Hallux rigidus: Arthroplasty or arthrodesis. What technique produces better results?

Hallux rígidus (HR) affects the first metatarsophalangeal joint (MTPJ) between 35% and 60% of the population over 65 years and there are multiple ways of treatment. Depending on the radiological stage where you find the deformity determines the procedure to be performed; in the early stages cheilectomy techniques and corrective osteotomy is performed while the more advanced ratings, the surgeon chooses destructive techniques considered as arthrodesis and arthroplasty. This final of degree project aims to focus on 1 MTPJ destructive techniques to clarify which of the procedures generates better results by a number of parameters; outcomes of the American Orthopaedic Foot scale and Ankle Society Hallux metatarsophalangeal Interphalangeal-scale (AOFAS), range of motion (ROM) of the 1ºAMTF, radiological classification. As for the implant arthroplasty technique, this article offers information on material and design that generates better relating to patient characteristics such as age, inflammatory joint diseases, viability and durability of the implant results. The conclusion from this review is that the values obtained in the arthrodesis according AOFAS decrease due to loss of mobility, but both techniques have similar values of effectiveness and concludes with the decision that the technique used is determined taking into account various factors and patient characteristics. Keywords: Hallux rígidus; (Hallux Rígidus) and surgery treatment; Hallux Rígidus arthrodesis; Hallux Rígidus arthroplasty; Hallux Rígidus (arthroplasty and arthrodesis).

Recouvrements à base de dextrane pour applications médicales

L’ingénierie des biomatériaux a connu un essor prodigieux ces dernières décennies passant de matériaux simples à des structures plus complexes, particulièrement dans le domaine cardiovasculaire. Cette évolution découle de la nécessité des biomatériaux de permettre la synergie de différentes propriétés, dépendantes de leurs fonctions, qui ne sont pas forcément toutes compatibles. Historiquement, les premiers matériaux utilisés dans la conception de dispositifs médicaux étaient ceux présentant le meilleur compromis entre les propriétés physico-chimiques, mécaniques et biologiques que nécessitait leur application. Cependant, il se peut qu’un tel dispositif possède les bonnes propriétés physico-chimiques ou mécaniques, mais que sa biocompatibilité soit insuffisante induisant ainsi des complications cliniques. Afin d’améliorer ces propriétés biologiques tout en conservant les propriétés de volume du matériau, une solution est d’en modifier la surface. L’utilisation d’un revêtement permet alors de moduler la réponse biologique à l’interface biomatériau-hôte et de diminuer les effets indésirables. Ces revêtements sont optimisés selon deux critères principaux : la réponse biologique et la réponse mécanique. Pour la réponse biologique, les deux approches principales sont de mettre au point des revêtements proactifs qui engendrent l’adhérence, la prolifération ou la migration cellulaire, ou passifs, qui, principalement, sont inertes et empêchent l’adhérence de composés biologiques. Dans certains cas, il est intéressant de pouvoir favoriser certaines cellules et d’en limiter d’autres, par exemple pour lutter contre la resténose, principalement due à la prolifération incontrôlée de cellules musculaires lisses qui conduit à une nouvelle obstruction de l’artère, suite à la pose d’un stent. La recherche sur les revêtements de stents vise, alors, à limiter la prolifération de ces cellules tout en facilitant la ré-endothélialisation, c’est-à-dire en permettant l’adhérence et la prolifération de cellules endothéliales. Dans d’autres cas, il est intéressant d’obtenir des surfaces limitant toute adhérence cellulaire, comme pour l’utilisation de cathéter. Selon leur fonction, les cathéters doivent empêcher l’adhérence cellulaire, en particulier celle des bactéries provoquant des infections, et être hémocompatibles, principalement dans le domaine vasculaire. Il a été démontré lors d’études précédentes qu’un copolymère à base de dextrane et de poly(méthacrylate de butyle) (PBMA) répondait aux problématiques liées à la resténose et qu’il possédait, de plus, une bonne élasticité, propriété mécanique importante due à la déformation que subit le stent lors de son déploiement. L’approche de ce projet était d’utiliser ce copolymère comme revêtement de stents et d’en améliorer l’adhérence à la surface en formant des liens covalents avec la surface. Pour ce faire, cela nécessitait l’activation de la partie dextrane du copolymère afin de pouvoir le greffer à la surface aminée. Il était important de vérifier pour chaque étape l’influence des modifications effectuées sur les propriétés biologiques et mécaniques des matériaux obtenus, mais aussi d’un point de vue de la chimie, l’influence que cette modification pouvait induire sur la réaction de copolymérisation. Dans un premier temps, seul le dextrane est considéré et est modifié par oxydation et carboxyméthylation puis greffé à des surfaces fluorocarbonées aminées. L’analyse physico-chimique des polymères de dextrane modifiés et de leur greffage permet de choisir une voie de modification préférentielle qui n’empêchera pas ultérieurement la copolymérisation. La carboxyméthylation permet ainsi d’obtenir un meilleur recouvrement de la surface tout en conservant la structure polysaccharidique du dextrane. Le greffage du dextrane carboxyméthylé (CMD) est ensuite optimisé selon différents degrés de modification, tenant compte aussi de l’influence que ces modifications peuvent induire sur les propriétés biologiques. Finalement, les CMD précédemment étudiés, avec des propriétés biologiques définies, sont copolymérisés avec des monomères de méthacrylate de butyle (BMA). Les copolymères ainsi obtenus ont été ensuite caractérisés par des analyses physico-chimiques, biologiques et mécaniques. Des essais préliminaires ont montrés que les films de copolymères étaient anti-adhérents vis-à-vis des cellules, ce qui a permis de trouver de nouvelles applications au projet. Les propriétés élastiques et anti-adhérentes présentées par les films de copolymères CMD-co-PBMA, les rendent particulièrement intéressants pour des applications comme revêtements de cathéters.

Isolation and structural characterization of fucoidans from the brown algae Fucus vesiculosus

agricultural, pharmaceutical, cosmetic or bioenergy applications. They contain bioactive compounds, namely, polysaccharides Fucoidan. These polysaccharides are mainly constituted by fucose residues and sulfate esters, and have been reported to possess a broad variety of bioactivities, such as anticoagulant, anti-thrombotic, anti-inflammatory, anti-tumor, antiviral and antioxidant. In this work, the fucoidans from brown seaweed Fucus vesiculosus from “Ria de Aveiro” were isolated and characterized in order to add value to this natural resource of the region. The polysaccharides from the algae were extracted with hot water and fractioned by ethanol precipitation and calcium chloride salts. They were further purified by using anion-exchange chromatography, allowing to separate the neutral polysaccharides (laminaranas) from those negatively charged (sulfated fucoidans and alginate). The purified polysaccharides showed high content of fucose (41 mol%) and sulfates (50 mol%), having also galactose residues (6 mol%), which confirm the presence of only sulfated fucoidans. Glycosidic linkages analysis show the presence of high amounts of terminal fucose (25%) and (1→3,4)-Fuc (26%), allowing to infer that the fucoidans were highly branched. These fucoidans are composed also by (1→2)-Fuc (14%) and (1→3)-Fuc linkages (10-16%). In this work it was also tested an alternative extraction technology, the microwave hydrodiffusion and gravity system, where it was possible to extract sugars, although in low yields. However, this methodology allowed to extract polysaccharides, constituted mainly by fucose and uronic acids, as well as mannitol, without the need to add any solvent, obtaining at the end the dry alga. The current work allowed to characterize the structure of the fucoidans isolated from “Ria de Aveiro” F. vesiculosus. The presence of high content of sulfate residues and the high branch degree of the purified fucoidans allow to infer that these polysaccharides could have potential to be studied for biomedical applications, according to their biological activities.

Ethanol production from brown seaweed using non-conventional yeasts

The use of macroalgae (seaweed) as a potential source of biofuels has attracted considerable worldwide interest. Since brown algae, especially the giant kelp, grow very rapidly and contain considerable amounts of polysaccharides, coupled with low lignin content, they represent attractive candidates for bioconversion to ethanol through yeast fermentation processes. In the current study, powdered dried seaweeds (Ascophylum nodosum and Laminaria digitata) were pre-treated with dilute sulphuric acid and hydrolysed with commercially available enzymes to liberate fermentable sugars. Higher sugar concentrations were obtained from L. digitata compared with A. nodosum with glucose and rhamnose being the predominant sugars, respectively, liberated from these seaweeds. Fermentation of the resultant seaweed sugars was performed using two non-conventional yeast strains: Scheffersomyces (Pichia) stipitis and Kluyveromyces marxianus based on their abilities to utilise a wide range of sugars. Although the yields of ethanol were quite low (at around 6 g/L), macroalgal ethanol production was slightly higher using K. marxianus compared with S. stipitis. The results obtained demonstrate the feasibility of obtaining ethanol from brown algae using relatively straightforward bioprocess technology, together with non-conventional yeasts. Conversion efficiency of these non-conventional yeasts could be maximised by operating the fermentation process based on the physiological requirements of the yeasts.

Lipofilling in skin affected by radiodermatitis: clinical and ultrasound aspects. Case report

In recent years, lipofilling has established itself as one of the most effective and least invasive techniques to treat connective dystrophy subsequent to radiotherapy. We report the case of a patient diagnosed with intraductal carcinoma of the right breast in 1996, at the age of 41. The patient underwent quadrantectomy with ipsilateral axillary lymph node dissection and adjuvant chemotherapy and radiotherapy. Four years later, a recurrence led the patient to undergo a subcutaneous mastectomy and immediate reconstruction, involving the submuscular insertion of a permanent implant. In 2007 the patient suffered both radiodermatitis and capsular contracture around the implant, causing constant pain and significant functional limitation. She first took a leukotriene inhibitor (Zafirlukast, 20 mg daily for 8 months) to reduce the capsular contracture. She then underwent lipofilling (Coleman’s technique) of the area affected by radiodermatitis, in which the skin was considerably thinned and visibly ischemic. A second session followed four months later. Clinical, photographic and ultrasound examination revealed clear and lasting thickening of the superficial tissues, increased coverage of the implant, and reduced skin discoloration and tension.

Characterization of rice starch- ι-carrageenan biodegradable edible film. Effect of stearic acid on the film properties

The main aim of this study was to develop rice starch (RS), ι-carrageenan (ι-car) based film. Different formulations of RS (1-4%, w/w), ι-car (0.5-2%, w/w) was blended with stearic acid (SA; 0.3-0.9%, w/w) and glycerol (1%, w/w) as a plasticizer. The effect of film ingredients on the thickness, water vapour permeability (WVP), film solubility (FS), moisture content (MC), colour, film opacity (FO), tensile strength (TS), elongation-at-break (EAB) of film was examined. Interactions and miscibility of partaking components was studied by using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray diffraction (XRD). Hydrocolloid suspension solution of mix polysaccharides imparted a significant impact (p<0.05) on the important attributes of resulting edible film. TS and EAB of film were improved significantly (p<0.05) when ι-car was increased in the film matrix. Formulation F1 comprising 2% ι-car, 2% 33 RS, 0.3% SA, Gly 30% w/w and 0.2% surfactant (tween®20) provided film with good 34 physical, mechanical and barrier properties. FT-IR and XRD results reveal that molecular interactions between RS-ι-car have a great impact on the film properties confining the compatibility and miscibility of mixed polysaccharide. Results of the study offers new biodegradable formulation for application on fruit and vegetables.

Optimization of lipase production from yeasts strains isolated from olive mil wastewater

Dissertação submetida à Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências para a obtenção do Grau de Mestre em Microbiologia Aplicada.

Avaliação da atividade antimicrobiana de filmes protéicos a base de anchoita (engraulis anchoita) incorporados com ácidos orgânicos.

Os filmes são produzidos a partir de macromoléculas, que podem ser utilizados como embalagem, como os polissacarídeos, lipídeos e proteínas. As proteínas se destacam dos demais, pois possuem uma estrutura com 20 monômeros diferentes, que confere um amplo potencial de ligações intermoleculares. A incorporação de agentes ativos em filmes é uma alternativa como embalagem, para inibir ou retardar a multiplicação de microrganismos patógenos e deteriorantes em alimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana de filmes à base de isolado protéico de anchoita (Engraulis anchoita) – IPA adicionados de ácidos orgânicos. Para tanto, foi elaborado o IPA, pela solubilização alcalina da proteína e precipitação no ponto isoelétrico a partir de carne mecanicamente separada. O IPA foi avaliado quanto a sua composição proximal, aminoacídica e por DSC. A solução formadora dos filmes foi elaborada a partir de IPA, água, glicerol e hidróxido de sódio. As formulações dos filmes foram elaboradas segundo um planejamento fatorial 23 . Foram avaliadas as propriedades físico-químicas de resistência a tração (RT) e elongação (E); espessura, solubilidade e permeabilidade ao vapor de água (PVA); a diferença de cor (∆E*) e opacidade (Y) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) de filmes à base de IPA. Os filmes com diferentes concentrações de ácido sórbico (AS) ou ácido benzóico (AB) foram desenvolvidos a partir da condição cujo as propriedades físico-químicas foram as melhores, sendo comparados aos filmes controles. Estes, foram avaliados quanto a sua atividade antimicrobiana frente aos microrganismos Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus e Salmonella Enteritidis pelo método de difusão em disco, além das propriedades físico-químicas, MEV e FT-IV. Os filmes com maior atividade antimicrobiana e os filmes controle foram aplicados sobre carne bovina, inoculados com os microrganismos inibidos no método de difusão em disco e armazenados a 5°C. Estes, foram avaliados a cada 2 dias durante 12 dias de armazenamento, pela método de contagem em gotas. O IPA apresentou 88,8% de proteína e 53,3% de aminoácidos polares e temperatura de desnaturação de 62,2°C. A espessura, PVA, ∆E* e Y dos filmes não foram afetados pelas variáveis estudadas no experimento. A menor solubilidade e maior RT dos filmes ocorreram em baixa concentração de IPA, glicerol e tratamento térmico, mas a E aumentou com o acréscimo dessas variáveis. As MEV das superfícies dos filmes foram homogêneas, para aqueles com leve tratamento térmico. O aumento da concentração de AS e AB na faixa de 0,50 a 1,50% resultou na diminuição da RT e aumento da E, solubilidade, ∆E* e Y. Houve mudança da organização molecular e interações intermoleculares entre as moléculas de IPA e AB testados pela avaliação do FT-IV. As MEV revelaram microporos em filmes com 1,50% de AS, o que resultou em filmes com menor homogeneidade. A maior atividade antimicrobiana foi verificada nos filmes com 1,50% de AS e AB frente a E. coli O157:H7, L. monocytogenes e S. Enteritidis. Estes filmes foram aplicados sobre carne bovina inoculada com E. coli O157:H7 e L. monocytogenes. Os filmes de AS frente a E. coli O157:H7 e L. monocytogenes apresentaram uma redução de 5 e 4 log UFC.g-1, respectivamente, em relação ao filme controle. O efeito do AB frente a estas bactérias, apresentou uma redução de 6 e 5 log UFC.g-1, ao final do 12° dia de armazenamento, respectivamente. Os filmes elaborados à base de IPA, adicionados de AS ou AB podem ser eficazes contra os patógenos alimentares testados.

Bioanalytical applications of microfluidic devices

The first part of the thesis describes a new patterning technique--microfluidic contact printing--that combines several of the desirable aspects of microcontact printing and microfluidic patterning and addresses some of their important limitations through the integration of a track-etched polycarbonate (PCTE) membrane. Using this technique, biomolecules (e.g., peptides, polysaccharides, and proteins) were printed in high fidelity on a receptor modified polyacrylamide hydrogel substrate. The patterns obtained can be controlled through modifications of channel design and secondary programming via selective membrane wetting. The protocols support the printing of multiple reagents without registration steps and fast recycle times. The second part describes a non-enzymatic, isothermal method to discriminate single nucleotide polymorphisms (SNPs). SNP discrimination using alkaline dehybridization has long been neglected because the pH range in which thermodynamic discrimination can be done is quite narrow. We found, however, that SNPs can be discriminated by the kinetic differences exhibited in the dehybridization of PM and MM DNA duplexes in an alkaline solution using fluorescence microscopy. We combined this method with multifunctional encoded hydrogel particle array (fabricated by stop-flow lithography) to achieve fast kinetics and high versatility. This approach may serve as an effective alternative to temperature-based method for analyzing unamplified genomic DNA in point-of-care diagnostic.

Cirurgia de catarata secundária em criança

Introdução: A catarata em idade pediátrica constitui um desafio cirúrgico. Este desafio assume maior dimensão quando a catarata pediátrica é secundária ao tratamento com radioterapia por tumor ocular. A complexidade da técnica, a maior fragilidade ou fibrose de estruturas oculares e o maior risco de complicações intra e pós operatórias são obstáculos que o cirurgião deve equacionar. Os autores apresentam um caso clinico de uma cirurgia de catarata unilateral, secundária a radiação por feixe de protões externo para tratamento de melanoma da íris, em criança com 11 anos de idade. Métodos: Criança de 8 anos, com lesão pigmentada infero-temporal no olho esquerdo. Estabeleceu-se o diagnóstico de melanoma da íris, tendo realizado radioterapia com feixe acelerado de protões com excisão e recolocação de células limbares. Após 18 meses de radioterapia, constatou-se desenvolvimento de catarata subcapsular posterior com evolução para catarata branca. Aos 11 anos, foi submetida, sob anestesia geral, a facoemulsificação microincisional. Realizaram-se 2 paracenteses de 1 mm e, através destas, efectuou-se a capsulorexis anterior, após coloração com azul tripano. Procedeu-se à realização da incisão principal (2,2mm), à faco-aspiração do cristalino opacificado e à irrigação/aspiração bimanual do córtex. Implantou-se a lente intra-ocular monobloco monofocal (SN 60WF) no saco capsular e efectuou-se capsulorexis posterior primária. Com o objectivo de excluir a presença de vítreo na câmara anterior e simultaneamente obter um efeito anti-inflamatório, injectou-se intra-camerularmente triamcinolona sem conservantes. Resultados: Não se observaram complicações intra ou pós-operatórias, imediatas ou tardias, de relevo. Com 1 ano de evolução, a acuidade visual do olho esquerdo é de 10/10. Após 4 anos de radioterapia não se observa recorrência do tumor, doença metastática nem complicações da radioterapia. Conclusões: A micro-incisão, a capsulorexis posterior primária e a aplicação de triamcinolona intracamerular asseguram maior segurança no procedimento, mais rápida recuperação visual com transparência duradoura do eixo visual e menor inflamação no pós-operatório.

Prevalence of biomicroscopic findings in the anterior segment and ocular adnexa among schoolchildren in Natal/Brazil

Objective: To determine the prevalence of ocular findings of the external structures and anterior segment of the eye, detected by biomicroscopic examination in schoolchildren in Natal (RN) - Brazil. Methods: After previous random selection, 1,024 pupils from elementary and secondary public and private schools in the city of Natal were evaluated from March to June 2001. All were submitted to preestablished standard research norms, consisting of identification, demographic information, ophthalmologic biomicroscopic examination, with slit lamp, performed by ophthalmologists from the “Onofre Lopes” University Hospital. Results: Alterations of the conjunctival and palpebral conditions were the most prevalent (10.4% and 6.2% respectively). Follicles (4.2%) and papillae (3.0%) were the frequent conjunctival lesions, while blepharitis (3.5%) and meibomitis (1.1%) were the most detected abnormalities in the eyelids. Upon examining the cornea, iris, lens and anterior vitreous, the most encountered findings were nubecula (0.5%), papillary membrane reliquiae (0.5%), posterior capsula opacity (0.8%) and hyaloid arteria reliquiae (2.0%). Conclusion: The most prevalent findings affecting the external structures of the eye such as eyelids and conjunctiva, consisted of blepharitis followed by follicular reaction of the conjunctiva. The most prevalent abnormalities in the cornea, iris, lens and anterior vitreous were nubecula, papillary membrane reliquiae, posterior capsular opacity and hyaloid arteria reliquiae, in that order

Produção de carboidratos a partir do efluente de laticínios tratado por cianobactéria

Nesta tese foi demonstrado o potencial de produção de carboidratos por Aphanothece microscopica Nägeli cultivada no efluente oriundo de uma indústria de laticínios. Para tanto, o trabalho é composto de quatro artigos que objetivaram avaliar a produção de carboidratos em função da temperatura, inóculo e razões C/N e N/P do elfluente, bem como a possibilidade de reúso da água residuária. Foram utilizadas temperaturas de (10, 20 e 30ºC) e inóculo (100, 200 e 300 mg.L-1). A melhor condição indicada foi quando utilizou-se a temperatura de 30°C e 200 mg.L-1 de inóculo. Na sequência, considerando a temperatura e a concentração celular selecionada, foi estudada a influência das razões C/N e N/P na produção de carboidratos. Para tal, C/N (20, 40 e 60) e N/P (5, 10 e 15) na produção de carboidratos extracelulares foram avaliadas em cultivos a 30°C, tendo como inóculo 200 mg.L-1. Os melhores resultados obtidos, foram quando foi utilizado C/N 60 e N/P 10. Uma vez definidas as melhores condições de produção de carboidratos, foi estudado o processo de separação de biomassa do meio de cultivo, a partir dos coagulantes FeCl3, Al2(SO4)3 e tanino. O efeito dos coagulantes na separação da biomassa foram estudados, quanto ao pH (6,0, 7,0 e 8,0) e concentração de coagulantes (50, 300 e 550 mg.L-1), utilizando como parâmetro de medida, a eficiência de remoção de DQO, turbidez e sólidos suspensos (SS). Os resultados demonstraram que as concentrações de coagulantes influenciaram significativamente ao nível de significância de 5 %, na separação da biomassa, com eficiência significativa na remoção da DQO, turbidez e SS. A melhor condição avaliada foi a que utilizou tanino na concentração de 300 mg.L-1 e pH 7,0, o que resultou em uma água residuária com remoção média de 96 % da turbidez, com potencial de ser reutilizada. Por fim, foi realizada a identificação de carboidratos gerados por Aphanothece microscopica Nägeli. Os resultados evidenciaram uma biomassa com até 33,5 % de carboidratos totais, perfazendo uma fração de carboidratos extracelulares, na fase estacionária de crescimento celular, de aproximadamente 25 % e 8 % os carboidratos da parede celular. Ficou demonstrado ainda que a composição dos carboidratos extracelulares do microorganismo em estudo é constituído por mono e dissacarídeos perfazendo concentrações na ordem de 12,88 % de glicose, 3,54 % de rafinose, 3,43 % sacarose, 2,13 % de frutose e 2,45 % de ribose. Ficou demonstrado o potencial de produção de carboidratos por Aphanothece microscopica Nägeli quando cultivada no efluente da indústria de laticínios.

Estudo da secagem da flor de cardo e análise de polissacarídeos e composto fenólicos

A qualidade dos produtos alimentares e a sua influência sobre a nutrição e a saúde humana tem vindo a merecer um lugar de destaque na comunidade científica. O conceito de alimento funcional tem adquirido grande importância hoje em dia, em particular os alimentos com compostos bioactivos. O Cardo (Cynara cardunculus L.) é uma planta herbácea originária da região mediterrânea usada essencialmente na coagulação do leite, e por muitos considerada um medicamento popular, devido aos seus efeitos terapêuticos. Este trabalho teve como objectivo estudar o efeito de diferentes condições de secagem da flor de cardo, na composição em ácidos fenólicos, bem como em polissacarídeos. Era ainda objectivo tentar identificar possíveis compostos que pudessem ser utilizados como marcadores de autenticidade do queijo da serra. Neste trabalho foi usada uma amostra de flor de cardo liofilizado e três amostras secadas, a diferentes temperaturas (40, 50 e 60ºC). A análise do resíduo sólido da flor do cardo, por cromatografia gasosa, permitiu identificar a presença de açúcares constituintes de polissacarídeos pécticos. A análise por HPLC, dos extratos metanólicos e cetónicos, revelaram a presença de ácidos hidroxibenzóicos e hidroxicinâmicos na flor do cardo. A amostra mais rica nestes compostos foi a amostra secada a 50ºC. O aumento da temperatura de secagem originou uma diminuição de ácidos fenólicos.