Adesão dos cimentos Epiphany SE e iRoot SP: Resistência à tração e mapeamento dentinário por microscopia digital

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da microestrutura dentinária na adesão de cimentos endodônticos modernos através: do desenvolvimento de uma metodologia para caracterizar microestruturalmente a dentina; da avaliação da resistência de união (através de ensaios de tração) dos cimentos endodônticos Epiphany SE, iRoot SP e AH Plus; da correlação dos dados obtidos da caracterização da microestrutura dentinária e dos ensaios de tração. Trinta terceiros molares inclusos, recém extraídos, foram embutidos em resina epóxi e seccionados 0,5mm abaixo da junção esmalte-dentina. Doze amostras foram eliminadas durante à preparação metalográfica devido à exposição da câmara pulpar. De cada dente, uma área de análise (AA) com 3,25 mm de diâmetro foi mapeada utilizando técnicas de microscopia ótica digital para: captura de ~400 imagens formando um mosaico; análise digital de imagens, obtendo os resultados de quantidade de túbulos (QT) e de fração de área de túbulos (FAT) do mosaico; conversão da imagem do mosaico em um mapa colorido em que as cores estão diretamente relacionadas à densidade de área tubular. As dezoito amostras restantes foram divididas em 3 grupos (N=6), de acordo com o cimento utilizado, para confecção dos corpos de prova para os ensaios de tração. Os valores de da resistência de união (RU) obtidos foram analisados estatisticamente com teste não-pareado t com correção de Welch e pelo teste F para comparar variâncias Os dados de FAT e de QT foram submetidos ao teste de D'Agostino & Pearson revelando-se não normais (P>0,05), o que indica grande variabilidade da amostragem. O cimento Epiphany SE apresentou uma resistência de união significativamente menor que o cimento AH Plus (P <0,05). Os corpos de prova do iRoot SP falharam prematuramente e não foram analisados. A aplicação do teste r de Spearman não demonstrou correlação significativa entre FAT e RU (P>0,05). O MEV de pressão variável foi utilizado para avaliar qualitativamente a superfície de fratura após os ensaios de tração. A análise revelou um padrão de fratura mista para o AH Plus e o Epiphany SE, além de diferenças no tamanho e na forma das partículas desses cimentos, o que pode influenciar no comportamento mecânico. Dentro da amostragem realizada, não se encontrou correlação significativa entre microestrutura dentinária e a resistência de união.

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.

Avaliação da eficácia da terapia fotodinâmica como adjunto ao tratamento periodontal de pacientes com periodontite agressiva

A periodontite agressiva é um processo inflamatório de origem bacteriana mediado pelo sistema imunológico do hospedeiro e é provavelmente a forma mais grave de doença periodontal, apresentando destruição das estruturas tanto de proteção quanto de suporte dentário, num período relativamente rápido, normalmente levando a perda prematura dos elementos dentários e, em alguns casos, terapia antimicrobiana adjunta é necessária em adição à terapia mecânica. O objetivo do presente ensaio clínico randomizado controlado foi avaliar o efeito clínico da terapia fotodinâmica como adjunto ao tratamento periodontal não cirúrgico no tratamento da periodontite agressiva Os seguintes parâmetros clínicos foram avaliados: índice de placa visível, sangramento à sondagem, profundidade de bolsa à sondagem, nível de inserção clínica relativo, envolvimento de furca e mobilidade. Foram selecionados dez pacientes com periodontite agressiva, os quais foram examinados no dia zero e após três meses.O desenho do estudo consistiu em um modelo de boca dividida, onde um hemiarco foi tratado com raspagem e alisamento radicular e terapia fotodinâmica (laser diodo) e o outro apenas com raspagem e alisamento radicular. Três meses após o término do tratamento, os grupos terapêuticos apresentaram resultados semelhantes para todos os parâmetros clínicos avaliados: ambas as terapias tiveram sucesso, como redução de profundidade de bolsa, ganho de nível de inserção clínica relativo, redução de índice de placa visível, redução de sangramento à sondagem, diminuição de envolvimento de furca e diminuição de mobilidade, porém sem diferenças estatisticamente significantes entre elas. Dentro das limitações do presente estudo, os resultados sugerem que a terapia fotodinâmica adjuntamente ao tratamento periodontal não cirúrgico mecânico foi tão eficaz quanto o tratamento periodontal não cirúrgico mecânico sozinho.

Reprodutibilidade de um índice para diagnóstico e avaliação da atividade de lesões de cárie dentária na dentição decídua

O objetivo do presente estudo clínico é verificar a reprodutibilidade intra e interexaminadores de um critério de diagnóstico de cárie dentária (Nyvad et al. 1999) aplicado na dentição decídua, e avaliar o tempo médio necessário para a realização do exame clínico utilizando o referido critério. O mesmo é baseado na combinação de métodos visuais e táteis e propõe a diferenciação entre lesões ativas e inativas, tanto para lesões cavitadas quanto para não cavitadas. A amostra total consistiu de 80 crianças de três a sete anos de idade, de ambos os sexos, estudantes do Centro Educacional Terra Santa (Petrópolis/ RJ). Os responsáveis assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido e o trabalho foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do HUPE-UERJ. Os exames foram realizados após escovação supervisionada, em consultório odontológico sob iluminação artificial, após 3-5s de secagem com ar comprimido, por dois examinadores treinados pelas autoras do índice e calibrados. As concordâncias intra e interexaminadores foram avaliadas pelo percentual de concordância (%) e pelo teste kappa (k), considerando a superfície dentária como unidade de análise e os seguintes pontos de corte: 1) hígida versus cariada; 2) ativa versus inativa; 3) descontinuidade versus hígida; e 4) cavitada versus hígida. O % e o valor de k para confiabilidade interexaminadores para cada ponto de corte foram: 1) % = 0,97 e k = 0,82 (IC: 0,80 - 0,85); 2) % = 0,98 e k = 0,80 (IC: 0,76 - 0,83); 3) % = 0,99 e k = 0,90 (IC: 0,88 - 0,93); 4) % = 99,0 e k = 0,95 (IC: 0,92 - 0,97). O % e o valor de k para confiabilidade intraexaminador para cada ponto de corte foram: 1) % = 0,98 e k = 0,86 (IC: 0,84 - 0,86); 2) % = 0,99 e k = 0,86 (IC: 0,83 - 0,89); 3) % = 0,99 e k = 0,94 (IC: 0,92 - 0,96); 4) % = 0,99 e k = 0,98 (IC: 0,96 - 0,99). O maior % de discordância (65,3% - 158/242) concentrou-se na diferenciação entre supefícies hígidas e lesões não cavitadas: 33,5% (81/242) entre superfície hígida e lesão não cavitada inativa; 26,0% (63/242), entre superfície hígida e lesão não cavitada ativa; e 5,8% (14/242), entre lesão não cavitada ativa e lesão não cavitada inativa. O tempo necessário para realização do exame clínico foi em média 226,5s (128,53). Conclui-se que o índice apresentou reprodutibilidade variando de substancial à quase perfeita e um tempo de exame viável, mostrando-se consistente e reproduzível para a realização de estudos clínicos de cárie dentária na dentição decídua.

Wide Field-of-view Microscopes and Endoscopes for Time-lapse Imaging and High-throughput Screening

Wide field-of-view (FOV) microscopy is of high importance to biological research and clinical diagnosis where a high-throughput screening of samples is needed. This thesis presents the development of several novel wide FOV imaging technologies and demonstrates their capabilities in longitudinal imaging of living organisms, on the scale of viral plaques to live cells and tissues.

The ePetri Dish is a wide FOV on-chip bright-field microscope. Here we applied an ePetri platform for plaque analysis of murine norovirus 1 (MNV-1). The ePetri offers the ability to dynamically track plaques at the individual cell death event level over a wide FOV of 6 mm × 4 mm at 30 min intervals. A density-based clustering algorithm is used to analyze the spatial-temporal distribution of cell death events to identify plaques at their earliest stages. We also demonstrate the capabilities of the ePetri in viral titer count and dynamically monitoring plaque formation, growth, and the influence of antiviral drugs.

We developed another wide FOV imaging technique, the Talbot microscope, for the fluorescence imaging of live cells. The Talbot microscope takes advantage of the Talbot effect and can generate a focal spot array to scan the fluorescence samples directly on-chip. It has a resolution of 1.2 μm and a FOV of ~13 mm². We further upgraded the Talbot microscope for the long-term time-lapse fluorescence imaging of live cell cultures, and analyzed the cells’ dynamic response to an anticancer drug.

We present two wide FOV endoscopes for tissue imaging, named the AnCam and the PanCam. The AnCam is based on the contact image sensor (CIS) technology, and can scan the whole anal canal within 10 seconds with a resolution of 89 μm, a maximum FOV of 100 mm × 120 mm, and a depth-of-field (DOF) of 0.65 mm. We also demonstrate the performance of the AnCam in whole anal canal imaging in both animal models and real patients. In addition to this, the PanCam is based on a smartphone platform integrated with a panoramic annular lens (PAL), and can capture a FOV of 18 mm × 120 mm in a single shot with a resolution of 100─140 μm. In this work we demonstrate the PanCam’s performance in imaging a stained tissue sample.

A papaína no tratamento da periodontite crônica

A raspagem subgengival e o alisamento radicular constituem o "padrão ouro" e o tratamento de eleição para a periodontite; porém, é um procedimento difícil de ser executado, que requer um intenso treinamento e que pode expor a dentina, causando hipersensibilidade dentinária pela remoção excessiva de cemento, ou produzir defeitos, como sulcos e ranhuras, além de deixar cálculo residual e não conseguir atingir toda as superfície radicular. Recentemente, um gel a base de papaína e cloramina foi introduzido no mercado (Papacárie), utilizado no tratamento da remoção de dentina cariada. Este gel poderia auxiliar na remoção do cálculo subgengival com menor desgaste do cemento. O objetivo deste trabalho foi comparar a eficácia e analisar a superfície radicular na utilização de um gel à base de papaína e cloramina, associado ao alisamento radicular, na região subgengival. Após receberem instruções de higiene oral, raspagem supragengival e polimento coronário, 18 pacientes com periodontite crônica, 6 mulheres e 12 homens, com idade média de 51 anos (8) foram tratados num modelo de boca dividida. O tratamento-teste foi constituído pela aplicação do gel na área subgengival por 1 min., seguida pelo alisamento radicular; o tratamento-controle foi constituído pela raspagem subgengival e alisamento radiculares. A terapia foi executada por 3 operadoras e os exames inicial, de 28 dias e 3 meses, foram realizados por um único examinador. Quatro dentes nunca tratados de dois outros pacientes (2 incisivos centrais inferiores e 2 premolares), com indicação para extração, foram submetidos ao tratamento teste e controle e, após a exodontia, analisados em microscopia eletrônica de varredura (MEV). Ao longo dos 3 meses, os resultados demonstraram significativa melhora nos parâmetros clínicos: sangramento à sondagem, profundidade de bolsa e ganho de inserção, tanto no lado-teste, como no lado-controle, principalmente aos 28 dias; mas não foi observada significância estatística quando ambas as formas de terapia foram comparadas. O índice de placa médio permaneceu alto ao longo do estudo. A análise do MEV demonstrou que o tratamento-teste deixou uma maior quantidade de cálculo residual sobre a superfície radicular; porém, áreas livres de cálculo também foram observadas. No tratamento-controle, verificaram-se regiões mais profundas não atingidas pelas curetas, áreas livres de cálculo e um sulco produzido pela cureta. Concluiu-se que tanto o tratamento-teste, como o controle, foram eficazes no tratamento da periodontite crônica nos 3 meses observados.

Perfil imunológico e microbiológico de pacientes com periodontites crônica e agressiva

O objetivo deste estudo foi determinar os níveis de interleucina-1β (IL-1 β), IL-2, IL-4, IL-8, interferon-γ (IFN-γ) e a atividade de elastase no fluido gengival (FG) de pacientes com periodontite crônica generalizada (PCG) e periodontite agressiva generalizada (PAgG), e correlacionar com indivíduos de um grupo controle com gengivite apenas. Um objetivo secundário foi analisar o perfil microbiológico subgengival destes indivíduos. Dados clínicos transversais foram obtidos de 20 pacientes com PCG, 17 pacientes com PAgG e 10 indivíduos com gengivite. Amostras de FG foram coletadas com tiras de papel e os níveis de: IL-1β, IL-2, IL-4, IL-8 e IFN-γ foram medidos, utilizando um imunoensaio do tipo multiplex (Luminex). Atividade da elastase foi avaliada por um ensaio enzimático. Amostras de placa subgengival foram analisadas através do checkerboard DNA-DNA hybridization. As diferenças de significância entre os grupos para dados imunológicos e microbiológicos foram realizadas utilizando o teste Kruskal-Wallis, ajustando para múltiplas comparações. As médias dos parâmetros clínicos e os volumes de FG foram maiores nos pacientes com PCG e PAgG comparados ao grupo gengivite. Níveis mais elevados de IL-1β e atividade de elastase foram encontrados em sítios profundos quando comparado a sítios rasos em ambos os grupos com periodontite (p <0,05). Os dados microbiológicos apresentaram níveis significativamente mais elevados das espécies do complexo vermelho em pacientes com PCG e PAgG, quando comparados aos indivíduos com gengivite (p <0,05). Não houve diferença estatisticamente significante nos níveis de biomarcadores no FG e nos níveis de espécies bacterianas subgengivais entre pacientes com PCG e pacientes com PAgG. Sendo assim, concluímos que os dados do presente estudo não mostraram diferença estatisticamente significante nos parâmetros imunológicos e microbiológicos medidos entre indivíduos com PCG e PAgG.

Relação da doença periodontal com a anticoagulação oral e os benefícios do tratamento periodontal em pacientes anticoagulados

Anticoagulantes orais são amplamente indicados para prevenção de eventos tromboembólicos. No entanto, nem sempre os pacientes atingem a faixa terapêutica recomendada. Os objetivos desse estudo foram avaliar a associação entre periodontite e níveis de anticoagulação (fase 1) e o efeito do tratamento periodontal nos níveis de anticoagulação (fase 2) em pacientes que faziam uso do anticoagulante oral varfarina. O exame clínico incluiu índice CPO-D, índice de placa, sangramento à sondagem, profundidade de bolsa e nível de inserção clínica. Coeficiente normalizado internacional (INR), níveis de albumina, proteína C-reativa (PCR) e fibrinogênio foram avaliados no dia zero e até 180 dias após tratamento periodontal. Na fase 1 do estudo foram examinados 62 pacientes (42 mulheres e 20 homens, com idade média de 50,8 9,2 anos). Observamos uma correlação negativa entre extensão e severidade da doença periodontal e índice de placa com valores de INR. Não houve associação entre diagnóstico periodontal e níveis de anticoagulação. Dentre os pacientes fora do alvo terapêutico, 87% apresentavam diagnóstico de periodontite, enquanto no grupo na faixa terapêutica apenas 56%. Participaram da fase 2 do estudo 26 pacientes com periodontite severa (15 mulheres e 11 homens, com idade média de 51,3 9,2 anos). O tratamento periodontal resultou em melhora significativa de todos os parâmetros periodontais e dos níveis de anticoagulação 30, 60 90 e 180 dias após conclusão da terapia periodontal. Não houve alteração significativa na dose semanal da varfarina. Foi observada redução significativa entre níveis séricos de albumina dos dia 90 e 180 após a terapia periodontal, quando comparado aos valores do dia 0 (p < 0,05). De acordo com o alvo terapêutico estabelecido, observamos que no dia 0 doze pacientes (46,15%) estavam fora dessa faixa. Esse percentual foi reduzido significativamente após tratamento periodontal, sendo 26,1% e 29,2% nos dias 60 e 90, respectivamente. Embora tenha ocorrido melhora nos níveis de anticoagulação, não houve alteração significativa nos níveis de PCR e fibrinogênio. Sendo assim, pacientes com periodontite severa podem apresentar dificuldade para atingir a faixa terapêutica e o tratamento periodontal pode resultar em benefícios na busca da anticoagulação plena. Novos estudos são necessários para avaliar se formas menos severas de doença periodontal também podem interferir com a varfarina.

Efeito do tratamento periodontal não cirúrgico em pacientes com periodontite crônica e agressiva: achados microbiológicos e imunológicos

O objetivo do presente estudo foi comparar a expressão de IL-1β, IL-4, IL-8, interferon-γ, atividade de elastase e a composição do perfil microbiano subgengival antes e depois do tratamento periodontal não cirúrgico em pacientes com doença peridontal crônica generalizada (PC) e agressiva generalizada (PA). Vinte pacientes com PC e quatorze com PA foram avaliados. Dados clínicos, fluido gengival e biofilme subgengival foram analisados na visita inicial (VI) e 3 meses (3M) após o tratamento periodontal não cirúrgico. Amostras de fluido gengival (FG) foram coletadas com tiras de papel e os níveis de: IL-1β, IL-4, IL-8 e INF-γ foram medidos, utilizando um tipo de imunoensaio multiplexado (Luminex). Atividade da elastase foi avaliada por um ensaio enzimático. Amostras de placa subgengival foram analisadas através do checkerboard DNA-DNA hybridization. Na avaliação de 3 meses após terapia periodontal foi encontrado melhora significativa para todos os parâmetros clínicos em ambos os grupos. Foram encontradas reduções significativas na atividade de elastase nos sítios rasos e profundos dos pacientes do grupo PA e nos sítios profundos do grupo PC, também foi achado um aumento significativo de INF-γ nos sítios rasos do grupo PA. Os dados microbiológicos, mostraram reduções significativas para os níveis dos membros do complexo vermelho (P. gingivalis, T. forsythia, T.denticola), e para as espécies E.nodatum e P.micra no grupo PC. No grupo PA, ocorreram reduções significativas no níveis de P. gingivalis, T. forsythia, Fusobacterium nucleatum ss polymorphum e Fusobacterium periodonticum. Quando as respostas clínica e imunológica 3M após terapia foram comparadas entre os grupos, apenas diferenças sutis foram observadas. Nenhuma diferença microbiológica foi encontrada entre os grupos após a terapia. Em conclusão, os achados suportam nossa hipótese de que as periodontites cronica e agressiva respondem de forma semelhante ao tratamento periodontal nao cirúrgico.

Desenvolvimento de material compósito polimérico para utilização na confecção de troquéis

Na Odontologia, ao se confeccionar peças restauradoras dentárias, pela técnica indireta, o processo mais rotineiramente empregado utiliza um modelo de gesso, obtido a partir de um molde de elastômero, tomado de um dente preparado. Vários fatores podem influenciar na boa precisão de ajustes destas peças como o escoamento do material de vazamento dentro da moldagem, a compatibilidade do material de vazamento com o da moldagem, o tempo de presa, a estabilidade dimensional, a resistência mecânica do material quando da separação moldagem/modelo, a resistência a abrasão e a fidelidade de reprodução de detalhes. Materiais foram introduzidos na odontologia para utilização na confecção de troquéis no intuito de minimizar as desvantagens do gesso, como baixa resistência a abrasão e ligeira expansão de presa. Dentre eles os troquéis metalizados e as resinas epóxicas, que tem vantagens em relação às propriedades mecânicas, porém o primeiro exige técnica demorada e de alto custo e o segundo apresenta contração. O presente trabalho se propõe a testar uma nova composição de poliéster insaturado com estireno adicionado ao carbonato de cálcio em diferentes proporções (10, 20, 30, 40, 50, 60 e 70%) e compará-la ao gesso tipo IV e a resina epoxídica com óxido de alumínio, através de ensaios mecânicos, de abrasão e de alteração dimensional, para avaliar a possibilidade de sua utilização como material de confecção de troquéis para a construção de restaurações indiretas. Para caracterização dos materiais foram feitas análises de espectrometria no infravermelho, Calorimetria de varredura diferencial, termogravimétrica e Microscopia eletrônica de varredura. O compósito a base de poliéster insaturado com 50% de carbonato de cálcio se mostrou viável para utilização como material para troquel. Quando comparado aos materiais de controle mostrou propriedades mecânicas próximas as da resina epoxídica e bem superiores ao gesso, resistência a abrasão superior ao gesso e inferior a resina epoxídica e alteração dimensional próxima a resina epoxídica e maior ao gesso. Sendo a formulação do poliéster/carbonato de cálcio apenas constituída de polímero, catalisador e carga, é possível melhorar a formulação modificando a carga e/ou acrescentando aditivos visando minimizar a contração de polimerização.

Análise da dissipação das tensões em dentes humanos restaurados com facetas laminadas de cerâmica, com três tipos de preparos, através do método dos elementos finitos

O objetivo deste trabalho é analisar in vitro a dissipação de tensões em incisivos centrais superiores humanos restaurados com facetas de cerâmica feldspática, através da análise do método dos elementos finitos, considerando cargas funcionais de mastigação e corte dos alimentos, em função de três tipos de preparos utilizados: sem proteção incisal; com proteção incisal em ângulo e com proteção incisal em degrau palatino. Foram utilizadas modelagens bidimensionais de um incisivo central superior e suas estruturas de suporte, simulando três situações: (Primeira modelagem) incisivo central superior com desgaste vestibular (em forma de janela); (Segunda modelagem) incisivo central superior com desgaste vestibular e proteção incisal em plano inclinado; (Terceira modelagem) incisivo central superior com desgaste vestibular, e proteção incisal com degrau palatino. Foi considerada uma carga (P=100N) com uma inclinação de 45 concentrada, simulando a região de contato do incisivo central inferior com o superior durante a mastigação e uma na região de contato topo a topo dos incisivos superior e inferior, simulando o corte dos alimentos. Após a análise dos dados obtidos pela distribuição de tensões, pode-se concluir que quanto à dissipação das tensões em todo o sistema proposto, com a aplicação de carga em 45, não foram observadas mudanças no estado tensional nos três diferentes preparos. Quando foi aplicada carga vertical, simulando o contato de topo, houve variação no estado tensional no sistema do dente com preparo em janela. Nas facetas, com a aplicação de carga em 45, nos preparos em janela e com proteção incisal em plano inclinado o resultado foi semelhante nos valores tensionais enquanto, nas facetas em dentes preparados com proteção incisal com degrau palatino, a distribuição foi mais homogênea tendo valores superiores, mostrando que o abraçamento do dente diminuiu a flexão.

Kinetics and mechanisms of adsorption of Escherichia coli bacteriophage T_4 to activated carbon

A study was conducted on the adsorption of Escherichia coli bacteriophage T₄ to activated carbon. Preliminary adsorption experiments were also made with poliovirus Type III. The effectiveness of such adsorbents as diatomaceous earth, Ottawa sand, and coconut charcoal was also tested for virus adsorption.

The kinetics of adsorption were studied in an agitated solution containing virus and carbon. The mechanism of attachment and site characteristics were investigated by varying pH and ionic strength and using site-blocking reagents.

Plaque assay procedures were developed for bacteriophage T₄ on Escherichia coli cells and poliovirus Type III on monkey kidney cells. Factors influencing the efficiency of plaque formation were investigated.

The kinetics of bacteriophage T₄ adsorption to activated carbon can be described by a reversible second-order equation. The reaction order was first order with respect to both virus and carbon concentration. This kinetic representation, however, is probably incorrect at optimum adsorption conditions, which occurred at a pH of 7.0 and ionic strength of 0.08. At optimum conditions the adsorption rate was satisfactorily described by a diffusion-limited process. Interpretation of adsorption data by a development of the diffusion equation for Langmuir adsorption yielded a diffusion coefficient of 12 X 10^-8 cm²/sec for bacteriophage T₄. This diffusion coefficient is in excellent agreement with the accepted value of 8 X 10^-8 cm²/sec. A diffusion-limited theory may also represent adsorption at conditions other than the maximal. A clear conclusion on the limiting process cannot be made.

Adsorption of bacteriophage T₄ to activated carbon obeys the Langmuir isotherm and is thermodynamically reversible. Thus virus is not inactivated by adsorption. Adsorption is unimolecular with very inefficient use of the available carbon surface area. The virus is probably completely excluded from pores due to its size.

Adsorption is of a physical nature and independent of temperature. Attraction is due to electrostatic forces between the virus and carbon. Effects of pH and ionic strength indicated that carboxyl groups, amino groups, and the virus's tail fibers are involved in the attachment of virus to carbon. The active sites on activated carbon for adsorption of bacteriophage T₄ are carboxyl groups. Adsorption can be completely blocked by esterifying these groups.

High-efficiency reflective diffraction gratings in fused silica as (de)multiplexers at 1.55 mu m for dense wavelength division multiplexing application

We describe high-efficiency, high-dispersion reflection gratings fabricated in bulk fused Silica illuminated by incident lights in the C + L bands as (de)multiplexers for dense wavelength division multiplexing (DWDM) application. Based on the phenomenon of total internal reflection, gratings with optimized profile parameters exhibit diffraction efficiencies of more than 90% under TM- and TE-polarized incident lights for 101-nm spectral bandwidths (1520-1620 nm) and can reach an efficiency of greater than 97% for both polarizations at a wavelength of 1550 nm. Without loss of metal absorption, without coating of dielectric film layers, and independent of tooth shape, this new kind of grating should be of great interest for DWDM application. (C) 2005 Optical Society of America.

Distribuição de tensões em próteses parciais fixas posteriores livres de metal com retentores intracoronários: análise em elementos finitos

Para reabilitar a ausência de um elemento dentário posterior, as próteses parciais fixas (PPF) com retentores intracoronários são uma alternativa aos implantes osseointegrados. O objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição de tensões nessas próteses com três combinações de materiais: cerâmica de zircônia parcialmente estabilizada por ítria (ZPEI) revestida por cerâmica de fluorapatita (α), cerâmica de dissilicato de lítio (β) ou compósito fibrorreforçado (γ). Na composição α, foram analisadas a presença ou ausência da cerâmica de revestimento na parede cervical das caixas proximais e três variações na área total da seção transversal dos conectores (4 mm de largura x 3,2, 4,2 ou 5,2 mm de altura). Em 8 modelos bidimensionais de elementos finitos, uma carga vertical de 500 N foi aplicada na fossa central do pôntico e as tensões principais máximas (tração) e mínimas (compressão) foram apontadas em MPa. Inicialmente foram avaliados os 6 modelos com PPF de ZPEI e suas variações. Os maiores valores das tensões de tração foram encontrados no terço cervical dos conectores. Quando presente nestas regiões, a cerâmica de revestimento recebeu tensões acima do limite de sua resistência à flexão. Na comparação entre os modelos sem cerâmica de revestimento na parede cervical das caixas proximais, mesmo aquele com conectores de 3,2 x 4 mm, cuja infraestrutura apresentava 2,5 x 3 mm, poderia ser recomendado para uso clínico. Altos valores de tensões de compressão foram registrados entre o terço oclusal e médio dos conectores, correspondente à união entre as cerâmicas, o que poderia ocasionar, devido à flexão, falhas adesivas. Posteriormente, o modelo de ZPEI com a cerâmica de fluorapatita ausente da parede cervical das caixas proximais e área total dos conectores de 4,2 x 4 mm foi comparado aos dois outros materiais com conectores de mesma área. Na PPF de dissilicato de lítio, os valores representaram uma provável violação do limite de sua resistência à flexão. A PPF de compósito fibrorreforçado apresentou tensões bem abaixo do limite de resistência à flexão de sua infraestrutura, mas, como no modelo de ZPEI, tensões compressivas se concentraram com alto valor entre o terço oclusal e médio dos conectores, local de união entre a resina composta e a infraestrutura de fibras. Os resultados mostraram que a cerâmica de dissilicato de lítio e a presença da cerâmica de fluorapatita na parede cervical das caixas proximais deveriam ser contraindicadas para a condição proposta. Parece viável uma área de conectores na infraestrutura de ZPEI com no mínimo 2,5 x 3 mm. A PPF de compósito fibrorreforçado apresenta resistência estrutural para a situação estudada, mas, como também aquelas compostas de ZPEI, aparenta ter como pontos fracos a adesão entre a infraestrutura e o material de cobertura e a própria resistência deste último.

Part I: The abortive infection of bacteriophage øx174 at low temperatures. Part II: The early stages in the process of infection by bacteriophage øx174

Part I

The infection of E. coli by ΦX174 at 15°C is abortive; the cells are killed by the infection but neither mature phage nor SS (single-stranded) DNA are synthesized. Parental RF (replicative form) is formed and subsequently replicated at 15°C. The RF made at 15°C shows normal infectivity and full competence to act as precursor to progeny SS DNA after an increase in temperature to 37°C. The investigations suggest that all of the proteins required for SS DNA synthesis and phage maturation are present in the abortive infection at 15°C.

Three possible causes are suggested for the abortive infection at 15°C: (a) A virus-coded protein whose role is essential to the infection is made at 15°C and assumes its native conformation, but its rate of activity is too low at this temperature to sustain the infection process. (b) Virus maturation may involve the formation of a DNA-protein complex and conformational changes which have an energy threshold infrequently reached at 15°C. (c) A host-coded protein present in uninfected cells, and whose activity is essential to the infection at all temperatures, but not to the host at 15°C, is inactive at 15°C. An hypothesis of this type is offered which proposes that the temperature-limiting factor in SS DNA synthesis in vivo may reflect a temperature-dependent property of the host DNA polymerase.

Part II

Three distinct stages are demonstrated in the process whereby ΦX174 invades its host: (1) Attachment: The phage attach to the cell in a manner that does not irreversibly alter the phage particle and which exhibits "single-hit" kinetics. The total charge on the phage particle is demonstrated to be important in determining the rate at which stable attachment is effected. The proteins specified by ΦX cistrons II, III and VII play roles, which may be indirect, in the attachment reaction. (2) Eclipse: 'The attached phage undergo a conformational change. Some of the altered phage particles spontaneously detach from the cell (in a non-infective form) while the remainder are more tightly bound to the cell. The altered phage particles detached (spontaneously or chemically) from such complexes have at least 40% of their DNA extruded from the phage coat. It is proposed that this particle is, or derives from, a direct intermediate in the penetration of the viral DNA.

The kinetics for the eclipse of attached phage particles are first-order with respect to phage concentration and biphasic; about 85% of the phage eclipse at one rate (k = 0.86 min^-1) and the remainder do so at a distinctly lesser rate (k = 0.21 min^-1).

The eclipse event is very temperature-dependent and has the relatively high Arrhenius activation energy of 36.6 kcal/mole, indicating the cooperative nature of the process. The temperature threshold for eclipse is 17 to 18°C.

At present no specific ΦX cistron is identified as affecting the eclipse process. (3) DNA penetration: A fraction of the attached, eclipsed phage particles corresponding in number to the plaque-forming units complete DNA penetration. The penetrated DNA is found in the cell as RF, and the empty phage protein coat remains firmly attached to the exterior of the cell. This step is inhibited by prior irradiation of the phage with relatively high doses of UV light and is insensitive to the presence of KCN and NaN₃. Temporally excluded superinfecting phages do not achieve DNA penetration.

Both eclipsed phage particles and empty phage protein coats may be dissociated from infected cells; some of their properties are described.