Sensores de Bragg para bioaplicações

Nas ��ltimas d��cadas, os sensores de Bragg t��m sido frequentemente utilizados em in��meras aplicações, em resultado das caracter��sticas ��nicas desta tecnologia. Contudo, a comunidade cient��fica tem feito um esfor��o cont��nuo em desenvolver sensores que respondam tanto quanto poss��vel aos requisitos e interesses de cada aplica����o em particular. As bioaplicações s��o um campo de crescente interesse pelos sensores de Bragg, atendendo �� heterogeneidade e complexidade dos meios de an��lise em quest��o. No ��mbito desta disserta����o foi realizada uma an��lise te��rica dos princ��pios de funcionamento das redes de Bragg, focada em redes uniformes e inclinadas. Foi tamb��m descrito o processo de produ����o de redes de Bragg regeneradas. Redes de Bragg uniformes foram aplicadas na caracteriza����o da reac����o de polimeriza����o e cura de materiais dent��rios, nomeadamente resina para base de dentadura, cimentos e gessos. Foi feita uma an��lise comparativa do desempenho de diferentes tipos de cimentos e gessos. Em rela����o ao gesso foi ainda avaliada a influ��ncia do r��cio ��gua/p�� nas propriedades do material. Devido �� import��ncia que o ��ndice de refrac����o tem na detec����o de subst��ncias, doen��as e controlo de qualidade de produtos, foi desenvolvido um sensor de ��ndice de refrac����o baseado numa rede de Bragg inclinada. Implementaram-se tamb��m sensores para medi����o simult��nea de ��ndice de refrac����o e deforma����o, ��ndice de refrac����o e temperatura e ��ndice de refrac����o, deforma����o e temperatura, todos baseados numa ��nica rede inclinada. O ��ltimo dispositivo foi validado em ambiente laboratorial. Com o prop��sito de desenvolver um sensor baseado em redes de Bragg para monitoriza����o da deforma����o ��ssea, foi avaliada a biocompatibilidade da fibra ��ptica em cultura de c��lulas osteobl��sticas, e analisada a integridade f��sica e funcionalidade da rede de Bragg nesse meio. O interesse em aumentar a sensibilidade e alargar a gama de trabalho dos sensores conduziu ao revestimento das fibras ��pticas. Atendendo ao potencial ��ndole biol��gica e biom��dica do trabalho, usou-se como material de recobrimento o diamante, dada a excelente resposta em termos de biocompatibilidade, resist��ncia �� corros��o, n��o toxicidade e afinidade para esp��cies qu��micas e biol��gicas. Os filmes foram obtidos por deposi����o qu��mica a partir da fase vapor assistida por filamento quente. Para al��m de amostras de fibra ��ptica, foram revestidas redes de Bragg uniformes e regeneradas. Os sensores revestidos com diamante foram caracterizados �� deforma����o e �� temperatura.

Complexos fosf��nicos e suas aplicações na medicina

Phosphines are well known to chemists. The ligands themselves are widely used in organic synthesis (e.g. The Wittig reaction) and transition metal phosphine complexes have been studied extensively primarily for their applications as hydrogenation catalysts (e.g. Wilkinson's catalyst). In this article attention is focused on the biological properties of phosphines and metal phosphine complexes since the triethylphosphine Au(I) complex, auranofin, has been used as antiarthritic drug for clinical use. This fact has provided a stimulus for exploration of the biological chemistry of phosphines and their metal complexes. Metal phosphine complexes also offer potential as heart-imaging agents and anticancer drugs.

Desenvolvimento de aplicações em medicina e agronomia utilizando l��gica fuzzy e neuro fuzzy

P��s-gradua����o em Engenharia El��trica - FEIS

Terapia g��nica: conceitos e aplicações na medicina dent��ria

Disserta����o para obten����o do grau de Mestre no Instituto Superior de Ci��ncias da Sa��de Egas Moniz

Extraction and purification of triterpenic acids from eucalypt bark

A ind��stria da pasta e do papel �� um sector importante da economia mundial, particularmente a que assenta em esp��cies de Eucalyptus. No entanto, essas ind��strias geram quantidades significativas de correntes secund��rias de subprodutos e res��duos de biomassa que podem ser exploradas em aplicações de valor acrescentado em vez de serem queimadas para produ����o de energia. Um exemplo nobre pode ser a produ����o de ��cidos triterp��nicos com estruturas dos tipos lupano, oleanano e ursano, dada a sua abund��ncia em alguns destes res��duos, em particular na casca, adotando o conceito de biorrefinaria integrada numa f��brica de pasta. Estes compostos s��o conhecidos pelas suas in��meras actividades biol��gicas, por exemplo, antioxidante, anti-inflamat��ria e antitumoral, e podem encontrar aplicações em produtos de elevado valor, tais como cosm��ticos, nutrac��uticos ou farmac��uticos. Neste sentido, o estudo das potencialidades das cascas das esp��cies de eucalipto mais exploradas enquanto fontes de compostos triterp��nicos �� um t��pico relevante. Por conseguinte, foram analisados e comparados em pormenor os teores e composi����es em ��cidos triterp��nicos (TTAs) das cascas externas de v��rias esp��cies de eucalipto (E. globulus, E. grandis, E. urograndis, E. maidenii e E. nitens). Os teores dos principais TTAs identificados nestas esp��cies variaram entre 4.5 g/kg no E. urograndis e 21.6 g/kg no E. nitens. Observou-se que as cascas externas de Eucalyptus de zonas temperadas e Mediterr��nicas, nomeadamente E. nitens e E. globulus, s��o mais ricas em TTAs que as esp��cies de regi��es tropicais e subtropicais. Al��m disso, a casca externa do E. globulus �� claramente a mais rica em ��cidos com estruturas do tipo ursano enquanto a do E. nitens �� a mais rica em ��cidos do tipo oleanano e lupano. Estes resultados levaram-nos a estudar a extra����o dos TTAs da casca de Eucalyptus, bem como a sua posterior concentra����o e purifica����o, a qual foi efetuada por extra����o s��lido-l��quido convencional combinada com a precipita����o de solutos, e por extra����o com fluidos supercr��ticos (SFE). No que diz respeito �� primeira abordagem referida, foi desenvolvido neste trabalho um m��todo patenteado que permite obter extratos enriquecidos em TTAs das cascas de eucalipto baseado em tecnologias dispon��veis no imediato. Em rela����o �� segunda abordagem, e de forma a apostar em processos de baixo impacto ambiental exigidos pelas biorrefinarias do futuro, a SFE surge como uma op����o natural. Assim, foi efetuada a SFE da casca caduca do E. globulus com di��xido de carbono puro e modificado para recuperar a fra����o de TTAs, e os resultados foram comparados com os obtidos por extra����o em Soxhlet com diclorometano. Foram realizados estudos preliminares sobre a influ��ncia da press��o (100-200 bar), a adi����o de co-solvente (0, 5 e 8% m/m de etanol), e opera����o em m��ltiplos passos a fim de avaliar a aplicabilidade da alternativa supercr��tica para a sua produ����o eficiente e selectiva. Os resultados destacaram a influ��ncia da press��o e o importante papel resumo (cont.) desempenhado pelo co-solvente neste processo, cujo efeito foi mais relevante do que o aumento da press��o em v��rias dezenas de bar. Este trabalho foi depois otimizado, usando o planeamento factorial de experi��ncias e a metodologia de superf��cies de resposta, para analisar a influ��ncia da temperatura (40-60 ��C), press��o (100-200 bar), e teor de etanol (0.0-5.0% m/m) na recupera����o dos TTAs e respectiva concentra����o nos extractos. Nestes intervalos, as melhores condi����es de opera����o encontradas foram 200 bar, 40 ��C e 5% de etanol, para as quais os modelos de regress��o estatisticamente validados previram um rendimento de extra����o de 1.2% com 50% de concentra����o em TTAs, correspondendo ao rendimento em TTAs de 5.1 g/kg de casca e uma recupera����o de 79.2% comparativamente ao valor do Soxhlet. Os TTAs livres e acetilados apresentaram tend��ncias de extrac����o bastante distintas devido ��s suas diferentes afinidades para o CO2 causadas pelas diferentes polaridades: os derivados acetilados aproximam-se de um patamar m��ximo a cerca de 200 bar e 5% de etanol, enquanto a extra����o dos TTAs livres apresenta uma tend��ncia sempre crescente no intervalo de condi����es estudado. Foram tamb��m medidas curvas cumulativas de SFE da casca do E. globulus de forma a analisar o comportamento cin��tico do processo em termos de rendimento total, rendimento em TTAs, rendimento em TTAs livres, rendimento em TTAs acetilados, e concentra����o dos TTAs nos extractos. Foi analisada a influ��ncia da press��o, temperatura, teor de co-solvente e caudal do di��xido de carbono sobre as respostas anteriores. Os dados experimentais foram modelados com os modelos Log��stico, de Dessor����o, de Placa Plana Simples, e de Difus��o. Na globalidade, os resultados confirmaram que a press��o e o teor de etanol t��m um efeito significativo sobre as curvas de extra����o, os rendimentos finais e as concentra����es dos extratos, e mostraram a presen��a de limita����es externas �� transfer��ncia de massa em alguns ensaios. Mais uma vez, as fam��lias individuais de TTAs livres e acetilados apresentaram diferentes tend��ncias de extrac����o. A modela����o permitiu-nos confirmar n��o s�� o importante papel desempenhado pela difus��o intraparticular na SFE, mas tamb��m a contribui����o da resist��ncia no filme em alguns ensaios. Ap��s a an��lise de todos os resultados, foi efetuado um ensaio em duas etapas em s��rie, possibilitando o enriquecimento do teor em TTAs no extracto devido ��s diferentes condi����es adotadas em cada etapa. Por ��ltimo, um ��ster met��lico de um ��cido triterp��nico do tipo oleanano - morolato de metilo - foi identificado pela primeira vez enquanto componente da casca de Eucalyptus na casca externa do Eucalyptus grandis x globulus, onde ocorre em teores elevados. A sua extra����o com CO2 supercr��tico foi tamb��m realizada, visando a conce����o de uma alternativa de extra����o ambientalmente benigna para este composto. A 200 bar e 60 ��C, a remo����o do morolato de metilo atingiu um patamar ��s 6 h para 5.1 kg h-1 de CO2 / kg de casca. Em geral, e de forma semelhante �� SFE da casca do E. globulus, os TTAs acetilados foram mais significativamente extra��dos quando comparados com os seus ��cidos livres, o que est�� diretamente relacionado com a natureza menos polar destas mol��culas. O trabalho apresentado nesta tese �� uma contribui����o para a valoriza����o de uma corrente de biomassa com baixo valor na ind��stria de pasta em duas vertentes complementares. Por um lado, aumentou o conhecimento da composi����o lipof��lica das cascas de Eucalyptus spp. com interesse comercial para a produ����o de pasta, destacando o seu potencial enquanto fontes de ��cidos triterp��nicos. Por outro lado, foram desenvolvidos dois processos alternativos e facilmente integr��veis numa f��brica de pasta para a sua explora����o a partir da casca: um baseado em tecnologias convencionais bem estabelecidas a n��vel industrial, prevendo a sua aplica����o a curto prazo, e um outro baseado na SFE, seguindo as tend��ncias das futuras biorrefinarias.

Structural characterization and biological activity of polysaccharides from infusions used in the popular tradition

The use of plants with medicinal purposes is an ancient practice still very common in developing regions, and is rapidly spreading in industrialized countries. This fact is evidenced by the large number of ethnobotanical studies found in the literature referring that these plants are often used as decoctions and infusions. In most studies the reported biological activities are attributed to the presence of phenolic compounds, due to their antioxidant properties, and to polysaccharides, with its anti-tumoral properties. In ���Tr��s-os-Montes��� region, some of the most popular infusions used by the popular medicine are prepared with the dried leaves of Fraxinus angustifolia, the dried shoots of Mentha suaveolens, and the dried inflorescences of Pterospartum tridentatum. However, there are no studies about the polysaccharides present in these infusions. Thus, through the structural characterization of the polysaccharides present in the infusions of F. angustifolia, M. suaveolens, and P. tridentatum, the present PhD thesis intends to evaluate the possible relation between polysaccharides and the immunostimulatory activity that these infusions might present. In a preliminary phase, infusions of F. angustifolia were prepared according to the popular tradition, and it was observed that the obtained water soluble material contained approximately 85% of material non-retained in C18 cartridges, with hydrophilic characteristics, with the remaining 15% comprising retained-material with hydrophobic characteristics. It was also shown that the infusions only contained between 2 and 4% of high molecular weight material (HMWM), which comprised approximately 30% of carbohydrate material. Sugar and methylation analysis of the HMWM suggested the presence of pectic polysaccharides, together with type II arabinogalactans, mannans, and xyloglucans. However, the amount of material obtained is to low for the fractionation, and structural analysis of the polysaccharides present. The 4 h decoction, divided in two periods of 2 h, with water renewal, allowed to increase the HMWM yield, relatively to the infusions traditional infusions. It was also observed that the decoction also allowed to increase the HMWM proportion of carbohydrate material, due to an increase in the proportion of uronic acid present, although the neutral sugar residues seemed to be detected in similar proportions. Therefore, in all the experiments subsequently performed, the HMWM used was obtained through the decoction of F. angustifolia dried leaves, M. suaveolens dried shoots, and P. tridentatum dried inflorescences. x After the fractionation, through ethanol precipitation, and anion exchange chromatography, of the polysaccharides from the HMWM obtained by the decoction of the vegetable material of the distinct studied plants, it was observed the presence of high proportions of pectic polysaccharides, containing type I arabinogalactans, together with minor proportions of type II arabinogalactans, mannans, and xyloglucans. The presence of pectic polysaccharides in the extracts from F. angustifolia was also evidenced through endo-polygalacturonase treatment, and ESI-MS and ESI-MS/MS experiments. The detection of linked pentose and uronic acid residues, also seemed to suggest the presence of xylogalacturonan domains in the pectic polysaccharides from F. angustifolia. The extracts from F. angustifolia dried leaves also contained type II arabinogalactans that exhibited a higher structural diversity than those detected in the M. suaveolens, and P. tridentatum extracts, particularly in the substitution degree of the galactan backbone, and in the extension of the (1���5)-Araf side chains. Moreover, for all the plants studied, it was also observed that the type II arabinogalactans, extracted during the 2nd 2h of the extraction process, exhibited a substitution degree of the galactan backbone higher than those extracted during the 1st 2h. The extracts from P. tridentatum dried inflorescences contained higher proportions of mannans, and also of xyloglucans, both presenting a substitution degree higher than those, which were detected in lower proportion in the extracts of F. angustifolia and M. suaveolens. Through ESI-MS and ESI-MS/MS it was possible to evidence that the mannans present in the extracts of P. tridentatum presented acetyl groups on the O-2 of the mannosyl residues. It was also evidenced that the P. tridentatum mannans were more extensively acetylated than the mannans detected in the coffee infusion, LBG, and other non-conventional mannan sources. Moreover, it was detected the presence of oligosaccharides comprising hexose residues linked to non acetylated pentose residues, suggesting the possible presence of arabinose residues in the mannans from P. tridentatum extracts. The immunostimulatory activity of three fractions isolated from the extracts of F. angustifolia, M. suaveolens, and P. tridentatum, was tested and an increase in the NO production by macrophages, without compromising their cellular viability, was observed. The type I, and type II arabinogalactans detected in the extracts from F. angustifolia, and M. suaveolens seem to have contributed for the observed immunostimulatory activity. For the fraction from P. tridentatum, the mannans acetylation, and the presence of type I, and type II arabinogalactans seemed to contribute for the macrophage immunostimulatory activity observed. The possible presence of storage xyloglucans from the inflorescences seeds, also seems to have contributed for the immunostimulatory activity registered when the macrophages were stimulated with higher extract concentrations. The results obtained allow to conclude that the extracts of F. angustifolia dried leaves, M. suaveolens dried shoots, and P. tridentatum dried inflorescences contained high proportions of pectic polysaccharides, exhibiting type I arabinogalactans, together with other polysaccharides, such as type II arabinogalactans, mannans, and xyloglucans. This polysaccharide mixture seems to have contributed to the immunostimulatory activity of fractions isolated from the extracts of the studied plants. Therefore, as the same type of polysaccharides seem to be present in the decoctions and in the infusions, it seems possible that the polysaccharides might contribute for the therapeutic properties frequently associated by the popular tradition to the infusions of these plants.

Radioterapia em medicina veterin��ria: princ��pios e perspectivas

This work presents a brief historical about the use of ionizing radiations in Veterinary Medicine, instructing the physical beginnings and techniques wrapped in the realization of the proceedings of radiotherapy in animals, illustrating some treated cases, highlighting the difficulties and pointing to the perspectives and importance of the acting of the medical physics in this kind of therapeutic still little used in the national scenery.

O uso da imagiologia por termografia na medicina dent��ria

Introdu����o: No dom��nio cient��fico da medicina dent��ria, a termografia �� um dos temas mais recentes e que tem levado �� publica����o de alguns estudos. A combina����o da avalia����o funcional, caracter��sticas de fluxo sangu��neo e localiza����o anat��mica levou a um aumento de aplicações da termografia no diagn��stico cl��nico. Objetivo: Este trabalho teve como objetivo uma analise bibliografia existente sobre a termografia e as suas aplicações em medicina e medicina dent��ria, avaliar a sua utilidade no diagn��stico de patologias da ��rea de atua����o m��dico-dent��ria. Metodologia: Procedeu-se a uma pesquisa bibliogr��fica atrav��s da identifica����o de artigos publicados em bases de dados eletr��nicas internacionais, PubMed, B-on e Science Direct utilizando palavras-chave e crit��rios de exclus��o e inclus��o, que permitiram fazer uma sele����o pr��via dos artigos a incluir ao longo deste trabalho. Resultados: Ap��s a realiza����o da pesquisa bibliogr��fica obtiveram-se 30 artigos. A partir da amostra encontrada foram exclu��dos 93 artigos devido �� falta de correspond��ncia do seu conte��do ao tema proposto. Conclus��o: Os resultados sugerem que a termografia �� uma t��cnica de imagem que deteta a distribui����o do calor da superf��cie corporal. A termografia Capta e transforma a radia����o infravermelha emitida pela pele humana em imagens que refletem a din��mica da microcircula����o cut��nea. A termografia �� considerada como um t��cnica n��o invasiva, indolor, n��o ionizante, fornecendo informa����es quantitativas que permitem que seja uma t��cnica v��lida para o diagn��stico clinico complementar.

Hybrid materials for biomedical applications

The increased longevity of humans and the demand for a better quality of life have led to a continuous search for new implant materials. Scientific development coupled with a growing multidisciplinarity between materials science and life sciences has given rise to new approaches such as regenerative medicine and tissue engineering. The search for a material with mechanical properties close to those of human bone produced a new family of hybrid materials that take advantage of the synergy between inorganic silica (SiO4) domains, based on sol-gel bioactive glass compositions, and organic polydimethylsiloxane, PDMS ((CH3)2.SiO2)n, domains. Several studies have shown that hybrid materials based on the system PDMS-SiO2 constitute a promising group of biomaterials with several potential applications from bone tissue regeneration to brain tissue recovery, passing by bioactive coatings and drug delivery systems. The objective of the present work was to prepare hybrid materials for biomedical applications based on the PDMS-SiO2 system and to achieve a better understanding of the relationship among the sol-gel processing conditions, the chemical structures, the microstructure and the macroscopic properties. For that, different characterization techniques were used: Fourier transform infrared spectrometry, liquid and solid state nuclear magnetic resonance techniques, X-ray diffraction, small-angle X-ray scattering, smallangle neutron scattering, surface area analysis by Brunauer���Emmett���Teller method, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. Surface roughness and wettability were analyzed by 3D optical profilometry and by contact angle measurements respectively. Bioactivity was evaluated in vitro by immersion of the materials in Kokubos���s simulated body fluid and posterior surface analysis by different techniques as well as supernatant liquid analysis by inductively coupled plasma spectroscopy. Biocompatibility was assessed using MG63 osteoblastic cells. PDMS-SiO2-CaO materials were first prepared using nitrate as a calcium source. To avoid the presence of nitrate residues in the final product due to its potential toxicity, a heat-treatment step (above 400 ��C) is required. In order to enhance the thermal stability of the materials subjected to high temperatures titanium was added to the hybrid system, and a material containing calcium, with no traces of nitrate and the preservation of a significant amount of methyl groups was successfully obtained. The difficulty in eliminating all nitrates from bulk PDMS-SiO2-CaO samples obtained by sol-gel synthesis and subsequent heat-treatment created a new goal which was the search for alternative sources of calcium. New calcium sources were evaluated in order to substitute the nitrate and calcium acetate was chosen due to its good solubility in water. Preparation solgel protocols were tested and homogeneous monolithic samples were obtained. Besides their ability to improve the bioactivity, titanium and zirconium influence the structural and microstructural features of the SiO2-TiO2 and SiO2-ZrO2 binary systems, and also of the PDMS-TiO2 and PDMS-ZrO2 systems. Detailed studies with different sol-gel conditions allowed the understanding of the roles of titanium and zirconium as additives in the PDMS-SiO2 system. It was concluded that titanium and zirconium influence the kinetics of the sol-gel process due to their different alkoxide reactivity leading to hybrid xerogels with dissimilar characteristics and morphologies. Titanium isopropoxide, less reactive than zirconium propoxide, was chosen as source of titanium, used as an additive to the system PDMS-SiO2-CaO. Two different sol-gel preparation routes were followed, using the same base composition and calcium acetate as calcium source. Different microstructures with high hydrophobicit were obtained and both proved to be biocompatible after tested with MG63 osteoblastic cells. Finally, the role of strontium (typically known in bioglasses to promote bone formation and reduce bone resorption) was studied in the PDMS-SiO2-CaOTiO2 hybrid system. A biocompatible material, tested with MG63 osteoblastic cells, was obtained with the ability to release strontium within the values reported as suitable for bone tissue regeneration.

Hole-type gaseous detectors for medical imaging and HEP experiments

This work presents the results on the development of a high pressure Xe gaseous detector envisaging medical imaging. The detector uses two VUV photosensors operating face-to-face, based on the CsI-MHSP with position discrimination capability. The known effect of the charge gain decrease with the gas pressure is compensated with a light gain using the electroluminescence process. Studies of signal amplitude, energy and position resolution are presented. On the second part, gaseous detectors based on THGEM where studied in order to fulfill the requirements of present and future high energy physics experiments. The work is focused on the application of THGEM in RICH detectors elements: a triple THGEM detector using CsI photocathodes in Ne mixtures was suggested. The ion backflow to the photocathode remains a concern and a limitation; to minimize it, the application of a new hole-structure, THCOBRA, was suggested. Preliminary results foresee good perspectives for the successful application of THCOBRA in ion back-flow suppression. This work contains several methods and measurements of the CsI photocathodes behaviour in radiation gaseous detectors. A long discussion on its issues and possible solutions are presented.

Ruthenium(II)-trithiacyclononane complexes as potential antitumourals

Os ��nicos complexos met��licos presentemente utilizados em quimioterapia compreendem exclusivamente compostos de platina, com as desvantagens de apresentarem um leque de ac����o restrito e de provocarem s��rios efeitos secund��rios. Na constante procura por novos f��rmacos antineopl��sicos met��licos, os complexos de rut��nio t��m sido apresentados como uma alternativa adequada e existem j�� dois complexos de Ru(III) em ensaios cl��nicos. Estes s��o descritos como pr��-f��rmacos, postulando-se que o seu mecanismo de ac����o envolva redu����o in vivo para originar complexos de Ru(II) activos. Assim, o actual desenvolvimento de f��rmacos antitumorais baseados em rut��nio passar�� por criar novos complexos de Ru(II). O trabalho aqui descrito enquadra-se neste objectivo, tendo sido sintetizados complexos de rut��nio(II)-tritiaciclononano com ligandos biologicamente activos, e avaliada a sua actividade antitumoral in vitro. Os ligandos utilizados compreendem um hidroxifenilpirazole, amino��cidos e derivados, flavon��ides e quinonas. No primeiro cap��tulo do trabalho s��o apresentados os actuais desafios no desenvolvimento de complexos met��licos para quimioterapia e �� ilustrada a import��ncia dos complexos de Ru(II) aqui descritos no panorama actual de investiga����o. No cap��tulo dois, �� apresentada uma descri����o pormenorizada dos procedimentos experimentais, materiais e equipamentos utilizados na s��ntese, caracteriza����o e ensaios biol��gicos. O cap��tulo tr��s �� dividido em duas sub-sec����es, a primeira analisando os resultados das s��nteses e a caracteriza����o estrutural dos complexos, e a segunda apresentando os resultados da sua actividade antiproliferativa. Foram obtidos onze novos complexos de rut��nio(II)-tritiaciclononano, com rendimentos razo��veis. S��o apresentadas propostas das suas estruturas moleculares, sendo que estas mostram uma variedade interessante de modos de coordena����o de acordo com os diferentes ligandos, ou seja, N, N,O, O,O e O. A actividade antiproliferativa dos complexos e dos respectivos ligandos foi avaliada em quatro linhas celulares tumorais, representativas de tr��s tipos de cancro: osso (MG-63), pr��stata (PC-3) e mama (MCF-7 e MDA-MB-231). Quatro dos novos complexos demonstraram uma actividade antiproliferativa promissora, ou seja, aqueles que apresentam um hidroxifenilpirazole, a 3,7-dihidroxiflavona, a plumbagina ou a juglona na sua esfera de coordena����o. Entre estes resultados, destacam-se os valores de IC50 para a linha celular MDA-MB-231 por se apresentarem inferiores ao apresentado pelo complexo de Ru(II)-tritiaciclononano mais activo descrito na literatura.

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 ��m 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 ��=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.

Diopside-fluorapatite-wollastonite based bioactive glasses and glass-ceramics

Bioactive glasses and glass���ceramics are a class of biomaterials which elicit special response on their surface when in contact with biological fluids, leading to strong bonding to living tissue. This particular trait along with good sintering ability and high mechanical strength make them ideal materials for scaffold fabrication. The work presented in this thesis is directed towards understanding the composition-structure-property relationships in potentially bioactive glasses designed in CaO���MgO���P2O5���SiO2���F system, in some cases with added Na2O. The main emphasis has been on unearthing the influence of glass composition on molecular structure, sintering ability and bioactivity of phosphosilicate glasses. The parent glass compositions have been designed in the primary crystallization field of the pseudo-ternary system of diopside (CaO���MgO���2SiO2) ��� fluorapatite (9CaO���3P2O5���CaF2) ��� wollastonite (CaO���SiO2), followed by studying the impact of compositional variations on the structure-property relationships and sintering ability of these glasses. All the glasses investigated in this work have been synthesized via melt-quenching route and have been characterized for their molecular structure, sintering ability, chemical degradation and bioactivity using wide array of experimental tools and techniques. It has been shown that in all investigated glass compositions the silicate network was mainly dominated by Q2 units while phosphate in all the glasses was found to be coordinated in orthophosphate environment. The glass compositions designed in alkali-free region of diopside ��� fluorapatite system demonstrated excellent sintering ability and good bioactivity in order to qualify them as potential materials for scaffold fabrication while alkali-rich bioactive glasses not only hinder the densification during sintering but also induce cytotoxicity in vitro, thus, are not ideal candidates for in vitro tissue engineering. One of our bioglass compositions with low sodium content has been tested successfully both in vivo and in preliminary clinical trials. But this work needs to be continued and deepened. The dispersing of fine glass particles in aqueous media or in other suitable solvents, and the study of the most important factors that affect the rheology of the suspensions are essential steps to enable the manufacture of porous structures with tailor-made hierarchical pores by advanced processing techniques such as Robocasting.

Evaluation of the in vitro biological activities of extracts from carob tree and mediterranean oaks

Disserta����o mest., Engenharia Biol��gica, Universidade do Algarve, 2009

Modelagem de articula����es para humanos virtuais baseada em anatomia

T��cnicas de Processamento de Imagens e de Computa����o Gr��fica v��m sendo empregadas h�� bastante tempo para o diagn��stico por imagens em Medicina. Mais recentemente, aplicações baseadas em modelos anat��micos, tanto extra��dos de volumes de imagens como criados com base em estudos de anatomia, despontam com for��a. Tais modelos visam suportar simula����o de movimento e de fisiologia. Por��m, para que isso se torne realidade, modelos anat��micos do corpo humano precisam ser constru��dos e aperfei��oados. Entre outras funcionalidades, esses modelos devem ser capazes de representar o movimento articulado do corpo humano. O problema de modelagem das articula����es j�� foi considerado em diversos trabalhos, principalmente em Rob��tica e Anima����o. Entretanto, esses trabalhos n��o levaram em conta fidelidade anat��mica com profundidade suficiente para que pudessem ser utilizados em aplicações de Medicina. O principal objetivo deste trabalho, portanto, �� a cria����o de uma estrat��gia de representa����o de articula����es embasada em caracter��sticas anat��micas para modelagem de esqueletos humanos virtuais. Um estudo da anatomia do esqueleto humano �� apresentado, destacando os tipos de articula����es humanas e aspectos do seu movimento. Tamb��m �� apresentado um estudo dos modelos de articula����es encontrados na literatura de Computa����o Gr��fica, e s��o comentados alguns sistemas de software comercial que implementam corpos articulados. Com base nesses dois estudos, procurou-se identificar as defici��ncias dos modelos existentes em termos de fidelidade anat��mica e, a partir disso, propor uma estrat��gia de representa����o para articula����es humanas que permitisse a constru����o de corpos humanos virtuais anatomicamente real��sticos. O modelo de articula����es proposto foi projetado com o aux��lio de t��cnicas de projeto orientado a objetos e implementado no ��mbito do projeto Virtual Patients. Usando as classes do modelo, foi constru��do um simulador de movimentos, que recebe a descri����o de um corpo articulado atrav��s de um arquivo em formato XML e apresenta uma anima����o desse corpo. A descri����o do movimento tamb��m �� especificada no mesmo arquivo. Esse simulador foi utilizado para gerar resultados para verificar a corre����o e fidelidade do modelo articular. Para isso, um joelho virtual foi constru��do, seus movimentos foram simulados e comparados com outros joelhos: o modelo de outro simulador, um modelo pl��stico anat��mico e o joelho real.