<p>New possibilities of nutrients removal by additions of magnesium compounds were studied in primary treatment and supernatant of side stream in wastewater treatment. The precipitation product from this method is magnesium ammonium phosphate (MAP) socalled struvite. High efficiencies on NH4-N and PO4-P removals have been demonstrated up to over 90 % respectively in side stream from dewatering of digested sludge. In order to find out the nutrient removal efficiency in raw wastewater and the feasibility of MAP recycling in wastewater treatment, the postulations of combining MAP and nitrification-denitrification process, and MAP and partial nitritation-anmmox process were carried out by experimental works in the laboratory at Land and Water Resources Department, KTH. It was found that 92-97 % of PO4-P and 57 % of NH4-N were removed from raw wastewater by Mg2+ addition at pH10 to pH10.5. The research work revealed that recycling of MAP by nitrification-denitrification and partial nitritation-anmmox processes may be a feasibly process combination. In MAP and nitrification -denitrification process, the released ammonium was mostly oxidized to nitrate in nitrification phase and ready for denitrification. Based on presented results on MAP and partial nitritation-anmmox process, it was found that the released ammonium was consumed by anammox bacteria.</p>

En raison de l'augmentation de l'espérance de vie, le nombre de personnes âgées et par conséquent le taux de maladies chroniques augmente de plus en plus nécessitant le développement de nouveaux biomatériaux permettant la réparation osseuse. Le but de cette étude était d'évaluer le comportement in vitro de cellules ostéoprogénitrices cultivées sur des pastilles de phosphate tricalcique dopées (β-TCMP, Mg/Ca = 0,15) ou non (β-TCP) avec du magnésium dans un environnement statique et dynamique (débit de 0,3 mL/min), ainsi que la réponse de macrophages humains après contact avec des extraits des matériaux (ISO10993-12). Les pastilles de β-TCMP et β-TCP ont été obtenues par frittage respectivement d'une apatite calcium déficiente en calcium dopée au magnésium et de TCP (Merck). Les diffractogrammes et les spectres infrarouge ont confirmé la production de β-TCP et de β-TCMP, ratio Mg/Ca = 0,14. Des cellules osteoprogénitrices STRO+1A ont été cultivées sur des pastilles pendant 21 jours et leur comportement de prolifération et de différenciation cellulaire ont été vérifiés. Aucune différence entre les deux pastilles n'a été observée concernant le nombre de cellules après 21 jours de culture, ni sous condition statique ni dynamique. Cependant, il semble que l'environnement dynamique accélère la différenciation ostéoblastique. D'une façon générale, le β-TCMP n'a pas modifié la réponse des macrophages (le profil des cytokines) activés ou non par du lipopolysaccharide bactérien, cultivés pendant 72 heures avec des extraits de biomatériaux, par rapport au β-TCP. D'après ces résultats, les deux biomatériaux semblent être prometteurs pour le traitement des pertes osseuses.

En 1971, Le Dr. Américain Judah Folkman a publié une hypothèse selon laquelle la croissance tumorale dépendait de l'angiogenèse. Le défit des recherches actuelles est de trouver un moyen pour affamer la tumeur en inhibant son angiogenèse. L'angiogenèse est un processus physiologique complexe qui fait intervenir de nombreux récepteurs, parmi lesquels se trouve le récepteur du mannose-6-phosphate / Insulin-like growth factor II (RM6P/IGFII). Le but de ce travail a donc consisté en la synthèse de nano-objets mannosylés et de nouveaux analogues du Mannose-6-Phosphate (M6P) puis en l'évaluation de leur activité angiogénique par la méthode de la « CAM » sur des embryons de poulet et dans le modèle des explants d'aorte de rat. Dans un premier temps des nanoparticules d'or ont été préparées, fonctionnalisées avec les dérivés du M6P ayant montré des résultats intéressants au cours de travaux antérieurs réalisés au sein du laboratoire. Par la suite des analogues originaux tels que un borate, un acide boronique, un pyrophosphate, un pyrophosphonate ainsi que l'analogue rétroisotère du M6P ont été synthétisés. D'autre part, il a été montré que le RM6P/IGFII pouvait lier deux molécules de M6P ou une molécule d'oligosaccharide diphosphorylée par monomère. De ce fait, des molécules bidentées, des composés de type bolaforme et des trisaccharides difonctionnalisés ont été élaborés puis leur activité biologique a été valuée. / In 1971, the American Dr. Judah Folkman published the hypothesis : tumor growth depends on angiogenesis. The challenge of current research is to find a way to starve tumors by inhibiting angiogenesis. Angiogenesis is a complex physiological process that involves many receptors, among which is the receptor for mannose-6-phosphate / Insulin-like growth factor II (RM6P/IGF-II). The aim of this work was the synthesis of mannosyl nano-devices and new analogues of Mannose-6-Phosphate (M6P). Evaluation of their angiogenic activity was made by the 'CAM essay' on embryo of chicken and in the model of the explantations of rat's aorta. First, gold nanoparticles functionnalized with M6P analogues were prepared. Those analogues have been chosen among the most interesting candidates as described previously in our laboratory. Secondly, original analogues such as a borate, a boronic acid, a pyrophosphate, a pyrophosphonate as well as the retroisotere analogue of the M6P were synthetized. The RM6P/IGFII can bind two molecules of M6P or a diphosphoryled oligosaccharide molecule by monomer (receptor). Therefore, bidentate molecules, difunctionnalized bolaform compounds and difunctionnalized trisaccharides were synthesized and their biological activity evaluated.

Résumé confidentiel / Confidential abstract

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Des agrégats à base des boues de phosphate de la zone de Gantour ( Youssoufia,Maroc) sont cuits à des températures comprises entre 900 et 1200°C, et examinés par différentes techniques (DRX, MEB, analyses thermique et dilatométrique, et spectroscopie d’impédance). Les propriétés physiques des agrégats (retrait, absorption d’eau et résistance à la compression) sont mesurées et corrélées, dans certains cas, aux facteurs expérimentaux(température, temps de cuisson, teneur de l’additif), et ce en utilisant la méthodologie de la recherche expérimentale.Les agrégats amendés à l’argile smectitique sont le siège de formation de la gehlénite. Dans ce cas, la fluorapatite a partiellement résisté au traitement thermique, et a été le siège d’une ségrégation localisée. Les mesures d'impédance ont bien mis en évidence l'étape principale du frittage, lequel s’est produit par écoulement de la masse fondue. En se basant sur les valeurs de la densité, les granulats cuits à 900 et à 1100°C pouvaient bien être considérés comme des agrégats légers.Les études menées sur les agrégats des mélanges : argile kaolinitique-boue, cendre boue,et argile kaolinitique-cendre-boue ont montré la présence de la labradorite, et d’une masse fondue, qui semblait se former, entre autres, de la fusion de la fluorapatite. Par ailleurs,l'utilisation de la méthodologie de la recherche expérimentale a permis d'évaluer le poids des effets des facteurs expérimentaux sur les propriétés physiques des agrégats. Des granulats légers (1,02 < densité < 2,1 g/cm3) et résistants sont préparés avec succès dans les conditions expérimentales adoptées. Les granulats ayant le meilleur rapport résistance / densité sont ceux du mélange ternaire.Concernant le volet application, les résultats ont montré que l’utilisation des agrégats en construction est possible et que l’association d’agrégats légers au sol a permis d’activer la croissance des plants de la luzerne. D’un autre côté, l'absorption du phosphore par les racines(1,45 mg/g maximum) des plantes était meilleure dans le cas du mélange contenant de l’argile. / Phosphate sludge generated from beneficiation plants of Moroccan phosphate rocks was investigated at the range [900-1200°C] by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, thermal analysis dilatometric analysis and impedance spectroscopy. Mixtures of the phosphates ludge and amendments such as a swelling clay (up to 30 wt.% of the clay), a kaolinitic clay (up to 40 wt.% of the sludge) and a fly ash (65.5 wt.% of the ash) were investigated and their properties (shrinkage, density, water absorption and compressive strength) were measured as a function of temperature and clay addition. The results showed that gehlénite neoformed from lime of decomposed carbonates and breakdown products of clay minerals in the first mixture while labradorite/anorthite was the only neoformed phase in the other blends. Also fluoroapatite (original mineral) resisted heating until fusion in almost samples. A new approach based on the methodology of the experimental design was adopted to assess the effect of the processing factors on the studied properties. The measured properties were mainly controlled by temperature, and the effect of clay addition was less regular. Considering the mixtures densities lightweight agglomerates can be produced at specific conditions. On the other hand, the release ability of phosphorus by LWAs in the presence ofalfalfa plants has been performed. It was found that due to the release of phosphorus by soil embedded pellets the growth of alfalfa plants improved. The sintering process of blends of phosphate sludge and a naturally occurring clay material (0-30 wt.%) was investigated in the range 650-1100°C by using impedance spectroscopy. The results showed that the sintering process was effective between 750 and 1000°C and occurred by melt flow.

La trachée est une structure très complexe des voies respiratoires, qui est composée d'anneaux cartilagineux, fait de cartilage hyalin, et de bandes musculaires, formées de cellules musculaires lisses, dont l'architecture confère à la fois rigidité et souplesse au canal trachéen. Contrairement à d'autres cartilages, tels que ceux trouvés dans la plaque de croissance en développement et dans les articulations adultes, ou aux cellules musculaires lisses des vaisseaux, très peu d'informations sont disponibles sur le développement du cartilage et du tissu musculaire trachéal et sur leur capacité à se minéraliser, bien que la calcification de la trachée soit un événement commun dans la population âgée et plus rare dans certaines pathologies. Dans ce contexte, ce travail de thèse a cherché dans le modèle souris à mieux caractériser le cartilage et le tissu musculaire lisse de la trachée et également comprendre les mécanismes moléculaires jusqu'alors inexplorés, régulant la minéralisation de la trachée. Grâce à une nouvelle technique de culture de cellules provenant de la trachée, nous avons démontré que les chondrocytes et les cellules musculaires lisses trachéaux sont tous deux capables de minéraliser lorsqu'ils sont traités avec un haut niveau de Pi, mais via des mécanismes moléculaires différents. En parallèle, une étude in vivo nous a permis de démontrer que la minéralisation de la trachée se produit uniquement dans les anneaux cartilagineux dès 30 jours après la naissance. Des analyses histologiques et moléculaires ont permis d'affiner ces résultats et de proposer un modèle de minéralisation de la trachée via une progression rostro-caudale dépendante de BMP2 / The trachea is a very complex structure of the respiratory tract, composed of C-shaped cartilaginous rings, made of hyaline cartilage, and muscular bands, made of smooth muscle cells, conferring rigidity and compliance to the windpipe, respectively. In contrast to other intensely studied cartilages such as the ones found in the developing growth plate and in the adult joints or smooth muscle cells from the vasculature, very little information is available on the development of the tracheal cartilage and smooth muscle tissues and on their innate propensity to mineralize, although calcification of the trachea is a common finding in the elderly population and also a rare manifestation of pathologic conditions. In this context, this PhD work sought to better characterized the poorly studied tracheal cartilage and smooth muscle tissue and understand the molecular mechanisms regulating tracheal mineralization that has been unexplored so far. We tackle these questions in the mouse model. Setting up a novel in-vitro culture of tracheal cells, we demonstrated that tracheal chondrocytes and smooth muscles cells are prone to mineralize when treated with high level of Pi, through different molecular mechanisms. In parallel, we found that in vivo mineralization of the trachea only happens in the cartilaginous rings, as early as 30 days after birth. Histological and molecular evidence suggest that tracheal mineralization occurs through a BMP-dependent rostro-caudal progression

La Sphingosine 1-phosphate (S1P) est un lipide bioactif qui joue un rôle majeur dans de nombreux processus tels que le développement vasculaire, la circulation des cellules immunitaires et la régulation de l’intégrité vasculaire. L’absence de S1P circulante engendre une augmentation constitutive de la perméabilité vasculaire ainsi qu’une sensibilité accrue à l’anaphylaxie systémique passive, cependant l’implication respective des différentes sources de la S1P au cours de ces processus, demeure méconnue. Ceci est plus particulièrement vrai pour les plaquettes qui constituent une réserve importante de S1P. La S1P d’origine plaquettaire ne contribue pas au pool de S1P plasmatique, il n’est libéré que lors de l’activation plaquettaire. Nous avons étudié le rôle de la S1P d’origine plaquettaire au sein des vaisseaux sanguins, au cours du développement embryonnaire et chez des souris adultes, en présence ou en absence d’autres sources de S1P circulante, notamment des globules rouges. Par délétion des gènes codant pour les sphingosine kinases 1&2 au sein des megakaryocytes, nous avons généré des souris dont les plaquettes sont incapables de synthétiser et donc de sécréter la S1P. Ces plaquettes sont par ailleurs incapables, in vitro, de promouvoir le maintien de la barrière endothéliale. Néanmoins, une déficience en S1P d’origine plaquettaire n’augmente pas le risque d’hémorragie au cours du développement embryonnaire, dans un contexte d’inflammation, d’irradiation, ou de traumatisme ; cela suggère que la S1P d’origine plaquettaire n’est pas indispensable au cours de ces processus. Cependant, nous avons découvert que la résistance au choc anaphylactique est compromise en l’absence de S1P d’origine plaquettaire. L’aspirine bloquant la sécrétion de S1P par les plaquettes, un traitement à l’aspirine induit également une sensibilisation au choc anaphylactique de façon similaire à celle observée dans le cas d’une déficience en S1P d’origine plaquettaire. Il semblerait que dans ce contexte, la S1P d’origine plaquettaire joue plutôt un rôle pour promouvoir le tonus vasculaire via S1P2, que de maintenir l’intégrité vasculaire. / Sphingosine 1-phosphate (S1P) is a bioactive lipid that plays key roles in vascular development, immune cell trafficking and regulation of vascular integrity. Lack of circulating S1P leads to constitutive vascular leak and sensitivity to passive systemic anaphylaxis, but the relative roles of different sources of S1P in these processes is unclear. This is especially true for platelets, which carry large amounts of S1P but do not contribute S1P to plasma unless activated. We have addressed roles of platelet S1P in developing and mature murine vessels in the presence or absence of other circulating S1P sources, notably red blood cells. By deletion of the genes encoding sphingosine kinases 1&2 in megakaryocytes, we generated mice with platelets that were greatly impaired in their ability to secrete S1P. These platelets were also unable to promote endothelial barrier function in vitro. Nevertheless, platelet S1P deficiency did not sensitize to bleeding during embryonic development, or in association with inflammation, irradiation or traumatic injury, suggesting that platelet S1P is dispensable for these processes. Instead, we find that recovery from anaphylactic shock is impaired in the absence of platelet-derived S1P. Consistent with the ability of aspirin to block S1P release from platelets, it impaired recovery from anaphylactic shock to a similar degree as platelet S1P deficiency. Instead of protecting vascular integrity, platelet-derived S1P appeared to act via the promotion of vascular tone through S1P2 in this context. Collectively, we find that S1P is necessary for the capacity of platelets to promote endothelial barrier function in vitro, but that this capacity becomes redundant in the presence of red blood cell-derived S1P in vivo. Nevertheless, during anaphylactic shock, both sources of S1P are necessary for complete recovery. Blocking S1P release with aspirin, an over-the-counter anti-inflammatory drug, may impair the protective functions of platelet S1P.

Foram avaliados os efeitos do fósforo proveniente das fontes Fosfato Bicálcico (FBC) e Fosfato Monoamônico (FMA) sobre a digestibilidade ruminal in situ do feno de coast-cross (Cynodon dactylum) e a solubilidade das mesmas fontes de P, através de estudo in vitro. Doze carneiros machos, castrados, mestiços da raça Sulfock, dotados de cânulas ruminais, foram empregados por um período experimental dividido em duas etapas: a primeira avaliou a solubilidade in situ do fósforo proveniente das duas fontes em três diluentes distintos, sendo líquido ruminal obtido de animais recebendo feno e concentrados, líquido ruminal obtido de animais recebendo apenas feno e solução de ácido cítrico a 2%. Para quantificação da solubilidade do FMA e FBC no líquido ruminal foi formado um pool distinto dos líquidos de cada grupo quanto aos alimentos oferecidos. Em seguida as mostras foram dissolvidas nos diluentes e determinou-se a concentração de fósforo total no meio, a partir da leitura da absorbância em espectrofotômetro. A segunda etapa foi desenvolvida para avaliar o efeito da disponibilidade do fósforo das duas fontes sobre a digestibilidade ruminal in situ do mesmo feno de coast-cross. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado composto por dois tratamentos: Fosfato Bicálcico e Fosfato Monoamônico. A digestibilidade da matéria seca e da fibra em detergente neutro foi calculada pelo emprego da técnica dos sacos de náilon incubados no rúmen durante 6, 12, 24, 48, 72 e 96 horas. O fosfato monoamônico apresentou maior disponibilidade no líquido ruminal em relação ao bicálcico (P<0,05). No entanto, essa diferença na concentração de P disponível no líquido ruminal não promoveu aumento significativo na digestibilidade in situ da FDN ou da MS do feno. / The effects of phosphorus from Dicalcium Phosphate (DCP) or Monoammonium Phosphate (MAP) sources were evaluated on in situ ruminal digestibility of coast-cross hay (Cynodon dactylum) and also their solubility using in vitro study. Twelve Suffolk crossbred wethers were used, fitted with ruminal cannulas. The experimental period was divided into two stages: the first one evaluated the in situ solubility of the two sources of phosphorus in three different extractors: ruminal fluid from animals receiving roughage plus concentrate-based diet; ruminal fluid from animals receiving only roughage-based diet; and 2% citric acid solution. To quantify the solubility of DCP and MAP in rumen fluid, a pool of fluid from each group, relating to the feed offered, was formed. The samples were dissolved in solvents and total phosphorus concentration was determined, by reading the absorbance in a spectrophotometer. The second stage evaluated the effect of phosphorus availability from the two sources used on in situ ruminal digestibility of the coast-cross hay. A completely randomized design was used, composed by two treatments: Dicalcium Phosphate and Monoammonium Phosphate. Digestibility of dry matter and neutral detergent fiber was calculated, applying in situ nylon bag technique, with incubation time of 0, 6, 12, 24, 48, 72 or 96 hours. Monoammonium phosphate showed higher availability in ruminal fluid than dicalcium phosphate (P<0,05); however, this difference in the concentration of phosphorus available in ruminal fluid did not cause significant increase on in situ digestibility of NDF or DM of hay.

Thesis. 1976. M.S.--Massachusetts Institute of Technology. Dept. of Civil Engineering. / Microfiche copy available in Archives and Engineering. / Bibliography: leaf 116. / M.S.