travers une approche translationnelle incluant expérimentations in vitro, modèle animal chronique et étude clinique. A la fin de ce travail, il est possible de conclure que : 1) il existe des cas de complications au long cours après fermeture de CIA, liées à un défaut de recouvrement du dispositif, 2) sur une large cohorte pédiatrique avec un suivi allant jusqu’à 18 ans après l’implantation, l’incidence de ces complications est faible 3) les modèles animaux, utilisés seuls, ne peuvent suffire à expliquer ni à avancer dans la compréhension de ce phénomène, 4) il n’existe pas de différences significatives concernant le processus de recouvrement entre les 3 prothèses analysées au cours de ce travail, 5) une évaluation non invasive et individualisée du recouvrement prothétique , grâce aux techniques d’imagerie, est une perspective prometteuse. Ces données montrent qu’une meilleure compréhension du processus de recouvrement prothétique passe par la réalisation conjointe d’études fondamentales et cliniques. Cependant, le développement d’outils permettant une évaluation individualisée du recouvrement doit être poursuivi, du fait de leur fort potentiel de translation clinique et de leur capacité à optimiser la prise en charge du patient. / The percutaneous device closure is the gold treatment of atrial septal defect (ASD). After implantation, device healing is classically expected following several months; however, an incomplete or partial covering of the device may be observed without a full knowledge of the underlying mechanisms. In this thesis we studied the healing of these intracardiac prostheses, focusing on the covering and endothelialization processes of devices, approach through a translational approach including in vitro experiments, chronic animal model and clinical study. At the end of this work, it is possible to conclude that 1) there are cases of long-term complications after closure of CIA, related to a lack of recovery of the device, 2) in a large cohort of pediatric with a follow up of up to at 18 years after implantation, the incidence of these complications is low 3) animal models, used alone, can not suffice to explain or improve the understanding of this complex process, 4) there is no significant differences in the covering process between the 3 prostheses analyzed during this work, 5) a non-invasive and individualized assessment of prosthetic recovery, using imaging techniques, is a promising perspective with significant potential for clinical translation . These data show that a better understanding of device healing process needs the joint undertake of basic and clinical studies. Moreover, the development of tools for individualized assessment of device covering should be pursued in parallel, due to their high translational potential, in order to optimize patient management.