User friendly knowledge acquisition system for medical devices actuation

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Interoperability on low power devices

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Context-aware personalization environment for mobile computing

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Study and characterization of the ZnPc:C60/MoOx interface in organic solar cells by means of photoelectron spectroscopy

Dissertation to obtain the academic degree of Master in materials engineering submitted to the Faculty of science and engineering of Universidade Nova de Lisboa

A proof system for lock-free concurrency

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

DNA damage induced by acrylamide: roe of genetic polymorphisms in DNA damage levels

RESUMO:Em 1994 a acrilamida (AA) foi classificada pela IARC como um provável cancerígeno para o homem. Para além da utilização de AA em numerosas aplicações industriais, a AA está também presente numa grande variedade de alimentos ricos em amido e processados a temperaturas elevadas. Esta exposição através da ingestão de produtos alimentares despoletou elevadas preocupações ao nível do risco para a saúde pública e poderá implicar um risco adicional para o aparecimento de cancro. A glicidamida (GA), o metabolito epóxido formado a partir da oxidação da AA provavelmente através do citocromo P450 2E1, é considerada por vários estudos, o principal responsável pela carcinogenicidade da AA. Actualmente existe uma escassez de resultados relativamente aos mecanismos de genotoxicidade da AA e GA em células de mamífero. Por este motivo, o objectivo deste estudo centra-se na avaliação das consequências genéticas da exposição à AA e GA, recorrendo-se para tal ao uso de células de mamífero como modelo. Tendo como base este objectivo avaliou-se a citotoxicidade da AA e GA, através do ensaio do MTT, e realizaram-se dois testes citogenéticos, o teste das aberrações cromossómicas (CAs) e o teste da troca de cromátides irmãs (SCEs), de modo a avaliar as lesões de DNA induzidas por estes compostos em células de hamster Chinês V79. Os resultados globalmente mostraram que a GA é mais citotóxica e clastogénica do que a AA. No âmbito deste trabalho, foi também efectuada a quantificação de aductos específicos de DNA, nomeadamente N7-(2-carbamoil-2-hidroxietil)guanina (N7-GA-Gua) e N3-(2-carbamoil-2-hidroxietil)adenina (N3-GA-Ade). Os resultados obtidos permitem afirmar que os níveis de N7-GA-Gua e a concentração de GA apresentam uma relação linear dose-resposta. Foi também identificada uma óptima correlação entre os níveis de N7-GA-Gua e a frequência de troca de cromátides irmãs. Adicionalmente, e de forma a compreender os mecanismos de toxicidade da AA, estudaram-se os mecanismos dependentes da modulação do glutationo reduzido (GSH), nomeadamente da butionina sulfoximina (BSO), um inibidor da síntese de GSH, do GSH-monoetil estér (GSH-EE), um composto permeável nas células e que é intra-celularmente hidrolisado a GSH e ainda do GSH adicionado exogenamente ao meio de cultura, em células V79. Os resultados obtidos reforçaram o papel da modulação do GSH nos efeitos de citotoxicidade e clastogenicidade da AA. Para além dos estudos efetuados com células V79, procedeu-se também à determinação da frequência de SCEs, à quantificação de aductos específicos de DNA, bem como ao ensaio do cometa alcalino em amostras de dadores saudáveis expostos à AA e GA. Tanto os resultados obtidos através do ensaio das SCE, como pela quantificação de aductos específicos de DNA, ambos efectuados em linfócitos estimulados, originaram resultados comparáveis aos obtidos anteriormente para as células V79, reforçando a ideia de que a GA é bastante mais genotóxica do que a AA. Por outro lado, os resultados obtidos pelo ensaio do cometa para exposição à AA e GA mostraram que apenas esta última aumenta o nível das lesões de DNA. Outro objectivo deste trabalho, foi a identificação de possíveis associações existentes entre as lesões de DNA, quantificadas através do ensaio das SCEs e do cometa, e biomarcadores de susceptibilidade, tendo em conta os polimorfismos genéticos individuais envolvidos na destoxificação e nas vias de reparação do DNA (BER, NER, HRR e NHEJ) em linfócitos expostos à GA. Tal permitiu identificar associações entre os níveis de lesão de DNA determinados através do ensaio das SCEs, e os polimorfismos genéticos estudados, apontando para uma possível associação entre o GSTP1 (Ile105Val) e GSTA2 (Glu210Ala) e a frequência de SCEs. Por outro lado, os resultados obtidos através do ensaio do cometa sugerem uma associação entre as lesões de DNA e polimorfismos da via BER (MUTYH Gln335His e XRCC1 Gln39Arg) e da via NER (XPC Ala499val e Lys939Gln), considerando os genes isoladamente ou combinados. Estes estudos contribuem para um melhor entendimento da genotoxicidade e carcinogenicidade da AA e GA em células de mamífero, bem como da variabilidade da susceptibilidade individual na destoxificação e reparação de lesões de DNA provocadas pela exposição a estes xenobióticos alimentares. ----------- ABSTRACT:Acrylamide (AA) has been classified as a probable human carcinogen by IARC. Besides being used in numerous industrial applications, AA is also present in a variety of starchy cooked foods. This AA exposure scenario raised concerns about risk in human health and suggests that the oral consumption of AA is an additional risk factor for cancer. A considerable number of findings strongly suggest that the reactive metabolite glycidamide (GA), an epoxide generated presumably by cytochrome P450 2E1, plays a central role in AA carcinogenesis. Until now there are a scarcity of results concerning the mechanisms of genotoxicity of AA and GA in mammalian cells. In view of that, the study described in this thesis aims to unveil the genetic consequences of AA and GA exposure using mammalian cells as a model system. With this aim we evaluated the cytotoxicity of AA and GA using the MTT assay and subsequently performed two cytogenetic end-points: chromosomal aberrations (CAs) and sister chromatid exchanges (SCEs), in order to evaluate DNA damage induced by these compounds in V79 Chinese hamster cell line. The results showed that GA was more cytotoxic and clastogenic than AA. Within the scope of this thesis the quantification of specific DNA adducts were also performed, namely N7-(2-carbamoyl-2-hydroxyethyl)guanine (N7-GA-Gua) and N3-(2-carbamoyl-2-hydroxyethyl)adenine (N3-GA-Ade). Interestingly, the GA concentration and the levels of N7-GA-Gua presented a linear dose-response relationship. Further, a very good correlation between the levels of N7-GA-Gua and the extent of SCEs were observed. In order to understand the mechanisms of AA-induced toxicity, the modulation of reduced glutathione (GSH)-dependent mechanisms were studied, namely the evaluation of the effect of buthionine sulfoximine (BSO), an effective inhibitor of GSH synthesis, of GSH-monoethyl ester (GSH-EE), a cell permeable compound that is intracellularly hydrolysed to GSH and also of GSH endogenously added to culture medium,z in V79 cell line. The overall results reinforced the role of GSH in the modulation of the cytotoxic and clastogenic effects induced by AA.Complementary to the studies performed in V79 cells, SCEs, specific DNA-adducts and alkaline comet assay in lymphocytes from healthy donors exposed to AA and GA were also evaluated. Both, the frequency of SCE and the quantification of specific GA DNA adducts, produced comparable results with those obtained in V79 cell line, reinforcing the idea that GA is far more genotoxic than AA. Further, the DNA damaging potential of AA and GA in whole blood leukocytes evaluated by the alkaline comet assay, showed that GA, but not AA, increases DNA damage. Additionally, this study aimed to identify associations between DNA damage and biomarkers of susceptibility, concerning individual genetic polymorphisms involved in detoxification and DNA repair pathways (BER, NER, HRR and NHEJ) on the GA-induced genotoxicity assessed by the SCE assay and by the alkaline comet assay. The extent of DNA damage determined by the levels of SCEs induced by GA seems to be modulated by GSTP1 (Ile105Val) and GSTA2 (Glu210Ala) genotypes. Moreover, the results obtained from the comet assay suggested associations between DNA damage and polymorphisms of BER (MUTYH Gln335His and XRCC1 Gln399Arg) and NER (XPC Ala499Val and Lys939Gln) genes, either alone or in combination. The overall results from this study contribute to a better understanding of the genotoxicity and carcinogenicity of AA and GA in mammalian cells, as well as the knowledge about the variability in individual susceptibility involved in detoxification and repair of DNA damage due to these dietary xenobiotics.

O acesso ao tratamento em saúde Mental na microregião de Itajubá/MG-Brasil

RESUMO: A integração da saúde mental à atenção básica é a recomendação feita para facilitar o acesso ao tratamento. A pesquisa teve por objetivo mapear e analisar os facilitadores e as barreiras ao acesso ao tratamento em saúde mental da Microrregião de Itajubá, estado de Minas Gerais, Brasil, composta por 15 municípios. A metodologia pautou-se na triangulação dos métodos, combinando a abordagem quantitativa e qualitativa de pesquisa. Para tal foi feito o mapeamento da capacidade instalada dos recursos existentes e identificação das principais lacunas com base nos parâmetros da saúde pública, a partir de roteiros de entrevistas e grupos focais com os principais atores sociais implicados. Constatou-se que o maior facilitador ao acesso ao tratamento tem sido a atuação das equipes de PSF (Programa Saúde da Família), que atuam diretamente nas comunidades. Outros facilitadores foram: a atuação dos CRAS (Centro de Referência de Assistência Social); a existência de um CAPS (Centro de Atenção Psicossocial), embora não credenciado ao SUS (Sistema Único de Saúde); Colegiados de Saúde Mental que promovem discussões, informação, educação, e pressionam os municípios para a implantação de serviços de saúde mental. A falta de “vontade política”, isto é, uma intervenção mais clara da gestão pública da saúde, com estabelecimento de prioridades para prover a ampliação do acesso, foi identificada como a maior barreira a ser enfrentada na microrregião, especialmente por falta de organização e planejamento das ações em saúde mental. Serviços que trabalham de forma isolada, sem a construção de uma rede; pouca participação política dos usuários dos serviços de saúde mental; e falta de recursos humanos, e profissionais pouco preparados para a função compõem as outras barreiras de acesso. Vê-se que diante dos facilitadores e barreiras expostos é preciso que os municípios realizem um levantamento sistemático, a fim de criar um plano de ação em saúde mental para compartilhar informações, recursos, serviços, disponibilidade, disposição e ações em rede.-------------- ABSTRACT: Integrating mental health care in primary-care services is recommended in order to improve access to treatment. Access to mental health treatment has been a worldwide debated theme. In Brazil, with the Psychiatric Reform, there has been a change of paradigm in the way of treating persons with mental disorders. Various health devices were created, building a net of treatment and care that replaces the asylum system and where human rights are respected and defended and the offered treatment is the closest possible to their social space. The research aims to map and analyse the barriers and the facilitators to mental health treatment in the micro-region of Itajubá, state of Minas Gerais/Brazil, made up of 15 counties. The methodology was based on the triangulation of methods, combining quantitative and qualitative research. For that, a mapping of the installed capacity of the existent resource was carried out; identification of the main voids based on the parameters of public health through scripts of interviews and focus groups with the social actors involved. It was found that the main facilitator to treatment has been the performance of PSF, who act directly in the communities. Other facilitators also stand out: the work of CRAS; the existence of CAPS, although not accredited to SUS; Mental Health Collegiate, promoting discussions, information, education, and forcing pressure on the counties for the implantation of mental health services. The lack of political will was identified as the major barrier to be faced in the micro-region, especially due to lack of organization and planning in the actions towards mental health. The services working isolatedly, without a communication net, and the lack of human resources as well as poorly prepared professional, are the main difficulties faced by access to mental health treatment. Becomes clear that the counties need to undertake a systematic survey towards creating a plan of action in mental health, in order to share information, resources, services, availability, disposition and networking.

Multi-GPU support on the marrow algorithmic skeleton framework

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Development of ion jelly thin films for electrochemical devices

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Química Sustentável

Personalization platform for multimodal ubiquitous computing applications

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

An assessment of the integration of the mental health component into the care of women affected by intimate partner violence in Peru

RESUMO: A violência contra as mulheres (VCM) é um problema de saúde pública e uma violação dos direitos humanos. Ele tem uma alta prevalência na América Latina e no Caribe; o Estudo da Violência Contra as Mulheres da Organização Mundial de Saúde (OMS) identificou que as mulheres peruanas sofrem o maior índice de violência. O Perú é signatário da CEDAW e da Convenção de Belém do Pará, com recomendações para resolver este tipo de discriminação e descrever o papel do setor da saúde. A lei peruana define a violência como um problema de saúde mental. Objectivos: As três orientações clínicas do Ministério da Saúde para avaliar a integração da componente de saúde mental no cuidado de mulheres afetadas pela VCM foram revistas. Método: A proteção da saúde mental foi avaliada nas orientações acima mencionadas. A lei peruana relevante para perceber o reconhecimento das consequências de VCM na saúde mental e os cuidados prestados neste contexto foram revistos. Usando esses padrões nacionais e internacionais, foi realizada uma análise de conteúdo dos guias peruanos para a atenção da violência para ver como eles se integram a saúde mental. Resultados: Estas orientações são muito extensas e não definem claramente a responsabilidade dos profissionais de saúde. Não incluem um exame de saúde mental na avaliação da vítima e são vagas na descrição das atividades a serem realizadas pelo prestador dos cuidados de saúde. As orientações recomendam uma triagem universal usando um instrumento com formato antiquado e pesado. Em contrapartida, as orientações da OMS não recomendam qualquer triagem. Conclusão: As várias orientações analisadas não fornecem a informação necessária para o profissional de saúde avaliar o envolvimento da saúde mental e, desnecessariamente, tratam as mulheres sobreviventes de VCM como doentes mentais. Recomenda-se que as orientações recentes da OMS (Responding to intimate partner violence and sexual violence against women: WHO clinical and policy guidelines, 2013) para os cuidados de VCM sejam usadas como um modelo para o desenvolvimento de um único dispositivo técnico que incorpora directrizes com base científica. legislação com base no género, saúde, guias, prevenção e mujeres 6 RESUMO (PORTUGUESE) A violência contra as mulheres (VCM) é um problema de saúde pública e uma violação dos direitos humanos. Ele tem uma alta prevalência na América Latina e no Caribe; o Estudo da Violência Contra as Mulheres da Organização Mundial de Saúde (OMS) identificou que as mulheres peruanas sofrem o maior índice de violência. O Perú é signatário da CEDAW e da Convenção de Belém do Pará, com recomendações para resolver este tipo de discriminação e descrever o papel do setor da saúde. A lei peruana define a violência como um problema de saúde mental. Objectivos: As três orientações clínicas do Ministério da Saúde para avaliar a integração da componente de saúde mental no cuidado de mulheres afetadas pela VCM foram revistas. Método: A proteção da saúde mental foi avaliada nas orientações acima mencionadas. A lei peruana relevante para perceber o reconhecimento das consequências de VCM na saúde mental e os cuidados prestados neste contexto foram revistos. Usando esses padrões nacionais e internacionais, foi realizada uma análise de conteúdo dos guias peruanos para a atenção da violência para ver como eles se integram a saúde mental. Resultados: Estas orientações são muito extensas e não definem claramente a responsabilidade dos profissionais de saúde. Não incluem um exame de saúde mental na avaliação da vítima e são vagas na descrição das atividades a serem realizadas pelo prestador dos cuidados de saúde. As orientações recomendam uma triagem universal usando um instrumento com formato antiquado e pesado. Em contrapartida, as orientações da OMS não recomendam qualquer triagem. Conclusão: As várias orientações analisadas não fornecem a informação necessária para o profissional de saúde avaliar o envolvimento da saúde mental e, desnecessariamente, tratam as mulheres sobreviventes de VCM como doentes mentais. Recomenda-se que as orientações recentes da OMS (Responding to intimate partner violence and sexual violence against women: WHO clinical and policy guidelines, 2013) para os cuidados de VCM sejam usadas como um modelo para o desenvolvimento de um único dispositivo técnico que incorpora directrizes com base científica.-----------------ABSTRACT: Violence against women (VAW) is a public health problem and a human rights violation. It is highly prevalent in Latin America and the Caribbean; the Multi-country Study on Violence against Women by the World Health Organization identified rural Peruvian women as suffering the highest rates of VAW. The country is party to CEDAW and Belen Do Para Conventions, which set forth recommendations to overcome this form of discrimination and describe the role of the health sector. Peruvian law defines violence as a mental health issue. Objective: The Ministry of Health’s three technical guidelines were reviewed to assess the integration of mental health into the care of women affected by violence Method: The protection of the woman’s mental health was ascertained in the conventions mentioned above. The recognition of the mental health consequences of VAW and the inclusion of its evaluation and care were assessed in pertinent Peruvian legislation. Using these international and national parameters, the three guidelines for the attention of violence were subject to content analysis to see whether they conform to the conventions and integrate mental health care. Outcome: These guidelines are too extensive and do not clearly define the responsibility of health workers. They do not include a mental health exam in the evaluation of the victim and are vague in the description of the actions to be carried out by the health care provider. Guidelines prescribe universal screening using an outdated instrument and moreover, WHO Guidelines do not recommend screening. Conclusion: These multiple guidelines do not provide useful guidance for health care providers, particularly for the assessment of mental health sequelae, and unnecessarily stigmatize survivors of violence as mentally ill. It is recommended that the World Health Organization’s document Responding to intimate partner violence and sexual violence against women: WHO clinical and policy guidelines (2013) be used as a blueprint for only one technical instrument that incorporates evidence -based national policy and guidelines.

Improved polymeric medical devices for active substances delivery

The work presented in this thesis was developed in collaboration with a Portuguese company, BeyonDevices, devoted to pharmaceutical packaging, medical technology and device industry. Specifically, the composition impact and surface modification of two polymeric medical devices from the company were studied: inhalers and vaginal applicators. The polyethylene-based vaginal applicator was modified using supercritical fluid technology to acquire self-cleaning properties and prevent the transport of bacteria and yeasts to vaginal flora. For that, in-situ polymerization of 2-substituted oxazolines was performed within the polyethylene matrix using supercritical carbon dioxide. The cationic ring-opening polymerization process was followed by end-capping with N,N-dimethyldodecylamine. Furthermore, for the same propose, the polyethylene matrix was impregnated with lavender oil in supercritical medium. The obtained materials were characterized physical and morphologically and the antimicrobial activity against bacteria and yeasts was accessed. Materials modified using 2-substituted oxazolines showed an effective killing ability for all the tested microorganisms, while the materials modified with lavender oil did not show antimicrobial activity. Only materials modified with oligo(2-ethyl-2-oxazoline) maintain the activity during the long term stability. Furthermore, the cytotoxicity of the materials was tested, confirming their biocompatibilty. Regarding the inhaler, its surface was modified in order to improve powder flowability and consequently, to reduce powder retention in the inhaler´s nozzle. New dry powder inhalers (DPIs), with different needle’s diameters, were evaluated in terms of internal resistance and uniformity of the emitted dose. It was observed that they present a mean resistance of 0.06 cmH2O0.5/(L/min) and the maximum emitted dose obtained was 68.9% for the inhaler with higher needle´s diameter (2 mm). Thus, this inhaler was used as a test and modified by the coating with a commonly-used force control agent, magnesium stearate, dried with supercritical carbon dioxide (scCO2) and the uniformity of delivered dose tests were repeated. The modified inhaler showed an increase in emitted dose from 68.9% to 71.3% for lactose and from 30.0% to 33.7% for Foradil.

Combining WLAN fingerprint-based localization with sensor data for indoor navigation using mobile devices

This project proposes an approach for supporting Indoor Navigation Systems using Pedestrian Dead Reckoning-based methods and by analyzing motion sensor data available in most modern smartphones. Processes suggested in this investigation are able to calculate the distance traveled by a user while he or she is walking. WLAN fingerprint- based navigation systems benefit from the processes followed in this research and results achieved to reduce its workload and improve its positioning estimations.

Burden experienced by families of patients with schizophrenia and its related factors

RESUMO: Objetivo: Este estudo teve como objetivo avaliar a carga dos cuidadores de doentes com Esquizofrenia e avaliar a correlação com determinadas características demográficas dos doentes e dos cuidadores, assim como com o nível de emoção expressa na família. Métodos: Este estudo descritivo-analítico foi realizado em 172 doentes com Esquizofrenia e seus cuidadores primários, que foram selecionados em ambulatório, a partir da consulta externa do Hospital Psiquiátrico em Teerão, no Irão, mediante uma amostra de conveniência. Os cuidadores foram entrevistados utilizando as escalas Zarit Burden Interview e Family Questionnaire, de forma a avaliar a sobrecarga sentida pelos cuidadores e o nível de emoção expressa na família, respectivamente. Os dados foram analisados por meio de testes de Mann-Whitney, Kruskal-Wallis, e Spearman. Resultados: O nível de sobrecarga vivenciada pela maioria dos cuidadores primários foi moderada a grave. A pontuação obtida nas sub-escalas de comentários emocionais, envolvimento excessivo e comentários críticos foram maiores do que o ponto de corte em 51,7% e 64,5% dos cuidadores, respectivamente. Os resultados mostraram que as pontuações obtidas nas duas subescalas do questionário família tinham uma correlação significativa e direta com a carga experimentada pelos cuidadores. O nível de carga experimentada pelos cuidadores foi significativamente diferente entre os grupos de idade e estado civil dos cuidadores, e género, status ocupacional e estado civil dos doentes. O número de membros da família, as condições 5 de alojamento, o tempo gasto pelo cuidador com o paciente diariamente, o nível de renda familiar e a duração da doença afetaram significativamente o nível de carga experimentada pelo cuidador. Conclusão: Com base nos resultados, alguns fatores demográficos dos cuidadores, pacientes e seus familiares afetam significativamente a carga experimentada pelos cuidadores primários. A maioria das famílias dos pacientes têm alto nível de emoção expressa e existe uma significativa associação direta entre as emoções expressas e a carga experimentada.------------ABSTRACT: Aim: This study aimed to assess the burden experienced by the caregiver of patients with Schizophrenia, and evaluate its correlation with some demographic characteristics of patients, their caregivers, and the level of expressed emotion in the family. Methods: This descriptive-analytic study was conducted on 172 schizophrenic patients and their primary caregivers selected from the outpatient clinic of a mental hospital in Tehran, Iran using convenience sampling. Caregivers were evaluated with Zarit Burden Interview and Family Questionnaire to assess the burden experienced by the caregivers and the level of expressed emotion in the family, respectively. Data were analyzed using Mann-Whitney, Kruskal-Wallis, and Spearman’s tests. Results: The level of burden experienced by the majority of primary caregivers was moderate to severe. The scores obtained in the subscales of emotional over-involvement and critical comments were higher than the cutoff point in 51.7% and 64.5% of caregivers respectively. The results showed that the scores obtained in the two subscales of family questionnaire had a significant, direct correlation with the burden experienced by the caregivers. The level of burden experienced by the caregivers was significantly different between the subgroups of age and marital status of the caregivers, and gender, occupational status and marital status of the patients. Number of family members, home ownership status, time spent by the caregiver with the patient daily, level of family income and duration of disorder significantly affected the level of burden experienced by the caregiver. Conclusion: Based on the results, some demographic factors of the primary caregivers, patients and their family significantly affect the burden experienced by the primary caregivers. Most of the families of patients have high expressed emotions and a significant, direct association exists between the expressed emotions and the burden experienced.

Trans-Synaptic Signaling by Activity-Dependent Cleavage of Neuroligin-1

Throughout the brain, patterns of activity in postsynaptic neurons influence the properties of synaptic inputs. Such feedback regulation is central to neural network stability that underlies proper information processing and feature representation in the central nervous system. At the cellular level, tight coupling of presynaptic and postsynaptic function is fundamental to neural computation and synaptic plasticity. The cohort of protein complexes at the pre and postsynaptic membrane allows for tight synapse-specific segregation and integration of diverse molecular and electrical signals.(...)