Experimental design and batch experiments for optimization of Cr(VI) removal from aqueous solutions by hydrous cerium oxide nanoparticles

Hydrous cerium oxide (HCO) was synthesized by intercalation of solutions of cerium(III) nitrate and sodium hydroxide and evaluated as an adsorbent for the removal of hexavalent chromium from aqueous solutions. Simple batch experiments and a 2⁵ factorial experimental design were employed to screen the variables affecting Cr(VI) removal efficiency. The effects of the process variables; solution pH, initial Cr(VI) concentration, temperature, adsorbent dose and ionic strength were examined. Using the experimental results, a linear mathematical model representing the influence of the different variables and their interactions was obtained. Analysis of variance (ANOVA) demonstrated that Cr(VI) adsorption significantly increases with decreased solution pH, initial concentration and amount of adsorbent used (dose), but slightly decreased with an increase in temperature and ionic strength. The optimization study indicates 99% as the maximum removal at pH 2, 20 °C, 1.923 mM of metal concentration and a sorbent dose of 4 g/dm³. At these optimal conditions, Langmuir, Freundlich and Redlich–Peterson isotherm models were obtained. The maximum adsorption capacity of Cr(VI) adsorbed by HCO was 0.828 mmol/g, calculated by the Langmuir isotherm model. Desorption of chromium indicated that the HCO adsorbent can be regenerated using NaOH solution 0.1 M (up to 85%). The adsorption interactions between the surface sites of HCO and the Cr(VI) ions were found to be a combined effect of both anion exchange and surface complexation with the formation of an inner-sphere complex.

The impact of rehabilitation using removable partial dentures and functionally orientated treatment on oral health-related quality of life: a randomised controlled clinical trial

OBJECTIVES: This study aimed to compare two different tooth replacement strategies for partially dentate older patients; namely functionally orientated treatment according to the principles of the shortened dental arch (SDA) and conventional treatment using removable partial dentures (RPDs) using a randomised controlled clinical trial. The primary outcome measure for this study was impact on oral health-related quality of life (OHRQoL) measured using the short form of the oral health impact profile (OHIP-14).

METHODS: Patients aged 65 years and older were randomly allocated to two different treatment groups: the RPD group and the SDA group. For the RPD group each patient was restored to complete arches with cobalt-chromium RPDs used to replace missing teeth. For the SDA group, patients were restored to a premolar occlusion of 10 occluding pairs of natural and replacement teeth using resin bonded bridgework (RBB). OHRQoL was measured using the OHIP-14 questionnaire administered at baseline, 1 month, 6 months and 12 months after treatment intervention.

RESULTS: In total, 89 patients completed the RCT: 44 from the RPD group and 45 from the SDA group. Analysis using a mixed model of covariance (ANCOVA) illustrated that treatment according to the SDA concept resulted in significantly better mean OHIP-14 scores compared with RPD treatment (p<0.05). This result was replicated in both treatment centres used in the study.

CONCLUSIONS: In terms of impact on OHRQoL, treatment based on the SDA concept achieved significantly better results than that based on RPDs 12 months after treatment intervention (trial registration no. ISRCTN26302774).

CLINICAL SIGNIFICANCE: Functionally orientated treatment delivery resulted in significantly better outcomes compared to removable dentures in terms of impact on OHRQoL.

Prosthodontic rehabilitation of a patient using a swing-lock lower denture after segmental mandibulectomy

A swing-lock denture is useful in partially dentate patients where the configuration of the remaining teeth means that either the retention or stability available for a conventional removable partial denture is compromised. Such removable prostheses can also prove to be extremely useful when providing prosthodontic rehabilitation following surgical resection of oral cancer. A 20 year-old patient was referred to the Restorative Department of Cork University Dental Hospital following segmental mandibulectomy to treat a calicifying epithelial odontogenic tumour (Pindborg Tumour). Initial treatment using a conventional lower partial denture failed. This paper outlines the successfully rehabilitation using a lower Cobalt-Chromium swing-lock partial denture.

Caries incidence following tooth replacement for partially dentate elders

Objective: To compare caries incidence following two different tooth replacement strategies for partially dentate older patients; namely functionally orientated treatment according to the principles of the Shortened Dental Arch (SDA) and conventional treatment using Removable Partial Dentures (RPDs). Method:A randomised controlled clinical trial (RCT) was conducted of partially dentate patients aged 65 years and older. Patients were randomly allocated to two different treatment groups: the RPD group and the SDA group. Each member of the RPD group was restored to complete arches with cobalt-chromium RPDs used to replace missing teeth. Patients in the SDA group were restored to a shortened arch of 10 occluding pairs of natural and replacement teeth using adhesive bridgework. All of the operative treatment was completed by a single operator. Caries incidence was measured over a 2-year period following treatment intervention and recorded using the International Caries and Detection System (ICDAS). Result:In total, 89 patients completed the RCT (45 SDAs and 44 RPDs). Patients in the RPD group recorded a significantly higher incidence of new carious lesions (p<0.001) and recurrent carious lesions (p<0.001) compared to the SDA group. A mixed model of covariance (ANCOVA) revealed that treatment group (p<0.001) and co-morbidity (p<0.001) were significant predictors of caries incidence. Conclusion:Two years after provision of prosthodontic treatment there was a significantly higher incidence of new and recurrent caries lesions in subjects provided with RPDs compared with SDA treatment. This will have a significant impact on the ongoing maintenance costs for these two treatment groups.

Silicon, the silver bullet for mitigating biotic and abiotic stress, and improving grain quality, in rice?

Adequate silicon fertilization greatly boosts rice yield and mitigates biotic and abiotic stress, and improves grain quality through lowering the content of cadmium and inorganic arsenic. This review on silicon dynamics in rice considers recent advances in our understanding of the role of silicon in rice, and the challenges of maintaining adequate silicon fertility within rice paddy systems. Silicon is increasingly considered as an element required for optimal plant performance, particularly in rice. Plants can survive with very low silicon under laboratory/glasshouse conditions, but this is highly artificial and, thus, silicon can be considered as essential for proper plant function in its environment. Silicon is incorporated into structural components of rice cell walls were it increases cell and tissue rigidity in the plant. Structural silicon provides physical protection to plants against microbial infection and insect attack as well as reducing the quality of the tissue to the predating organisms. The abiotic benefits are due to silicon's effect on overall organ strength. This helps protect against lodging, drought stress, high temperature (through efficient maintenance of transpiration), and photosynthesis by protecting against high UV. Furthermore, silicon also protects the plant from saline stress and against a range of toxic metal stresses (arsenic, cadmium, chromium, copper, nickel and zinc). Added to this, silicon application decreases grain concentrations of various human carcinogens, in particular arsenic, antimony and cadmium. As rice is efficient at stripping bioavailable silicon from the soil, recycling of silicon rich rice straw biomass or addition of inorganic silicon fertilizer, primarily obtained from iron and steel slag, needs careful management. Silicon in the soil may be lost if the silicon-cycle, traditionally achieved via composting of rice straw and returning it to the land, is being broken. As composting of rice straw and incorporation of composted or non-composted straw back to land are resource intensive activities, these activities are declining due to population shifts from the countryside to cities. Processes that accelerate rice straw composting, therefore, need to be identified to aid more efficient use of this resource. In addition, rice genetics may help address declining available silicon in paddy soils: for example by selecting for characteristics during breeding that lead to an increased ability of roots to access recalcitrant silicon sources from soil and/or via selection for traits that aid the maintenance of a high silicon status in shoots. Recent advances in understanding the genetic regulation of silicon uptake and transport by rice plants will aid these goals.

Accessory minerals and potentially toxic elements in Tanzanian vermiculites with respect to agricultural applications

The study assessed accessory minerals and metals in Tanzanian vermiculites with respect to their potential suitability for agricultural applications. Mineral and chemical analyses were involved. Pot experiments were also conducted to assess plant uptake of metals from soil with vermiculites. Fibrous sepiolite and amphiboles were minerals of health concern found in some samples. The sepiolite fibers had aspect ratios similar to those of asbestos minerals, which cause respiratory disorders and lung cancer when inhaled and thus pose a potential health risk to animals and humans. The amphibole fibers were thicker than 10 μm and are unlikely to be inhaled. Chromium (Cr) and nickel (Ni) concentrations in some samples were greater than the limits permitted in agricultural soils, but the elements are not highly plant available and do not inhibit the uptake of essential macronutrients. Heating vermiculites at 400-600° C enhanced extractability of Cr and Ni and should preferably be avoided. © Taylor & Francis Group, LLC.

Oral rehabilitation for partially dentate elders: a qualitative analysis

Aims: This study aimed to gain insight into patient’s perceptions of natural tooth loss and explored their experiences of oral rehabilitation according to a functionally orientated approach (SDA) and Removable Partial Dentures (RPD).
Study Design: For this qualitative study, a purposive sample of 15 partially dentate older patients
were recruited from Cork Dental School and Hospital. These patients had previously participated in a randomised controlled clinical trial (RCT) where they were provided with either SDA treatment using adhesive bridgework or provided with Cobalt Chromium framework RPDs. In- depth interviews were undertaken and thematic analysis was utilised to interpret the data.
Results: The findings of this study indicated strong satisfaction with SDA treatment. Patients referred to the ease in which they adapted to the adhesive prostheses as they were “lightweight”, “neat” and “fixed”. Irrespective of treatment option, patients indicated that they felt
their new prostheses were durable and an improvement on previous treatments. Most patients indicated that, previous to the RCT, they had not attended a general dentist for a number of years and only then for acute issues. They had concerns that treatment which was provided to them as part of the RCT would not be available to them in primary care. Interestingly, although they do not want their condition to dis-improve, if their prostheses failed they stated that they would not seek alternative treatment but would revert back
to adopting previous coping mechanisms.
Conclusion: This study illustrates that partially dentate older patients were very satisfied with oral rehabilitation according to a functionally orientated approach. Unfortunately they did not believe that this treatment would currently be made available to them in a primary care setting.

Compositonal Analysis of Potentially harmful Elements in Soils: Implications for Epidemiology and Kidney Disease

A substantial proportion of aetiological risks for many cancers and chronic diseases remain unexplained. Using geochemical soil and stream water samples collected as part of the Tellus Project studies, current research is investigating naturally occurring background levels of potentially toxic elements (PTEs) in soils and stream sediments and their possible relationship with progressive chronic kidney disease (CKD). The Tellus geological mapping project, Geological Survey Northern Ireland, collected soil sediment and stream water samples on a grid of one sample site every 2 km2 across the rural areas of Northern Ireland resulting in an excess of 6800 soil sampling locations and more than 5800 locations for stream water sampling. Accumulation of several PTEs including arsenic, cadmium, chromium, lead and mercury have been linked with human health and implicated in renal function decline. The hypothesis is that long-term exposure will result in cumulative exposure to PTEs and act as risk factor(s) for cancer and diabetes related CKD and its progression. The ‘bioavailable’ fraction of total PTE soil concentration depends on the ‘bioaccessible’ proportion through an exposure pathway. Recent work has explored this bioaccessible fraction for a range of PTEs across Northern Ireland. In this study the compositional nature of the multivariate geochemical PTE variables and bioaccessible data is explored to augment the investigation into the potential relationship between PTEs, bioaccessibility and disease data.

Avaliação do efeito de metais pesados na fertilidade do ratinho

A infertilidade é um problema actual que afecta cerca de 8 a 12% dos casais em idade fértil, sendo 50% dos casos atribuídos ao factor masculino. A exposição ocupacional e/ou ambiental a metais pesados representa uma das suas principais causas. O chumbo, o cádmio e o crómio são metais com elevada utilização industrial e muito persistentes no ambiente, sendo motivo de grande preocupação devido aos seus efeitos na saúde reprodutiva dos trabalhadores e da população em geral. Neste trabalho estudaram-se os efeitos do cloreto de chumbo (PbCl2), cloreto de cádmio (CdCl2) e cromato de potássio (K2CrO4) na fertilidade, usando como modelo ratinhos machos ICR-CD1. Os ratinhos foram injectados subcutaneamente com 74 e 100 mg de PbCl2/kg pc ou com 5 e 10 mg de K2CrO4/kg pc, respectivamente, durante 4 dias consecutivos ou com 1, 2 e 3 mg de CdCl2/kg pc numa única injecção. Nos ensaios com PbCl2 e K2CrO4 os animais foram sacrificados 5 e 35 dias após o início da exposição, enquanto que nos ensaios com CdCl2 os animais foram sacrificados após 24 horas e 35 dias. O cloreto de chumbo não alterou a histologia do testículo nem do epidídimo, mas induziu um aumento da percentagem de células em fase S no testículo. O cloreto de chumbo alterou também alguns parâmetros dos espermatozóides, tais como a motilidade, morfologia e integridade do acrossoma. Contudo, não foram observados efeitos na integridade do DNA ou na estrutura da cromatina. O cloreto de cádmio induziu lesões severas e não reversíveis nos testículos que, após 35 dias, reverteram em necrose testicular. O cloreto de cádmio alterou ainda as subpopulações de células testiculares após 24 horas e induziu IMS no testículo após 35 dias. Em consequência das lesões no testículo, a densidade espermática foi severamente afectada após 35 dias. A exposição ao cloreto de cádmio afectou também a morfologia, a motilidade e a integridade acrossómica nos espermatozóides. O cloreto de cádmio induziu ainda fragmentação do DNA nestas células após 35 dias. O cromato de potássio alterou a morfologia dos espermatozóides e a integridade do acrossoma, sobretudo nos animais sacrificados após 35 dias. Verificou-se ainda uma redução da motilidade dos espermatozóides. Não foram detectados efeitos genotóxicos nos espermatozóides, devido à acção do K2CrO4 nas doses testadas. Dos parâmetros avaliados neste trabalho, destacam-se duas novas abordagens, nomeadamente o programa informático Snakes e a análise do conteúdo em DNA de células de testículo, a partir de material incluído em parafina. O Snakes permitiu fazer medições rigorosas do diâmetro dos tubos seminíferos, enquanto que a fixação de amostras de testículo de ratinhos em formol tamponado e inclusão em parafina resultou numa boa preservação do DNA, possibilitando assim a quantificação das subpopulações de células testiculares por citometria de fluxo. Os resultados obtidos para os diferentes parâmetros testados indicam que a motilidade dos espermatozóides e a integridade do acrossoma sejam parâmetros sensíveis à toxicidade de metais. O acrossoma aparenta ser um dos principais alvos da toxicidade dos metais e cuja reacção acrossómica prematura pode reduzir a capacidade do espermatozóide para fertilizar o oócito. Assim, este trabalho representa uma contribuição para uma melhor compreensão dos efeitos do chumbo, cádmio e crómio na fertilidade masculina.

Valorização de resíduos industriais na formulação de produtos e pigmentos cerâmicos: processamento e desenvolvimento de cor

A valorização de diferentes resíduos industriais provenientes dosector de tratamento/revestimento de superfícies metálicas pode ser obtida utilizando-os como matérias-primas na formulação de pigmentos cerâmicos, sintetizados pelo método cerâmico convencional. Neste trabalho avaliou-se a viabilidade de incorporar lamas geradas pelos processos de (i) anodização, ricas em alumínio, (ii) de niquelagem e cromagem de torneiras, usadas como fonte de níquel e crómio, e (iii) da decapagem química de aços de uma trefilaria, ricas em ferro, utilizadas por si só, ou em conjunto com matérias-primas comerciais, para a obtenção depigmentos cerâmicos que coram, de forma estável, diversas matrizes cerâmicas e vítreas. Esta solução assegura ainda a inertização de potenciaisespécies perigosas presentes nos resíduos, resultando produtos inócuospara a saúde pública. Procedeu-se à caracterização de cada resíduo, em termos de composição química e mineralógica, comportamento térmico, grau de toxicidade, distribuição granulométrica, teor de humidade, etc. Verificou-se a constância das características das lamas, recorrendo à análise de lotes recolhidos em momentos distintos. Os resíduos são essencialmente constituídos por hidróxidos metálicos e foram utilizados após secagem e desagregação. No entanto, a lama de anodização de alumínio sofreu um tratamento térmico suplementar a 1400ºC. O método de síntese dos pigmentos englobou as seguintes etapas: (i) doseamento; (ii) homogeneização; (iii) calcinação; (iv) lavagem e moagem.Procedeu-se à caracterização dos pigmentos, avaliando a cor por espectroscopia de reflectância difusae pelo método CIELAB e determinando as características físico-químicas relevantes. Posteriormente, testou-se o seu desempenho em produtos cerâmicos distintos (corpos e vidrados), aferindo o desempenho cromático e a estabilidade. Numa primeira fase, desenvolveram-se e caracterizaram-se tipos distintos de pigmentos: (i) com base na estrutura do corundo (ii) verde Victória deuvarovite (iii) violeta de cassiterite com crómio (iv) pigmento carmim de malaiaíte; (v)pretos e castanhos com base na estrutura da espinela. Aprofundaram-se depois os estudos do pigmento carmim de malaiaítee do pigmento preto com base na estrutura da espinela. O pigmento carmim de malaiaíte, CaSnSiO5:Cr2O3, é formulado coma lama gerada no processo de niquelagem e cromagem. Avaliou-se a influência do teor de lama na temperatura de síntese e na qualidade cromática, em comparação com um pigmento formulado com reagentes puros. O pigmento preto com estrutura de espinela de níquel, crómio e ferro, foii formulado exclusivamente a partir das lamas geradas nos processos de cromagem/niquelagem e de decapagem química do aço. Avaliaram-se as características cromáticas e o grau de inertização dos elementos tóxicospresentes, em função da estequiometria e do tratamento térmico. Estudou-se ainda um novo sistema com base na estrutura da hibonite(CaAl12O19), que permite a obtenção de pigmentos azuis e que utiliza a lama de cromagem e niquelagem. As espécies cromóforas (Ni2+ ou Co2+) assumem coordenação tetraédrica quando substituem os iões Al3+ que ocupam as posições M5 da rede da hibonite. A formação simultânea de anortite permite reduzir a temperatura de síntese.Para além do carácter inovador deste pigmento de dissolução sólida, a qualidade cromática e a sua estabilidade são interessantes. Além disso, os teores de cobalto ou níquel são reduzidosrelativamente aos utilizados em formulações comerciais de pigmentos azuis, o que se traduz em importantes vantagens económicas e ambientais.

Active corrosion protection of AA2024 by sol-gel coatings with corrosion inhibitors

A indústria aeronáutica utiliza ligas de alumínio de alta resistência para o fabrico dos elementos estruturais dos aviões. As ligas usadas possuem excelentes propriedades mecânicas mas apresentam simultaneamente uma grande tendência para a corrosão. Por esta razão essas ligas necessitam de protecção anticorrosiva eficaz para poderem ser utilizadas com segurança. Até à data, os sistemas anticorrosivos mais eficazes para ligas de alumínio contêm crómio hexavalente na sua composição, sejam pré-tratamentos, camadas de conversão ou pigmentos anticorrosivos. O reconhecimento dos efeitos carcinogénicos do crómio hexavalente levou ao aparecimento de legislação banindo o uso desta forma de crómio pela indústria. Esta decisão trouxe a necessidade de encontrar alternativas ambientalmente inócuas mas igualmente eficazes. O principal objectivo do presente trabalho é o desenvolvimento de prétratamentos anticorrosivos activos para a liga de alumínio 2024, baseados em revestimentos híbridos produzidos pelo método sol-gel. Estes revestimentos deverão possuir boa aderência ao substrato metálico, boas propriedades barreira e capacidade anticorrosiva activa. A protecção activa pode ser alcançada através da incorporação de inibidores anticorrosivos no prétratamento. O objectivo foi atingido através de uma sucessão de etapas. Primeiro investigou-se em detalhe a corrosão localizada (por picada) da liga de alumínio 2024. Os resultados obtidos permitiram uma melhor compreensão da susceptibilidade desta liga a processos de corrosão localizada. Estudaram-se também vários possíveis inibidores de corrosão usando técnicas electroquímicas e microestruturais. Numa segunda etapa desenvolveram-se revestimentos anticorrosivos híbridos orgânico-inorgânico baseados no método sol-gel. Compostos derivados de titania e zirconia foram combinados com siloxanos organofuncionais a fim de obter-se boa aderência entre o revestimento e o substrato metálico assim como boas propriedades barreira. Testes industriais mostraram que estes novos revestimentos são compatíveis com os esquemas de pintura convencionais actualmente em uso. A estabilidade e o prazo de validade das formulações foram optimizados modificando a temperatura de armazenamento e a quantidade de água usada durante a síntese. As formulações sol-gel foram dopadas com os inibidores seleccionados durante a primeira etapa e as propriedades anticorrosivas passivas e activas dos revestimentos obtidos foram estudadas numa terceira etapa do trabalho. Os resultados comprovam a influência dos inibidores nas propriedades anticorrosivas dos revestimentos sol-gel. Em alguns casos a acção activa dos inibidores combinou-se com a protecção passiva dada pelo revestimento mas noutros casos terá ocorrido interacção química entre o inibidor e a matriz de sol-gel, de onde resultou a perda de propriedades protectoras do sistema combinado. Atendendo aos problemas provocados pela adição directa dos inibidores na formulação sol-gel procurou-se, numa quarta etapa, formas alternativas de incorporação. Na primeira, produziu-se uma camada de titania nanoporosa na superfície da liga metálica que serviu de reservatório para os inibidores. O revestimento sol-gel foi aplicado por cima da camada nanoporosa. Os inibidores armazenados nos poros actuam quando o substrato fica exposto ao ambiente agressivo. Numa segunda, os inibidores foram armazenados em nano-reservatórios de sílica ou em nanoargilas (halloysite), os quais foram revestidos por polielectrólitos montados camada a camada. A terceira alternativa consistiu no uso de nano-fios de molibdato de cério amorfo como inibidores anticorrosivos nanoparticulados. Os nano-reservatórios foram incorporados durante a síntese do sol-gel. Qualquer das abordagens permitiu eliminar o efeito negativo do inibidor sobre a estabilidade da matriz do sol-gel. Os revestimentos sol-gel desenvolvidos neste trabalho apresentaram protecção anticorrosiva activa e capacidade de auto-reparação. Os resultados obtidos mostraram o elevado potencial destes revestimentos para a protecção anticorrosiva da liga de alumínio 2024.

The role of environmental stress on protein synthesis fidelity

Estudos recentes estabelecem uma ligação entre erros na tradução do mRNA e cancro, envelhecimento e neurodegeneração. RNAs de transferência mutantes que introduzem aminoácidos em locais errados nas proteínas aumentam a produção de espécies reactivas de oxigénio e a expressão de genes que regulam autofagia, ribofagia, degradação de proteínas não-funcionais e protecção contra o stress oxidativo. Erros na tradução do mRNA estão portanto relacionados com stress proteotóxico. Sabe-se agora que o mecanismo de toxicidade do crómio está associado à diminuição da fidelidade de tradução e à agregação de proteínas com malformações que destabilizam a sua estrutura terciária. Desta forma, é possível que os efeitos do stress ambiental ao nível da degeneração celular possam estar relacionados com a alteração da integridade da maquinaria da tradução. Neste estudo procedeu-se a uma avaliação alargada do impacto do stress ambiental na fidelidade da síntese de proteínas, utilizando S. cerevisiae como um sistema modelo. Para isso recorreu-se a repórteres policistrónicos de luciferase que permitiram quantificar especificamente a supressão de codões de terminação e o erro na leitura do codão AUG em células exposta a concentações não letais de metais pesados, etanol, cafeína e H2O2. Os resultados sugerem que a maquinaria de tradução é na generalidade muito resistente ao stress ambiental, devido a uma conjugação de mecanismos de homeostase que muito eficientemente antagonizam o impacto negativo dos erros de tradução. A nossa abordagem quantitativa permitiu-nos a identificar genes regulados por uma resposta programada ao stress ambiental que são também essenciais para mitigar a ocorrência de erros de tradução, nomeadamente, HSP12, HSP104 e RPN4. A exposição prolongada ao stress ambiental conduz à saturação dos mecanismos de homeostase, contribuindo para a acumulação de proteínas contendo erros de tradução e diminuindo a disponibilidade de proteínas funcionais directamente envolvidas na manutenção da fidelidade de tradução e integridade celular. Ao contrário de outras Hsps, a Hsp12p adopta normalmente uma localização membranar em condições de stress, que pode modular a fluidez e estabilidade membranar, sugerindo que a membrana plasmática é um alvo preferencial da perda de fidelidade da tradução. Para melhor compreender as respostas celulares aos erros de tradução, células contendo deleções em genes codificadores das Hsps foram transformadas com tRNAs mutantes que introduzem alterações no proteoma. Os nossos resultados demonstram que para além da resposta geral ao stress, estes tRNAs induzem alterações a nível do metabolismo celular e um aumento de aminoacilação com Metionina em vários tRNAs, sugerindo um mecanismo de protecção contra espécies reactivas de oxigénio. Em conclusão, este estudo sugere um papel para os erros de tradução na gestão de recursos energéticos e na adaptação das células a ambientes desfavoráveis.

Estudo da maquinabilidade das ligas Ti-6Al-4V e Co-28Cr-6Mo na fresagem de dispositivos biomédicos

Os estudos de maquinabilidade de biomateriais e outros materiais aplicados na área médica são extensos. Todavia, muitos destes estudos recorrem a modelos de geometria regular e operações elementares de maquinagem. Relativamente a estas, os estudos académicos atualmente disponíveis mostram que a tecnologia preferencial é o torneamento, opção que se fundamenta na simplicidade de análise (corte ortogonal). Saliente-se ainda que, neste contexto, a liga de titânio Ti-6Al-4V constitui o biomaterial mais utilizado. Numa perspetiva complementar, refira-se que as publicações científicas evidenciam que a informação disponível sobre a fresagem Ti-6Al-4V não é muito extensa e a do Co-28Cr-6Mo é quase inexistente. A presente dissertação enquadra-se neste domínio e representa mais uma contribuição para o estudo da maquinabilidade das ligas de Titânio e de crómio-cobalto. A aplicação de operações de maquinagem complexas, através do recurso a programas informáticos de fabrico assistido por computador (CAM), em geometrias complexas, como é o caso das próteses femorais anatómicas, e o estudo comparativo da maquinabilidade das ligas Co-28Cr-6Mo e Ti-6Al-4V, constituem os objetivos fundamentais deste trabalho de doutoramento. Neste trabalho aborda-se a problemática da maquinabilidade das ligas metálicas usadas nos implantes ortopédicos, nomeadamente as ligas de titânio, de crómiocobalto e os aços Inoxidáveis. Efetua-se ainda um estudo da maquinagem de uma prótese femoral com uma forma geométrica complexa, onde as operações de corte foram geradas recorrendo às tecnologias de fabrico assistido por computador (CAD/CAM). Posteriormente, procedeu-se ao estudo da maquinabilidade das duas ligas usadas neste trabalho, dando uma atenção particular à determinação das forças de corte para diferentes velocidades de corte. Para além da monitorização da evolução da força de corte, o desgaste das ferramentas, a dureza e a rugosidade foram avaliadas, em função da velocidade de corte imposta. Por fim, com base nas estratégias de maquinagem adotadas, analisa-se a maquinabilidade e selecionam-se os parâmetros de corte mais favoráveis para as ligas de Titânio e Crómio-cobalto. Os resultados obtidos mostram que a liga de crómio-cobalto induz maior valor de força de corte do que a liga de titânio. Observa-se um aumento progressivo das forças de corte quando a velocidade de corte aumenta, até atingir o valor máximo para a velocidade de corte de 80m/min, após a qual, a força de corte tende a diminuir. Apesar do fabricante das ferramentas recomendar a velocidade de corte de 50 m/min para ambos os materiais, conclui-se que a velocidade de corte de 65 m/min induz o mesmo desgaste na ferramenta de corte no caso da liga de titânio, e menor desgaste no caso da liga de crómio-cobalto.

Bio-removal of toxic metals by metal resistant anaerobic bacteria: molecular characterization and performance studies

Tese de dout., Ciências Biotecnológicas (Biotecnologia Ambiental), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2010

New synthetic methodologies from biorenewable resources

Tese de doutoramento, Farmácia (Química Farmacêutica e Terapêutica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014