In vitro evaluation of the temperature increment at the external root surface after Er,Cr: YSGG laser irradiation of the root canal

Objectives: A study was made to determine the temperature increment at the dental root surface following Er,Cr:YSGG laser irradiation of the root canal. Design. Human canines and incisors previously instrumented to K file number ISO 30 were used. Irradiation was carried out with glass fiber endodontic tips measuring 200 μm in diameter and especially designed for insertion in the root canal. The teeth were irradiated at 1 and 2 W for 30 seconds, without water spraying or air, and applying a continuous circular movement (approximately 2 mm/sec.) in the apico-coronal direction. Results: At the 1 W power setting, the mean temperature increment was 3.84ºC versus 5.01ºC at 2 W. In all cases the difference in mean value obtained after irradiation versus the mean baseline temperature proved statistically significant (p< 0.05). Conclusions: Application of the Er,Cr:YSGG laser gives rise to a statistically significant temperature increment at the external root surface, though this increment is probably clinically irrelevant, since it would appear to damage the tissues (periodontal ligament and alveolar bone) in proximity to the treated tooth

Thermal increment due to ErCr: YSGG and CO2 laser irradiation of different implant surfaces. A pilot study

Objective: An evaluation and comparison is made of the thermal increment at different implant surfaces during irradiation with CO2 and ErCr:YSGG lasers. Study design: Five threaded and impacted implants with four types of surfaces were inserted in an adult pig rib: two implants with a hydroxyapatite surface (HA)(impacted and threaded, respectively), a machined titanium surface implant (TI mach), a titanium plasma spray surface implant (TPS), and a sandblasted, acid-etched surface implant (SBAE). A 0.5-mm diameter bone defect was made in the implant apical zone, and a type-K thermocouple (Termopar)® was placed in contact with the implant. The implants were irradiated in the coronal zone of each implant with a CO2 (4 W continuous mode) and an ErCr:YSGG laser (1.5 W, pulsed mode) first without and then with refrigeration. The temperature variations at the implant apical surface were recorded. Results: An apical temperature increase was recorded in all cases during CO2 and ErCr:YSGG laser irradiation without refrigeration. However, when the ErCr:YSGG was used with a water spray, a decrease in temperature was observed in all implants. The acid-etched and sandblasted surfaces were those most affected by the thermal changes. Conclusions: The ErCr:YSGG laser with a water spray applied to the sealing cap or coronal zone of the implants does not generate thermal increments in the apical surface capable of adversely affecting osseointegration and the integrity of the peri-implant bone tissue

Development of advanced silicon radiation detectors for high energy physics and medical imaging

The 1st chapter of this work presents the different experiments and collaborations in which I am involved during my PhD studies of Physics. Following those descriptions, the 2nd chapter is dedicated to how the radiation affects the silicon sensors, as well as some experimental measurements carried out at CERN (Geneve, Schwitzerland) and IFIC (Valencia, Spain) laboratories. Besides the previous investigation results, this chapter includes the most recent scientific papers appeared in the latest RD50 (Research & Development #50) Status Report, published in January 2007, as well as some others published this year. The 3rd and 4th are dedicated to the simulation of the electrical behavior of solid state detectors. In chapter 3 are reported the results obtained for the illumination of edgeless detectors irradiated at different fluences, in the framework of the TOSTER Collaboration. The 4th chapter reports about simulation design, simulation and fabrication of a novel 3D detector developed at CNM for ions detection in the future ITER fusion reactor. This chapter will be extended with irradiation simulations and experimental measurements in my PhD Thesis.

Síntesi estereoselectiva d'anàlegs ciclobutènics d'L-nucleòsids

En els darrers 30 anys, els anàlegs de nucleòsids han estat una part essencial de la teràpia antiviral. Més recentment, els anàlegs carbocíclics de nucleòsids s'han convertit en importants objectius pel desenvolupament de nous agents terapèutics antivirals i antitumorals, en tant que l'absència de l'enllaç N-glicosídic els confereix una major estabilitat davant l'acció de les fosforilases. Per altra banda, s'ha descrit que alguns nucleòsids de configuració L presenten, en alguns casos, una bona activitat antiviral, una major estabilitat metabòlica i una toxicitat inferior a la dels seus homòlegs de configuració natural. El present treball planteja la síntesi estereoselectiva de derivats ciclobutènics de L-nucleòsids com a agents terapèutics, susceptibles de presentar una major activitat antiviral i una menor toxicitat que els agents actuals. Per assolir aquest objectiu, s'ha construït l'anell ciclobutènic mitjançant una reacció de fotocicloaddició [2+2]. Al mateix temps, s'ha desenvolupat un estudi de la influència del dissolvent en la reacció de fotocicloaddició [2+2] d'enones a alquens halogenats. A més, s'han estudiat diverses condicions de treball per dur a terme la reacció de deshalogenació dels derivats clorats preparats amb la metodologia anterior, utilitzant Zn com a reductor i amb un sistema d'escalfament per microones com a substituent dels mètodes d'escalfament convencionals. Aquest estudi ha permès disminuir notablement el temps d'aquesta reacció, passant de 7 hores a 20 minuts. Les condicions òptimes d'ambdues reaccions determinades amb aquests estudis han permès preparar l'intermedi clau per a la introducció de les bases nitrogenades, essent aquest un potencial precursor dels anàlegs ciclobutènics de nucleòsids, així com sintetitzar el primer producte de la ruta sintètica dissenyada que presenta la base nitrogenada a la seva estructura.

Estudi dinàmic i manipulació de fluxos en monocapes de Langmuir de molècules fotosensibles

Durant el període de gaudiment de la beca, des del dia 9 de març del 2007 fins el dia 8 de març del 2010, s’han dut a terme diferents tipus d’experiments amb sistemes bidimensionals com són les monocapes de Langmuir. Inicialment es va començar per l’estudi i la caracterització d’aquests sistemes experimentals, tant en repòs com en dinàmic, com és l’estudi de la reposta col•lectiva molecular de dominis d’un azoderivat fotosensible al rotar el pla de polarització mentre es mante sota il•luminació constant i els estudis de sistemes bidimensionals al collapse que es poden relacionar a les propietats viscoplàstiques dels sòlids. Una altra via d’estudi és la reologia d’aquests sistemes bidimensionals quan flueixen a través de canals. Arrel del sistema experimental més simple, una monocapa fluint per un canal, s’ha observat i estudiat l’efecte coll d’ampolla. Un cop assolit i estudiat el sistema més senzill, s’han aplicat tècniques més complexes de fabricació per fotolitografia per fer fluir monocapes de Langmuir per circuits on hi ha un gran contrast de mullat. Un cop aquests circuits es van implementar satisfactòriament en un sistema pel control de fluxos bidimensionals, es posen de manifest les possibles aplicacions futures d’aquests sistemes per l’estudi i el desenvolupament de la microfluídica bidimensional.

Caracterització radiològica i dosimètrica ambiental d'una planta de producció de fosfat bicàlcic

The production of dicalcium phosphate are included in the list of industries classified as NORM in Euratom 29/96. The aim of this study is to determine the con-centrations of specific flows and their variability over time of 226Ra, 210Pb and 210Po in the inputs and out-puts of the production process. Also classified areas of the plant and the workers according to the radio-logical risk and radiation protection measures have been proposed. The results show that the rock phos-phate has a high specific activity of the 226Rn, 210Po and 210Pb in secular equilibrium (1500-2000 Bq • kg-1) but the outputs of the process will distort the secu-lar equilibrium. The only shortfall is the flow balance of 226Ra, which accumulates in the process. The dis-tribution of the dose in the plant concentrates on the area of reactor tanks and slop pipes as regards exter-nal irradiation dose and the grinding zone, the area of packaging and loading area so respects dose inhaled. We propose a signaling areas, cleaning and replace-ment of old equipment in the facilities and radiological safety of the maintenance staff.

Hypoxia and vasculature in models of lung cancer: implications for targeted therapeutics

Estudi realitzat a partir d’una estada a la Stanford University School of Medicine. Division of Radiation Oncology, Estats Units, entre 2010 i 2012. Durant els dos anys de beca postdoctoral he estat treballant en dos projectes diferents. En primer lloc, i com a continuació d'estudis previs del grup, volíem estudiar la causa de les diferències en nivells d'hipòxia que havíem observat en models de càncer de pulmó. La nostra hipòtesi es basava en el fet que aquestes diferències es devien a la funcionalitat de la vasculatura. Vam utilitzar dos models preclínics: un en què els tumors es formaven espontàniament als pulmons i l'altre on nosaltres injectàvem les cèl•lules de manera subcutània. Vam utilitzar tècniques com la ressonància magnètica dinàmica amb agent de contrast (DCE-MRI) i l'assaig de perfusió amb el Hoeschst 33342 i ambdues van demostrar que la funcionalitat de la vasculatura dels tumors espontanis era molt més elevada comparada amb la dels tumors subcutanis. D'aquest estudi, en podem concloure que les diferències en els nivells d'hipòxia en els diferents models tumorals de càncer de pulmó podrien ser deguts a la variació en la formació i funcionalitat de la vasculatura. Per tant, la selecció de models preclínics és essencial, tant pels estudi d'hipòxia i angiogènesi, com per a teràpies adreçades a aquests fenòmens. L'altre projecte que he estat desenvolupant es basa en l'estudi de la radioteràpia i els seus possibles efectes a l’hora de potenciar l'autoregeneració del tumor a partir de les cèl•lules tumorals circulants (CTC). Aquest efecte s'ha descrit en alguns models tumorals preclínics. Per tal de dur a terme els nostres estudis, vam utilitzar una línia tumoral de càncer de mama de ratolí, marcada permanentment amb el gen de Photinus pyralis o sense marcar i vam fer estudis in vitro i in vivo. Ambdós estudis han demostrat que la radiació tumoral promou la invasió cel•lular i l'autoregeneració del tumor per CTC. Aquest descobriment s'ha de considerar dins d'un context de radioteràpia clínica per tal d'aconseguir el millor tractament en pacients amb nivells de CTC elevats.