Distribuição segura de chaves criptográficas em redes de sensores sem fios de grande escala: estudo e avaliação experimental em ambiente de simualação

Dissertação de Mestrado em Engenharia Informática

CALIBRATION AND USE OF AN IN-HOUSE ANTI-MEASLES IgG STANDARD SERUM

For the purpose of research a large quantity of anti-measles IgG working reference serum was needed. A pool of sera from five teenagers was prepared and named Alexandre Herculano (AH). In order to calibrate the AH serum, 18 EIA assays were performed testing in parallel AH and the 2nd International Standard 1990, Anti-Measles Antibody, 66/202 (IS) in a range of dilutions (from 1/50 to 1/25600). A method which compared parallel lines resulting from the graphic representation of the results of laboratory tests was used to estimate the power of AH relative to IS. A computer programme written by one of the authors was used to analyze the data and make potency estimates. Another method of analysis was used, comparing logistic curves relating serum concentrations with optical density by EIA. For that purpose an existing computer programme (WRANL) was used. The potency of AH relative to IS, by either method, was estimated to be 2.4. As IS has 5000 milli international units (mIU) of anti-measles IgG per millilitre (ml), we concluded that AH has 12000 mIU/ml.

INFLUENCE OF MICROBIOTA IN EXPERIMENTAL CUTANEOUS LEISHMANIASIS IN SWISS MICE

Infection of Swiss/NIH mice with Leishmania major was compared with infection in isogenic resistant C57BL/6 and susceptible BALB/c mice. Swiss/NIH mice showed self-controlled lesions in the injected foot pad. The production of high levels of interferon-g (IFN-g) and low levels of interleukin-4 (IL-4) by cells from these animals suggests that they mount a Th1-type immune response. The importance of the indigenous microbiota on the development of murine leishmaniasis was investigated by infecting germfree Swiss/NIH in the hind footpad with L. major and conventionalizing after 3 weeks of infection. Lesions from conventionalized Swiss/NIH mice were significantly larger than conventional mice. Histopathological analysis of lesions from conventionalized animals showed abscesses of variable shapes and sizes and high numbers of parasitized macrophages. In the lesions from conventional mice, besides the absence of abscess formation, parasites were rarely observed. On the other hand, cells from conventional and conventionalized mice produced similar Th1-type response characterized by high levels of IFN-g and low levels of IL-4. In this study, we demonstrated that Swiss/NIH mice are resistant to L. major infection and that the absence of the normal microbiota at the beginning of infection significantly influenced the lesion size and the inflammatory response at the site of infection.

Projecto e concepção de um dispositivo experimental para medição e caracterização dos esforços aplicados no finca-pés de um caiaque de pista: Investigação, desenho e desenvolvimento

Após o enquadramento da canoagem, como modalidade Olímpica, verificou-se um aumento significativo de estudos e pesquisas acerca da biomecânica da modalidade, o que contribuiu para uma diminuição dos tempos na competição. Contudo poucos foram os que se focaram nas forças desenvolvidas e aplicadas ao caiaque através do finca-pés, criado assim oportunidade de desenvolvimento de dispositivos para a medição das mesmas. Assim, o objectivo primordial é desenvolver um sistema experimental capaz de quantificar as forças geradas em cada um dos lados do finca-pés (esquerdo e direito). Este, deverá não só ser passível de se utilizar em caiaque ergómetro como também num caiaque de pista, permitido avaliar as forças aplicadas durante o ciclo de pagaiada, tanto em compressão como em tracção. A sua concepção baseou-se num modelo de finca-pés já existente, tornando-o compatível com os caiaques de competição mais comercializados, e permitindo que no futuro se possa utilizar na água, bastando para isso apenas possuir um caiaque e embarcar o sistema de medição. Este sistema experimental foi testado em caiaque ergómetro por 7 (sete) sujeitos com níveis distintos: seis homens (um atleta olímpico medalhado e cinco de nível nacional) e uma mulher (de nível de selecção Portuguesa) que, entre outros, realizaram um plano definido por 60s a uma frequência de 75 pagaiadas por minuto, seguido de uma intensa mudança de ritmo e força (Sprint). Após análise dos dados obtidos em cada um dos diferentes sujeitos, conseguimos identificar algumas das suas características, tais como: esforço assimétrico dos membros inferiores; utilização de forma heterogénea da fita do finca-pés; diferença de forças máximas aplicadas entre atletas (Ex.: para um atleta olímpico as forças medidas (Min; Max): Pé Esquerdo (- 444; 1087) N e Pé Direito (- 476; 1068) N); etc. Os resultados não só são bastante promissores como também são motivantes e congruentes com estudos anteriores, nomeadamente Begon et al. 2008 e Sturm 2010 e 2012. Finalmente, consegue-se afirmar, com segurança, que foram alcançados os objectivos propostos com a concepção deste dispositivo de medição de forças. Este permite caracterizar os esforços desenvolvidos no finca-pés por cada membro inferior, com ou sem a fita de suporte, possibilitando aos treinadores e atletas uma visão, para muitos desconhecida, das forças transmitidas e das suas assimetrias. No final, este conhecimento permitirá aos atletas melhorar o seu desempenho desportivo bem como facilitar a gestão desportiva, com base nos principais princípios mecânicos inerentes ao movimento dos atletas desde desporto Olímpico.

Avaliação experimental de esquemas de pré-distribuição de chaves em redes de sensores sem fios

Trabalho apresentado no âmbito do Mestrado em Engenharia Informática, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática.

Estudo experimental para avaliação da rigidez dos vasos sanguíneos: testes para validação clínica

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de mestre em Engenharia Biomédica.

Increased natural killer activity does not prevent progression of experimental Kala-azar

Kala-azar is the visceral form of leishmaniasis and it is caused by intracellular parasites from the complex Leishmania donovani. Golden hamster (Mesocricetus auratus) infected with Leishmania donovani develop a disease very similar to human Kala-azar. There is conspicuous hipergammaglobulinaemia and their T cells do not respond to stimulation with parasite antigens. We used this experimental model to evaluate the natural killer (NK) activity during the initial phase of the disease. Outbred hamsters infected by intravenous route with 5.106 amastigotes of L. donovani 1S showed a concurrent increase in the spleen weight and in the spleen cell number. Using the single cell assay we detected a significant increase in the percentage of NK effector cells on the 4th day of infection. Imprints from spleen and liver showed at days 14 and 28 a significant increase in the parasite burden . These results show that the increased NK activity in the beginning of the infection was not able to restrain the progression of the disease in this experimental model.

Jorge Lobo’s disease: experimental inoculation in Swiss mice

Sixty-four isogenic Swiss mice were intradermically inoculated in both hind foot pads. The inocula, consisting of fungal suspensions from biopsies obtained from Jorge Lobo’s Disease patients, had the total number of fungi and the viability index determined using a Neubauer chamber and the fluorescein diacetate-ethidium bromide technique (FD-EB), respectively. The animals were sacrificed at times ranging from ten days to eighteen months after inoculation. The cellular infiltrate, mainly consisting of macrophages containing fungi, increased progressively up to end of the study; however, no macroscopic alterations were observed in the inoculated feet. After nine months, small numbers of Langhans’ giant cells started to appear in the infiltrate. A considerable number of fungi was observed at the end of the experimental period, but only a few were viable when stained by the FD-EB technique. This fact suggests that there is a multiplication of fungal cells, which are destroyed by the macrophages but remain in the tissue for a long time due perhaps to the difficulties in their elimination. These findings led us to conclude that in spite of the maintenance of the infection in these animals, Swiss mice cannot be considered an ideal model to study Jorge Lobo’s Disease. However, the authors call attention to the possibility of other mouse strains being more susceptible to Paracoccidioides loboi.

Estudo experimental da ligação pilar-fundação em estruturas pré-fabricadas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Estruturas e Geotecnia

Experimental dermatophytosis in hamsters inoculated with Trichophyton mentagrophytes in the cheek pouch

This study presents the results of T. mentagrophytes inoculation in the cheek pouch of the hamster, an immunologically privileged site. Forty two animals were used: 21 inoculated with 10(6) fungi in the cheek pouch (group 1) and 21 inoculated initially with 10(6) fungi in the foot pad and 15 days later in the cheek pouch, with the same amount of fungi (group 2). Animals were sacrificed at 20 hours, 3, 7, 14, 30, 60, and 120 days; samples from inoculated cheek pouch, and foot pads submitted to the foot pad test (FPT), were collected. Independent of group and time of evolution of infection, animals did not develop delayed hypersensitivity evaluated through the FPT. The pre-inoculation of fungi in the foot pad did not change the morphology of lesions induced in the cheek pouch. Therefore, in animals of group 1 and 2, the introduction of the fungus in the cheek pouch resulted in focal lesion composed of a sterile acute inflammatory infiltrate, with abscess formation that evolved to a macrophagic reaction, and later to resolution even in the absence of immune response detectable by FPT. Our results indicate that in spite of the important role of the immune response in the spontaneous regression of dermatophytosis, other factors are also an integral part in the defense against this fungal infection.

Análise experimental de um murete de alvenaria de pedra tradicional de grandes dimensões. Efeito do confinamento transversal contínuo por fitas metálicas

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção

Imunossensores Eletroquímicos para o Diagnóstico Precoce e Descentralizado do Cancro da Mama

O cancro é uma das principais causas de morte em todo o mundo. Entre as mulheres, o cancro da mama é o mais frequente. A deteção precoce do cancro é de extrema importância na medida em que pode aumentar as possibilidades de cura dos pacientes e contribuir para a diminuição da taxa de mortalidade desta doença. Um método que tem contribuído para a deteção precoce do cancro é a análise de biomarcadores. Biomarcadores associados ao cancro da mama, como o Recetor 2 do Fator de Crescimento Epidérmico Humano (HER2) e o Antigénio Carbohidratado 15-3 (CA 15-3), podem ser detetados através de dispositivos como os biossensores. Neste trabalho foram desenvolvidos dois imunossensores eletroquímicos para a análise de HER2 e CA 15-3. Para ambos os sensores foram utilizados, como transdutores, elétrodos serigrafados de carbono. A superfície destes transdutores foi nanoestruturada com nanopartículas de ouro. Foram realizados imunoensaios não-competitivos (do tipo sandwich) em ambos os imunossensores, cuja estratégia consistiu na (i) imobilização do respetivo anticorpo de captura na superfície nanoestruturada dos elétrodos, (ii) bloqueio da superfície com caseína, (iii) incubação com uma mistura do analito (HER2 ou CA 15-3) e o respetivo anticorpo de deteção biotinilado, (iv) adição de estreptavidina conjugada com fosfatase alcalina (S-AP; a AP foi utilizada como marcador enzimático), (v) adição de uma mistura do substrato enzimático (3-indoxil fosfato) e nitrato de prata, e (vi) deteção do sinal analítico através da redissolução anódica, por voltametria de varrimento linear, da prata depositada enzimaticamente. Com as condições experimentais otimizadas, foi estabelecida a curva de calibração para a análise de HER2 em soro, entre 15 e 100 ng/mL, obtendo-se um limite de deteção de 4,4 ng/mL. Para o CA 15-3 a curva de calibração (em solução aquosa) foi estabelecida entre 15 e 250 U/mL, obtendo-se um limite de deteção de 37,5 U/mL. Tendo em conta o valor limite (cutoff value) estabelecido para o HER2 (15 ng/mL) pode-se comprovar a possível utilidade do imunossensor desenvolvido para o diagnóstico precoce e descentralizado do cancro da mama. No caso do CA 15-3 serão necessários estudos adicionais para se poder avaliar a utilidade do imunossensor para o diagnóstico do cancro da mama.

Análise do comportamento de estruturas através de ensaios de carga

A engenharia civil, rege-se pela garantia de segurança e de funcionalidade das obras que projeta e executa. Para cumprir tais requisitos, é necessário durante a sua vida útil, no final da construção, reforço ou reabilitação, proceder à avaliação da conformidade entre o comportamento real da estrutura e os pressupostos subjacentes ao projeto. Esta dissertação tem como objetivo a compreensão e análise do comportamento estrutural da Ponte sobre o Rio Sorraia, através da realização de ensaios de carga apoiados pela conceção de um modelo numérico devidamente calibrado, capaz de simular a resposta da estrutura, o mais próximo possível do observável na realidade. Para alcançar o objetivo pré definido elencam-se as metodologias relevantes, descrevem-se os tipos de ensaios de carga realizados em pontes/viadutos e faz-se referência aos aparelhos de medição que estão na base da instrumentação aplicada em obras. Esta introdução foca-se ainda na modelação numérica, permitindo o conhecimento básico necessário para a criação e atualização de modelos numéricos de pontes. Relativamente ao caso de estudo expõe-se a realização do ensaio de carga, descrevendo todo o processo, bem como os resultados obtidos ao nível das grandezas de medição estudadas. Aqui é concebido um modelo numérico base da ponte, alvo de discussão ao nível do comportamento estrutural, baseada na validação dos resultados obtidos por via experimental, através da comparação com os obtidos por via numérica. Por fim, o estudo e seleção de diversos parâmetros da modelação, facultando a calibração do modelo numérico da ponte. Os resultados obtidos neste modelo comprovam o seu elevado potencial, no apoio à observação e compreensão do comportamento de estruturas através da realização de ensaios de carga. O sucesso da realização de uma análise do comportamento de estruturas, através de ensaios de carga, depende assim fundamentalmente, da correta execução do ensaio, da correta conceção e atualização do modelo numérico e da interligação entre os resultados experimentais e numéricos.