Improving antimicrobial release kinetics from hydrophobic polymer implants via ion pairing to combat biomedical-device related infection

Purpose The aim of this study is to improve the drug release properties of antimicrobial agents from hydrophobic biomaterials using using an ion pairing strategy. In so doing antimicrobial agents may be eluted and maintained over a sufficient time period thereby preventing bacterial colonisation and subsequent biofilm formation on medical devices. Methods The model antimicrobial agent was chlorhexidine and the selected fatty acid counter ions were capric acid, myristic acid and stearic acid. The polymethyl methacrylate films were loaded with 2% of fatty acid:antimicrobial agent at the following molar ratios; 0.5:1M, 1:1M and 2:1M and thermally polymerized using azobisisobutyronitrile initiator. Drug release experiments were subsequently performed over a 3-month period and the mass of drug released under sink conditions (pH 7.0, 37oC) quantified using a validated HPLC-UV method. Results In all platforms, a burst of chlorhexidine release was observed over the initial 24-hour period. Similar release kinetics were observed between the formulations during the initial 28 days. However, as time progressed, the chlorhexidine baseline plateaued after 56 days whereas formulations containing the counterions appeared to continuously elute linearly with time. As can be observed in figure 1, the rank order of total chlorhexidine release in the presence of 0.5M fatty acid was myristic acid (40%) > capric acid (35%) > stearic acid (30%)> chlorhexidine baseline (15%). Conclusion The incorporation of fatty acids within the formulation significantly improved chlorhexidine solubility within both the monomer and the polymer and enhanced the drug release kinetics over the period of study. This is attributed to the greater diffusivity of chlorhexidine through PMMA in the presence of fatty acids. In th absence of fatty acids, chlorhexidine release was facilitated by dissolution of surface associated drug particles. This study has illustrated the ability of fatty acids to modulate chlorhexidine release from a model biomaterial through enhanced diffusivity. This strategy may prove advantageous for improved medical devices with enhanced resistance to infection.

Epidemiology of Dysglycemia in Pregnant Oklahoma American Indian Women

CONTEXT: Minority communities are disproportionately affected by diabetes, and minority women are at an increased risk for glucose intolerance (dysglycemia) during pregnancy.

OBJECTIVES: In pregnant American Indian women, the objectives of the study were to use current criteria to estimate the prevalence of first-trimester (Tr1) dysglycemia and second-trimester (Tr2) incidence of gestational diabetes mellitus (GDM) and to explore new candidate measures and identify associated clinical factors.

DESIGN: This was a prospective cohort study. In Tr1 we performed a 75-g, 2-hour oral glucose tolerance test (OGTT) and glycated hemoglobin (HbA1c) to determine the following: fasting insulin; homeostasis model assessment of insulin resistance; serum 1,5-anhydroglucitol; noninvasive skin autofluorescence (SCOUT). We defined dysglycemia by American Diabetes Association and Endocrine Society criteria and as HbA1c of 5.7% or greater. In Tr2 in an available subset, we performed a repeat OGTT and SCOUT.

PARTICIPANTS: Pregnant American Indian women (n = 244 at Tr1; n = 114 at Tr2) participated in the study.

OUTCOMES: The prevalence of dysglycemia at Tr1 and incidence of GDM at Tr2 were measured.

RESULTS: At Tr1, one woman had overt diabetes; 36 (15%) had impaired glucose tolerance (American Diabetes Association criteria and/or abnormal HbA1c) and 59 (24%) had GDM-Tr1 (Endocrine Society criteria). Overall, 74 (30%) had some form of dysglycemia. Associated factors were body mass index, hypertension, waist/hip circumferences, SCOUT score, fasting insulin, and homeostasis model assessment of insulin resistance. At Tr2, 114 of the Tr1 cohort underwent a repeat OGTT and SCOUT, and 26 (23%) had GDM. GDM-Tr2 was associated with increased SCOUT scores (P = .029) and Tr1 body mass index, waist/hip circumferences, diastolic blood pressure, fasting insulin, and triglyceride levels. Overall, dysglycemia at Tr1 and/or Tr2 affected 38% of the women.

CONCLUSIONS: Dysglycemia at some point during pregnancy was common among American Indian women. It was associated with features of insulin resistance and may confer long-term health risks for mother and child.

A differential protein solubility approach for the depletion of highly abundant proteins in plasma using ammonium sulfate

Depletion of highly abundant proteins is an approved step in blood plasma analysis by mass spectrometry (MS). In this study, we explored a precipitation and differential protein solubility approach as a fractionation strategy for abundant protein removal from plasma. Total proteins from plasma were precipitated with 90% saturated ammonium sulfate, followed by differential solubilization in 55% and 35% saturated ammonium sulfate solutions. Using a four hour liquid chromatography (LC) gradient and an LTQ-Orbitrap XL mass spectrometer, a total of 167 and 224 proteins were identified from the 55% and 35% ammonium sulfate fractions, whereas 235 proteins were found in the remaining protein fractions with at least two unique peptides. SDS-PAGE and exclusive total spectrum counts from LC-MS/MS analyses clearly showed that majority of the abundant plasma proteins were solubilized in 55% and 35% ammonium sulfate solutions, indicating that the remaining protein fraction is of potential interest for identification of less abundant plasma proteins. Serum albumin, serotransferrin, alpha-1-antitrypsin and transthyretin were the abundant proteins that were highly enriched in 55% ammonium sulfate fractions. Immunoglobulins, complement system proteins, and apolipoproteins were among other abundant plasma proteins that were enriched in 35% ammonium sulfate fractions. In the remaining protein fractions a total of 40 unique proteins were identified of which, 32 proteins were identified with at least 10 exclusive spectrum counts. According to PeptideAtlas, 9 of these 32 proteins were estimated to be present at low μg ml(-1) (0.12-1.9 μg ml(-1)) concentrations in the plasma, and 17 at low ng ml(-1) (0.1-55 ng ml(-1)) range.

Protocol: A randomised controlled trial evaluation of Cancer Focus NI’s ‘Dead Cool’ smoking prevention programme in post-primary schools

This paper presents a research protocol for a randomised controlled efficacy trial of the ‘Dead Cool’ smoking prevention programme. Dead Cool is a three to four-hour programme designed to be used by teachers with Year 9 students in Northern Ireland. The main outcome of the programme is to prevent students from starting to smoke. The protocol reports a research design intended to test the efficacy of the programme in 20 post-primary school settings. Selected schools included those from secondary /grammar/integrated/single sex/coeducational, rural and urban schools from both the maintained and controlled state sector and independent sector schools. Outcome measures include self-reported behaviours, monitoring of carbon monoxide (CO) in exhaled breath and focus groups designed to assess implementation fidelity and opinions on efficacy in intervention schools and explore the ‘counterfactual’ potential treatments in control schools.

CSI 2264: Simultaneous Optical and Infrared Light Curves of Young Disk-bearing Stars in NGC 2264 with CoRoT and Spitzer—Evidence for Multiple Origins of Variability

We present the Coordinated Synoptic Investigation of NGC 2264, a continuous 30 day multi-wavelength photometric monitoring campaign on more than 1000 young cluster members using 16 telescopes. The unprecedented combination of multi-wavelength, high-precision, high-cadence, and long-duration data opens a new window into the time domain behavior of young stellar objects. Here we provide an overview of the observations, focusing on results from Spitzer and CoRoT. The highlight of this work is detailed analysis of 162 classical T Tauri stars for which we can probe optical and mid-infrared flux variations to 1% amplitudes and sub-hour timescales. We present a morphological variability census and then use metrics of periodicity, stochasticity, and symmetry to statistically separate the light curves into seven distinct classes, which we suggest represent different physical processes and geometric effects. We provide distributions of the characteristic timescales and amplitudes and assess the fractional representation within each class. The largest category (>20%) are optical "dippers" with discrete fading events lasting ~1-5 days. The degree of correlation between the optical and infrared light curves is positive but weak; notably, the independently assigned optical and infrared morphology classes tend to be different for the same object. Assessment of flux variation behavior with respect to (circum)stellar properties reveals correlations of variability parameters with Hα emission and with effective temperature. Overall, our results point to multiple origins of young star variability, including circumstellar obscuration events, hot spots on the star and/or disk, accretion bursts, and rapid structural changes in the inner disk. Based on data from the Spitzer and CoRoT missions. The CoRoT space mission was developed and is operated by the French space agency CNES, with participation of ESA's RSSD and Science Programmes, Austria, Belgium, Brazil, Germany, and Spain.

The impact of an educational DVD on pregnant women with gestational diabetes mellitus: a randomised controlled trial

Background The diagnosis of gestational diabetes (GDM) during pregnancy can lead to anxiety. Little research has focused on the education these women receive and how this is best delivered in a busy clinic. Aim This study evaluated the impact of an innovative patient-centred educational DVD on anxiety and glycaemic control and in newly diagnosed women with GDM. Method 150 multi-ethnic women, aged 19-44 years, from three UK hospitals were randomised to either standard care plus DVD (DVD group, n=77) or standard care alone (control group, n=73) at GDM diagnosis. Women were followed up at their next clinic visit at a mean ± SD of 2.5 ± 1.6 weeks later. Primary outcomes were anxiety (State-Trait Anxiety Inventory) and mean 1-hour postprandial capillary self-monitored blood glucose for all meals, on day prior to follow-up. Secondary outcomes included pregnancy specific stress (Pregnancy Distress Questionnaire), emotional adjustment to diabetes (Appraisal of Diabetes Scale), self-efficacy (Diabetes Empowerment Scale) and GDM knowledge (non-validated questionnaire). Other outcomes included mean fasting and 1-hour postprandial blood glucose at each meal, on day prior to follow-up. Women in the DVD group completed a feedback questionnaire on the resource. Results No significant difference between the DVD and control group were reported, for anxiety (37.7 ± 11.7 vs 36.2 ± 10.9; mean difference after adjustment for covariates (95%CI) 2.5 (-0.8, 5.9) or for mean 1-hour postprandial glucose (6.9 ± 0.9 vs 7.0 ± 1.2 mmol/L; -0.2 (-0.5, 0.2). Similarly, no significant differences in the other psychosocial variables were identified between the groups. However, the DVD group had significantly lower postprandial breakfast glucose compared to the control group (6.8 ± 1.2 vs 7.4 ± 1.9 mmol/L; -0.5 (-1.1, -<0.1; p=0.04). Using a scale of 0-10, 84% rated the DVD 7 or above for usefulness (10 being very useful), and 88% rated it 7 or above when asked if they would recommend to a friend (10 being very strongly recommend). Women described the DVD as ‘reassuring’, ‘a fantastic tool’, that ‘provided a lot of information in a quick and easy way’ and ‘helped reinforce all the information from clinic’. Discussion While no significant change was observed in anxiety or mean postprandial glucose, the DVD was rated highly by women with GDM and may be a useful resource to assist with educating newly diagnosed women. This project is supported by BRIDGES, an IDF programme supported by an educational grant from Lilly Diabetes.

Beneficial Effects of Berberine on Oxidized LDL-induced Cytotoxicity in Human Retinal Müller Cells

PURPOSE. Limited mechanistic understanding of diabetic retinopathy (DR) has hindered therapeutic advances. Berberine, an isoquinolone alkaloid, has shown favorable effects on glucose and lipid metabolism in animal and human studies, but effects on DR are unknown. We previously demonstrated intraretinal extravasation and modification of LDL in human diabetes, and toxicity of modified LDL to human retinal M¨uller cells. We now explore pathogenic effects of modified LDL on M¨uller cells, and the efficacy of berberine in mitigating this cytotoxicity. METHODS. Confluent human M¨uller cells were exposed to in vitro–modified ‘highly oxidized, glycated (HOG-) LDL versus native-LDL (N-LDL; 200 mg protein/L) for 6 or 24 hours, with/ without pretreatment with berberine (5 lM, 1 hour) and/or the adenosine monophosphate (AMP)-activated protein kinase (AMPK) inhibitor, Compound C (5 lM, 1 hour). Using techniques including Western blots, reactive oxygen species (ROS) detection assay, and quantitative real-time PCR, the following outcomes were assessed: cell viability (CCK-8 assay), autophagy (LC3, Beclin-1, ATG-5), apoptosis (cleaved caspase 3, cleaved poly-ADP ribose polymerase), oxidative stress (ROS, nuclear factor erythroid 2-related factor 2, glutathione peroxidase 1, NADPH oxidase 4), angiogenesis (VEGF, pigment epithelium-derived factor), inflammation (inducible nitric oxide synthase, intercellular adhesion molecule 1, IL-6, IL-8, TNF-a), and glial cell activation (glial fibrillary acidic protein). RESULTS. Native-LDL had no effect on cultured human M¨uller cells, but HOG-LDL exhibited marked toxicity, significantly decreasing viability and inducing autophagy, apoptosis, oxidative stress, expression of angiogenic factors, inflammation, and glial cell activation. Berberine attenuated all the effects of HOG-LDL (all P < 0.05), and its effects were mitigated by AMPK inhibition (P < 0.05). CONCLUSIONS. Berberine inhibits modified LDL-induced M¨uller cell injury by activating the AMPK pathway, and merits further study as an agent for preventing and/or treating DR.

Evaluation of 'Dementia Friends' programme for undergraduate nursing students: Innovative practice.

The ‘dementia friends’ programme was launched by the Alzheimer’s Society in the UK two years ago with the purpose of educating members of the public about the things they can do which can enhance the lives of people living with dementia. The aim of this project was to deliver a two-hour ‘Dementia Friendly Community Workshop’ written by the Alzheimer’s Society, to an entire cohort of first-year undergraduate nursing students in one Higher Education Institutions in Northern Ireland. Following delivery of the programme, students were asked to complete a short questionnaire on their knowledge and confidence in relation to dementia care before and after the Dementia Friendly Community programme. A total of 322 undergraduate first-year nursing students took part in the Dementia Friendly Community programme. Of these, 304 returned questionnaires; 31.25% of students stated their perceived improvement in dementia knowledge was ‘good’ while 49.01% stated their perceived improvement in dementia knowledge was ‘very good’ and 13.49% stated their perceived improvement in dementia knowledge was ‘excellent’. In relation to confidence in engaging with people with dementia, 31.91% stated ‘good’ improvement, 40.79% stated ‘very good’ improvement and 11.84% stated ‘excellent’ improvement. The Dementia Friendly Community programme was positively reviewed by the undergraduate students as it enhanced knowledge and confidence in relation to care of someone living with dementia.

Principles of fatigue in residency education: a qualitative study

Background: Proposals to implement fatigue-management strategies in residency education assume that medicine shares the view
of other risk-adverse industries that fatigue is hazardous. This view is an essential underpinning of fatigue-management strategies
that other industries have embedded as part of their workplace occupational health and safety programs. We sought to explore how
residents understand fatigue in the context of their training environment.

Methods: We interviewed 21 residents in 7 surgical and nonsurgical programs at Western University in 2014. All participants met the
inclusion criteria of routinely working 24-hour call shifts while enrolled in their training program. Data collection and analysis occurred iteratively in keeping with constructivist grounded theory methodology and informed theoretical sampling to sufficiency.

Results: Four predominant principles of fatigue captured how the social learning environment shaped residents’ perceptions of
fatigue. These included the conceptualization of fatigue as (a) inescapable and therefore accepted, (b) manageable through experience, (c) necessary for future practice and (d) surmountable when required.

Interpretation: This study elaborates our understanding of how principles of fatigue are constructed and reinforced by the training
environment. Whereas fatigue is seen as a collective hazard in other industries, our data showed that, in residency training, fatigue
may be seen as a personal challenge. Consequently, fatigue-management strategies that conceptualize fatigue as an occupational
threat may have a limited impact on resident behaviour and patient safety.

Transposing Musical Skill: Sonification of movement as concurrent augmented feedback enhances learning in a bimanual task

Concurrent feedback provided during acquisition can enhance performance of novel tasks. The ‘guidance hypothesis’ predicts that feedback provision leads to dependence and poor performance in its absence. However, appropriately-structured feedback information provided through sound (‘sonification’) may not be subject to this effect. We test this directly using a rhythmic bimanual shape-tracing task in which participants learned to move at a 4:3 timing ratio. Sonification of movement and demonstration was compared to two other learning conditions: (1) sonification of task demonstration alone and (2) completely silent practice (control). Sonification of movement emerged as the most effective form of practice, reaching significantly lower error scores than control. Sonification of solely the demonstration, which was expected to benefit participants by perceptually unifying task requirements, did not lead to better performance than control. Good performance was maintained by participants in the sonification condition in an immediate retention test without feedback, indicating that the use of this feedback can overcome the guidance effect. On a 24-hour retention test, performance had declined and was equal between groups. We argue that this and similar findings in the feedback literature are best explained by an ecological approach to motor skill learning which places available perceptual information at the highest level of importance.

Determinant factors for the use of imposex in TBT pollution monitoring

Os compostos de tributilestanho (TBT) foram utilizados como biocidas em tintas antivegetativas (AV) e amplamente aplicados, durante décadas, de forma a evitar a bioincrustação em superfícies submersas, principalmente em cascos de embarcações. Os seus efeitos deletérios em organismos não-alvo tornaram-se evidentes após o aparecimento de gastrópodes prosobrâquios com imposex – sobreposição de caracteres sexuais masculinos sobre o tracto reprodutivo das fêmeas. Desde então, a expressão do imposex em prosobrânquios tem sido amplamente utilizada como biomarcador da poluição por TBT. Um dos objectivos da presente tese é avaliar se as mais recentes restrições legais na utilização das tintas AV com compostos organoestânicos (OTs) resultaram numa redução da poluição pelos mesmos na costa continental Portuguesa. Para tal, foi levada a cabo a análise da variação temporal do imposex como biomarcador dos níveis ambientais de TBT e a validação de procedimentos, de modo a seguir de forma precisa a evolução da intensidade deste fenómeno ao longo do tempo. O trabalho de investigação teve início no momento em que a ineficácia da legislação anterior (Directiva 89/677/CEE) na redução da poluição por TBT no litoral Português era reportada na literatura e quando estavam já agendados instrumentos decisivos para a diminuição definitiva deste tipo de poluição: o Regulamento (CE) N.º 782/2003 do Parlamento e do Conselho da União Europeia (UE) que bania as tintas AV baseadas em TBT na sua frota a partir de 1 de Julho de 2003; a "Convenção Internacional sobre o Controlo de Sistemas Antivegetativos Nocivos em Navios” (Convenção AFS), adoptada em 2001 pela Organização Marítima Internacional (OMI), que procurava erradicar os OTs da frota mundial até 2008. Os níveis de imposex e as concentrações de OTs nos tecidos de fêmeas de Nucella lapillus foram medidos em 17 locais de amostragem ao longo da costa Portuguesa em 2003, a fim de se avaliarem os impactos do TBT nas populações desta espécie e de se criar uma base de dados para seguir a sua evolução futura. O índice da sequência do vaso deferente (VDSI), o índice do tamanho relativo do pénis (RPSI) e a percentagem de fêmeas afectadas por imposex (%I) foram utilizados na medição da intensidade deste fenómeno em cada local de amostragem e os seus valores variaram entre 0,20-4,04, 0,0- 42,2% e 16,7-100,0%, respectivamente. Foram encontradas fêmeas estéreis em 3 locais de amostragem, com percentagens a variar entre 4,0 e 6,2%. As concentrações de TBT e dibutilestanho (DBT) nas fêmeas variaram respectivamente entre 23-138 e <10-62 ng Sn.g-1 de peso seco, e o conteúdo em TBT nos tecidos revelou-se significativamente correlacionado com o imposex (nomeadamente com o RPSI e o VDSI). Os níveis de expressão do fenómeno e o conteúdo em OTs nos tecidos, foram superiores na proximidade de portos, confirmando as conclusões obtidas anteriormente por outros autores de que os navios e a actividade dos estaleiros são as principais fontes destes compostos no litoral Português. As infra-estruturas associadas ás principais fontes de OTs – portos, estaleiros e marinas – estão geralmente localizadas no interior de estuários, motivo pelo qual estas áreas têm vindo a ser descritas como as mais afectadas por estes poluentes. Por esta razão, foi levado a cabo o estudo pormenorizado da poluição por TBT na Ria de Aveiro, como caso de estudo representativo da poluição por estes compostos num sistema estuarino em Portugal continental. N. lapillus foi usada como bioindicador para avaliar a tendência temporal da poluição por TBT nesta área entre 1997 e 2007. Foi registada uma diminuição da intensidade do imposex após 2003, embora as melhorias mais evidentes tenham sido observadas entre 2005 e 2007, provavelmente devido à implementação do Regulamento (CE) N.º 782/2003 que proibiu a aplicação de tintas AV com TBT em navios com a bandeira da UE. Apesar desses progressos, as análises ao conteúdo em OTs nos tecidos de fêmeas de N. lapillus e em amostras de água colhidas em 2006 indicaram contaminação recente por TBT na área de estudo, evidenciando assim a permanência de fontes de poluição. A utilização de N. lapillus como bioindicador da poluição por TBT na Ria de Aveiro apresenta algumas limitações uma vez que a espécie não ocorre nas áreas mais interiores da Ria e não vive em contacto com sedimentos. Assim, a informação obtida a partir da sua utilização como bioindicador é fundamentalmente relativa aos níveis de TBT na coluna de água. Foi então necessário recorrer a um bioindicador complementar – Hydrobia ulvae – para melhor avaliar a evolução temporal da poluição por TBT no interior deste sistema estuarino e estudar a persistência de TBT nos sedimentos. Não foi registada uma diminuição dos níveis de imposex em H. ulvae na Ria de Aveiro entre 1998 e 2007, apesar da aplicação do Regulamento (CE) N.º 782/2003. Pelo contrário, houve um aumento global significativo da percentagem de fêmeas afectadas por imposex e um ligeiro aumento do VDSI, contrastando com o que tem sido descrito para outros bioindicadores na Ria de Aveiro no mesmo período. Estes resultados mostram que a diferente biologia/ecologia das espécies indicadoras determina vias distintas de acumulação de TBT, apontando a importância da escolha do bioindicador dependendo do compartimento a ser monitorizado (sedimento versus água). A ingestão de sedimento como hábito alimentar em H. ulvae foi discutida como sendo a razão para a escolha da espécie como indicadora da contaminação dos sedimentos por TBT. Foram também estudados os métodos mais fiáveis para reduzir a influência de variáveis críticas na medição dos níveis de imposex em H. ulvae. As comparações de parâmetros do imposex baseados em medições do pénis devem ser sempre realizadas sob condições de narcotização bem standardizadas uma vez que este procedimento provoca um aumento significativo do comprimento do pénis (PL) em ambos os sexos. O VDSI, a % e o PL em ambos os sexos revelaram ser fortemente influenciados pelo tamanho dos espécimes: a utilização de fêmeas mais pequenas conduz à subestimação do VDSI, da %I e do PL, enquanto que diferenças no tamanho dos machos provocam variações no índice do comprimento relativo do pénis (RPLI), independentemente dos níveis de poluição por TBT. Existe, portanto, a necessidade de controlar algumas variáveis envolvidas na análise do imposex que mostraram afectar a fiabilidade dos resultados. Uma vez que N. lapillus é o principal bioindicador dos efeitos biológicos específicos do TBT para a área da OSPAR, foi também estudada a influência de algumas variáveis na avaliação dos níveis de imposex nesta espécie, especificamente as relacionadas com o ciclo reprodutor e o tamanho dos espécimes. O estudo do ciclo reprodutor e a variação sazonal/espacial do comprimento do pénis do macho (MPL) incidiu num único local no litoral Português (Areão – região de Aveiro) de forma a avaliar se o RPSI varia sazonal e espacialmente na mesma estação de amostragem e se tais variações influenciam os resultados obtidos em programas de monitorização do imposex. Nos meses de Dezembro de 2005 a Junho de 2007, foram encontrados espécimes de N. lapillus sexualmente maturos e potencialmente aptos para a reprodução. Contudo, foi também evidente um padrão sazonal do ciclo reprodutor – o estado de desenvolvimento da gametogénese nas fêmeas variou sazonalmente e ocorreu uma diminuição do volume da glândula da cápsula e do factor de condição no final do Verão / início do Outono. Contrariamente, a gametogénese nos machos não apresentou variação sazonal significativa, embora os valores mais baixos do factor de condição, do comprimento do pénis e dos volumes de esperma e da próstata tenham também sido registados no final do Verão / início do Outono. Além disso, o MPL mostrou variar, no mesmo local de amostragem, inversamente com a distância aos ninhos de cápsulas ovígeras; um aumento dos valores do MPL foi também observado em espécimes de maior tamanho. Todas estas variações no MPL introduzem desvios nos resultados da avaliação do imposex quando é usado o RPSI. A magnitude do erro envolvido foi quantificada e revelou-se superior em locais com níveis mais elevados de poluição por TBT. Apesar do RPSI ser um índice que fornece informação importante sobre os níveis de poluição por TBT, a sua interpretação deve ser cuidadosa e realizada complementarmente com os outros índices, destacando-se o VDSI como índice mais fiável e com significado biológico mais expressivo. Novas campanhas de monitorização do imposex em N. lapillus foram realizadas ao longo da costa Portuguesa em 2006 e 2008, e os resultados subsequentemente comparados com a base de dados criada em 2003,de forma a avaliar a evolução da poluição por TBT no litoral Português naquele período. Nestes estudos foram aplicados novos procedimentos na monitorização e tratamento dos dados, de forma a minimizar a variação nos índices de avaliação do imposex induzida pelos factores acima descritos, para seguir com maior consistência a tendência da poluição por TBT entre 2003 e 2008. Foi observado um declínio global significativo na intensidade de imposex na área de estudo durante o referido período e a qualidade ecológica da costa Portuguesa, segundo os termos definidos pela Comissão OSPAR, revelou melhorias notáveis após 2003 confirmando a eficácia do Regulamento (CE) N.º 782/2003. Não obstante, as populações de N. lapillus revelaram-se ainda amplamente afectadas por imposex, tendo sido detectadas emissões de TBT na água do mar ao longo da costa em 2006, apesar da restrição anteriormente referida. Estes inputs foram atribuídos principalmente aos navios que à data ainda circulavam com tintas AV com TBT aplicadas antes de 2003, uma vez que a sua utilização nas embarcações foi apenas proibida em 2008. Considerando que o Regulamento (CE) N.º 782/2003 constitui uma antecipação da proibição global da OMI que entrou em vigor em Setembro de 2008, prevê-se, por analogia, que haja uma rápida diminuição da poluição por TBT à escala mundial num futuro próximo. Na sequência desta previsão, é apresentada uma discussão teórica preliminar relativamente ás possíveis estratégias usadas por N. lapillus na recolonização de locais onde, no passado, as populações terão aparentemente sido extintas devido a níveis extremamente elevados de TBT. Estes locais são tipicamente zonas abrigadas junto de infra-estruturas portuárias, cuja recolonização por esta espécie será provavelmente muito lenta dada a mobilidade reduzida dos adultos e o ciclo de vida não apresentar fase larvar pelágica. Foram então equacionadas duas hipotéticas vias de recolonização de zonas abrigadas por espécimes provenientes de populações de costa aberta/exposta: a migração de adultos e/ou a dispersão de juvenis. No entanto, em ambos os casos, estaria implicada a transposição de um problema amplamente descrito na bibliografia: as populações de N. lapillus de costa aberta podem apresentar um fenótipo muito diferente das de zonas abrigadas, podendo inclusivamente variar no número de cromossomas. A recolonização pode portanto não ter sucesso pelo simples facto dos novos recrutas não estarem bem adaptados aos locais a recolonizar. Para analisar este problema, foram estudados tanto a forma da concha de espécimes de N. lapillus ao longo da costa Portuguesa como o respectivo número de cromossomas. Embora a forma da concha tenha revelado diferenças, de acordo com o grau de hidrodinamismo entre as populações de N. lapillus avaliadas, o cariótipo 2n = 26, típico de zonas expostas, foi registado em todos os locais amostrados. Por outro lado, foi também testada em laboratório a possível mortalidade de juvenis em dispersão no interior menos salino dos estuários. Foi então verificada a ocorrência de mortalidade elevada de juvenis expostos a salinidades baixas (=100% após 1 hora a salinidades ≤9 psu), o que também pode comprometer a recolonização de zonas estuarinas menos salinas por esta via. Mesmo assim, os juvenis mostraram um comportamento de flutuação à superfície da água em condições laboratoriais, que pode ser considerado um benefício específico na colonização de áreas mais internas dos estuários, se tal facto vier a ser confirmado em estudos de campo. As conclusões deste estudo contribuem certamente para a descrição do final da “história do TBT” dado que, uma vez controlados alguns factores determinantes no uso do imposex como biomarcador, a avaliação do declínio da poluição por estes compostos, agora esperado à escala global, se torna mais rigorosa.

Formação contínua de professores de ciências e de filosofia : contributos de um estudo sobre educação para a sustentabilidade

Este estudo pretende ser uma contribuição para a resposta aos apelos desafiadores de diversos autores e organizações internacionais, em particular das Nações Unidas, ao reconhecerem a importância da educação para a sustentabilidade através da proposta da Década da Educação para o Desenvolvimento Sustentável (2005-2014). A formação contínua de professores desenvolvida em comunidades de aprendizagem interdisciplinares, constituídas por professores de Ciências e de Filosofia, foi assumida nesta investigação com um instrumento que pode potenciar o incremento da interdisciplinaridade entre estas áreas do saber e promover o desenvolvimento profissional dos professores. O estudo realizado centra-se em três fases: Fase I – Diagnóstico de concepções de professores de Ciências e de Filosofia acerca da pertinência que atribuem às interacções intergrupais (Ciências/Filosofia) como contributo para a melhoria das suas práticas pedagógicas e das aprendizagens dos alunos no âmbito da educação para a sustentabilidade. Fase II – Concepção e implementação de um programa de formação contínua numa comunidade de aprendizagem interdisciplinar, constituída por professores de Ciências e de Filosofia de uma escola. Fase III – Avaliação das percepções dos professores/formandos sobre os impactes do programa de formação no incremento da interdisciplinaridade, na leccionação da temática Sustentabilidade na Terra, no desenvolvimento profissional dos participantes e nas práticas de formação contínua de professores. A Fase I incide sobre o diagnóstico de concepções de professores de Ciências e de Filosofia, para o qual foi concebido um questionário, aplicado em dezoito escolas do Ex-CAE de Viseu, e ao qual responderam 185 professores. Os indicadores obtidos revelam que os professores de Ciências e de Filosofia reconhecem a relevância das suas próprias áreas disciplinares para a formação dos alunos. No entanto, a interdisciplinaridade entre as Ciências e a Filosofia é escassa, apesar dos professores considerarem que pode ser útil na planificação das actividades lectivas. Consideram, também, que pode promover a implementação de estratégias de ensino mais diversificadas e contribuir para o incremento de uma cultura de colaboração nas escolas. Os professores de Ciências e de Filosofia reconhecem que a abordagem da temática Sustentabilidade na Terra necessita de conceitos para além dos que são abordados individualmente nas disciplinas leccionadas e pode ser facilitada se forem implementados materiais didácticos construídos com colegas do seu e de outros grupos disciplinares. A Fase II parte das concepções diagnosticadas, dos indicadores da investigação em Didáctica, das actuais perspectivas de ensino e de aprendizagem preconizadas para os Ensinos Básico e Secundário e de um modelo de formação reflexiva, crítica e ecológica (Bronfenbrenner, 1979; Alarcão, 1996; Sá-Chaves, 1997; Schön, 2000) e elabora-se um programa de formação contínua de professores de cariz interdisciplinar (Ciências e Filosofia). Este programa de formação foi implementado a vinte e quatro professores de Ciências e de Filosofia de uma Escola Secundária da região Centro-Norte de Portugal, durante o ano lectivo de 2008/2009 e teve a duração de cinquenta horas presenciais e cinquenta horas não presenciais. Nele aprofundam-se conhecimentos no âmbito da educação em Ciência e em Filosofia, promovendo a ligação entre ambas e facilitando, deste modo, a sua transposição didáctica. Promove-se a articulação entre a investigação e as práticas pedagógicas e proporciona-se a análise e o aprofundamento de temáticas transversais às Ciências e à Filosofia. Procura-se, deste modo, potenciar a especificidade das áreas do saber envolvidas e promover o enriquecimento de perspectivas nos participantes. Das dinâmicas estabelecidas emergem percursos formativos que permitem a construção de materiais didácticos, estruturados numa perspectiva construtivista de cariz interdisciplinar, para a temática Sustentabilidade da Terra, leccionada nas disciplinas de Ciências (Ensino Básico e Secundário) e de Filosofia (Ensino Secundário). Estes materiais didácticos são, posteriormente, implementados pelos professores de Ciências e Filosofia no contexto de sala de aula. Na Fase III desta investigação avaliam-se as percepções sobre os impactes do programa de formação no incremento da interdisciplinaridade entre os professores de Ciências e de Filosofia, na leccionação da temática Sustentabilidade na Terra, no desenvolvimento profissional dos professores que nele participaram e na melhoria das práticas de formação contínua de professores. Os indicadores obtidos apontam no sentido de que o processo formativo experienciado contribuiu para: - ajudar a derrubar barreiras disciplinares existentes entre os professores de Ciências e de Filosofia; - a construção, numa lógica interdisciplinar, de materiais didácticos diversificados para a temática Sustentabilidade na Terra, que foram reconhecidos pelos alunos como inovadores e importantes para a vivência de aprendizagens activas e contextualizadas; - a modificação de algumas práticas pedagógicas dos professores participantes; - a identificação de potencialidades das comunidades de aprendizagem interdisciplinares na formação contínua de professores. As conclusões obtidas nesta investigação levam a considerar que há necessidade de serem trilhados novos caminhos no campo da formação contínua de professores, procurando criar mecanismos de trabalho e de cooperação que permitam uma efectiva partilha de saberes e de valores entre professores de diferentes áreas disciplinares, que informem novas atitudes, reais e consentâneas com uma prática pedagógica reflexiva e interdisciplinar. Deste modo, considera-se que a adopção de um modelo reflexivo de formação contínua de professores, baseado na constituição de comunidades de aprendizagem interdisciplinares, ajuda os professores a terem uma visão mais integradora dos saberes e a reconhecerem as potencialidades da interdisciplinaridade entre as Ciências e a Filosofia na melhoria das práticas pedagógicas. Pode, também, constituir-se como resposta aos desafios da educação no século XXI, facilitando o exercício de uma cidadania de responsabilidade e participativa e apontando perspectivas para a resolução de problemas da sociedade actual, entre os quais se incluem os relacionados com a sustentabilidade do planeta Terra.

Secagem convectiva de produtos alimentares: otimização e controlo

O presente trabalho tem como objetivo analisar a cinética de secagem do bacalhau salgado verde (Gadus morhua) em secador convectivo. É apresentada a análise da composição físico-química dos bacalhaus utilizados nos ensaios experimentais, bem como o estudo das isotermas de sorção do produto, através de experiências e modelação matemática. Dos modelos usados para o ajuste das isotermas de sorção do bacalhau salgado verde, o que melhor se adaptou aos resultados experimentais foi o modelo de GAB Modificado, com coeficientes de correlação variando entre 0,992 e 0,998. Para o controlo do processo de secagem (nomeadamente os parâmetros temperatura, humidade relativa e velocidade do ar) foi utilizada lógica difusa, através do desenvolvimento de controladores difusos para o humidificador, desumidificador, resistências de aquecimento e ventilador. A modelação do processo de secagem foi realizada através de redes neuronais artificiais (RNA), modelo semi-empírico de Page e modelo difusivo de Fick. A comparação entre dados experimentais e simulados, para cada modelo, apresentou os seguintes erros: entre 1,43 e 11,58 para o modelo de Page, 0,34 e 4,59 para o modelo de Fick e entre 1,13 e 6,99 para a RNA, com médias de 4,38, 1,67 e 2,93 respectivamente. O modelo obtido pelas redes neuronais artificiais foi submetido a um algoritmo de otimização, a fim de buscar os parâmetros ideais de secagem, de forma a minimizar o tempo do processo e maximizar a perda de água do bacalhau. Os parâmetros ótimos obtidos para o processo de secagem, após otimização realizada, para obter-se uma humidade adimensional final de 0,65 foram: tempo de 68,6h, temperatura de 21,45°C, humidade relativa de 51,6% e velocidade de 1,5m/s. Foram também determinados os custos de secagem para as diferentes condições operacionais na instalação experimental. Os consumos por hora de secagem variaram entre 1,15 kWh e 2,87kWh, com uma média de 1,94kWh.

Multilayered micro/nanocrystalline CVD diamond coatings for biotribology

In the present work multilayered micro/nanocrystalline (MCD/NCD) diamond coatings were developed by Hot Filament Chemical Vapour Deposition (HFCVD). The aim was to minimize the surface roughness with a top NCD layer, to maximize adhesion onto the Si3N4 ceramic substrates with a starting MCD coating and to improve the mechanical resistance by the presence of MCD/NCD interfaces in these composite coatings. This set of features assures high wear resistance and low friction coefficients which, combined to diamond biocompatibility, set this material as ideal for biotribological applications. The deposition parameters of MCD were optimized using the Taguchi method, and two varieties of NCD were used: NCD-1, grown in a methane rich gas phase, and NCD-2 where a third gas, Argon, was added to the gas mixture. The best combination of surface pre-treatments in the Si3N4 substrates is obtained by polishing the substrates with a 15 μm diamond slurry, further dry etching with CF4 plasma for 10 minutes and final ultrasonic seeding in a diamond powder suspension in ethanol for 1 hour. The interfaces of the multilayered CVD diamond films were characterized with high detail using HRTEM, STEM-EDX and EELS. The results show that at the transition from MCD to NCD a thin precursor graphitic film is formed. On the contrary, the transition of the NCD to MCD grade is free of carbon structures other than diamond, as a result of the richer atomic hydrogen content and of the higher substrate temperature for MCD deposition. At those transitions, WC nanoparticles were found due to contamination from the filament, being also present at the first interface of the MCD layer with the silicon nitride substrate. In order to study the adhesion and mechanical resistance of the diamond coatings, indentation and particle jet blasting tests were conducted, as well as tribological experiments with homologous pairs. Indentation tests proved the superior behaviour of the multilayered coatings that attained a load of 800 N without delamination, when compared to the mono and bilayered ones. The multilayered diamond coatings also reveal the best solid particle erosion resistance, due to the MCD/NCD interfaces that act as crack deflectors. These results were confirmed by an analytical model on the stress field distribution based on the von Mises criterion. Regarding the tribological testing under dry sliding, multilayered coatings also exhibit the highest critical load values (200N for Multilayers with NCD-2). Low friction coefficient values in the range μ=0.02- 0.09 and wear coefficient values in the order of ~10-7 mm3 N-1 m-1 were obtained for the ball and flat specimens indicating a mild wear regime. Under lubrication with physiological fluids (HBSS e FBS), lower wear coefficient values ~10-9-10-8 mm3 N-1 m-1) were achieved, governed by the initial surface roughness and the effective contact pressure.

The discursive construction of Portuguese national identity in the media thirty years after the 1974 revolution

Tese dout., Philosophy, Lancaster University, 2010