1. Mehanizem hitre tvorbe bainita pri nizkih temperaturahPeter Kirbiš, 2022, doktorska disertacija Opis: V okviru doktorske disertacije je bil razvit nov postopek hitre tvorbe bainita v jeklih ter posledično nova skupina bainitnih jekel, ki imajo izjemno hitro kinetiko tvorbe bainita pri nizkih temperaturah, običajno pod 250°C. Za ta jekla je značilen razvoj izjemno fine bainitne mikrostrukture med kontinuirnim ohlajanjem/kaljenjem iz temperature avstenitizacije, ne da bi pri tem potrebovali izotermne toplotne obdelave. Udarna žilavost in druge mehanske lastnosti ostajajo v skladu z najpogostejšimi zahtevami glede žilavosti in standardnimi specifikacijami, hkrati pa ohranjajo zadostno prekaljivost za zagotovitev homogenih lastnosti znotraj velikih presekov. Ta jekla imajo visoko trdoto do 65HRC in majhno geometrijsko popačenje oz. distorzijo med toplotno obdelavo.
Zaradi teh lastnosti so novo razvita jekla še posebej primerna za izdelavo orodij za delo v hladnem, nožev, balistične zaščite ter strojnih delov visoke trdnosti.
Ključna značilnost teh jekel je tvorba bainitnih nukleusov pri visoki temperaturi in hitra rast bainitnega ferita pri nizki temperaturi. To je v nasprotju z običajnimi oz. splošno poznanimi jekli in železovimi zlitinami, znotraj katerih se ta dva koraka izvajata sočasno. Metoda, s katero smo to dosegli, se je poimenovala kinetična aktivacija bainita -KAB in skupine zlitin KAB jekla.
Ključne besede: Jeklo, Bainit v jeklih, nanostrukturni bainit, mehanizmi utrjanja, kinetika tvorbe bainita
Objavljeno v DKUM: 08.06.2023; Ogledov: 13; Prenosov: 1
 Celotno besedilo (8,84 MB) |
2. Trajnostne oskrbovalne verige: vpliv organizacijske kulture in normativne zavezanosti na trajnostne oskrbovalne verige iz logističnega vidika : doktorska disertacijaSebastjan Lazar, 2023, doktorska disertacija Opis: Področje trajnostnega razvoja je dandanes na globalnem nivoju postalo eno izmed najbolj
aktualnih in pomembnih področij za trenutno in vse prihodnje generacije. To potrjujejo
številke raziskave, velika zainteresiranost javnosti (tudi politične) in nenehna opozarjanja na
pomen omenjenega področja iz strani številnih vplivnežev širom sveta.
V doktorski disertaciji smo obravnavali trajnostne oskrbovalne verige v logističnih in
nelogističnih mikro, malih, srednjih in velikih podjetjih (še posebej v povezavi z organizacijsko
kulturo, normativno zavezanostjo in sedemnajstimi cilji trajnostnega razvoja po Združenih
narodih). Hkrati smo raziskali tudi usmerjenost in osredotočenost študij s področja logistike in
oskrbovalnih verig na prioritetna področja trajnostnega razvoja. Na podlagi teoretičnih
spoznanj in obstoječih raziskav smo oblikovali štiri glavne hipoteze in deset podpornih hipotez.
Trajnostno usmerjenost in osredotočanje v logistiki in oskrbovalnih verigah na prioritetna
področja trajnostnega razvoja smo raziskali s pomočjo 116 študij, ki so bile objavljene v 73
mednarodnih revijah v obdobju med letoma 2010 in 2020 v znanstveni bazi Web of Science
in/ali Scopus. Pri tem smo upoštevali tako vse tri dimenzije trajnostnega razvoja kot tudi vseh
sedemnajst ciljev trajnostnega razvoja po Združenih narodih. Ob vsem naštetem smo uporabili
tudi program VOSviewer za izdelavo različnih bibliometričih analiz.
V doktorski disertaciji smo s pomočjo anketnega vprašalnika izvajali mednarodno raziskavo na
več celinah. V raziskavo so bili večinoma vključeni zaposleni iz podjetij, ki so bila locirana v 34
različno razvitih državah. Anketni vprašalnik smo neposredno poslali v 528 podjetij in 1.576
zaposlenim. Na anketni vprašalnik se je odzvalo 516 zaposlenih. Na podlagi pridobljenih
rezultatov in uporabljenih statističnih metod, npr. faktorska analiza, linearna regresijska
analiza, Pearsonov korelacijski koeficient itn., smo ugotovili, da organizacijska kultura in
normativna zavezanost statistično značilno vplivata na trajnostni razvoj v oskrbovalnih
verigah. Ugotovili smo tudi, da organizacijska kultura statistično značilno vpliva na normativno
zavezanost. Na podlagi rezultatov raziskave s poudarkom na statistično značilnih direktnih
vplivih smo zasnovali model razvoja trajnostne oskrbovalne verige, ki upošteva vpliv
organizacijske kulture in normativne zavezanosti na trajnostni razvoj v oskrbovalnih verigah.
Pri tem smo upoštevali logistični vidik, kot je tudi posebej poudarjeno v sklopu predpostavk in
omejitev doktorske disertacije. Razvit model podjetjem omogoča izboljšanje trajnostnega
razvoja njihovih oskrbovalnih verig z upoštevanjem vpliva organizacijske kulture in normativne
zavezanosti. V doktorski disertaciji smo predstavili tudi način uporabe razvitega modela v
praksi/podjetjih.
V doktorski disertaciji smo potrdili vse štiri glavne hipoteze ter tudi vseh deset podpornih
hipotez ter tako dosegli prispevek k strokovni in znanstveni literaturi s področja predmeta
raziskovanja. Zasnovali smo koncept (razvoj modela) za izboljšanje trajnostnih oskrbovalnih
verig, ki omogoča tudi boljšo prihodnost za trenutno in vse nadaljnje generacije. Doktorska
disertacija hkrati omogoča tudi odlična izhodišča za nadaljnje raziskave s področja logistike,
oskrbovalnih verig, trajnostnega razvoja, organizacijske kulture in normativne zavezanosti.
Ključne besede: logistika, oskrbovalna veriga, trajnostni razvoj, organizacijska kultura, normativna zavezanost
Objavljeno v DKUM: 07.06.2023; Ogledov: 75; Prenosov: 23
Celotno besedilo (9,11 MB) |
3. |
4. Vpliv probiotikov na zdravljenje in ponovitve okužb sečil pri otrocihKatarina Meštrović Popovič, 2023, doktorsko delo/naloga Opis: Okužbe sečil (OS) v otroški dobi so pogoste in lahko vodijo v pozne zapleti. Pri skoraj
tretjini otrok se lahko OS ponovijo in nekateri otroci potrebujejo antibiotično zaščitno.
Namen naše raziskave je bil ugotoviti, ali imajo probiotiki ugoden učinek pri zdravljenju
in preprečevanju OS pri otrocih, glede na mehanizem nastanka OS in značilnosti
probiotikov. Podobnih večjih raziskav na tem področju nismo zasledili.
Najprej smo predklinično testirali učinkovitost nekaterih probiotikov na Escherichio coli
(E. coli), najpogostejšo povzročiteljico OS in občutljivost probiotikov na antibiotike.
Večina probiotikov je pokazala za polovico manjši učinek na E. coli od antibiotikov.
Najoptimalnejši probiotični sev, Lactobacillus plantarum PCS 26 (PCS 26), smo nato
uporabili v pilotski, dvojno slepi, randomizirani, s placebom kontrolirani, prospektivni
raziskavi, v kateri smo preverjali njegovo učinkovitost pri zdravljenju in preprečevanju OS
pri otrocih. Raziskava je potekala l.2016 na Otroškem odd. Splošne bolnišnice Celje.
Vključili smo 30 otrok z OS, ki so med zdravljenjem in nato še pol leta prejemali
probiotk/placebo. Otroci, ki so ob antibiotiku prejemali probiotik, so potrebovali 1,5 dan
krajši čas antibiotičnega zdravljenja in 2 dni manj hospitalizacije. Manj otrok s
probiotikom je imelo ponovitev OS. Potrebne bodo študije na večjem, bolj homogenem
vzorcu otrok, za potrditev rezultatov te pilotske študije.
Ključne besede: probiotiki, okuţbe sečil, antibiotiĉna zašĉita, otroci, uropatogena E. coli (UPEC), Lactobacillus plantarum.
Objavljeno v DKUM: 24.05.2023; Ogledov: 73; Prenosov: 10
Celotno besedilo (4,04 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
5. Vpliv sistemskega finančnega stresa v evrskem območju na dvostranski izvoz blagaDejan Romih, 2023, doktorska disertacija Opis: Pregled literature kaže, da sistemski finančni stres v evrskem območju in njegove posledice še niso popolnoma raziskani. Dosedanje raziskave kažejo, da sistemski finančni stres v evrskem območju negativno vpliva na ekonomsko aktivnost. V tej doktorski disertaciji raziskujemo, ali in kako sistemski finančni stres v evrskem območju vpliva na dvostranski izvoz blaga, pri čemer uporabljamo statične panelne gravitacijske modele mednarodne trgovine z blagom, katerih parametre ocenjujemo po metodah OLS, GPML in PPML, ki jih priporočajo strokovnjaki s področja ekonometrije. Sistemski finančni stres v evrskem območju merimo s »starim« in »novim« CISS-om za evrsko območje ter VSTOXX-om, ki jih uporabljajo tudi drugi raziskovalci na področju ekonomije. Pri raziskovanju uporabljamo nominalne in realne podatke za Avstralijo, Avstrijo, Belgijo, Brazilijo, Ciper, Češko, Dansko, Estonijo, Finsko, Francijo, Grčijo, Hongkong, Indijo, Irsko, Islandijo, Italijo, Izrael, Japonsko, Južno Afriko, Južno Korejo, Kanado, Kitajsko, Latvijo, Litvo, Luksemburg, Malto, Mehiko, Nemčijo, Nizozemsko, Norveško, Novo Zelandijo, Portugalsko, Rusijo, Slovaško, Slovenijo, Španijo, Švedsko, Švico, ZDA in Združeno kraljestvo od leta 2000 do 2014. Na osnovi pregleda literature s področja raziskovanja smo se odločili, da bomo upoštevali rezultate, ki temeljijo na nominalnih podatkih, kot priporočajo strokovnjaki s področja mednarodne ekonomije. Ti rezultati kažejo, da sistemski finančni stres v evrskem območju negativno vpliva na dvostranski izvoz blaga, kar je v skladu z našimi pričakovanji. To velja tudi, če iz vzorca izključimo tretje države. Finančna kriza leta 2008 je pokazala, da motnje v delovanju finančnega sistema negativno vplivajo na dvostransko trgovanje z blagom in njegovo financiranje, kar je povzročilo med ekonomisti in oblikovalci ekonomske politike potrebo po opazovanju in spremljanju sistemskega finančnega stresa. S to doktorsko disertacijo zapolnjujemo vrzel v literaturi o sistemskem finančnem stresu v evrskem območju in njegovih posledicah, kar bo olajšalo sprejemanje ekonomskih in ekonomskopolitičnih ukrepov za blaženje posledic sistemskega finančnega stresa v evrskem območju. Rezultati raziskovanja kažejo, da je sistemski finančni stres v evrskem območju dejavnik dvostranske trgovine z blagom, kar bo prispevalo k nadaljnjemu razvoju mednarodne ekonomije.
Ključne besede: evrsko območje, gravitacijski model mednarodne trgovine, sistemski finančni stres
Objavljeno v DKUM: 17.05.2023; Ogledov: 79; Prenosov: 19
Celotno besedilo (13,74 MB) |
6. Učinkovitost verbalne in neverbalne deeskalacije na zmanjšanje agresivnega vedenja in uporabe posebnih varovalnih ukrepovAndreja Čelofiga, 2023, doktorska disertacija Opis: Izhodišča in namen raziskave: Večina smernic za obvladovanje agresivnega vedenja pri akutnih psihiatričnih pacientih opisuje uporabo deeskalacije kot metodo prve izbire, vendar so dokazi o njeni učinkovitosti nedosledni. Namen raziskave je bil oceniti učinek verbalne in neverbalne deeskalacije na pojavnost in resnost agresije ter uporabo fizičnih omejitev v akutnih psihiatričnih oddelkih.
Metode: Izvedena je bila multicentrična randomizirana kontrolirana raziskava, ki je potekala v dveh fazah: izhodiščna faza je trajala pet zaporednih mesecev leta 2018, interventna faza pa enakih pet zaporednih mesecev leta 2019. Pred interventno fazo raziskave smo izvedli randomizacijo psihiatričnih bolnišnic v eksperimentalno in kontrolno skupino ter izobraževanje iz deeskalacije, namenjeno osebju v oddelkih eksperimentalne skupine. V izhodiščnem in interventnem obdobju raziskave smo ocenili incidenco in resnost agresivnega vedenja ter incidenco in trajanje epizod fizičnih omejitev.
Rezultati: V izhodiščnem obdobju raziskave ni bilo statistično značilnih razlik v incidenci agresivnega vedenja in fizičnih omejitev med eksperimentalno in kontrolno skupino. Incidence agresivnih dogodkov, hudih agresivnih dogodkov in epizod fizičnih omejitev, izračunane na 100 hospitalnih dni, so se po učenju deeskalacije statistično značilno zmanjšale. Incidenčna stopnja za agresivni dogodek je bila v eksperimentalni skupini v interventnem obdobju raziskave 73 % manjša v primerjavi s kontrolo skupino (IRR = 0.268, 95 % IZ [0.221; 0.342]), incidenčna stopnja za hudi agresivni dogodek pa 86 % manjša (IRR = 0.142, 95 % IZ [0.107; 0.189]). Incidenčna stopnja epizod PVU, uvedenih zaradi agresivnega vedenja, se je v eksperimentalni skupini zmanjšala na 30 % incidenčne stopnje kontrolne skupine (IRR = 0.304, 95 % IZ [0.238; 0.386]), incidenčna stopnja epizod PVU, uvedenih iz drugih vzrokov, pa se ni zmanjšala. V eksperimentalni skupini se je statistično značilno zmanjšala tudi resnost agresivnih incidentov (p < 0.001), medtem ko se povprečno trajanje epizod fizične omejitve ni zmanjšalo.
Zaključek: Rezultati raziskave kažejo, da je deeskalacija učinkovita pri zmanjševanju pojavnosti in resnosti agresije ter uporabe fizičnih omejitev.
Ključne besede: agresija, posebni varovalni ukrepi, omejitev s pasovi, deeskalacija, akutni psihiatrični oddelek
Objavljeno v DKUM: 11.05.2023; Ogledov: 78; Prenosov: 28
Celotno besedilo (3,02 MB) |
7. Vpliv parametrov mehanske obdelave na površinsko poroznost zaprto-celičnih aluminijastih pen : doktorska disertacijaBoštjan Razboršek, 2023, doktorska disertacija Opis: Aluminijeve pene se še uveljavljajo na področju modernega inženirstva. Uporabljajo se tam, kjer se zahtevajo lahke konstrukcije, ki morajo prenašati mehanske in termične obremenitve ali imeti sposobnost absorpcije udarne energije. Elementi iz aluminijevih pen, npr. kompozitni sendvič paneli, imajo običajno porozno jedro, ki ga obdaja tanka plast neporozne zunanje površine. Ta plast bistveno vpliva na mehanske lastnosti elementa, ima pa tudi funkcijo zaščite notranjosti pred vplivi okolice. Mehanska obdelava z odrezovanjem povzroči deformacijo zunanje neporozne površine, kar ima praviloma za posledico zmanjšanje trdnostnih lastnosti in izpostavljenost notranje strukture vplivom iz okolice.
V disertaciji je opisana mehanska obdelava z odrezovanjem in preoblikovanjem različnih vzorcev zaprto-celičnih aluminijevih pen. V prvem delu so bili izvedeni mehanski postopki obdelave struženja, rezkanja, vrtanja in enotočkovnega inkrementalnega preoblikovanja vzorcev penjenih v kalup. Ti vzorci so imeli porozno jedro in tanko plast zunanje neporozne površine. Z odrezovanjem je bila ta plast odstranjena, s čimer so bile zmanjšane tlačne lastnosti, obdelana površina je postala porozna ter mersko nenatančna. Boljši rezultati so bili doseženi s postopkom enotočkovnega inkrementalnega preoblikovanja. S tem postopkom so bile na površini, brez porušitve, izdelane enostavne oblike kot so žlebovi, utori itd. V drugem delu so bile izvedene raziskave inkrementalnega preoblikovanja in tornega valjanja vzorcev štirih različnih aluminijevih pen, s porozno zunanjo površino. Vzorci so se razlikovali po gostoti, velikosti celic in metalurški sestavi. Izdelani so bili na tračni žagi z minimalno deformacijo površine. Za obdelavo s preoblikovanjem je bilo uporabljeno orodje iz karbidne trdine, ki je delovalo s čelnim ali bočnim delom. Vsak vzorec je bil obdelan s točno določenimi pogoji obdelave (globino preoblikovanja, podajalno hitrostjo in številom vrtljajev orodja). Obdelana površina je bila naknadno obarvana, za doseganje boljšega kontrasta med poroznim in neporoznim delom površine. Izdelane so bile digitalne fotografije obdelane površine in analizirane s pomočjo programske opreme ter pragovnega algoritma. Za vsak vzorec je bila glede na referenčne, neobdelane vzorce, izračunana sprememba površinske pozornosti. S pomočjo metode odzivnih površin je bil določen vpliv parametrov obdelave na poroznost obdelane površine. Iz rezultatov preizkusov je bilo ugotovljeno, da ima število vrtljajev največji, podajalna hitrost po najmanjši vpliv na zmanjšanje površinske poroznosti. V nadaljevanju so bile izmerjene in analizirane obdelovalne sile ter debelina sloja deformirane površine. Izvedeni so bili tlačni preizkusi obdelanih vzorcev, s katerimi je bil določen vpliv obdelane površine na tlačno trdnost, ki predstavlja področje konstantne napetosti v - diagramu. Tlačne lastnosti obdelanih vzorcev, katerim je bila zaradi deformacije površine zmanjšana površinska poroznost, so se bistveno povečale. Ugotovljeno je bilo, da je debelina deformirane površine odvisna od preoblikovalnih lastnosti materiala aluminijevih pen. Pri vzorcih z višjo stopnjo čistosti aluminija je bila deformirana plast debelejša, kar je, dokazano s preizkusi, pomenilo višjo stopnjo tlačne trdnosti.
S celotno raziskavo je bilo ugotovljeno ter dokazano, da je elementom, izdelanim s postopki odvzemanja materiala, mogoče povečati tlačno trdnost ter zmanjšati zarezne učinke, z naknadnimi preoblikovalnimi postopki kot sta inkrementalno preoblikovanje in torno valjanje. Takšno kombinacijo obdelovalnih postopkov, ki se lahko izvajajo na istem stroju, je smiselno uporabiti pri maloserijski proizvodnji izdelkov, pri čemer se kot surovec uporabijo palice, bloki ali pločevina iz aluminijaste pene.
Ključne besede: aluminijeva pena, zaprto-celična pena, mehanska obdelave, površinska poroznost, inkrementalno preoblikovanje, torno valjanje, mehanske lastnosti
Objavljeno v DKUM: 04.05.2023; Ogledov: 66; Prenosov: 6
Celotno besedilo (14,14 MB) |
8. Fiziologija acinarnih celic trebušne slinavke; pomen kalcijevih signalnih poti v fizioloških in patofizioloških pogojihUrška Marolt, 2023, doktorska disertacija Opis: Fiziologija in patofiziologija eksokrinega dela trebušne slinavke sta v tesni povezavi s spremembami znotrajcelične koncentracije kalcijevih ionov. Večina našega znanja o kalcijevih signalnih poteh v acinarnih celicah temelji na poskusih in vitro, kjer celice encimsko izoliramo, kar spremeni njihovo strukturo, fiziologijo in omeji naše razumevanje. Zaradi teh omejitev smo uvedli metodo tkivne rezine trebušne slinavke kot eksperimentalni model in situ. Ocenili smo sposobnost za preživetje in morfološke značilnosti acinarnih celic z uporabo testa preživetja celic (LIVE/DEAD assay), transmisijske elektronske mikroskopije in imunofluorescenčnih metod. V glavnem delu raziskave smo opredelili funkcionalni odziv acinarnih celic na stimulacijo z acetilholinom in ga primerjali z odzivi na cerulein. Spremembo znotrajcelične koncentracije kalcijevih ionov smo merili s konfokalno mikroskopijo. Pokazali smo, da so različni parametri kalcijevih oscilacij koncentracijsko odvisni in da je aktivnost precej dobro usklajena znotraj acinusov, ne pa med acinusi. Metoda tkivne rezine trebušne slinavke tako v naših očeh predstavlja pomemben nov in zanesljiv eksperimentalni model za oceno normalne in patološke morfologije in fiziologije acinarnih celic.
Ključne besede: trebušna slinavka, acinarna celica, kalcijeve oscilacije, metoda tkivne rezine, konfokalna mikroskopija
Objavljeno v DKUM: 19.04.2023; Ogledov: 163; Prenosov: 29
Celotno besedilo (6,86 MB) |
9. Razvoj in uvedba vajeniške oblike v srednje poklicno izobraževanje v Sloveniji : doktorska disertacijaMartin Pivk, 2023, doktorska disertacija Opis: V Sloveniji smo vajeništvo pred leti že imeli. Odpravili smo ga, ker ni bilo splošnega soglasja med sodelujočimi o njihovih vlogah, odgovornostih in izvajanju. Ponovna uvedba vajeništva se je začela v šolskem letu 2017/18. Za nekatere poklice poteka izobraževanje v šolski in vajeniški obliki po istem učnem programu. Zanimalo nas je, ali izobraževalna oblika vpliva na pridobivanje poklicnih spretnosti in kompetence ter na možnosti nadaljnjega izobraževanja ali zaposlitve.
V eni izmed šol smo v longitudinalni raziskavi primerjali dve skupini istega učnega programa. Prva skupina (N = 25) je bila v vajeniški obliki izobraževanja (vajenci), druga (N = 19) v šolski (dijaki). Ugotovili smo, da so se učenci z boljšim povprečnim uspehom v osnovni šoli vpisali v vajeniško obliko izobraževanja, vendar razlike niso bile statistično značilne, saj je bil vpliv skupine srednji. Dijaki so imeli v prvem letniku višje povprečne ocene kot vajenci, v drugem in tretjem letniku pa vajenci. V tretjem letu so bile razlike statistično značilne. Med povprečnimi ocenami zaključnega izpita ni bilo statistično značilnih razlik. Primerjalni skupini sta bili razmeroma majhni, vendar je skupina vajencev zajela 43,4 % vseh vpisanih v šolskem letu v Sloveniji. Pri izobraževanju v šoli so dijake obeh skupin poučevali isti učitelji, pri usposabljanju pri delodajalcu pa so imeli različne mentorje. Ugotavljamo, da različne izobraževalne oblike z istim učnim načrtom nimajo pomembnega vpliva na pridobljene poklicne spretnosti in kompetence.
Vajenci so menili, da vajeniška oblika omogoča več možnosti za zaposlitev, dijaki, da šolska oblika omogoča boljše možnosti za nadaljevanje šolanja. Delodajalci v vajeniški obliki so se bolj aktivno vključili v oblikovanje odprtega kurikula in proces izobraževanja.
Vajeništvo ni samo dodatna možna pot pridobivanja znanja za poklic: ponuja enake možnosti za nadaljnje izobraževanje in hitrejši prehod iz šole v zaposlitev. Vajenci so več časa preživeli na delovnem mestu in imeli več delovnih izkušenj, kar so si delodajalci želeli in pričakovali. Vajeniška oblika zahteva več sodelovanja in dogovarjanja med sodelujočimi, zato je njeno izvajanje zahtevnejše. Obe obliki omogočata enake možnosti za nadaljnje izobraževanje. Na osnovi analize in ugotovitev so podani predlogi za izboljšanje obstoječe vajeniške oblike.
Ključne besede: poklicno izobraževanje in usposabljanje, srednješolsko izobraževanje, vajeništvo, učenje na delu, učenje v šoli
Objavljeno v DKUM: 17.04.2023; Ogledov: 75; Prenosov: 16
Celotno besedilo (8,93 MB) |
10. Interakcijska doza nanodelcev – uvedba novega koncepta in študij vpliva surfaktantov na novo definirano dozo : doctoral dissertationBoštjan Kokot, 2023, doktorska disertacija Opis: Preko dihanja, oralnega vnosa in drgnjenja ob kožo, smo vsakodnevno izpostavljeni inherentno toksičnim delcem nanometrskih velikosti (nanodelcem). Nanodelci v zraku so še posebej problematični, ker se jim težko izognemo in povzročajo dolgoročne posledice, kot so na primer srčno-žilne bolezni, vnetja, pljučni rak in poškodbe možganov. Za uspešno regulacijo nanodelcev je torej ključna pravilna določitev njihove toksičnosti.
Toksičnost v nanotoksikologiji je definirana kot kumulativna doza, dostavljena v sistem, pri kateri še lahko opazimo neželene stranske učinke. Trenutno je najpogosteje v uporabi definicija doze, opredeljena kot razmerje med celotno površino nanodelcev, dostavljenih v sistem, in celotno pričakovano površino tkiva oz. celic. Ta pa ne upošteva lokalnih interakcij in razporeditve doze, ki ključno vplivajo na določitev dejanskega učinka doze na opazovani sistem. Trenutni standard določitve doznega odziva in toksičnosti nanodelcev so tedne trajajoči poskusi na živalih. Kot hitrejša in cenejša alternativa so bili razviti preprosti in napredni modeli in vitro, osnovani na celičnih linijah, ki pa večinoma ne vsebujejo zelo pomembnega gradnika pljuč, pljučnega surfaktanta.
Pri razvoju definicije doze smo uporabili preprost model, sestavljen iz celic pljučnega epitelija, pljučnega surfaktanta in cevk iz titanovega dioksida. Stanje pri vdihu nanodelcev smo posnemali tako, da smo na celice najprej napršili pljučni surfaktant in nato nanodelce. V ta namen smo razvili inkubator, v katerem smo lahko surfaktant in nanodelce na sistem in vitro napršili v fizioloških pogojih direktno na mikroskopu z visoko ločljivostjo in hkrati zajemali slike takoj od napršitve nanodelcev vse do nekaj dni po napršitvi. Z izpostavitvijo celic več nanodelcem smo pokazali, da trenutna definicija doze nezadostno opiše dejanski učinek doze v biološkem sistemu.
Nezadostno definicijo smo nadgradili z uvedbo interakcijske površine in interakcijske doze, ki sta direktno upoštevali interakcije med površino membrane in nanodelcev. Nov koncept nam je omogočil, da smo dozo ovrednotili in vizualizirali v vsaki slikovni piki slike. Z dvema novo definiranima parametroma, povprečno interakcijsko dozo in povprečno lokalno interakcijsko dozo, smo poleg lokalnih interakcij med nanodelci in membrano upoštevali še neenakomernost porazdelitve doze ter s tem mnogo bolje ocenili njeno porazdelitev v sistemu. S spremljanjem časovnega razvoja povprečne lokalne interakcijske doze smo potrdili, da biološki sistem modulira dozo že brez dodanega surfaktanta.
Z analizo histogramov interakcijske doze v poskusih s surfaktantom in brez njega smo ovrednotili vpliv surfaktanta na modulacijo doze. Ugotovili smo, da v prisotnosti surfaktanta faza karantenizacije in raztapljanja nastopi hitreje, sledi ji pa nova faza raztapljanja, ki je brez surfaktanta ni in omogoča prerazporejanje doze v prostoru in času.
Sledenje surfaktantskim proteinom, nanodelcem in lipidom hkrati je bilo mogoče z razvitim trikanalnim slikanjem, osnovanim na zajemu življenjskega časa fluorescence. Iz sledenja vsem trem komponentam smo določili: 1) da se hidrofobni surfaktantski proteini kepijo skupaj s cevkami titanovega dioksida, 2) da nanocevke vdrejo globlje od fiziološke debeline surfaktanta v nekaj sekundah in 3) da se v surfaktantu pojavijo prehodne luknje, ki omogočajo neoplaščenim nanodelcem prehod čez pljučni surfaktant.
Trikanalno slikanje celic, nam je na koncu omogočilo prepoznati, da je doza nanodelcev odvisna od lokalne okolice, kot je meja med celičnim jedrom in plazemsko membrano, in od prisotnosti biomolekul v tem okolju. To je vodilo v razvoj novega koncepta vektorske doze nanodelcev, ki je odvisna od v sistemu prisotnih biomolekul. Novi koncept je pripraven za odkrivanje mehanizmov toksičnosti in njihove propagacije po sistemu, kar bi lahko vodilo do boljšega razumevanja ključnih molekularnih dogodkov, ki so osnova za uspešno napovedno toksikologijo, ki ni osnovana na poskusih na živalih.
Ključne besede: toksikologija, nanotoksikologija, doza, lokalna doza, površinska doza, interakcijska doza, lokalna interakcijska doza, fluorescenca, fluorescentna mikroskopija, mikroskopija s stimulirano emisijo, mikroskopija z visoko ločljivostjo, pljučni surfaktant, SP-B, SP-C, proteini pljučnega surfaktanta, nanocevke titanovega dioksida, nanodelci, model in vitro, nano-bio interakcije, analiza slik
Objavljeno v DKUM: 17.04.2023; Ogledov: 86; Prenosov: 12
Celotno besedilo (35,59 MB) |
