Innovative Projects Realized

Developing an electrochemical sensor using in-situ synthesis of a stand-alone MIP membrane for bacteria detection in water

In this project, a microfluidic sensor will be developed for bacteria detection in water. The microfluidic device enables in-situ synthesis of molecularly imprinted polymer (MIP) membranes with bacteria imprinted cavities. The
sensor works based on bounding the target bacteria to the MIP membrane, thereby altering the electrochemical signal which will be measured using in-situ fabricated electrodes. In the short term of the Mitacs internship, the
characterization of the MIP membrane will be completed, electrodes will be fabricated and their electrochemical stability towards oxidation at different electrolyte concentrations will be tested. Then, the sensor’s sensitivity
towards different concentrations of bacteria will be quantified. Finally, the sensor’s dose-response curve will be constructed. The sensor can be integrated with portable fluid handling, and electrochemical measuring systems
for point-of-need water quality monitoring.

Développement d’un matériau de fondation de chaussée circulaire et durable

Le projet vise à développer une méthodologie pour créer un matériau de fondation de chaussée en utilisant des matériaux recyclés tels que des granulats bitumineux recyclés (GBR) et du béton de ciment recyclé (BC). Cette utilisation de matériaux recyclés présente de nombreux avantages, notamment la préservation des ressources naturelles et la réduction des matières résiduelles.
Pour formuler des matériaux de fondation efficaces, durables et respectueux de l’environnement, il est essentiel de caractériser les matériaux recyclés. Le comportement des matériaux granulaires, y compris leur résilience et leur capacité à accumuler des déformations permanentes, doit être évalué dans des conditions de chargement dynamique et cyclique similaires à celles qu’ils rencontrent sur les routes. La démarche expérimentale du projet comprendra des essais de caractérisation des matières premières, tels que l’analyse granulométrique, la teneur en particules fines et en bitume, la densité, l’absorption d’eau et la présence d’impuretés. Les caractéristiques de conception des matériaux de fondation seront évaluées à l’aide de tests de résilience, de résistance aux déformations permanentes et de conductivité hydraulique. Les résultats de ce projet permettront de créer des graphiques qui relieront les propriétés des matières premières, les dosages des différents composants et le comportement attendu des matériaux de fondation.

Adaptation, traduction et validation d’une mesure de l’expérience rapportée par les patients pour les enfants et les jeunes dans le contexte canadien

Contexte :
Les mesures de l’expérience rapportée par les patients (PREM) évaluent objectivement la perception des soins par les enfants et les jeunes (CYP). Le seul PREM pour la chirurgie pédiatrique développé avec et pour les enfants
a été créé à Londres, au Royaume-Uni. Étant donné l’absence d’instruments nord-américains similaires, nous avons cherché à adapter, traduire et valider l’instrument pour l’utiliser dans un contexte canadien de chirurgie
pédiatrique ambulatoire.

Méthodes :
Nous avons utilisé un modèle qualitatif impliquant les enfants et leurs parents/soignants.

Résultats :
Cinquante enfants de trois groupes d’âge (8-11 ans, 12-13 ans, 14-16 ans) ont participé à la création du premier PREM canadien.

Conclusions :
Les enfants ont été satisfaits de l’instrument PREM révisé, qui n’a nécessité que des adaptations mineures. Notre étude permettra de développer le premier PREM canadien pour la chirurgie pédiatrique, améliorant ainsi les soins centrés sur le patient pour cette population vulnérable.

Seismic behavior and design of GFRP reinforced beam-column joints

Due to the lack of design procedures and inherent limitations associated with the use of glass-fiber reinforced polymer (GFRP) reinforcement in earthquake-resistant structures, GFRP reinforcement is currently limited to non- seismic concrete components, such as gravity columns or slabs. The goals of the partnership are to advance the behavior and design of GFRP-RC structures under seismic loads through experimental and analytical investigations. The expected outcomes of this project include: (1) developing novel solutions to overcome the current limitations of GFRP reinforcement in RC structures subjected to earthquake loads, and (2) establishing practical design procedures for the seismic design of GFRP-RC structures.

Segmentation and analysis of ultrasound images of the female pelvic floor for patient with pelvic organ prolapse and stress urinary incontinence

Pelvic floor disorders (PFD) affect up to 50% of the female population and include stress urinary incontinence (SUI) and pelvic organ prolapse (POP). The non-surgical treatment for POP and SUI is pessaries, which are intravaginal devices, fitted through trial-and-error. While pessaries are an effective treatment option, many patients will have to try multiple pessaries before the correct sizing is found and some will not find the right fit. There is a clinical need to improve the pessary fit and the fitting process. Cosm Medical has designed and developed personalized pessaries to address patients’ unique needs to improve patient outcomes.
In this project, 3D ultrasound images and videos of the pelvic floor in patients with SUI and POP will be analyzed to determine parameters that may impact pessary personalization. This project has the potential to improve the pessary fitting process and improve the quality of life of patients affected by PFDs.

Implementing advanced customer labeling techniques in e-commerce recommender systems

The intern will work on a research project aimed at enhancing the shopping experience for customers on Air Liquide Canada’s website by developing a personalized recommendation system. The intern will explore and apply advanced ML techniques to leverage new sources of information such as textual descriptions and user characteristics, which will help better understand customer behavior and preferences. By implementing these improvements, AL expects to have a more engaging shopping experience for its customers.

Validation et exploitation à pleine échelle d’un système d’épuration tertiaire décentralisé par filtres à scories en recirculation pour l’élimination du phosphore

Le projet vise à tester un système de traitement des eaux usées des résidences isolées, avec un débit allant jusqu’à 3240 L/d, dans le but de réduire les concentrations de phosphore au-dessous de 1 mg P/L. Les filtres à
scories d’acier en recirculation sont une technologie passive efficace à cette fin. Leur épuisement peut être retardé par la réduction des carbonates dans l’eau lorsque ces filtres sont installés après un réacteur biologique,
cependant la variation de température peut ralentir le métabolisme microbien impliqué dans ce processus.
L’analyse du fractionnement du phosphore permettra de comprendre les limites de son élimination dans chaque réacteur de la filière de traitement.

Restauration des peuplements forestiers affectés par la maladie corticale du hêtre

La maladie corticale du hêtre les arbres matures en diminuant graduellement leur vigueur. La mort de ces arbres favorise un
afflux de lumière qui contribue à accentuer l’envahissement par les gaules de hêtre (EGH). Cet envahissement est
problématique puisque le hêtre n’est pas une essence prisée par l’industrie et il interfère avec la régénération d’autres
essences. Présentement, la stratégie face à cette situation est la récolte d’arbres matures affectés par la MCH, ainsi que les
arbres voisins sains. Cette stratégie favorise encore davantage l’EGH. Le présent projet vise à développer une approche de
restauration des peuplements affectés par la problématique MCH/EGH dans un contexte de fréquence accrue des
sécheresses. Le stagiaire testera une suppression partielle par trouées de jeunes hêtres couplée à une plantation souscouvert.
Les membres de la coop Terra-Bois profiteront en fin de projet d’un guide contenant une stratégie récolte/restauration
applicable à leurs peuplements.

Exploring the Potential of Chitosan and Chitosan-Lipid Complexes as Adjuvants and Delivery System in Vaccine Development: A Systematic Screening and Evaluation Study

Vaccines are essential in protecting individuals from infectious diseases by preparing their immune systems to recognize and combat pathogens. The tremendous impact of vaccines on public health cannot be emphasized enough, as they have saved countless lives since their inception. However, the adaptability of viruses and other infectious agents has necessitated the development of new vaccine strategies. Genetic material-based vaccines have emerged as a promising approach, offering improved design and immune responses. Nevertheless, these vaccines require adjuvants to maximize their effectiveness. This research project focuses on exploring the potential of chitosan, a natural biopolymer, as an adjuvant. Chitosan possesses immune-stimulating properties, and its cationic nature and chain length might influence its effectiveness. Additionally, the project aims to develop a delivery system platform utilizing hybrid chitosan/lipid nanoparticles. This platform would serve the dual purpose of delivering nucleic acid and stimulating the immune system.

The Influence of a Sports Vision Training Program on Performance of Related Tasks of Visual Perception in Varsity Athletes

The proposed research project will assess the efficacy and effectiveness of a generalized Sports Vision Training (SVT) program on varsity athletes through comparing the effects of a 10-week program to a 5-week program. The
SVT program consists of training methods aimed at improving visual perception and efficiency of visual processing. Varsity athletes of hockey, basketball, and volleyball will be assessed in a variety of measures of
sensorimotor and visual abilities at pre-, post-, and follow-up from the training. The objective of this project is to identify the most effective methods for training visual abilities in sports to improve sport performance in athletes.
The partner organization will benefit from this project through the validation of the programs and methods that the partner organization currently uses in their practice. The partner organization will also gain a further understanding of new methods to apply to their Sports Vision practice in the future.

Simple Perfusion Reconstruction Algorithm Clinical Research Study and Development

CT angiograms (CTA) are used to detect vessel occlusions in the brain in stroke patients and are a diagnostic criteria of acute stroke. Current standards of care require that an additional CT perfusion scan to be taken in order
to accurately locate large and medium-vessel occlusions, allowing for the administering of endovascular therapy (EVT) to the patient. These scans are expensive, expose the patient to additional radiation, inaccessible in rural
and remote areas and crucially takes more time.
SPIRAL is a machine learning algorithm that accurately detects large vessel occlusions (LVO) in the brain following stroke using only CTA imaging. Currently, the market demand for SPIRAL remains to be determined and
SPIRAL requires continuous deployment to reach a commercially viable product. Gavin Lau will benefit from working on this project by: (1) obtaining further training in advanced MRI imaging and CT perfusion image
processing methods, machine-learning algorithms, and image analysis; and (2) learning to commercialize our product through the Lab2Market program, preparing him for a career in medical innovation and technology.

Ocean Sound Speed Profile Estimation Using the Pulse-Echo Technique

The proposed research project aims to develop a method for estimating sound speed profiles in underwater environments. By utilizing pulse-echo acoustic techniques, we can accurately determine the sound speed, which is crucial for various applications such as ocean acoustic studies. The expected benefits to our partner organization include improved underwater acoustic measurements, enhanced mapping of oceanic features, and better management of fisheries. This research has the potential to revolutionize sound speed estimation, leading to advancements in multiple industries and sectors, particularly in oceanography and fisheries, thus fostering sustainable practices and scientific understanding of our marine environments.