Functional alkali tantalate 2D structures for microelectronics and related applications

Alkali tantalates and niobates, including K(Ta / Nb)O3, Li(Ta / Nb)O3 and Na(Ta / Nb)O3, are a very promising ferroic family of lead-free compounds with perovskite-like structures. Their versatile properties make them potentially interesting for current and future application in microelectronics, photocatalysis, energy and biomedics. Among them potassium tantalate, KTaO3 (KTO), has been raising interest as an alternative for the well-known strontium titanate, SrTiO3 (STO). KTO is a perovskite oxide with a quantum paraelectric behaviour when electrically stimulated and a highly polarizable lattice, giving opportunity to tailor its properties via external or internal stimuli. However problems related with the fabrication of either bulk or 2D nanostructures makes KTO not yet a viable alternative to STO. Within this context and to contribute scientifically to the leverage tantalate based compounds applications, the main goals of this thesis are: i) to produce and characterise thin films of alkali tantalates by chemical solution deposition on rigid Si based substrates, at reduced temperatures to be compatible with Si technology, ii) to fulfil scientific knowledge gaps in these relevant functional materials related to their energetics and ii) to exploit alternative applications for alkali tantalates, as photocatalysis. In what concerns the synthesis attention was given to the understanding of the phase formation in potassium tantalate synthesized via distinct routes, to control the crystallization of desired perovskite structure and to avoid low temperature pyrochlore or K-deficient phases. The phase formation process in alkali tantalates is far from being deeply analysed, as in the case of Pb-containing perovskites, therefore the work was initially focused on the process-phase relationship to identify the driving forces responsible to regulate the synthesis. Comparison of phase formation paths in conventional solid-state reaction and sol-gel method was conducted. The structural analyses revealed that intermediate pyrochlore K2Ta2O6 structure is not formed at any stage of the reaction using conventional solid-state reaction. On the other hand in the solution based processes, as alkoxide-based route, the crystallization of the perovskite occurs through the intermediate pyrochlore phase; at low temperatures pyrochlore is dominant and it is transformed to perovskite at >800 °C. The kinetic analysis carried out by using Johnson-MehlAvrami-Kolmogorow model and quantitative X-ray diffraction (XRD) demonstrated that in sol-gel derived powders the crystallization occurs in two stages: i) at early stage of the reaction dominated by primary nucleation, the mechanism is phase-boundary controlled, and ii) at the second stage the low value of Avrami exponent, n ~ 0.3, does not follow any reported category, thus not permitting an easy identification of the mechanism. Then, in collaboration with Prof. Alexandra Navrotsky group from the University of California at Davis (USA), thermodynamic studies were conducted, using high temperature oxide melt solution calorimetry. The enthalpies of formation of three structures: pyrochlore, perovskite and tetragonal tungsten bronze K6Ta10.8O30 (TTB) were calculated. The enthalpies of formation from corresponding oxides, ∆Hfox, for KTaO3, KTa2.2O6 and K6Ta10.8O30 are -203.63 ± 2.84 kJ/mol, - 358.02 ± 3.74 kJ/mol, and -1252.34 ± 10.10 kJ/mol, respectively, whereas from elements, ∆Hfel, for KTaO3, KTa2.2O6 and K6Ta10.8O30 are -1408.96 ± 3.73 kJ/mol, -2790.82 ± 6.06 kJ/mol, and -13393.04 ± 31.15 kJ/mol, respectively. The possible decomposition reactions of K-deficient KTa2.2O6 pyrochlore to KTaO3 perovskite and Ta2O5 (reaction 1) or to TTB K6Ta10.8O30 and Ta2O5 (reaction 2) were proposed, and the enthalpies were calculated to be 308.79 ± 4.41 kJ/mol and 895.79 ± 8.64 kJ/mol for reaction 1 and reaction 2, respectively. The reactions are strongly endothermic, indicating that these decompositions are energetically unfavourable, since it is unlikely that any entropy term could override such a large positive enthalpy. The energetic studies prove that pyrochlore is energetically more stable phase than perovskite at low temperature. Thus, the local order of the amorphous precipitates drives the crystallization into the most favourable structure that is the pyrochlore one with similar local organization; the distance between nearest neighbours in the amorphous or short-range ordered phase is very close to that in pyrochlore. Taking into account the stoichiometric deviation in KTO system, the selection of the most appropriate fabrication / deposition technique in thin films technology is a key issue, especially concerning complex ferroelectric oxides. Chemical solution deposition has been widely reported as a processing method to growth KTO thin films, but classical alkoxide route allows to crystallize perovskite phase at temperatures >800 °C, while the temperature endurance of platinized Si wafers is ~700 °C. Therefore, alternative diol-based routes, with distinct potassium carboxylate precursors, was developed aiming to stabilize the precursor solution, to avoid using toxic solvents and to decrease the crystallization temperature of the perovskite phase. Studies on powders revealed that in the case of KTOac (solution based on potassium acetate), a mixture of perovskite and pyrochlore phases is detected at temperature as low as 450 °C, and gradual transformation into monophasic perovskite structure occurs as temperature increases up to 750 °C, however the desired monophasic KTaO3 perovskite phase is not achieved. In the case of KTOacac (solution with potassium acetylacetonate), a broad peak is detected at temperatures <650 °C, characteristic of amorphous structures, while at higher temperatures diffraction lines from pyrochlore and perovskite phases are visible and a monophasic perovskite KTaO3 is formed at >700 °C. Infrared analysis indicated that the differences are due to a strong deformation of the carbonate-based structures upon heating. A series of thin films of alkali tantalates were spin-coated onto Si-based substrates using diol-based routes. Interestingly, monophasic perovskite KTaO3 films deposited using KTOacac solution were obtained at temperature as low as 650 °C; films were annealed in rapid thermal furnace in oxygen atmosphere for 5 min with heating rate 30 °C/sec. Other compositions of the tantalum based system as LiTaO3 (LTO) and NaTaO3 (NTO), were successfully derived as well, onto Si substrates at 650 °C as well. The ferroelectric character of LTO at room temperature was proved. Some of dielectric properties of KTO could not be measured in parallel capacitor configuration due to either substrate-film or filmelectrode interfaces. Thus, further studies have to be conducted to overcome this issue. Application-oriented studies have also been conducted; two case studies: i) photocatalytic activity of alkali tantalates and niobates for decomposition of pollutant, and ii) bioactivity of alkali tantalate ferroelectric films as functional coatings for bone regeneration. Much attention has been recently paid to develop new type of photocatalytic materials, and tantalum and niobium oxide based compositions have demonstrated to be active photocatalysts for water splitting due to high potential of the conduction bands. Thus, various powders of alkali tantalates and niobates families were tested as catalysts for methylene blue degradation. Results showed promising activities for some of the tested compounds, and KNbO3 is the most active among them, reaching over 50 % degradation of the dye after 7 h under UVA exposure. However further modifications of powders can improve the performance. In the context of bone regeneration, it is important to have platforms that with appropriate stimuli can support the attachment and direct the growth, proliferation and differentiation of the cells. In lieu of this here we exploited an alternative strategy for bone implants or repairs, based on charged mediating signals for bone regeneration. This strategy includes coating metallic 316L-type stainless steel (316L-SST) substrates with charged, functionalized via electrical charging or UV-light irradiation, ferroelectric LiTaO3 layers. It was demonstrated that the formation of surface calcium phosphates and protein adsorption is considerably enhanced for 316L-SST functionalized ferroelectric coatings. Our approach can be viewed as a set of guidelines for the development of platforms electrically functionalized that can stimulate tissue regeneration promoting direct integration of the implant in the host tissue by bone ingrowth and, hence contributing ultimately to reduce implant failure.

Avanço dos biomateriais e técnicas na correção dos defeitos ósseos maxilares

Introdução: Determinar as causas da perda óssea nos maxilares, compreender os mecanismos biológicos desencadeados após a perda dental e criar recursos técnicos no intúito de prevenir e/ou minimizar as sequélas decorrentes, tem sido ao longo dos anos uma das vertentes de maior pesquisa e desenvolvimento na medicina dental . Objetivo: Assim, o objetivo desta dissertação é realizar uma revisão da literatura sobre os avanços nos biomateriais e técnicas na correção dos defeitos ósseos maxilares, para que seja possível, futuramente, ampliar as suas aplicações em Medicina Dentária, ultrapassando as limitações das técnicas e materiais existentes atualmente. Metodologia: Para isso, foi realizada uma pesquisa de artigos na base de dados PubMed, Bireme, Lilacs, Medline, revistas e periódicos nos idiomas: português, inglês e espanhol; assim como livros consagrados na literatura médico-odontológica,com o recurso a limites e palavras-chave de forma a refinar essa pesquisa. Desenvolvimento: Os avanços nos biomateriais e técnicas na correção dos defeitos ósseos maxilares tem seguido, assim como os implantes dentais, dois principais eixos de pesquisa, primeiro no que diz respeito aos biomateriais empregados pós-exodontia, a prevenir a reabsorção osséa e aqueles utilizados à fim de corrigir defeitos já existentes; a aplicação destes materiais recai sobre fatores que são decisivos na escolha do cirurgião, tais como: disponibilidade, necessidade de procedimento cirúrgico adicional, compatibilidade, morbidade do enxerto, qualidade do osso resultante e tempo de neo-formação. Segundo, as técnicas e recursos desenvolvidos para garantir a eficáz correção do defeito, assim como proporcionar procedimentos menos traumaticos ao organismo e de maior simplicidade e previsibilidade na sua execução e reprodução pelos profissionais. Discussão: Os trabalhos desenvolvidos em volta dos biomateriais atualmente buscam não só o substituto ideal, mas sim a melhoria na interação entre o osso hospedeiro e o biomaterial enxertado perante os recursos já utilizados e consagrados pelas literaturas; assim como a utilização das técnicas já protocoladas de forma associada a estes novos materiais. Conclusão: As pesquisas sobre o aperfeiçoamento do processo de regeneração óssea nos defeitos maxilares avançam na questão de promover a rápida e eficaz interação entre organismo e biomaterial, a fim de trazer soluções para problemas como a anti-genicidade, previsibilidade dimensional, menor tempo entre a enxertia e a reabilitação protética e agrega-se a utilização de recursos técnicos práticos, uma vez que o planejamento da reabilitação inicia-se nas decisões pré-exodontias e pré-implantares.

Aplicação de células estaminais dentárias na Medicina e na Medicina Dentária

A temática relativa às células estaminais inicia-se na década de 60 com a descoberta da primeira fonte viável destas células: a medula óssea. Diversos estudos permitiram definir a sua função de renovação tecidular e regeneração pós-dano, assim como a sua caraterização num grupo heterogéneo de células indiferenciadas, clonogénicas, definidas pela capacidade de auto-renovação e diferenciação em células maduras. Nos últimos anos, estas células ganharam popularidade face à alternativa terapêutica que representam para muitas doenças, tais como: diabetes, anomalias congénitas, danos do tecido nervoso, Parkinson, Alzheimer e outras alterações degenerativas, exposições pulpares, defeitos periodontais e perda do órgão dentário. Apesar do seu potencial terapêutico, apresentam vários efeitos adversos, especialmente em relação ao seu envolvimento direto (via transformação maligna das MSCs) e indireto (via efeito modulatório das MSCs) no desenvolvimento do cancro. Preconiza-se o seu uso no âmbito da Engenharia Tecidular, introduzindo o processo de regeneração tecidular através da utilização combinada de biomateriais e mediadores biológicos, a fim de proporcionar novas ferramentas para a medicina regenerativa. Mais tarde, tornou-se possível identificar cinco populações de células estaminais de origem dentária (DPSCs, SHEDs, DFPCs, SCAPs e PDLCs) que, para além da sua multipotência e capacidade de diferenciação, constituem fontes acessíveis para recolha. O isolamento destas células constitui ainda uma prática relativamente recente, na qual se torna preponderante isolar células com fenótipo pré-determinado e cultivá-las em meios de cultura adequados. Estudos comprovam que o método de isolamento e as condições de cultura utilizados podem dar origem a diferentes linhas celulares. A conservação é uma prática baseada na convicção de que a medicina regenerativa é o caminho mais promissor para o desenvolvimento da medicina personalizada. Informação adicional relativa à terapia com células estaminais é ainda necessária. Esta utiliza princípios de biomimética altamente desejáveis, pelo que os resultados obtidos têm vindo a despoletar grandes expetativas e a sua implementação na Engenharia Tecidular apresenta-se promissora.

Prevenção da reabsorção óssea alveolar após extração dentária

Introdução: O processo alveolar é o conjunto de osso que se encontra em redor da raiz do dente. Este osso é sensível a uma variedade de fatores ambientais e fisiológicos que influenciam a sua integridade e o seu funcionamento. Como tal, a sua formação assim como a sua preservação é dependente da presença contínua do dente. A reabsorção do processo alveolar após extração dentária é uma consequência natural e fisiológica indesejável, que pode dificultar a colocação de um implante dentário na posição desejada. Com o aumento cada vez mais das demandas estéticas em medicina dentária, torna-se, portanto, necessário prevenir que a reabsorção óssea provoque este defeito na arcada dentária. Objetivos: Realizar uma revisão bibliográfica sobre as várias técnicas e materiais para preservação do rebordo alveolar, a fim de prevenir ou minimizar a reabsorção alveolar após extração dentária. Material e Métodos: A pesquisa foi realizada nas bases de dados Pubmed, B-on e Scielo, não foi aplicado nenhum limite temporal, e os critérios de inclusão foram artigos em língua inglesa e portuguesa. Num total de 164 artigos, selecionaram-se 82 estritamente relacionados com o tema. Os artigos excluídos desviavam-se do objetivo do trabalho ou eram inconclusivos. Selecionaram-se, também, capítulos do livro Clinical Periodontology and Implant Dentistry Volume 1 e 2, dos autores Niklaus P.Lang e Jan Lindhe. Desenvolvimento: De modo a compreender como o processo alveolar reabsorve, deve-se ter em conta as várias técnicas que se podem realizar para permitir uma boa quantidade de osso remanescente na arcada adequada a cada caso para uma possível reabilitação. As técnicas de preservação do osso alveolar após extração passam pela realização de técnicas cirúrgicas minimamente invasivas, estabilização do coágulo pelo princípio da cicatrização por primeira intenção usando membranas ou retalhos, preenchimento do alvéolo dentário com materiais de enxerto ou substitutos ósseos, terapias combinadas com a colocação de implantes imediatos e o recurso a células e fatores de crescimento. Conclusão: A preservação alveolar tem grande importância para uma posterior reabilitação oral com implantes com maior quantidade de osso disponível do que quando não é feita qualquer tipo de preservação. A extração das peças dentárias deve ser feita com cuidado para preservar ao máximo ou não danificar as superfícies ósseas remanescentes. É aconselhado que o encerramento da ferida seja por primeira intenção e que proporcione estabilidade ao coágulo, podendo ser usado retalhos ou mesmo membranas. O uso de enxertos ósseos tem uma importante função de proporcionar uma matriz para o coágulo se formar e promover o processo de cicatrização. O método de implante imediato, para além de ser bastante usado, tem como finalidade o conforto para o paciente de não ser submetido a uma posterior cirurgia para colocação do mesmo e, simultaneamente, mantem a estabilidade dos tecidos moles. Ainda uma técnica menos usada é com células e fatores de crescimento que proporciona uma cicatrização mais rápida e um aumento do potencial regenerativo dos tecidos.

Cimentos injetáveis à base de fosfatos de cálcio para vertebroplastia

O principal objectivo desta investigação foi o desenvolvimento cimentos de fosfatos de cálcio com injetabilidade melhorada e propriedades mecânicas adequadas para aplicação em vertebroplastia. Os pós de fosfato de tricálcico (TCP) não dopados e dopados (Mg, Sr e Mn) usados neste estudo foram obtidos pelo processo de precipitação em meio aquoso, seguidos de tratamento térmico de forma a obter as fases pretendidas, α− e β−TCP. A substituição parcial de iões Ca por iões dopantes mostrou ter implicações em termos de estabilidade térmica da fase β−TCP. Os resultados demonstraram que as transformações de fase alotrópicas β↔α−TCP são fortemente influenciadas por variáveis experimentais como a taxa de arrefecimento, a presença de impurezas de pirofosfato de cálcio e a extensão do grau de dopagem com Mg. Os cimentos foram preparados através da mistura de pós, β−TCP (não dopados e dopados) e fosfato monocálcico monidratado (MCPM), com meios líquidos diferentes usando ácido cítrico e açucares (sucrose e frutose) como agentes retardadores de presa, e o polietilenoglicol, a hidroxipropilmetilcelulose e a polivinilpirrolidona como agentes gelificantes. Estes aditivos, principalmente o ácido cítrico, e o MCPM aumentam significativamente a força iónica do meio, influenciando a injetabilidade das pastas. Os resultados também mostraram que a distribuição de tamanho de partícula dos pós é um factor determinante na injetabilidade das pastas cimentícias. A combinação da co-dopagem de Mn e Sr com a adição de sucrose no líquido de presa e com uma distribuição de tamanho de partícula dos pós adequada resultou em cimentos de brushite com propriedades bastante melhoradas em termos de manuseamento, microestrutura, comportamento mecânico e biológico: (i) o tempo inicial de presa passou de ~3 min to ~9 min; (ii) as pastas cimentícias foram totalmente injectadas para uma razão liquido/pó de 0.28 mL g−1 com ausência do efeito de “filter-pressing” (separação de fases líquida e sólida); (iii) após imersão numa solução durante 48 h, as amostras de cimento molhadas apresentam uma porosidade total de ~32% e uma resistência a compressão de ~17 MPa, valor muito superior ao obtido para os cimentos sem açúcar não dopados (5 MPa) ou dopados só com Sr (10 MPa); e (iv) o desempenho biológico, incluindo a adesão e crescimento de células osteoblásticas na superfície do cimento, foi muito melhorado. Este conjunto de propriedades torna os cimentos excelentes para regeneração óssea e engenharia de tecidos, e muito promissores para aplicação em vertebroplastia.

Análise do circuito de água de refrigeração de uma unidade de regeneração de solventes

A EGEO Solventes S.A. é uma empresa com atividade na área da gestão de resíduos, focando-se na regeneração de solventes. Na unidade industrial da empresa recorre-se à destilação de misturas de solventes usados para obtenção do solvente regenerado. Esta operação exige água para o arrefecimento e condensação dos destilados das misturas de solventes, que, posteriormente, é arrefecida em torres de refrigeração instaladas na unidade. Durante o tempo de operação da unidade foram identificados problemas na condensação dos solventes limpos, obrigando a que se ligassem dois condensadores em série para assegurar a condensação do vapor produzido na destilação e à necessidade de caudais maiores de utilidade fria. Outro dos problemas identificados foi a baixa eficiência das torres de refrigeração, uma vez que a diferença de temperaturas da água à entrada e à saída do equipamento é muito baixa. Assim sendo, o objetivo principal deste trabalho é identificar as principais causas para a baixa eficiência dos equipamentos e propor alterações aos equipamentos ou soluções de melhoria do processo. Para diagnosticar estes problemas foram recolhidas amostras para determinação da composição do solvente limpo obtido e registadas as condições de operação para obtenção da mistura ECOSOLVE MET. Recorrendo a metodologias de projeto determinou-se o fator de resistência do fouling no condensador C1 e seguidamente a geometria, a alocação de correntes e a orientação do condensador mais adequadas e concluiu-se que este está sujeito a uma forte acumulação de material nas paredes e que a melhor opção seria recorrer a um permutador horizontal com condensação na carcaça, mas aumentando o número de passagens da água nos tubos. No que diz respeito à operação da torre de arrefecimento, determinou-se o caudal mínimo de ar para determinadas condições de operação e verificou-se que o caudal de ar alimentado à torre era superior ao mínimo determinado. Foram observadas diferenças quando comparadas as condições de operação experimentais com a performance da unidade usando oito enchimentos estruturados e aleatórios para os quais há dados na literatura São também apresentadas alternativas de operação e o projeto de uma torre de arrefecimento de água, sustentada numa análise económica de todo o processo. As simulações foram realizadas com recurso ao AspenPlus®.

Dinâmica da regeneração natural de áreas em restauração pela transposição de solo superficial de cerrado e de floresta estacional

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ecologia, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2015.

DINÂMICA DA REGENERAÇÃO NATURAL NO SUB-BOSQUE DE Pinus caribaea Morelet. var. caribaea NA RESERVA BIOLÓGICA DE SALTINHO, TAMANDARÉ - PE

O estudo da estrutura e dinâmica da regeneração natural em sub-bosque de plantios com espécies exóticas, como as do gênero Pinus , possibilita dar informações para manejo, conservação e reestabelecimento das espécies nativas de uma comunidade vegetal. O objetivo deste trabalho foi identificar e quantificar a dinâmica da regeneração natural das espécies arbustivo-arbóreas ocorrentes no sub-bosque do povoamento de Pinus caribaea , na Rebio de Saltinho, em Pernambuco. Foram medidas as espécies regenerantes de 10 parcelas permanentes, de 1 x 50 m, e incluídos os indivíduos com circunferência na base a 30 cm do solo (CAB 0,30m) ≤ 15 cm e altura superior a um metro. A altura foi classificada em: Classe 1, indivíduos arbustivoarbóreos, com altura 1 ≤ H ≤ 2; Classe 2 com altura 2 < H ≤ 3; e Classe 3, com altura > 3 m e CAP ≤ 15 cm. Calcularam-se os parâmetros fitossociológicos, a dinâmica da regeneração e os índices de Shannon (H’) e a equabilidade (J’) por Pielou. Protium heptaphyllum teve maior número de indivíduos e valor de importância (VI), e Miconia prasina a melhor frequência nos dois levantamentos. Quanto ao índice H’ de 3,32 nats.ind-1 (2007) passou a 3,07 nats.ind-1 (2012), e a equabilidade de J’ de 0,85 a 0,62, havendo decréscimo tanto para a diversidade, quanto para a distribuição. O levantamento de 2012 registrou aumento de 12,5% do número de indivíduos, e os regenerantes de 2007 tiveram 48,31% de mortalidade. Com relação ao número de indivíduos e área basal, os percentuais de ganhos foram superiores ao das perdas. Conclui-se que a sucessão ecológica da regeneração do sub-bosque do povoamento estudado, encontra-se em modificação positiva, e o povoamento de Pinus caribaea, não está impedindo o surgimento de novos indivíduos e espécies.

ESTRUTURA DO COMPONENTE DE REGENERAÇÃO NATURAL E ARBÓREO DE DOIS MANGUEZAIS NO ESTADO DO PARANÁ

Esse estudo avaliou comparativamente os parâmetros fitossociológicos da regeneração natural e da vegetação arbórea em dois manguezais distintos no Estado do Paraná, um pertencente à Baía de Paranaguá (manguezal de Antonina) e outro à Baía de Guaratuba (manguezal de Guaratuba). Em cada área, três subáreas foram marcadas e amostradas cinco parcelas de 10 x 10 m para avaliação do componente arbóreo e quinze subparcelas de 1 x 1 m para avaliação da regeneração natural. Avicennia schaueriana , Rhizophora mangle e Laguncularia racemosa exibiram domínio e densidade relativa distintos entre as áreas. Manguezais de Antonina e Guaratuba diferiram tanto na estrutura da regeneração natural como no componente arbóreo. A Análise de Coordenadas Principais (PCoA) mostrou que as diferenças entre as áreas em relação às variáveis abióticas do solo estão fortemente relacionadas com os parâmetros estruturais do componente arbóreo dos manguezais. Os fatores edáficos dos manguezais têm grande importância na separação entre as áreas, já que reflete na capacidade de adaptação das plantas.

Desenvolvimento de protótipo de aplicativo móvel em Android® para o controle e acompanhamento nutricional da saúde óssea em mulheres menopáusicas

Following a drop in estrogen in the period of menopause some women begin to lose bone mass more than 1% per year reaching the end of five years with loss greater than 25%. In this regard, factors such as older age, low calcium intake and premature menopause favor the onset of osteoporosis. Preventive methods such as nutritional counseling to a proper diet and the support of technology through applications that assess dietary intake are essential. Thus, this study aimed to develop an application for Android® platform focused on the evaluation of nutritional and organic conditions involved in bone health and risks for developing osteoporosis in postmenopausal women. To achieve this goal we proceeded to a study of 72 women aged 46-79 years, from the physical exercise for bone health of the Laboratory for Research in Biochemistry and Densitometry the Federal Technological University of Paraná program. Data were collected in the second half of 2014 through tests Bone Densitometry and Body Composition, Blood Tests, Anthropometric data and Nutrition Assessment. The study included women with a current diagnosis of osteopenia or osteoporosis primary, aged more than 45 years postmenopausal. For the assessment of bone mineral density and body composition used the device Absorptiometry Dual Energy X-ray (DXA) brand Hologic Discovery TM Model A. For anthropometric assessment was included to body mass, height, abdominal circumference, Waist circumference and hip circumference. The instrument for assessing food consumption was used Recall 24 hours a day (24HR). The estimated intake of energy and nutrients was carried from the tabulation of the food eaten in the Software Diet Pro 4®. In a sub sample of 30 women with osteopenia / osteoporosis serum calcium and alkaline phosphatase tests were performed. The results demonstrated a group of women (n = 30) average calcium intake of 570mg / day (± 340). The analysis showed a mean serum calcium within the normal range (10,20mg / dl ± 0.32) and average values and slightly increased alkaline phosphatase (105.40 U / L ± 23.70). Furthermore, there was a significant correlation between the consumption of protein and the optimal daily intake of calcium (0.375 p-value 0.05). Based on these findings, we developed an application early stage in Android® platform operating system Google®, being called OsteoNutri. We chose to use Java Eclipse® where it was executed Android® version of the project; choice of application icons and setting the visual editor for building the application layouts. The DroidDraw® was used for development of the three application GUIs. For practical tests we used a cell compatible with the version that was created (4.4 or higher). The prototype was developed in conjunction with the Group and Instrumentation Applications Development (GDAI) of the Federal Technological University of Paraná. So this application can be considered an important tool in dietary control, allowing closer control consumption of calcium and dietary proteins.

Pesquisa de clones de hemoglobinúria paroxística noturna em medula óssea de síndromes mielodisplásicas

A Hemoglobinúria paroxística noturna (HPN) é uma doença clonal da célula mãe hematopoiética pluripotente, que origina um clone de células que adquirem uma mutação somática no gene PIG-A, condicionando assim a expressão de proteínas ancoradas à membrana através do GPI (Glicosil- Fosfatidil-Inositol). A presença de clones de HPN em síndromes mielodisplásicas (SMD) demonstrou ter implicações no prognóstico e terapêutica. Com o presente trabalho pretendeu-se contribuir para o melhor conhecimento da frequência de casos HPN em amostras de medula óssea com suspeita de SMD e que a frequência encontrada nas células de linha a neutrófilo, monocítica e eritróide no último estádio da maturação na medula óssea (MO) é similar à observada nas células da mesma linha no sangue periférico (SP). O estudo fenotípico foi realizado em 826 amostras de MO com suspeita de SMD e com rasgos fenotípicos sugestivos desta entidade por citometria de fluxo, de acordo com o painel EUROFLOW para diagnóstico de SMD, para estudo da maturação da linha a Neutrófilo, linha a Monócito, e Eritróide. Nas 826 amostras de MO detetaram-se 7 casos com presença de clones HPN, o que corresponde a uma frequência de 0.8%. A percentagem de células HPN, determinada simultaneamente no SP e na MO, foi idêntica nas 3 linhas hematopoiéticas estudadas. Verificou-se, ainda, que a expressão de IREM-2 no clone maduro normal e no clone HPN nos monócitos, em SP e MO, encontrava-se estatisticamente diminuída no clone HPN. Os resultados do presente estudo indicam uma menor incidência de clones HPN em SMD comparativamente com outros estudos prévios e que é válida a sua determinação em amostras de aspirados de medula óssea. Verificaram-se diferenças claras na expressão de IREM-2 entre clone HPN e células normais da linha monocítica, o que sugere que este possa ser uma proteína ancorada por GPI.

Análise da estabilidade genética de células-tronco mesenquimais humanas

Human multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs), also known as mesenchymal stem cells, have become an important and attractive therapeutic tool since they are easily isolated and cultured, have in vitro expansion potential, substantial plasticity and secrete bioactive molecules that exert trophic effects. The human umbilical cord as a cell source for cell therapy will help to avoid several ethical, political, religious and technical issues. One of the main issues with SC lines from different sources, mainly those of embryonic origin, is the possibility of chromosomal alterations and genomic instability during in vitro expansion. Cells isolated from one umbilical cord exhibited a rare balanced paracentric inversion, likely a cytogenetic constitutional alteration, karyotype: 46,XY,inv(3)(p13p25~26). Important genes related to cancer predisposition and others involved in DNA repair are located in 3p25~26. Titanium is an excellent biomaterial for bone-implant integration; however, the use can result in the generation of particulate debris that can accumulate in the tissues adjacent to the prosthesis, in the local bone marrow, in the lymph nodes, liver and spleen. Subsequently may elicit important biological responses that aren´t well studied. In this work, we have studied the genetic stability of MSC isolated from the umbilical cord vein during in vitro expansion, after the cryopreservation, and under different concentrations and time of exposition to titanium microparticles. Cells were isolated, in vitro expanded, demonstrated capacity for osteogenic, adipogenic and chondrogenic differentiation and were evaluated using flow cytometry, so they met the minimum requirements for characterization as MSCs. The cells were expanded under different concentrations and time of exposition to titanium microparticles. The genetic stability of MSCs was assessed by cytogenetic analysis, fluorescence in situ hybridization (FISH) and analysis of micronucleus and other nuclear alterations (CBMN). The cells were able to internalize the titanium microparticles, but MSCs preserve their morphology, differentiation capacity and surface marker expression profiles. Furthermore, there was an increase in the genomic instability after long time of in vitro expansion, and this instability was greater when cells were exposed to high doses of titanium microparticles that induced oxidative stress. It is necessary always assess the risks/ benefits of using titanium in tissue therapy involving MSCs, considering the biosafety of the use of bone regeneration using titanium and MSCs. Even without using titanium, it is important that the therapeutic use of such cells is based on analyzes that ensure quality, security and cellular stability, with the standardization of quality control programs appropriate. In conclusion, it is suggested that cytogenetic analysis, FISH analysis and the micronucleus and other nuclear alterations are carried out in CTMH before implanting in a patient

Síntese, caracterização e estudo da regeneração do silicoaluminofosfato-11 (SAPO-11)

heterogeneous catalyst such as a silicoaluminophosphate, molecular sieve with AEL (Aluminophosphate eleven) structure such as SAPO-11, was synthesized through the hydrothermal method starting from silica, pseudoboehmite, orthophosphoric acid (85%) and water, in the presence of a di-isopropylamine organic template. For the preparation of SAPO-11 in a dry basis it was used as reactants: DIPA; H3PO4; SiO4; Pseudoboehmite and distilled water. The crystallization process occurred when the reactive hydrogel was charged into a vessel and autoclaved at 200ºC for a period of 72 hours under autogeneous pressure. The obtained material was washed, dried and calcined to remove the molecular sieves of DIPA. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (FT-IR), nitrogen adsorption (BET) and thermal analysis (TG/DTG). The acidic properties were determined using adsorption of nbutylamine followed by programmed thermodessorption. This method revealed that SAPO-11 shows an acidity that ranges from weak to moderate. However, a small quantity of strong acid sites could be detected there. The deactivation of the catalysts was conducted by artificial coking followed by the cracking of the n-hexane in a fixed bed with a continuous flow micro-reactor coupled on line to a gas chromatograph. The main products obtained were: ethane, propane, isobutene, n-butane, n-pentane and isopentane. The Vyazovkin (model-free) kinetics method was used to determine the regeneration and removal of the coke

Avaliação da adição de Nanosílica e silicato de sódio em pastas de cimento para poços de petróleo com baixo gradiente de fratura

The oil wells cementing is a critical step during the phase of well drilling, because problems during the operation of slurry pumping and an incomplete filling of the annular space between the metal casing and the formation can cause the slurry loss. Therefore, the slurry adopted in primary cementing an oil well must be properly dosed so that these problems are avoided during its pumping. When you drill a well in a weak rock formation requires even more careful, because should be a limit of hydrostatic pressure exerted during cementation, that does not occur rock collapse. With the objective of performing the cementing of a well whose formation is weak or unconsolidated are employed lighter slurries. Thus, this study used slurries with sodium silicate and nano silica in concentrations of 0,1; 0,4; 0,7 e 1,0 gpc, in which the slurries with nano silica showed the rheological parameters higher concentrations of up to 0.7 gpc and for concentration of 1.0 the slurry with sodium silicate obtained the highest values, remaining above the limits for application in fields, mainly wells with low fracture gradient, because a significant increase in viscosity may result in an increase in pressure pumping in operations of secondary cementations. Furthermore, there was no decrease in strength with increasing concentration of additive. Then, it is possible use of these additives to formulate Lighter slurry