Aplicação da técnica de difração de raios X usando luz síncroton para caracterização de esmalte dentário humano flluorótico e de controle

Com a introdução do flúor como o principal agente anticariogênico e, talvez, um aumento do flúor na nossa cadeia alimentar, a fluorose dentária tornou-se um problema mundial. Os mecanismos que conduzem à formação do esmalte fluorótico são desconhecidos, mas devem envolver modificações nas reações físico-químicas básicas de desmineralização e remineralização do esmalte dentário. O aumento daquantidade de flúor no cristal apatita resulta no aumento dos parâmetros de rede. O objetivo deste trabalho é caracterizar o esmalte dentário humano saudável e fluorótico usando difração de raios X com luz síncrotron. Todos os perfis de espalhamento foram medidos na linha de difração de raios X (XRD1) do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, Campinas SP. Os experimentos foram realizados usando amostras em pó e em lâminas polidas. As amostras em pó foram analisadas a fim de obter a caracterização do esmalte dentário saudável. As lâminas foram analisadas em áreas do esmalte específicas identificadas como fluoróticas. Todos os perfis foram comparados com amostras de esmalte de controle e também com a literatura. A evidente similaridade entre os perfis de difração mostraram a analogia entre as estruturas do esmalte dentário e a hidroxiapatita padrão. Fica evidente que os perfis de difração do esmalte dentário das amostras em lâmina são diferentes daqueles obtidos para o esmalte em pó. As diferenças encontradas incluem variação na cristalinidade e orientação preferencial. Os valores encontrados para as distâncias interplanares para o esmalte de controle e fluorótico das amostras em lâmina não apresentaram diferenças estatisticamente significativas. Isto pode ser explicado pelo fato que a hidroxiapatita e a fluoropatita formam cristais com a mesma estrutura hexagonal, mesmo grupo de simetria e têm parâmetros de rede muito próximos, os quais a habilidade do sistema não foi suficiente para resolver. Finalmente, este trabalho mostra que a difração de raios X usando radiação síncrotron é uma técnica poderosa para o estudo da cristalografia e microestrutura do esmalte dentário e, ainda, pode ser igualmente aplicada no estudo de outros tecidos biológicos duros e de biomateriais sintéticos.

Efetividade da aplicação semestral de verniz fluoretado no controle da cárie dentária em pré-escolares: resultados após 12 meses de acompanhamento

O presente estudo teve como objetivos avaliar se a aplicação de verniz fluoretado com periodicidade semestral em crianças pré-escolares reduz o número de crianças com lesões de cárie em dentina na dentição decídua, diminui a incidência de lesões de cárie em esmalte e dentina, está inversamente associado à ocorrência de dor e abscesso dentário e produz quaisquer efeitos adversos. A população de estudo consistiu de 200 crianças na faixa etária de 12 a 48 meses, recrutadas em uma unidade de saúde pública da cidade do Rio de Janeiro, as quais foram alocadas aleatoriamente nos grupos teste (verniz fluoretado Duraphat) e controle (verniz placebo). Para o registro da incidência de cárie, as crianças foram examinadas na linha de base e a cada seis meses, durante um ano, por dois odontopediatras previamente treinados e calibrados (Kappa=0,85). A ocorrência de dor, abscesso e efeitos adversos foi verificada a partir de entrevistas com os responsáveis. Os participantes, os seus responsáveis, os operadores e os examinadores desconheciam a qual grupo cada criança pertencia. No final do período de acompanhamento, 71 crianças do grupo teste e 77 do grupo controle foram avaliadas. Constatou-se que, nos grupos teste e controle, o número de crianças com novas lesões de cárie em dentina foi igual a 13 e 20 (teste Qui-quadrado, p=0,34) e que a média do incremento de cárie considerando apenas lesões em dentina (c3eos) foi de 1,1(dp=3,4) e de 1,4(dp=2,8), respectivamente (teste de Mann-Whitney, p=0,29). Uma criança apresentou dor de dente e abscesso dentário e outras duas crianças apresentaram apenas dor de dente. Todas pertenciam ao grupo teste. Com relação aos efeitos adversos, encontrou-se que uma criança pertencente ao grupo controle relatou ardência na cavidade bucal após a aplicação do placebo e que o responsável por um participante do grupo teste sentiu-se incomodado com a coloração amarelada dos dentes da criança após a aplicação do verniz fluoretado. Concluiu-se que a aplicação de verniz fluoretado com periodicidade semestral em crianças pré-escolares é segura e parece contribuir para o controle da progressão de cárie. Contudo, é necessário um período de acompanhamento mais longo para se obter evidência conclusiva a respeito da efetividade dessa intervenção. Não houve associação entre a ocorrência de dor e abscesso dentário e o uso profissional do verniz fluoretado.

Strategies for the Stereoselective Synthesis of Carbon Quaternary Centers via Transition Metal-Catalyzed Alkylation of Enolate Compounds

Notwithstanding advances in modern chemical methods, the selective installation of sterically encumbered carbon stereocenters, in particular all-carbon quaternary centers, remains an unsolved problem in organic chemistry. The prevalence of all-carbon quaternary centers in biologically active natural products and pharmaceutical compounds provides a strong impetus to address current limitations in the state of the art of their generation. This thesis presents four related projects, all of which share in the goal of constructing highly-congested carbon centers in a stereoselective manner, and in the use of transition-metal catalyzed alkylation as a means to address that goal.

The first research described is an extension of allylic alkylation methodology previously developed in the Stoltz group to small, strained rings. This research constitutes the first transition metal-catalyzed enantioselective α-alkylation of cyclobutanones. Under Pd-catalysis, this chemistry affords all–carbon α-quaternary cyclobutanones in good to excellent yields and enantioselectivities.

Next is described our development of a (trimethylsilyl)ethyl β-ketoester class of enolate precursors, and their application in palladium–catalyzed asymmetric allylic alkylation to yield a variety of α-quaternary ketones and lactams. Independent coupling partner synthesis engenders enhanced allyl substrate scope relative to allyl β-ketoester substrates; highly functionalized α-quaternary ketones generated by the union of our fluoride-triggered β-ketoesters and sensitive allylic alkylation coupling partners serve to demonstrate the utility of this method for complex fragment coupling.

Lastly, our development of an Ir-catalyzed asymmetric allylic alkylation of cyclic β-ketoesters to afford highly congested, vicinal stereocenters comprised of tertiary and all-carbon quaternary centers with outstanding regio-, diastereo-, and enantiocontrol is detailed. Implementation of a subsequent Pd-catalyzed alkylation affords dialkylated products with pinpoint stereochemical control of both chiral centers. The chemistry is then extended to include acyclic β-ketoesters and similar levels of selective and functional group tolerance are observed. Critical to the successful development of this method was the employment of iridium catalysis in concert with N-aryl-phosphoramidite ligands.

Avaliação dos teores de resíduos do pesticida ditiocarbamato no solo de uma cultura de couve (Brassica Oleracea L.) utilizando cloridrato de L-cisteina para preservação das amostras

Os pesticidas etileno-bis-ditiocarbamatos da classe dos ditiocarbamatos estão entre os fungicidas mais empregados em todo o mundo para o controle de pragas. Muitos métodos para determinar ditiocarbamatos são baseados na hidrólise ácida em presença de cloreto estanoso e análise do CS2 gerado por diferentes técnicas. Nesse contexto, constituiram em objetivos do presente trabalho, como primeira etapa, o estudo de condições adequadas à estocagem de amostras de solo, e como segunda etapa, a avaliação das taxas de degradação e de lixiviação do fungicida mancozebe num cambissolo distrófico através do método espectrofotométrico. O sítio de estudo foi uma área delimitada de 36 m2, de uma cultura de couve, localizada em São Lourenço no 3 distrito do município de Nova Friburgo-RJ. As análises foram realizadas no laboratório de tecnologia ambiental (LABTAM/UERJ). Na primeira etapa, duas sub-amostras de solo contaminadas com mancozebe foram submetidas a tratamento com cloridrato de L-cisteina e estocadas às temperaturas ambiente e de -20C, sendo posteriormente analisadas em intervalos de 1, 7, 15 e 35 dias após a aplicação do fungicida. Outras duas sub-amostras não tratadas com cloridrato de L-cisteina foram submetidas às mesmas condições de temperatura e analisadas nos mesmos intervalos de tempo. Na segunda etapa, foi efetuada a aplicação do fungicida MANZATE 800 (Dupont Brasil, 80% mancozebe) na dose recomendada de 3,0 Kg ha-1 e coletadas amostras do solo nas profundidades de 0-10, 10-20 e 20-40 cm em intervalos de 2,5,8,12,15,18 e 35 dias após aplicação. As amostras de cada profundidade foram tratadas com cloridrato de L-cisteina e acondicionadas sob temperatura de -20C. Através dos resultados obtidos na primeira etapa, pôde-se concluir que o tratamento com cisteina foi eficaz para conservação do analito, tanto para a amostra mantida a -20C quanto para a amostra mantida à temperatura ambiente. Os dados obtidos na segunda etapa do estudo mostraram que mancozebe apresentou comportamento semelhante ao descrito na literatura, para persistência no solo. Os resultados de lixiviação mostraram que nas condições pelas quais foi conduzido o experimento, resíduos de mancozebe foram detectados em profundidades de até 40 cm, porém através dos modelos de potencial de lixiviação, concluiu-se que o fungicida não oferece risco de contaminação de águas subterrâneas

Imidazolium-Based Organic Structure Directing Agents for the Synthesis of Microporous Materials

The central theme of this thesis is the use of imidazolium-based organic structure directing agents (OSDAs) in microporous materials synthesis. Imidazoliums are advantageous OSDAs as they are relatively inexpensive and simple to prepare, show robust stability under microporous material synthesis conditions, have led to a wide range of products, and have many permutations in structure that can be explored. The work I present involves the use of mono-, di-, and triquaternary imidazolium-based OSDAs in a wide variety of microporous material syntheses. Much of this work was motivated by successful computational predictions (Chapter 2) that led me to continue to explore these types of OSDAs. Some of the important discoveries with these OSDAs include the following: 1) Experimental evaluation and confirmation of a computational method that predicted a new OSDA for pure-silica STW, a desired framework containing helical pores that was previously very difficult to synthesize. 2) Discovery of a number of new imidazolium OSDAs to synthesize zeolite RTH, a zeolite desired for both the methanol-to-olefins reaction as well as NOX reduction in exhaust gases. This discovery enables the use of RTH for many additional investigations as the previous OSDA used to make this framework was difficult to synthesize, such that no large scale preparations would be practical. 3) The synthesis of pure-silica RTH by topotactic condensation from a layered precursor (denoted CIT-10), that can also be pillared to make a new framework material with an expanded pore system, denoted CIT-11, that can be calcined to form a new microporous material, denoted CIT-12. CIT-10 is also interesting since it is the first layered material to contain 8 membered rings through the layers, making it potentially useful in separations if delamination methods can be developed. 4) The synthesis of a new microporous material, denoted CIT-7 (framework code CSV) that contains a 2-dimensional system of 8 and 10 membered rings with a large cage at channel intersections. This material is especially important since it can be synthesized as a pure-silica framework under low-water, fluoride-mediated synthesis conditions, and as an aluminosilicate material under hydroxide mediated conditions. 5) The synthesis of high-silica heulandite (HEU) by topotactic condensation as well as direct synthesis, demonstrating new, more hydrothermally stable compositions of a previously known framework. 6) The synthesis of germanosilicate and aluminophosphate LTA using a triquaternary OSDA. All of these materials show the diverse range of products that can be formed from OSDAs that can be prepared by straightforward syntheses and have made many of these materials accessible for the first time under facile zeolite synthesis conditions.

Improved fluorescence from Tm3+/Er3+/Ce3+ triply doped bismuth-silicate glasses for S+C-bands amplifiers

Fluorescence of Tm3+/Er3+ codoped bismuth-silica (BS) glasses and the sensitization of Ce3+ are investigated. It shows that Ce3+ codoping with Tm3+/Er3+ in BS glasses results in a quenching of Tm3+ ion emission from F-3(4) to the H-3(6) level. Consequently, the 1.47 mu m emission occurs after the population inversion between the H-3(4) and F-3(4) levels. Furthermore, the codoped glasses show the broad emission spectra over the whole S and C bands with full-width at half-maximum (FWHM) up to about 119nm, as it combines 1.55 mu m emission band of Er3+ with 1.47 mu m emission band of Tm3+ under 800nm excitation.

Efeito do dentifrício fluoretado na incidência de cárie na dentição decídua e fluorose na dentição permanente: revisões sistemáticas e metanálises

Apesar do potencial anticárie do dentifrício fluoretado na dentição permanente estar bem estabelecido, existe uma lacuna no conhecimento em relação ao seu efeito na dentição decídua; não existe consenso quanto à concentração ideal de fluoreto no dentifrício capaz de maximizar o benefício anticárie na dentição decídua e simultaneamente minimizar o risco de desenvolver fluorose clinicamente importante na dentição permanente. O artigo 1 desta tese avaliou o efeito dos dentifrícios de concentração baixa (menos de 600 ppm) e padrão (1000 a 1500 ppm) de fluoreto comparados com placebo ou nenhuma intervenção e o artigo 2 comparou diretamente o efeito do dentifrício de concentração baixa de fluoreto com o de concentração padrão. Foi realizada uma revisão sistemática de ensaios clínicos randomizados ou quasi-randomizados. Dois examinadores leram, de forma independente, 1932 resumos ou citações e 159 estudos na íntegra. As discordâncias foram resolvidas por um terceiro examinador. Oito estudos foram incluídos no artigo 1 e cinco no artigo 2. Para avaliar o efeito dos dentifrícios fluoretados sobre o número de dentes e superfícies dentárias cariadas, perdidas por cárie e obturadas, e sobre o número de crianças com cárie e fluorose, foram estimados frações prevenidas (FP) e riscos relativos (RR) combinados, respectivamente. Quando os dentifrícios de concentração padrão de fluoreto foram comparados com placebo ou nenhuma intervenção, houve reduções significativas de cárie no nível de superfície (FP= 31%; IC 95% 18 43), dente (FP= 16%; IC 95% 7 24) e indivíduo (RR= 0,86; IC 95% 0,81 0,93). Quando os dentifrícios de concentração baixa de fluoreto foram comparados com nenhuma intervenção, houve redução significativa de cárie apenas no nível de superfície (FP= 40%; IC 95% 5 75) (artigo 1). Os dentifrícios de concentração baixa de fluoreto, comparados diretamente com os de concentração padrão, aumentaram significativamente o risco de cárie na dentição decídua (RR= 1,13; IC 95% 1,07 1,20) e não reduziram significativamente o risco de fluorose clinicamente importante nos dentes permanentes anteriores superiores (RR= 0,32; IC 95% 0,03 2,97). Houve uma redução significativa de cárie no nível de dente quando o dentifrício com concentração padrão de fluoreto foi comparado com o de baixa concentração (FP=14%; IC 95% 6 21). Porém, não houve diferença no nível de superfície, apesar de ter havido uma tendência favorecendo os dentifrícios com concentração padrão de fluoreto e pH neutro (FP= 13%; IC 95% -4 30) e os de concentração baixa de fluoreto e pH ácido (FP= -5%; IC 95% -22 11) (artigo 2). Os dentifrícios de concentração padrão de fluoreto foram mais efetivos na redução de cárie na dentição decídua de pré-escolares do que os de concentração baixa, placebo ou nenhuma intervenção. Os dentifrícios de concentração padrão de fluoreto, em comparação com os de concentração baixa, não aumentaram significativamente o risco de fluorose clinicamente importante nos dentes permanentes anteriores superiores. São necessários mais estudos para confirmar se a redução do pH dos dentifrícios de concentração baixa de fluoreto pode ser considerada uma alternativa para aumentar o efeito anticárie e reduzir o risco de fluorose clinicamente importante.

Avaliação in vitro do efeito remineralizante de diferentes princípios bioativos no esmalte dental bovino submetido à erosão

O objetivo deste estudo in vitro foi avaliar por meio da fluorescência de Raios X, oefeito remineralizante de dois diferentes princípios bioativos contidos no Desensibilize Nano P (nanopartículas de hidroxiapatita de cálcio) e no GC Tooth Mousse (CPP-ACP,fosfopeptídios de caseína e fosfato de cálcio amorfo) assim como da saliva artificial e do fluoreto de sódio gel neutro no esmalte dental bovino submetido a desafio erosivo. Foram utilizados 20 incisivos bovinos, seccionados na linha amelo-cementária, fixados em resina epóxi e padronizados pela planificação da superfície. Foram obtidos 20 corpos de prova (CP) que foram divididos aleatoriamente em 4 grupos. Todos os dentes foram avaliadosinicialmente para a obtenção da contagem dos elementos fósforo (P), cálcio (Ca) e estrôncio (Sr) interpretados a partir de um espectro de Fluorescência de Raios X obtidos pelo Artax 800. Após uma semana da medição inicial, cada grupo de amostras foi imerso em uma solução de 10 ml de ácido cítrico a 2% (pH 2,6) por 90 minutos. Imediatamente após obtenção dos espectros dos dentes submetidos ao desafio erosivo, cada grupo recebeu seus tratamentos correspondentes. Grupo 1 (Saliva) - saliva; Grupo 2 (Flúor) - Flúor; Grupo 3 (Nano P) - Desensibilize Nano P; Grupo 4 (Recaldent) - GC Tooth Mousse. A leitura e os tratamentos eram realizados a cada sete dias sendo repetidos por de 3 semanas. Foi utilizado inicialmente o teste de Bonferroni para comparação das médias de P, Ca e Sr dentro de cada grupo, com um nível de significância de 0,05 (p=0,05), que demonstrou remineralização efetiva na terceira semana de tratamento no grupo Nano P. Posteriormente foi utilizado o teste T-Student para comparação das médias de P, Ca e Sr entre os diferentes grupos, também com um nível de significância de 0,05 (p=0,05). O grupo Nano P foi mais efetivo do que todos os outros grupos e o grupo Saliva menos efetivo que Fluor e Recaldent após três semanas de tratamento. Nestas condições expirimentais in vitro a pasta Desensibilize Nano P foi eficaz noprocesso de remineralização dental desde a primeira semana de tratamento e estável após 3 semanas de tratamento do que os tratamentos com Saliva, Flúor e GC Tooth Mousse.

BaF2替代BaO对钡镓锗酸盐玻璃光学性质的影响

在摩尔分数组成x(BaO),r(Ga2O),r(GeO2)为0．20，0．15,0．65的玻璃中，分别以摩尔分数0．05，0．10．0．15和0．20的BaF2替代BaO,研究了氟化物对玻璃折射率和光吸收性质的影响。结果表明，在玻璃中加入氟化物．玻璃折射率和色散降低，玻璃的紫外吸收边向短波侧迁移，而红外吸收边无明显变化。不含氟化物的氧化物玻璃中含有大量的OH基．这些OH基在2．24μm、2．97μm和4．23μm附近引起光吸收．在含氟化物的玻璃中，2．24μm的吸收峰消失，而2．97μm和4．23μm附近

含AlF3和ZrF4氟化物玻璃的分相与析晶

以摩尔组成为8．7MgF2-17．4CaF2-8．7SrF2-13．3BaF2-13．0YF3-31．6．AlF3-7．3ZrF4的氟化物玻璃为对象，研究了玻璃的分相和析晶．研究表明，玻璃中同时含有AlF3和ZrF4时，玻璃产生明显的分相，玻璃在高温下对水比较敏感，容易产生表面析晶．玻璃内部的析晶主要来自稳定性较差的富Al相，受空气中水分的影响，玻璃表面的析晶首先产生于富Zr相．依据玻璃的分相和析晶表现，讨论了含AlF3和ZrF4氟化物玻璃的表面析晶机理．

掺铒氟（卤）磷碲酸盐玻璃的上转换发光性能研究

研究了掺铒氟（卤）磷碲酸盐玻璃的吸收光谱和上转换荧光光谱，探讨了Er^2＋在氟（卤）磷碲酸盐玻璃中的上转换发光机理．在975nm激光二极管抽运下产生强烈的上转换红光及绿光。且红光的发光强度要远远大于绿光．以PbCl2取代PbF2后，红光的发光强度下降，而绿光却没有明显变化；以ZnCl2取代ZnF2达5mol％时，红光和绿光的发光强度均明显增大．

新型掺铒离子氧氟碲酸盐玻璃的光谱性质

探求新的具有优良的热学和光学性能的基质玻璃系统，是获得具有宽带宽和增益平坦的掺Er^3＋光纤放大器（EDFA）的一种有效途径。制备了一种新型氧氟碲酸盐玻璃TeO2-BaF2-LaF3，并对其热学性能和光学性质进行了测试。应用乍得-奥菲尔特（Judd-Ofelt）理论计算了Er^3＋离子的J-O理论参量和荧光寿命r。探讨了氟化物的引入对碲酸盐玻璃结构的改变的影响，并分析了其对玻璃的热学性质和光学性质的影响。实验发现，获得的氧氟碲酸盐玻璃具有优良的热学稳定性（△T=156.6C），宽的荧光半峰全宽（72nm）

透红外大尺寸氧氟化物玻璃研究

锗酸盐和氟铝酸盐透红外玻璃材料作为窗口或头罩材料具有广泛的应用前景。结合锗酸盐玻璃含有少量水的问题，在成分中引入氟化物，实验表明：随氟化物含量增加．玻璃中羟基含量逐渐降低。同时通过对熔制温度的调整，获得了不合羟基的红外玻璃。针对氟铝酸盐玻璃在冷却过程中易析晶的问题，在氟化物组分中加入少量重金属氧化物TeO2，得到析晶性能好的氧氟铝酸盐玻璃。同时给出了两类红外材料的一些物理、化学性质。

Effect of alkaline-earth metal composition on spectroscopic properties of Er3+ in fluorophosphate glasses

Optical spectroscopic properties of Er3+-doped alkaline-earth metal modified fluoropho sphate glasses have been investigated experimentally for developing broadband fiber and planar amplifiers. The results show a strong correlation between the alkaline-earth metal content and the spectroscopic parameters such as absorption and emission cross sections, full widths at half-maximum and Judd-Ofelt intensity parameters. It is found that strontium ions could have more influences on the Judd-Ofelt intensity parameters and the absorption and emission cross sections than other alkaline-earth metal ions such as Mg2+, Ca2+, Ba2+. The sample containing 23 mol% strontium fluoride exhibits the maximum emission cross section of 7.58 x 10(-21) cm(2), the broadest full width at half-maximum of 65 nm and the longer lifetime of 8.6 ms among the alkaline-earth metal modified fluorophosphates glasses studied. The Judd-Ofelt intensity parameter Omega(6)s, the emission cross sections and the full widths at half-maximum in the Er3+-doped fluorophosphate glasses studied are larger than in the silicate and phosphate glasses.

透红外含碲氟铝基玻璃的激光损伤阈值

在氟铝酸盐玻璃组分中加入适量声子能量低的重金属氧化物TeO2，得到一种新的氧氟化物玻璃。该材料具有良好的成玻璃性能，适合制作大尺寸红外窗口镜。研究了TeO2含量对玻璃特征温度、阿贝数和红外透过性能的影响。同时测试了这种玻璃的抗DF激光能力，结果表明：TeO2含量为15％的玻璃，DF激光破坏阈值达14．95kW·cm^-2。分析显示，由于玻璃基质的多声子吸收，对激光能量的吸收而引起的热冲击是导致玻璃破坏的主要原因。进一步降低玻璃中水分，可以提高玻璃抗激光破坏性能。