Development of a water-in-oil-in-water multiple emulsion system integrating biomimetic aqueous-core lipid nanodroplets for protein entity stabilization. Part I: experimental factorial design

Lipid nanoballoons integrating multiple emulsions of the type water-in-oil-in-water enclose, at least in theory, a biomimetic aqueous-core suitable for housing hydrophilic biomolecules such as proteins, peptides and bacteriophage particles. The research effort entertained in this paper reports a full statistical 23x31 factorial design study (three variables at two levels and one variable at three levels) to optimize biomimetic aqueous-core lipid nanoballoons for housing hydrophilic protein entities. The concentrations of protein, lipophilic and hydrophilic emulsifiers, and homogenization speed were set as the four independent variables, whereas the mean particle hydrodynamic size (HS), zeta potential (ZP) and polydispersity index (PI) were set as the dependent variables. The V23x31 factorial design constructed led to optimization of the higher (+1) and lower (-1) levels, with triplicate testing for the central (0) level, thus producing thirty three experiments and leading to selection of the optimized processing parameters as 0.015% (w/w) protein entity, 0.75% (w/w) lipophilic emulsifier (soybean lecithin) and 0.50% (w/w) hydrophilic emulsifier (poloxamer 188). In the present research effort, statistical optimization and production of protein derivatives encompassing full stabilization of their three-dimensional structure, has been attempted via housing said molecular entities within biomimetic aqueous-core lipid nanoballoons integrating a multiple (W/O/W) emulsion.

Experimental validation of a proposed single-phase five-level active rectifier operating with model predictive current control

This paper presents a model predictive current control applied to a proposed single-phase five-level active rectifier (FLAR). This current control strategy uses the discrete-time nature of the active rectifier to define its state in each sampling interval. Although the switching frequency is not constant, this current control strategy allows to follow the reference with low total harmonic distortion (THDF). The implementation of the active rectifier that was used to obtain the experimental results is described in detail along the paper, presenting the circuit topology, the principle of operation, the power theory, and the current control strategy. The experimental results confirm the robustness and good performance (with low current THDF and controlled output voltage) of the proposed single-phase FLAR operating with model predictive current control.

Experimental procedures for the identification of material properties of intervertebal disc - a contribution for the development of biomimetic substitutes for the nucleus pulposus

Tese de Doutoramento em Engenharia Mecânica.

Experimental Model of Gene Transfection in Healthy Canine Myocardium: Perspectives of Gene Therapy for Ischemic Heart Disease

OBJECTIVE: To assess the transfection of the gene that encodes green fluorescent protein (GFP) through direct intramyocardial injection. METHODS: The pREGFP plasmid vector was used. The EGFP gene was inserted downstream from the constitutive promoter of the Rous sarcoma virus. Five male dogs were used (mean weight 13.5 kg), in which 0.5 mL of saline solution (n=1) or 0.5 mL of plasmid solution containing 0.5 µg of pREGFP/dog (n=4) were injected into the myocardium of the left ventricular lateral wall. The dogs were euthanized 1 week later, and cardiac biopsies were obtained. RESULTS: Fluorescence microscopy showed differences between the cells transfected and not transfected with pREGFP plasmid. Mild fluorescence was observed in the cardiac fibers that received saline solution; however, the myocardial cells transfected with pREGFP had overt EGFP expression. CONCLUSION: Transfection with the EGFP gene in healthy canine myocardium was effective. The reproduction of this efficacy using vascular endothelial growth factor (VEGF) instead of EGFP aims at developing gene therapy for ischemic heart disease.

Efeitos da estimulação com corrente elétrica contínua pulsátil sobre as propriedades eletrofisiológicas atriais: estudo experimental da fibrilação atrial em cães

OBJETIVO: Avaliar se a estimulação atrial com corrente elétrica contínua pulsátil induz fibrilação atrial e os seus efeitos sobre as propriedades eletrofisiológicas atriais e as alterações histológicas atriais. MÉTODOS: Foram submetidos à toracotomia lateral direita 22 cães e implantados eletrodos de marcapasso no sulcus terminalis (ST), apêndice atrial direito (ADb) e na região póstero-inferior do átrio esquerdo (AE); um par de eletrodos foi suturado na auriculeta direita para estimulação com bateria alcalina de 9 Volts conectada a uma sistema (LM 555) que transforma a energia contínua linear da bateria em corrente contínua pulsátil, durante 60 min. A biópsia epicárdica atrial foi realizada antes e após a estimulação atrial. RESULTADOS: Não foram observadas diferenças nas durações dos períodos refratários efetivos atriais. Os tempos de condução intra-atrial, interatrial, bem como dos extra-estímulos atriais também prolongaram-se. A duração dos eletrogramas atriais prolongou-se durante ritmo sinusal e estimulação atrial programada; em 68% dos cães a fibrilação atrial foi induzida e sustentou-se. Foram observados edema intersticial e bandas de contração celular no subepicárdio à microscopia óptica, e intensa desorganização miofibrilar e aumento do tamanho das mitocôndrias à microscopia eletrônica. CONCLUSÃO: Esta técnica de estimulação atrial induz fibrilação atrial e provoca modificações atriais que aumentam sua vulnerabilidade para o surgimento de fibrilação atrial.

Remodelação miocárdica após infarto agudo do miocárdio experimental em ratos: efeito do bloqueio do sistema renina angiotensina aldosterona

OBJETIVO: Verificar a ação do lisinopril e do losartan sobre a remodelação miocárdica no infarto experimental em ratos. MÉTODOS: Ratos machos Wistar foram submetidos a infarto e tratados com lisinopril 20 mg/kg/dia (LIS, n=13) ou losartan 20 mg/kg/dia (LOS, n=11), ou mantidos sem tratamento (NT, n=11), por três meses e os resultados comparados com grupo controle (CONT, n=11) de ratos sem infarto. Após a eutanásia, o ventrículo esquerdo foi separado e pesado. Foram medidas a área seccional dos miócitos (AC), fração de colágeno intersticial (CVF) e a hidroxiprolina (HOP) miocárdica. As variáveis foram comparadas pela ANOVA de uma via, para nível de significância de p<0,05. RESULTADOS: O infarto agudo promoveu a hipertrofia do ventrículo esquerdo e os tratamentos com lisinopril e losartam preveniram a hipertrofia quantificada pelo peso do ventrículo esquerdo (LOS=1,06± 0,12g, LIS=0,97±0,18g, NT=1,26±0,17g, CONT=1,02± 0,09g; p<0,05), pelo peso de ventrículo esquerdo corrigido pelo peso corporal VE/PC (LOS=2,37±0,21mg/g, LIS=2,41± 0,38mg/g,NT=2,82±0,37mg/g, CONT=2,27± 0,15mg/g) e pela medida da AC do ventrículo esquerdo (LOS=210±39µ², LIS=217±35µ², NT=256±35µ², CONT= 158±06 µ²; p<0,05). O CVF foi significantemente maior no ventrículo esquerdo do grupo infartado e houve prevenção do aumento com os tratamentos (LOS=1,16±0,4%, LIS=1,27± 0,5%, NT=1,8± 0,4%, CONT=0,7±0,5%). A HOP foi maior no grupo infartado (NT=6,91±2,98mg/g vs. CONT=2,81±1,21mg/g) e não alterou com o tratamento. CONCLUSÃO: A remodelação miocárdica pós-infarto é caracterizada por aumento da massa ventricular remanescente e aumento de colágeno intersticial. O bloqueador da enzima conversora da angiotensina e o antagonista seletivo AT1 da angiotensina II previnem a hipertrofia do miócito e a fibrose intersticial.

Potencial das atividades desenvolvidas por docentes de música para a perda auditiva induzida por ruído

A perda auditiva por exposição ao ruído é um problema de saúde ocupacional, não reconhecido nas escolas de música. Em Portugal, a legislação relativa a ruído ocupacional não possui indicações específicas para músicos, existindo apenas um código de conduta europeu, proveniente da Diretiva 2003/10/CE que estabelece as orientações gerais relativas a como devem ser protegidos do ruído músicos e trabalhadores de setores de entretenimento. Avaliou-se o nível sonoro contínuo equivalente (LAeq), individualmente no decorrer das atividades letivas, o que permitiu determinar o nível exposição pessoal diária ao ruído (Lex,8h) de 20 docentes de música. Paralelamente, os docentes preencheram um questionário relativo a fatores intrínsecos e individuais e todos efetuaram audiogramas tonais simples. Os dados recolhidos foram estatisticamente tratados através do programa Statistical Package for Social Sciences (SPSS) versão 21. Existem atividades letivas que implicam níveis de exposição pessoal diária ao ruído superiores ao nível de ação inferior (25%), pelo que se devem adotar medidas para sensibilizar e alertar os docentes para a adoção de medidas de proteção. A atividade dos docentes expostos a níveis de exposição pessoal diária mais elevados correspondeu a aulas de grupo e a aulas individuais, com utilização de instrumentos musicais direcionais. A manifestação de sintomatologia relevante relativa a perda auditiva (audição de zumbidos, dificuldades de perceção do diálogo e dificuldade em adormecer) e a evolução da surdez profissional, não parecem estar diretamente relacionadas com os níveis de exposição pessoal diária ao ruído nem atividades com exposição ao ruído desenvolvidas nos tempos livres.

EICAR, Electrónica, Informática, Comunicaciones, Automática y Robótica para la producción de bienes y servicios (Programa de ModernizaciónTecnológica III I-P - PAE 2006)

El presente proyecto denominado “EICAR, Electrónica, Informática, Comunicaciones, Automática y Robótica para la Producción de Bienes y Servicios” asocia estratégicamente a un importante grupo de instituciones del sector científico-tecnológico, privado y gobierno con el objetivo de formar recursos humanos altamente capacitados, desarrollar conocimiento y tecnología de punta, en el campo convergente de la electrónica, informática y computación industrial, comunicaciones y automática, y su transferencia para el desarrollo activo de sectores estratégicos del país, a través de la ejecución de seis Programas: 1) Desarrollo de sistemas inteligentes para eficientizar el uso racional de la energía; 2) I+D para el desarrollo de sistemas complejos de aeronáutica y aeroespacio; 3) Desarrollos para la plataforma de TV Digital y su integración a Internet; 4) Trazabilidad de productos agropecuarios y agroindustriales; 5) Elaboración de un plan estratégico para el desarrollo de infraestructura en TICs del Corredor Bioceánico del Centro basado en sistemas GPS y Proyecto Galileo; 6) Monitoreo de las tendencias tecnológicas de los Programas propuestos.

Efecto de la infección in vivo con Trypanosoma cruzi y una dieta rica en lípidos sobre receptores Toll-like en un modelo experimental de Aterosclerosis

Además de los factores de riesgos convencionales y mejor conocidos que predisponen a la aterosclerosis, entre ellos, la hiperlipemia, hipertensión y el hábito de fumar, recientemente se ha propuesto a las infecciones y la inflamación como factores de riesgo a tener en cuenta en el desarrollo de esta patología. Considerando que algunas infecciones bacterianas y / o virales pueden ejercer una acción pro-aterogénica, probablemente como consecuencia de inflamación sistémica o un efecto directo sobre la pared vascular, nos propusimos como objetivo principal, estudiar la influencia de la infección in vivo con Trypanosoma cruzi (parásito protozoario, agente etiológico de la Enfermedad de Chagas) más una dieta rica en lípidos sobre la expresión de los receptores de la inmunidad innata (Toll – like) en un modelo experimental desarrollado en ratones C57BL/6, propensos a la aterosclerosis. Por otra parte, nos interesa caracterizar los tipos celulares que infiltran el corazón y la aorta de los animales sometidos a tratamientos experimental (mediante estudios inmunohistoquímicos), el perfil de citoquinas inflamatorias séricas y moléculas de adhesión intercelular, así como también establecer una correlación con parámetros bioquímico – clínicos y endocrinológicos, en especial el perfil de lípidos, lipoproteínas y apolipoproteínas, marcadores de inflamación sistémica, peso corporal, glucemia, insulina e insulina resistencia