Desenvolvimento de substitutos ósseos à base de cerâmicos porosos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Estimação da permeabilidade em reservatórios fraturados - Comparação entre o método do tensor e o método de upscaling

A simulação dinâmica de reservatórios de petróleo requer a alocação de permeabilidades equivalentes para todos os blocos. A determinação da permeabilidade equivalente em reservatórios fraturados é uma questão complexa e crítica no fluxograma de modelação, porque é totalmente dependente da geometria 3D sistema de fraturas, e respetivas aberturas, que muitas vezes são mal conhecidos. Para avaliar a permeabilidade equivalente de blocos fraturados, o método do tensor ou de Oda é um dos mais utilizados. É expedito e eficiente mesmo para a sistemas com vários milhões de fraturas. Todavia, na literatura são apontadas algumas críticas, por exemplo, sobrestima a permeabilidade em blocos pouco fraturados e subestima-a em blocos muito fraturados. Este trabalho tem como objetivos, revisitar a problemática da caracterização da permeabilidade equivalente em blocos de reservatórios fraturados. Recorreu-se a um pacote de programas informáticos FROM3D-K (fractures object model – permeability evaluation) desenvolvidos e/ ou adaptados no contexto deste trabalho e que permitem as funcionalidades: (1) simulação estocástica 3D de fraturas; (2) determinação da permeabilidade equivalente pelo método do tensor; (3) determinação da permeabilidade equivalente pelo método de upscaling de microblocos. Estas funções permitem que a mesma rede de fraturas seja avaliada pelos dois métodos. Para a demonstração de resultados mostram-se dois exemplos, o primeiro onde são simuladas fraturas condicionadas a estatísticas sintéticas de orientação, intensidade e abertura e o segundo onde se utilizam dados FMI de poço de um reservatório fraturado.

Estado de saúde oral das crianças entre os 3 e os 5 anos, a frequentar as escolas do Cacém, com pais portugueses e imigrantes

Contexto: A cárie dentária é um problema de saúde pública, com elevada prevalência em todo o mundo. Ao longo das últimas décadas, várias investigações revelam que a cárie dentária está relacionada com factores sociais e comportamentais. Condições sociais e económicas deficientes, diminuem o acesso à informação e conhecimento, bem como limitam o acesso a serviços especializados de saúde. Os migrantes são um grupo populacional em que estes factores têm especial relevo. Este trabalho tem como objectivo descrever o estado de saúde oral relativamente à cárie dentária, de crianças dos 3 aos 5 anos, filhas de pais imigrantes e portugueses, a frequentar jardim-de-infância, na zona do Cacém- Sintra. Métodos: A amostra deste estudo é composta por 183 crianças, dos 3 aos 5 anos, a frequentar os jardins-de-infância de 3 Instituições Particulares de Solidariedade Social, situadas no Cacém. Os dados foram recolhidos através de um questionário dirigido aos pais e de uma ficha individual de rastreio dentário realizado às crianças. Para aferir a associação entre as variáveis foram aplicados: o teste do Qui-Quadrado de Person, o teste t de Student e o modelo de regressão logística, com o cálculo dos respectivos odds-ratio. O nível de significância estatístico foi de 5%. Resultados: Nas famílias estudadas 36,1% dos pais e 38,3% das mães são imigrantes; 44% das crianças têm pelo menos um progenitor de origem estrangeira. A maioria das famílias tem 2 filhos (45%) e 54,6% das crianças do estudo são primeiros filhos; 48,6% das crianças já foram a uma consulta de saúde oral, e igual percentagem nunca foi a uma consulta desta especialidade; 89% das crianças da amostra escovam os dentes diariamente. A prevalência de cárie na dentição decídua encontrada nesta amostra foi de 25,1%, com um cpo’d grupo de 0,7. Estão livres de história de cárie 84,7% das raparigas e 66,3% dos rapazes (p= 0,004). Verifica-se que os rapazes têm um risco 2,3 vezes maior (OR=2,34) de não ter saúde oral do que as raparigas (p=0,02) e que as crianças que já foram à consulta de saúde oral têm um risco, cerca de 3 vezes maior (OR=3,21) de apresentar um cpo ≠0 do que as crianças que nunca foram à consulta. Conclusão: Nesta amostra não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas no cpo’d individual das crianças filhas de imigrantes e de portugueses. O cpo’d demonstrou estar associado à idade, sexo e ida à consulta de saúde oral. Existe uma necessidade emergente de um maior conhecimento do estado de saúde oral destas comunidades, avaliando até que ponto estão mais vulneráveis ao aparecimento de doenças orais.

Produção de matrizes porosas 3D baseadas em réplicas invertidas de cristais coloidais

A Engenharia de Tecidos surge da necessidade recorrente de regenerar ou recriar órgãos e tecidos danificados devido a vários tipos de trauma. A carência de funcionalidades resultante pode ser resolvida através da implantação de substitutos bio-sintéticos. O presente trabalho consiste na produção de matrizes porosas 3D baseadas em réplicas invertidas de cristais coloidais com futura aplicação em substituintes ósseos sintéticos para fraturas de não-união. O substituinte ósseo consiste numa estrutura denominada Inverse colloidal crystal (ICC), em que a sua organização singular resulta numa homogénea proliferação celular e num aumento das propriedades mecânicas, quando comparada com outros substituintes. O primeiro passo para a obtenção desta estrutura é a produção de microesferas de poliestireno, por uma técnica baseada em microfluídica. Posteriormente as microesferas são empacotadas resultando numa estrutura coesa com ligações entre microesferas vizinhas. O preenchimento dos espaços vazios entre microesferas pelo biomaterial pretendido e posterior remoção das microesferas dá origem à estrutura porosa do ICC. ICCs poliméricos (ϕCs = 1,00) e compósitos (ϕCs = 0,86 e ϕHA = 0,14; ϕCs = 0,67 e ϕHA = 0,33; ϕCs = ϕHA = 0,50) são produzidos e as suas propriedades mecânicas são testadas através de ensaios de compressão e comparadas com outros substituintes sintéticos. Para avaliação do comportamento dos materiais em contacto com meio biológico, foram realizados testes de citotoxicidade que revelaram uma viabilidade celular acima dos 80% em todos os ICCs.

Estudo dos efeitos do abuso de produtos de branqueamento no esmalte dentário

A estética dentária tem recebido bastante enfoque nos últimos anos, particularmente devido à importância a que a população atribui à aparência estética do sorriso. É, assim, desejado um sorriso o mais branco possível e que de preferência seja fácil de obter, eficaz, rápido, económico e que seja o menos invasivo possível. Com vista a satisfazer esta necessidade, surgiu no mercado uma grande diversidade de produtos Over the Counter (OTC). Os produtos OTC podem ser facilmente adquiridos por qualquer pessoa a um baixo custo. Contudo, a maioria destes produtos têm concentrações do agente ativo bastante superiores aos níveis considerados seguros pela Comissão Europeia (CE). Muitos autores têm demostrado preocupação em relação à segurança e consequentes efeitos no esmalte dentário devido ao possível uso abusivo destes produtos. Mais precisamente, a obsessão por dentes brancos pode constituir uma patologia, na qual os produtos de branqueamento dentário são constantemente aplicados pelo paciente, sem qualquer supervisão médica. Nos casos mais graves pode causar lesões na cavidade oral, induzindo efeitos adversos severos tais como sensibilidade dentária, redução da microdureza e aumento da rugosidade do dente. O objetivo deste estudo in vitro é avaliar se o grau de mineralização e o teor elementar do esmalte dentário são alterados aquando o branqueamento dentário com dois produtos de branqueamento OTC diferentes, excedendo as recomendações indicadas pelos fabricantes. De forma a realizar este estudo, foram usados dezassete dentes. Foram realizados dois protocolos: no primeiro protocolo foram aplicados dois produtos diferentes (Teeth Whitening Home Kit e White! – Bingo-UK) por um período de 39 dias. Para cada produto foram selecionadas seis espécimes aleatoriamente, tendo as condições experimentais sido idênticas. No segundo protocolo, cinco espécimes foram tratadas com o produto (WHITE! -Bingo-UK) por um período de 5 dias. Ambos produtos foram adquiridos em sites online. Entre cada aplicação todos os espécimes foram conservados em saliva humana. O conteúdo elementar de cada espécime, antes e após o branqueamento foi obtido com recurso à espetroscopia por fluorescência de raios X dispersiva em energia (EDXRF) e a banda do fosfato (PO43-) foi avaliada com espetroscopia Raman. Em relação ao primeiro protocolo, 7 dias após o branqueamento a desmineralização estudada foi significativa (p <0,01), sendo que após os 39 dias de tratamento o aumento do grau de desmineralização (GD) parece ser permanente. As amostras no segundo protocolo demostraram resultados semelhantes relativamente ao GD, mas em diferentes momentos.

Desenvolvimento e avaliação in vitro de um revestimento multifuncional para possível aplicação em implantes ósseos

As fraturas ósseas têm sido consideradas como um problema sócio económico mundial afetando sobretudo os jovens e idosos. No caso de pequenas correções de fraturas ou defeitos ósseos é necessário a aplicação de implantes biodegradáveis que atuem de forma temporária durante o período de formação do novo tecido ósseo. Uma das grandes vantagens da sua aplicação é evitar uma segunda intervenção cirúrgica para a sua remoção. Para isso, o Magnésio (Mg) e as suas ligas têm vindo a ser considerados como uma boa opção para este tipo de implantes temporários pois para além de serem biodegradáveis e biocompatíveis possuem propriedades semelhantes ao osso. No entanto, a sua elevada taxa de degradação em ambiente biológico é uma desvantagem para a sua utilização que conduz à perda da sua funcionalidade. O objetivo deste trabalho foi desenvolver revestimentos multifuncionais biocompatíveis, para a superfície do implante biodegradável, que permitam controlar a taxa de degradação do Mg e em simultâneo promovam a adesão e proliferação celular no local afetado. Neste trabalho, foram desenvolvidos três tipos de revestimentos biocompatíveis: Fosfatos, Fosfatos com nanopartículas de hidroxiapatite e fosfatos com nanopartículas de hidroxiapatite e óxido de grafeno aplicados na superfície da liga de Mg AZ31 através do método de eletrodeposição/eletroforese química. Foi realizado um tratamento térmico e avaliada a sua influência na resposta celular e na sua resistência à degradação. As propriedades físico-químicas do revestimento foram obtidas por microscopia electrónica de varrimento e de transmissão, microscopia de Raman, difração de raios-X e microscopia de força atómica. Foram ainda analisadas medições do ângulo de contacto da superfície dos revestimentos e realizados ensaios de degradação em soluções fisiológicas. A resposta celular aos revestimentos foi testada in vitro através da avaliação da adesão e proliferação de células osteoblásticas (Saos-2). Os resultados obtidos demonstram que o tratamento térmico modifica a estrutura do revestimento e promove a adesão celular. A incorporação do óxido grafeno no revestimento de fosfatos e hidroxiapatite permite aumentar a resistência à degradação e promover uma melhor resposta celular.

Antropologia Funerária e Paleobiologia das Populações Pós-Medievais Portuguesas: Os Casos de Nossa Senhora da Anunciada e Espírito Santo

As desigualdades sociais na saúde constituem a problemática abordada nesta dissertação, tendo sido escolhidas para explorar esta questão duas séries esqueléticas – igreja de Nossa Senhora da Anunciada (Setúbal) e capela do Espírito Santo (Loures) – cronologicamente enquadradas no período pós-medieval, entre os séculos XVI e XIX, e cujos indivíduos apresentavam estatutos socioeconómicos diferenciados. Na concretização deste objectivo foi realizada uma primeira abordagem que incidiu no estudo integral – contexto funerário e Paleobiologia – das respectivas séries. Do manancial de resultados obtidos foram seleccionados e explorados na segunda abordagem indicadores de estatuto social e de estatuto biológico (ou esqueléticos de stress fisiológico) capazes de responder à problemática enunciada, procurando demonstrar-se que as desigualdades sociais podem actuar sobre factores fundamentais ao desenvolvimento normal e saúde dos indivíduos, manifestando-se, consequentemente, de forma diferencial entre indivíduos de estatutos socioeconómicos contrastantes. A caracterização geral do contexto funerário revelou que no interior da igreja de N. Sra. da Anunciada, localizada no bairro do Troino, habitado por um segmento da população socialmente mais desfavorecido, registaram-se 93 inumações primárias e 155 secundárias, as quais foram realizadas em covas abertas no subsolo e revelando a quase ausência de espólio votivo e de caixão. Por outro lado, na capela do Espírito Santo foram exumadas 46 inumações primárias e 30 secundárias que foram exclusivamente encontradas em criptas, tendo os indivíduos sido inumados em caixão e identificando-se, igualmente, a presença de espólio votivo associado. A documentação histórica refere o nome de mecenas e benfeitores do respectivo convento com direito a sepultura na sua capela. Na caracterização paleobiológica geral foram revelados os perfis biológicos básicos, tendo sido identificados indivíduos de ambos os sexos e diferentes classes etárias, constatando-se em ambas séries esqueléticas a predominância de indivíduos do sexo feminino. A análise morfológica evidenciou os caracteres discretos e métricos, bem como a estatura dos indivíduos, sendo esta última, igualmente, referida no estudo das desigualdades sociais. Por fim, o estudo paleopatológico revelou a presença de diversas alterações dentárias e ósseas, incluindo condições enquadradas nos indicadores esqueléticos de stress fisiológico. Na segunda abordagem que se centrou no objectivo específico desta investigação, os indicadores de estatuto social – local de inumação, caixão e espólio votivo – mostraram uma associação dos indivíduos com o seu estatuto socioeconómico clara e inequívoca, enquanto os indicadores esqueléticos de stress fisiológico – crescimento, estatura, cáries, perda de dentes ante mortem, hiperostose porótica, cribra orbitalia, hipoplasias lineares do esmalte dentário, formação de osso novo bilateral nas tíbias, fracturas, osteoartrose, discartrose, alterações nas áreas das enteses e DISH – revelaram que a sua interpretação é muito complexa. Concluiu-se que a interpretação das desigualdades sociais na saúde com base em indicadores de estatuto biológico deve ser prudente, já que não é evidente uma associação ii directa com o estatuto socioeconómico dos indivíduos. Esta investigação corroborou a informação histórica e arqueológica que permite aludir ao estatuto socioeconómico dos indivíduos destas séries esqueléticas, mas a associação deste estatuto a uma saúde diferenciada entre grupos revelou-se inconclusiva.

Fluorescência de raios-X aplicada ao estudo de ossadas humanas

O trabalho desenvolvido nesta dissertação visa o estudo da composição elementar de restos humanos (séculos XVIII-XIX) por fluorescência de raios-X dispersiva em energia (EDXRF). Os tecidos analisados, ossos, dentes, cabelos e massa encefálica, pertenciam a um conjunto de corpos exumadosda Ermida do Espírito Santo, em Almada (Portugal). Os resultados foram obtidos pela análise complementar de duas montagens experimentais: EDXRF com geometria triaxial e -EDXRF com geometria convencional. A primeira técnica permite obter melhores limites de deteção para matrizes de baixo Z. A configuração com um micro feixe e a análise em condições de vácuo permite melhorar os limites de deteção para os elementos mais leves. Os resultados obtidos para os indivíduos analisados puderam ser correlacionados, em alguns casos, com os hábitos alimentares e com o habitat, nomeadamente a exposição a elementos tóxicos. Adicionalmente, foi também avaliada a possibilidade de contaminação post-mortem dos corpos, a partir do local de inumação. Os elementos detetados em ambas as técnicas foram Ca, Fe, Cu, Zn, Br, Sr e Pb. Observaram-se níveis elevados de Zn e Sr para os ossos, que são indicativos de uma dieta rica em carne e peixe, respetivamente. Alguns indivíduos revelaram concentrações elevadas de Pb e Zn na polpa do dente. Estes elementos poder~ao ter sido resultado de uma da acumulação o ante-mortem e indicar o hábito do tabaco. Os resultados mostram um indivíduo que apresenta concentrações bastante elevadas de Pb, especialmente na massa encefálica, polpa do dente e ossos esponjosos. A contaminação poderá ter sido resultado da exposição ante-mortem de Pb, eventualmente devida ao trabalho efetuado numa fundição. Ademais, outro indivíduo apresentou uma concentração elevadíssima de Hg no cabelo. Neste caso, a hipótese proposta mais provável é a aplicação de um composto à base de Hg, para fins medicinais, possivelmente para a desinfestação de piolhos.