A intolerância gástrica em recém-nascidos prematuros constitui um grande desafio no cuidado neonatal, levando ao uso prolongado de nutrição parenteral e cateteres venosos centrais, aumentando a taxa de infecções neonatais graves e o tempo internação hospitalar dessas crianças. O atraso na maturação da função motora é apontado com o fator determinante da intolerância alimentar dessa faixa etária e a presença de resíduos gástricos a sua principal manifestação clínica. Estudos em adultos mostraram que a velocidade de esvaziamento gástrico é volume dependente, mas em recém-nascidos prematuros este fator não foi adequadamente estudado. O objetivo desse estudo foi avaliar a correlação entre velocidade de esvaziamento gástrico e volume gástrico (em recém-nascidos humanos e ratos), avaliar a influência de fatores pré, peri e pós-natais no esvaziamento gástrico (em recém-nascidos humanos) e estudar os mecanismos fisiológicos que poderiam explicar o efeito do volume na velocidade de esvaziamento gástrico (em ratos). No estudo em humanos, foi realizada a medida da velocidade de esvaziamento gástrico de 20 crianças com idade gestacional entre 28 e 32 semanas através de ultrassonografia, realizada antes e depois da infusão da dieta por sonda orogástrica no primeiro mês de vida. No estudo animal, foi avaliada a velocidade de esvaziamento gástrico de 89 ratos com idade entre 1 e 21 dias através em diferentes tempos de separação materna. Em ambos estudos foi utilizado método de ultrassonografia para estimativa dos valores de esvaziamento gástrico. No modelo animal foram realizadas também medidas de força de contração muscular para diferentes graus de estiramento da parede gástrica. A velocidade de esvaziamento gástrico mostrou correlação importante com o volume gástrico em humanos ((R2 = 0,66 p<0,01) e em ratos (R2 = 0,43 p<0,01) e as crianças com mais de uma semana de vida esvaziam em média 50% do volume oferecido nos primeiros 30 minutos após o término da mamada. As medidas in vitro em ratos mostraram que a contração muscular gástrica induzida por agonista foi diretamente proporcional ao grau do estiramento da parede gástrica e foram mediadas através da via ROCK-2. Em recém-nascidos humanos e ratos o volume gástrico é fator determinante da velocidade de esvaziamento gástrico. Nos ratos, o esvaziamento gástrico não é dependente da idade, mas sim do volume gástrico através da ativação da via ROCK-2, estimulada pelo estiramento da parede gástrica. Em humanos, tipo de leite, uso de ventilação mecânica, tipo de parto, uso de corticosteroide antenatal, uso de antibióticos e/ou antifúngicos, uso de fototerapia não influenciaram a velocidade de esvaziamento gástrico. / Feeding intolerance in preterm infants is a major challenge in neonatal care, leading to a prolonged use of parenteral nutrition and central venous catheters, increasing the rate of severe neonatal infections and the length of hospital stay of these infants. The delay in the maturation of motor function is indicated with the determinant factor of the feeding intolerance of this age group and the presence of gastric residuals its main clinical manifestation. Studies in adults have shown that the rate of gastric emptying is volume dependent. But in preterm infants, this factor has not been adequately addressed. The objective of this study was to evaluate the correlation between gastric emptying rate and gastric volume (in human and rat neonates), to evaluate the influence of pre, peri and postnatal factors on gastric emptying (in human newborns) and to study the physiological mechanisms that could explain the effect of volume on gastric emptying rate (in rats). In the human study, the gastric emptying rate of 20 children with gestational age between 28 and 32 weeks was measured by ultrasonography performed before and after infusion of the diet by gavage in the first month of life. In the animal study, the gastric emptying rate of 89 rats aged 1 to 21 days through at different times of maternal separation was evaluated. In both studies, an ultrasound method was used to estimate gastric emptying values. In the animal model muscle strength measurements were also performed for different degrees of gastric wall stretching. Gastric emptying rate showed a significant correlation with the gastric volume in humans ((R2 = 0.66 p <0.01) and in rats (R2 = 0.43 p <0.01) and in the 30 minutes after feeding 50% of the volume had been emptied. In vitro measurements in rats showed that gastric muscle contraction induced by agonist was directly proportional to the degree of gastric wall stretching and were mediated via upregulation of ROCK-2 activity. In human and rat neonates, the gastric volume is a determinant of gastric emptying rate. In rats, gastric emptying is unrelated to postnatal age but dependent on gastric volume, through the activation of the ROCK-2 pathway, wall strain-induced. In humans, milk type, use of mechanical ventilation, type of delivery, use of antenatal corticosteroids, use of antibiotics and/or antifungals, phototherapy use did not influence gastric emptying rate.

O estudo da distribuição e propagação a luz em tecidos biológicos é importante para diversas aplicações em fototerapias e diagnóstico. Os tecidos biológicos são considerados meios túrbidos, onde existe uma combinação de absorção e espalhamento, e a determinação do comportamento da luz dentro deles tem sido estudado através da aplicação de modelos que tem suas limitações. Então, determinar e manipular a distribuição para entrega da melhor dose de luz é crucial para o sucesso dos tratamentos. Para casos de Terapia Fotodinâmica, em particular, os tratamentos de lesões planas lisas, em grande parte dos casos, são bem sucedidos. Este sucesso deve-se ao fato de que existe uma boa possibilidade de distribuição uniforme da luz dentro do tecido da lesão tratada. Por outro lado, para tumores espessos de superfícies irregulares, a iluminação é dificultada devido à presença de sombras, rachaduras entre outras imperfeições sobre a lesão. Deste modo, a entrega da dose de luz inadequada e a iluminação não homogênea, resultam em regiões de necroses parciais e recidiva. Portanto, é decisivo melhorar o perfil da distribuição dentro do tecido. Neste trabalho avaliamos o acoplamento da luz utilizando um gel posicionado entre a fonte ( &#955= 630 nm) e a superfície de um phantom sólido. O acoplamento do feixe foi melhorado incorporando baixas concentrações de espalhadores ao gel. Imagens do perfil de distribuição da luz foram coletadas e transformadas em matrizes de intensidades, e posteriores curvas de isointensidades. Nossos resultados mostraram uma grande melhora na uniformidade da distribuição. De fato, utilizando um meio acoplador, conseguimos entregar um feixe mais homogêneo promovendo uma melhor iluminação. Esta técnica elimina drásticamente os efeitos da rugosidade da superfície do phantom dentro do volume tratado. Acreditamos que esse trabalho mostra uma possibilidade de melhora na dosimetria para fototerapias. / The light propagation and distribution studies in biological media are importante for several phototherapy and diagmostic aplications. The biological tissues are considered turbida medias, where there is absortion and scattering combination, and determinate the light behavior inside this tissues have been studied by models that has some limitations.Then, to determine and control the light distribution to improve the light dose delivery is important for the treatment successful. For particular cases, such as Photodynamic Therapy (PDT) applied on smooth planar lesions treatments is appropriated, since there is a good possibility of uniform distribution of light within the tissue of the treated lesion. On the other hand, tumors with more thickness may not receive the needed doses of energy to cause its death. For an efficient treatment by photodynamic therapy is required an optimal coupling light inside the lesion tissue. Shadow effects, slits or physical irregularities in the lesion can lead a nonhomogeneous light distribution inside the tissue. The results can be a partial necrosis regions and tumor recurrence. Therefore it is crucial improving the light profile inside the tissue to overcome these problems. In this study, we measured the light profile inside the phantom after the light passing through a gel as coupler. We used a solid phantom as biological tissue model and was used a red laser (&#955 = 630 nm) as light source with an optical fiber to direct illumination. The coupling is controlled by introducing a gel with low concentration of scatters between the fiber and de phantom. Was collected pictures of light profile with a camera and the data were processed with MatLab software. Our results shows a strong improvement in the light distribution when the gel with scatters is positioned between fiber and tissue. In fact, a more homogeneous laser bean is delivered to tissue promoting a better light distribution. This technique eliminates drastically the roughness effect of the phantom surface in the bulk. We believe that this work shows a possibility of dosimetry improvement for phototherapy.

Ao final da década de 1980, pesquisadores da empresa Eastman Kodak anunciaram as propriedades eletroluminescentes de materiais orgânicos não poliméricos. Seguindo essa linha, em 1990, um grupo de pesquisadores ingleses demonstrou propriedades semelhantes para os polímeros, utilizando-os como elementos ativos de dispositivos emissores de luz. Era este o início de uma nova área de pesquisa que tinha interface na eletrônica e nos novos semicondutores poliméricos. Surgiram os chamados polímeros luminescentes - resultado das descobertas das propriedades semicondutoras dos polímeros e copolímeros, blendas e heteroestruturas orgânico-inorgânicas. Os materiais semicondutores poliméricos apresentam diversas vantagens associadas à sua característica de fácil processamento e baixo custo de produção. Podem ser utilizados na forma de filmes finos que têm boas propriedades mecânicas e que permitem a sua utilização em substratos flexíveis. Diversas empresas como Philips, Sony, Pioneer, DuPont, Kodak e Uniax têm investido fortemente em pesquisa e desenvolvimento de dispositivos eletroluminescentes, memórias, sensores de imagem e outros sensores que aproveitam as propriedades dos polímeros semicondutores. A radiação, numa variada faixa de comprimentos de onda, pode afetar as propriedades de alguns desses polímeros semicondutores. A característica de material semicondutor, inerente a esses materiais, pode ser degradada por efeito de foto-oxidação que pode ser estimulado pela exposição à radiação. Surge a possibilidade de desenvolver dispositivos baseados em polímeros semicondutores para uso em detectores de radiação. Este trabalho consiste num estudo de desenvolvimento de dosímetros poliméricos de radiação para a faixa de comprimento de onda entre 400 nm e 500 nm, especificamente usada em ambientes hospitalares no tratamento intensivo de neonatos. Com o objetivo descrito, foi realizado o estudo de substratos adequados para a finalidade desejada, o desenvolvimento de um processo de deposição para os dispositivos de filmes-finos e o estudo da influência da radiação na faixa do ultravioleta-visível (UV-Vis) em suas propriedades. Das diversas técnicas de deposição de filmes finos existentes, foi selecionada para este estudo, a de deposição por jato de tinta (\"inkjet printing\") devido às suas características de simplicidade, potencial custo baixo e, principalmente, o menor nível de perda do polímero a ser depositado, já que a referida técnica permite a deposição de quantidades mínimas do material. Como material ativo foi selecionado um semicondutor polimérico da família dos polifluorenos, devido ao seu relativamente fácil manuseio. Pesquisadores da área, cada vez mais, acreditam que a impressão por jato de tinta seja uma das técnicas de deposição mais promissoras para a produção em grande escala. O objetivo desta pesquisa é contribuir com um novo instrumento a ser usado no monitoramento da irradiação no tratamento fototerápico da hiperbilirrubinemia no ambiente da neonatologia hospitalar. Atualmente os bebês recém-nascidos são tratados com empirismo considerável tendo em conta não haver procedimentos de controle para a dose da irradiação aplicada ao neonato nas incubadora neonatal das maternidades. Os riscos de hiperbilirrubinemia severa do neonato incluem a possibilidade de surdez, de paralisia cerebral ou mesmo de lesão cerebral em casos extremos. A observada Icterícia pode estar ligada à imaturidade do fígado do bebê. A bilirubinemia é muito freqüente em neonatos e precisa ser tratada para a redução dos citados riscos. O tratamento mais comum é a fototerapia com radiação na faixa do UV-próximo/azul. A fototerapia é realizada por várias sessões de muitas horas que dependem do nível de hiperbilirrubinemia no sangue, TBS (Total Bilirrubine Serum) do bebê. A hiperbilirrubinemia é crítica quando seu nível for igual ou maior que 428 micromol/litro ou 25 mg/dL (Referencia - Previsão e prevenção de hiperbilirrubinemia de neonatal extremo, T.B., Newman et al., Arco Pediatr Adolesc Med/Vol 154, Nov. 2000 pp 1140-1147). Além de permitir reduzir o empirismo do tratamento com o uso de um dosímetro para a faixa de radiação em tela, este pode ser usado para avaliar a condição da fonte de radiação específica de luz usada neste tipo de tratamento. O dosímetro proposto, como instrumento adicional para os neonatologistas poderá monitorar as doses de radiação aplicada durante a fototerapia e evitar excessos, reduzindo o tempo no protocolo de tratamento neonatal. / At the end of the 1980s, researchers from Eastman Kodak announced the electroluminescent properties of non-polymeric organic materials. At the beginning of the 1990s, researchers from the UK showed similar properties of organic polymers, using them as active elements in light emitting devices. It was the beginning of a new research area interfacing the electronics and the new polymeric semiconductors. As a result of the findings on the semiconducting properties of polymers and copolymers, blends and organic-inorganic heterostructures, a new class of materials became the research subject of several groups. Polymer semiconductors exhibit several advantages like simple processing and low production cost. They can be utilized as thin-films with good mechanical properties for use in flexible substrates. Several high-tech enterprises like Philips, Sony, Pioneer, DuPont, Kodak and Uniax are investing strongly in the research and development of such materials and devices, including memories, image sensors, light-emmiting devices, among others. Radiation in a very broad range of wavelengths can affect characteristics of some semiconductor polymers. Their inherent semiconducting feature can be degraded by the photo-oxidation effect, activated by radiation exposition. This suggests the possibility of the development of semiconductor polymer based radiation sensing devices. This work deals with a study of radiation dosimeters for the wavelength range of 400 nm to 500 nm, specifically important at the maternity hospitals in the therapy of newborn babies. To cope with this objective, the study of adequate substrates, development of suitable deposition process for the thin-film devices and study of its properties changes with radiation in the ultraviolet-visible (UV-Vis) range was done. From the different thin-film deposition techniques, the inkjet deposition technique was selected for this study thanks to its production simplicity, potential low cost an, mainly, because it permits the deposition of minute amounts of material, leading to very little material losses. As the active material a polymeric semiconductor of the fluorene family was selected thanks to its easy processing. Researchers of this area, more and more, believe that the Inkjet Printing is one of the very promising deposition techniques for mass production of those devices. The aim of this research is to offer a new tool to be used in the monitor of the irradiation in the phototherapy for severe hyperbilirubinemia of newborn babies. In most cases newborn babies are treated with a considerably empiric protocol considering the inexistence of procedures to control the radiation doses in the treatments. The risks of extreme neonatal hyperbilirubinemia include possibility of deafness, cerebral palsy or brain damage in extreme cases. Jaundice may be due to the immaturity of baby\'s liver. Bilirubinemia is most frequent in newborn and must be treated to reduce such risks. The most common treatment is phototherapy with nearUV-blue radiation. Phototherapy is accomplished by several sessions of many hours depending on the Total Bilirubin Serum (TBS) found in the baby blood. Hyperbilirubinemia is very dangerous to the near-term newborn when its level is equal or greater than 428 micromol/liter or 25 mg/dL (Reference Prediction and prevention of extreme neonatal hyperbilirubinemia, T.B., Newman et al., Arch Pediatr Adolesc Med/Vol 154, Nov. 2000 pp 1140-1147). Besides reducing the empiric treatments based on the nearUV-blue radiation, the use of a sensor can be important to evaluate the condition of the specific type of lamp used in the treatments. The proposed dosimeter can be an additional instrument for the neonatologists to be used in the determination of the phototherapy radiation dose, thus reducing, in the medical protocol, the jaundice treatment time.

De acordo com o manejo tradicionalmente empregado na pecuária leiteira, a descorna de bezerros é um procedimento rotineiro e de destaque na atividade. Tal procedimento é normalmente realizado por meio da cauterização térmica e apresenta-se, portanto, como um dos principais fatores da ocorrência de queimaduras em bezerros. O tratamento das lesões baseia-se na aplicação tópica de substâncias cicatrizantes, antimicrobianas e repelentes, sendo que, na Medicina Veterinária, o elemento mais utilizado e presente em produtos tópicos comerciais com finalidade de melhorar o tempo de cicatrização é o óxido de zinco. Como alternativa ao uso de antibióticos e melhora da cicatrização de feridas, a fototerapia de baixa intensidade bem como a terapia fotodinâmica se apresentam como opções terapêuticas no tratamento para reparação tecidual e contra infecções locais em feridas por queimaduras. O objetivo deste estudo foi avaliar os resultados do emprego da fototerapia no tratamento de lesões de queimaduras induzidas por meio da descorna cauterizante em bezerros, caracterizando a evolução macroscópica e histológica da cicatrização das lesões e a recuperação clínica do animal quando comparada com o tratamento tradicional preconizado com pomada à base de óxido de zinco. Desta forma, foram utilizados 30 bezerros, divididos em cinco grupos avaliados: G1 - grupo controle; G2- grupo laser vermelho (LV), &lambda;&#61;660nm/20s de irradiação (70J/cm2); G3 - laser infravermelho (IV), &lambda;=810nm/20s de irradiação (70J/cm2); G3 - LED vermelho (LED), &lambda;=660nm/40s de irradiação (10,8J/cm2) e G4 grupo terapia fotodinâmica (PDT), azul de metileno a 0,01% associado ao LED vermelho, &lambda;=660nm/40s de irradiação (10,8J/cm2). Os resultados demonstraram que não houve diferença estatística entre os grupos quanto ao tempo de regressão das lesões bem como quanto à deposição de colágeno tipo III. Pode-se concluir que as fototerapias, nos parâmetros de irradiação propostos, mostraram-se tão eficazes quanto à aplicação de unguento com óxido de zinco na cicatrização de queimaduras em bezerros / According to the traditionally management used in dairy cattle, disbudding calves is a highly important routine procedure. Disbudding is usually performed by heat cauterization and presents itself as the main factor that leads to burns injuries in calves. The treatment of the lesions is based on the topical application of antimicrobial and repellents healing products, and in Veterinary Medicine, the most frequent used and present in commercial products, in order to improve the healing time, is zinc oxide. As an alternative to antibiotics and to improve wound healing, low level phototherapy and photodynamic therapy are presented as therapeutic options for tissue repair and against local infections in burn wounds. The aim of this study was to evaluate the results of phototherapy in the treatment of burn injuries induced by disbudding in calves, by macroscopic and histological features of the lesions, and the clinical recovery of the animals, and to compare with the traditional treatment with zinc oxide ointment. Thus, 30 calves were divided into five study groups: G1 control; G2 - red laser (RL), &lambda; = 660 nm / 20 seconds of irradiation (70J / cm2), G3 - infrared laser (IR), &lambda; = 810nm / 20 seconds of irradiation (70J / cm2); G4 - red LED (LED), &lambda; = 660 nm / 40 seconds of irradiation (10,8J / cm2) and G5 - photodynamic therapy (PDT), methylene blue 0.01% associated with the red LED &lambda; = 660 nm / 40 seconds of irradiation ( 10,8J / cm2). The results showed no statistical differences among the groups according to wound healing time, and to the type III collagen deposition. It was possible to conclude that phototherapies, in the proposed irradiation parameters, were efficient as zinc oxide ointment in the burn wound healing in calves

Desde seu desenvolvimento na década de 60, a fototerapia têm sido utilizada no tratamento de diversas condições patológicas, havendo um considerável corpo de evidências acerca de sua ação regenerativa, analgésica e anti-inflamatória. Tais efeitos terapêuticos podem ser explicados pela capacidade que a energia luminosa possui de ser absorvida pelos tecidos e estimular ou inibir processos intracelulares. Estudos recentes têm apresentado resultados promissores desta terapia também sobre a redução da fadiga e do dano muscular induzido pelo exercício. A fadiga muscular é um fenômeno multifacetado caracterizado por uma progressiva redução da capacidade de produção de força do músculo. O dano muscular, causado principalmente pelas ações excêntricas do exercício, é caracterizado pela desorganização da estrutura microscópica do músculo e redução da capacidade contrátil deste tecido. Assim, o objetivo do presente trabalho foi verificar o efeito da fototerapia aplicada imediatamente antes do exercício sobre: (1) a fadiga muscular de extensores de joelho submetidos a exercício isocinético concêntrico; (2) o dano muscular de extensores de joelho submetidos a exercício isocinético excêntrico. No primeiro estudo, 17 homens saudáveis e fisicamente ativos participaram de um desenho experimental cruzado no qual foram submetidos a 30 repetições concêntricas máximas de flexo-extensão do joelho, precedidas de tratamento com fototerapia ou placebo. A fototerapia foi aplicada através de um equipamento de light emitting diodes therapy (LEDT) composto por 35 diodos infravermelhos de 850 nm e 34 diodos vermelhos de 660 nm. O tratamento foi realizado em três pontos do quadríceps com aplicação de uma dose total de 125,1 J. Mensurações da função muscular dos extensores de joelho foram realizadas antes e imediatamente após o exercício através de contrações voluntárias máximas (CVM) de extensores de joelho a 60º de flexão da articulação. Como resultado, observou-se que os voluntários apresentaram um decréscimo de torque significativamente menor quando tratados com fototerapia em comparação ao tratamento placebo. No segundo estudo, 36 homens saudáveis e fisicamente ativos foram randomizados em grupo fototerapia (n=18) e grupo placebo (n=18), e submetidos a cinco séries de 15 contrações excêntricas máximas de extensores de joelho. Avaliações de dor muscular e níveis séricos das enzimas lactato desidrogenase (LDH) e creatina kinase (CK) foram mensuradas pré-exercício, 24 e 48 horas pós-exercício. Avaliações da função muscular (CVM de extensores de joelho) foram realizadas pré-exercício, imediatamente após, 24 e 48 horas após o exercício. Um equipamento de low level laser therapy (LLLT) composto por cinco diodos infravermelhos de 810 nm foi utilizado para aplicar o tratamento em seis pontos do quadríceps e transmitir uma dose total de 180 J. Como resultado, observou-se que o grupo fototerapia apresentou: (1) menores incrementos de LDH 48 horas após o exercício; (2) menores incrementos de CK 24 e 48 horas após o exercício; e (3) menor decréscimo do torque de extensores de joelho imediatamente após, 24 e 48 horas após o exercício, em comparação ao grupo placebo. Os achados destes estudos permitem concluir que o tratamento com fototerapia foi capaz de atenuar os efeitos da fadiga e do dano muscular induzidos por exercício em dinamômetro isocinético. / Since its development in the 60’s, phototherapy has been used in the treatment of several pathological conditions, with a considerable body of evidence with respect to its regenerative, analgesic and anti-inflammatory action. These therapeutic effects may be explained by the capacity that the light energy has of being absorbed by soft tissues and stimulate or inhibit intracellular processes. Recent studies have also shown promising results regarding the reduction of muscle fatigue and exercise induced muscle damage. Muscle fatigue is a multifaceted phenomenon characterized by a progressive reduction in muscle force production capacity. Muscle damage, mainly caused by eccentric exercise, is characterized by the microscopic disorganization of muscle structure and reduction of the contractile capacity of this tissue. Thus, the purpose of this study was to verify the effect of phototherapy applied immediately before exercise on: (1) knee extensors muscle fatigue after isokinetic concentric exercise; (2) knee extensor muscle damage after isokinetic eccentric exercise. In the first study 17 healthy and physically active male subjects participated of a cross-over design trial. Subjects were subjected to 30 maximal concentric repetitions of knee flexion-extension, preceded by placebo or phototherapy treatment. Phototherapy was applied with a light emitting diodes therapy (LEDT) equipment composed by 35 infrared diodes of 850 nm wavelength and 34 red diodes of 660 nm. Treatment was applied in three different points of the quadriceps muscle with a total dose of 125.1 J. Measurements of knee extensor muscle function were obtained before and immediately after exercise by maximal voluntary contractions (MVC) at a knee angle of 60º of joint flexion. Subjects showed a significant smaller decrease in torque when treated with phototherapy compared to placebo treatment. On the second study, 36 healthy and physically active male subjects were randomized into a phototherapy (n=18) and a placebo (n=18) group, and subjected to five series of 15 maximal knee extensor eccentric contractions. Measurements of pain and serum levels of lactate dehydrogenase (LDH) and creatine kinase (CK) enzymes were obtained pre-exercise, 24 and 48 hours postexercise. Evaluations of muscle function (knee extensor MVC) were obtained preexercise, immediately after, and 24 and 48 hours after exercise. A low level laser therapy (LLLT) equipment composed by five infrared diodes of 810 nm wavelength was used to apply the treatment on six different points of the quadriceps muscle with a total dose of 180 J. The phototherapy group showed: (1) smaller increments of LDH 48 hours after exercise; (2) smaller increments of CK 24 and 48 hours after exercise; and (3) smaller decrease on knee extensor torque immediately after, 24 and 48 hours after exercise compared to the placebo group. These findings allow us to conclude that the phototherapy treatment was able to attenuate the effects of fatigue and muscle damage induced by isokinetic exercise.

A análise das variáveis associadas à fadiga muscular durante protocolos de ciclismo até a exaustão (incremental e carga constante), ou mesmo simulados (contrarrelógio), e suas implicações em parâmetros cinéticos e cinemáticos, têm sido descritas na literatura em modelos experimentais. Alterações encontradas nas articulações do quadril, joelho e tornozelo, associadas a mudanças no direcionamento das forças aplicadas ao pedal (melhora da técnica de pedalada) durante testes de ciclismo incrementais e/ou constantes, parecem estar relacionados a estratégias musculares intrínsecas para manutenção do trabalho e postergar os efeitos da fadiga. Entretanto, evidências suportam que a aplicação de Laserterapia de Baixa Potência (LBP) reduz os efeitos da fadiga muscular sobre o desempenho, principalmente em modalidades esportivas com um grande componente aeróbico, tal como o ciclismo. Entretanto, ainda não está claro na literatura qual a dosagem ideal de LBP a ser utilizada nessas atividades. Portanto, o objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes dosagens de LBP sobre o desempenho em teste de tempo de exaustão em ciclistas. Além disso, foi analisado os efeitos do LBP sobre o conteúdo de frequências dos sinais de EMG e a cinética de VO2 durante os testes de exaustão. Vinte ciclistas competitivos do sexo masculino participaram de um estudo, randomizado, duplocego e placebo-controlado. Os atletas realizaram teste incremental de ciclismo até a exaustão (dia 1) para determinar o consumo máximo de oxigênio (VO2MÁX) e a potência máxima (POMÁX), seguido de outros quatro testes até a exaustão (dias 2 a 5) na POMÁX do teste incremental. Antes de cada teste de exaustão, diferentes dosagens de LBP (3, 6 e 9 J/diodo, ou 135, 270 e 405 J/coxa, respectivamente) ou placebo. Aumento do desempenho nos testes de exaustão foi observado com a LBP-3J (~22 s; p < 0,01), LBP-6J (~13 s; p = 0,03) e LBP- 9J (~13 s; p = 0,02), comparado com o placebo (149 ± 23 s). Embora LBP-6J e LBP-9J não aumentaram a ativação muscular em comparação com o placebo, a LBP-3J, aumentou a ativação das bandas de alta frequência em comparação com o placebo no final do teste de exaustão, em ambos os membros inferiores (p ≤ 0,03). Os resultados na cinética de VO2, resultaram e redução do constante de tempo (Tau) e déficit de O2 com a aplicação de LBP comparado ao placebo (p < 0,05). Não foram encontradas diferenças (p > 0,05) entre as condições experimentais para amplitude de VO2 e tempo de atraso do VO2. Em conclusão, nosso estudo demonstrou que a fototerapia pode ser um agente ergogênico eficaz para aumentar o desempenho de ciclistas (independente da dose utilizada), e isto se deve ao aumento da ativação das bandas de alta frequência (LBP-3J), bem como da redução do Tau e déficit de O2 (LBP-3 6 e 9J), durante testes máximos de ciclismo até a exaustão. / The analysis of muscle fatigue variables during cycling protocols to exhaustion (incremental and constant load) or simulated (time trial), and its implications on kinetic and kinematic parameters, has been described in the literature for experimental models. Changes in hip, knee and ankle joints (such as increased range of motion and reduced ankle contribution to the total joint torque), associated with changes in the direction of the forces applied to the pedal (improved pedaling technique) during cycling tests, seems to be related to strategies for maintaining muscle work in order to postpone fatigue effects. However, evidences supports that application of low-level laser therapy (LLLT) minimizes fatigue effects on muscle performance. However, the ideal LLLT dosage to improve athletes’ performance during sports activities, such as cycling, is still unclear. Therefore, the goal of this study was to investigate the effects of different LLLT dosages on cyclists’ performance during a time-to-exhaustion test. In addition, we looked at the effects of LLLT on the frequency content of the EMG signals and kinetics of VO2 to assess fatigue mechanisms. Twenty male competitive cyclists participated in a crossover, randomized, double-blind and placebo controlled trial. They performed an incremental cycling test to exhaustion (day 1) determine maximal oxygen output (VO2MAX) and maximal power output (POMAX) followed by four time-to-exhaustion tests (days 2 to 5) at their individual POMAX. Before each time to exhaustion test, different LLLT dosages (3, 6 and 9 J/diode; or 135, 270 and 405 J/thigh, respectively) or placebo were applied at the quadriceps muscle bilaterally. Power output and muscle activation from both lower limbs were acquired throughout the tests. Increased performance at the exhaustion tests was observed with the LLLT-3J (~22 s; p < 0.01), LLLT-6J (~13 s; p = 0.03) and LLLT-9J (~13 s; p = 0.02) compared to placebo (149 ± 23 s). Although LLLT-6J and LLLT-9J did not show significant differences in muscle activation compared to placebo, LLLT-3J led to an increased high frequency content compared to placebo in both limbs at the end of the exhaustion test (p ≤ 0.03). The results in kinetics VO2, resulting in reduction of time constant (Tau) and deficit O2 with LLLT applications compared to the placebo condition (p < 0.05). No differences (p > 0.05) were found between the experimental conditions for VO2 amplitude and VO2 delay time. In conclusion, this study has shown that the phototherapy can be an effective ergogenic agent to increase cycling performance (regardless of the dose used), and this is due to increased activation of the high frequency bands (LLLT-3J) as well as the reduction of Tau and deficit of O2 (LLLT-3, 6 and 9J), during maximum cycling exhaustion test.

A acne é a mais comum doença de pele encontrada pelos dermatologistas, representando cerca de 30% das consultas, onde esta é considerada crônica, pois apresenta alto grau de recidiva podendo acometer 50% da população na vida adulta. Diversos estudos evidenciam bons resultados para tratamento da acne através de fototerapias, entretanto, alguns trabalhos enfatizam que esta modalidade terapêutica é ainda recente e que estudos adicionais e mais detalhados devam ser realizados. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é o estudo da viabilidade de um protótipo integrado para o diagnóstico e tratamento da acne por técnicas ópticas, visando o desenvolvimento de um equipamento para diagnóstico por imagens de fluorescência e um sistema de tratamento por fototerapia para a eliminação das bactérias causadoras da acne, assim, propondo novas soluções para o diagnóstico e tratamento da acne. Para isso foi realizado o desenvolvimento do protótipo-v1 que é constituído pelo sistema de diagnóstico por imagens de fluorescência composto por 01 LED violeta em 405 nm para excitação das amostras (80 mW/cm2), um sistema de filtros e lentes para formação das imagens de fluorescência e uma câmera para a captura das imagens. O sistema de tratamento é composto por 01 LED UV em 405 nm que proporciona uma intensidade de irradiação de 150 mW/cm2 com um diâmetro de 40 mm. Para validação do protótipo-v1 foram realizados seis experimentos distintos, sendo: 1 &#8211; Avaliou-se as configurações iniciais do protótipo eram adequadas para a visualização de bactérias presentes no rosto, foram adquiridas imagens de fluorescência na região do nariz; 2 &#8211; Avaliou-se a detecção de bactérias presentes em quatro diferentes regiões da face; 3 &#8211; Avaliou-se somente com uma lavagem simples é possível fazer a remoção e eliminação das bactérias presentes no rosto; 4 &#8211; Avaliou-se a detecção da presença de bactérias no couro cabeludo que são possíveis causadoras de caspa e se ocorre uma maior formação de bactérias no couro cabeludo ao longo do tempo. 5 &#8211; Avaliou-se in vivo, em um voluntário, o sistema de diagnóstico e tratamento da acne do protótipo-v1; 6 &#8211; Avaliou-se in vitro e in vivo, 40 voluntários, o sistema de diagnóstico e tratamento da acne do protótipo-v1. Como resultado foi possível realizar a detecção da bactéria P. acnes e fazer uma análise de sua presença, formação e declínio em seis experimentos, através de processamento de imagens e análises comparativas. Sendo que no experimento 1 a 4 avaliou-se a qualidade e as configurações do equipamento de diagnóstico por fluorescência e os experimento 5 e 6 avaliaram tanto o sistema de diagnóstico como o sistema de tratamento. Assim, através destes experimentos realizados foi possível demostrar uma viabilidade da utilização do protótipo-v1 como sistema de diagnóstico e tratamento da acne, demonstrando que é possível se realizar o monitoramento das bactérias causadoras da acne através das imagens de fluorescência e o tratamento da acne utilizando técnicas ópticas. / Acne is the most common skin disease found by dermatologists, representing about 30% of the consultations, where it is considered chronic, because has a high degree of recurrence and can affect 50% of the population in adult life. Several studies have shown good results for treatment of acne via phototherapy, however, some studies emphasize that this type of treatment is still new and additional and more detailed studies should be conducted.In this context, the aim of this work is the viability study of an integrated prototype for acne diagnosis and treatment by optical techniques, aiming at the development of a system for diagnosis by fluorescence imaging and phototherapy for treatment and elimination of bacteria that cause the acne, therefore offering new solutions for the acne diagnosis and treatment. For this, the prototype v1 was developed, which is constituted for diagnostic system by fluorescence image composed of one violet LED at 405 nm for excitation of the samples (80 mW / cm2), a system of filters and lenses for the formation images of fluorescence and a CCD camera to capture the images. The treatment system is composed of one violet LED at 405 nm which provides an irradiation intensity of 150 mW/cm2 with a diameter of 40 mm. For validation of prototype v1 were conducted six different experiments, as follows: 1 - Were evaluated initial prototype settings for the visualization of bacteria in the face for that, were acquired fluorescence images in the nose; 2 - Were evaluated detection of bacteria in four different regions of the face; 3 - Was evaluated only with simple washing can make removal and elimination of bacteria from the face; 4 - Was evaluated detecting the presence of bacteria on the scalp which are possible cause of dandruff and there is a greater formation of bacteria in the scalp along of the time; 5 - Was evaluated in vivo, in a voluntary, the prototype of the system of diagnosis and treatment of acne; 6 - Was evaluated in vitro and in vivo, 40 volunteers, the prototype of the system of diagnosis and treatment of acne. As a result, was possible to detect the P. acnes bacteria and do an analysis of their presence, formation and decline in six experiments, through image processing and comparative analysis. Where in experiment 1 to 4 was evaluated the quality and configurations of diagnostic fluorescence prototype and 5 to 6 experiments evaluating both the diagnostic and treatment system. Thus, through these experiments it was possible to demonstrate the viability of using one prototype v1 as diagnostic system and acne treatment, demonstrating that it is possible to perform the monitoring of acne causing bacteria via fluorescence imaging and treatment of acne using optical techniques.

Fenômenos ondulatórios têm sido muito utilizados na área médica e muitos equipamentos médicos que se baseiam nesses fenômenos são concebidos tanto para fins terapêuticos como para fins de diagnóstico. Equipamentos de micro-ondas para terapia, equipamentos de ondas-curtas para terapia, equipamentos de terapia a LASER, equipamentos de ultra-som para terapia e diagnóstico e equipamentos de fototerapia são exemplo de produtos médicos que utilizam fenômenos ondulatórios. A certificação de tais produtos é compulsória para que estes possam ser comercializados no Brasil e a série de Normas Técnicas ABNT NBR IEC 60601 contém as prescrições de segurança e desempenho essencial que tais equipamentos médicos precisam atender. Uma importante fase do processo de certificação dos equipamentos médicos é a etapa de verificação de conformidade realizada em Laboratórios de Ensaios acreditados pelo INMETRO. A presente pesquisa apresenta uma descrição das aplicações comumente utilizadas dos fenômenos ondulatórios em terapia e diagnóstico na área médica, descrevendo-se também quais são os limites considerados seguros para a exposição do paciente aos campos eletromagnéticos e acústicos, bem como os limites de exposições indesejadas para pessoas próximas ao equipamento médico. São descritos os métodos de medição normalmente utilizados para se mensurar os fenômenos ondulatórios e os processos de medição adotados nesta pesquisa utilizando alguns desses métodos, bem como são apresentados os resultados da seleção de instrumentos de medição que foram adquiridos para realização dos ensaios prescritos nas Normas Técnicas da série NBR IEC 60601. Também são apresentados os resultados obtidos após a realização de medições em equipamentos eletromédicos comerciais, usados para validar os procedimentos de ensaios e que foram elaborados utilizando os instrumentos de medição adquiridos. Esta pesquisa certamente poderá ser utilizada como referência para os Laboratórios de Ensaios congêneres que tenham interesse em obter a capacitação técnica e de infra-estrutura para a realização dos ensaios abordados, bem como pelas empresas que produzem equipamentos médicos baseados em fenômenos ondulatórios para aprimorarem seus produtos. / Wave phenomena have been widely used in medicine and many medical devices that use these phenomena are designed both for therapeutical and diagnosis purposes. Microwave equipment for therapy, short-wave equipment for therapy, LASER equipment for therapy, ultrasound equipment for therapy and for diagnosis and phototherapy equipment are examples of medical products that use wave phenomena. The certification of these products is compulsory for them to be marketed in Brazil and the Technical Standards ABNT NBR IEC 60601 series contains the prescriptions of safety and essential performance that medical equipment must meet. An important stage in the certification of medical equipment is the verification of compliance tests performed in Test Laboratories accredited by INMETRO. This research provides a description of commonly used applications of wave phenomena in therapy and diagnosis in the medical field, describing also the limits considered safe for the patient\'s exposure to electromagnetic fields and acoustic as well as the limits for unwanted exposure to people close to medical equipment. It also describes the methods of measurement commonly used to measure the wave phenomena, presents measurement processes that were created using some of these methods and presents the results of the research and selection of measurement instruments that were acquired for the tests prescribed by the Technical Standards NBR IEC 60601 series. It also presents the results of the measurements carried out of commercial eletromedical equipments used to validate the testing procedures that were developed using the measurement instruments acquired. This research could certainly be used as reference for Testing Laboratories that have similar interests in obtaining a technical competence and infrastructure for the tests discussed, as well as companies that produce medical equipment based on the wave phenomena in order to improve their products.

Esta tese descreve a esfoliação e modificação do grafeno oxidado (GO) na obtenção de grafeno em sua forma reduzida (RGO) para aplicações biomédicas, que envolve sensoriamento e biossensoriamento, além de aplicação em fototerapia. Nas aplicações em sensores, inicialmente o RGO juntamente com o surfactante aniônico Dihexadecilfosfato (DHP), foi utilizado na fabricação de filmes por drop casting em eletrodo de carbono vítreo (CGE), na detecção do hormônio Estradiol. O eletrodo modificado (RGO-DHP/CGE) foi caracterizado por voltametria cíclica e impedância de espectroscopia eletroquímica. Os resultados mostraram uma corrente de pico de oxidação irreversível em 0,6 V. Sob as condições experimentais ideais, usando a voltametria linear, o limite de detecção para este hormônio foi de 7,7 × 10-8 mol L-1. Foram fabricados também dispositivos de efeito de campo (FET) de RGO via porta líquida em eletrodos interdigitados, para a detecção de Cistatina-C, um marcador de doença renal crônica. Os filmes foram fabricados utilizando a técnica de automontagem de interação eletrostática, nos quais, como polieletrólito de carga positiva foi utilizado o RGO modificado via ligação covalente de APTES, e como polieletrólito de carga negativa, o RGO dopado com nitrogênio, através da redução via micro-ondas. Estes dispositivos apresentaram uma sensibilidade de (1,94 &plusmn; 0,29) &Delta;IDS(%)ngmL-1. O LD foi de 0,39 ngmL-1 e a região linear entre 5 ngmL-1 100 ngmL-1, quando utilizados em urina sintética. Avaliamos também o uso de RGO em sistemas de fototerapia, utilizando GO reduzido com NH4OH na presença de L-Glutamina (RGO-Glu), onde observamos um aumento de temperatura localizado quando o material é irradiado por um laser (808 nm). Este sistema apresentou uma boa estabilidade e baixa agregação em dispersão aquosa e em meio de cultura, devido à formação de uma corona proteica. O RGO-Glu mostrou-se mais eficiente para o aquecimento que o RGO sem a modificação, na absorção do laser em 808 nm, com valores de eficiência de conversão de energia de 63% e 50% respectivamente. Estudos utilizando célula HeLa mostram que a internalização do RGO-Glu foi mais eficiente do que o RGO sem a modificação. Estes estudos mostram a versatilidade do grafeno quimicamente esfoliado em aplicações biomédicas quando convenientemente modificado, que pode ser utilizado em diagnóstico e em terapia. / This thesis describes the exfoliation and modification of graphene oxide (GO) to obtain reduced graphene oxide (RGO), for biomedical applications, namely: (bio)sensing for diagnostics and as active material in phototherapy. For (bio)sensing applications, RGO was used in combination with the anionic surfactant Dihexadecylphosphate (DHP) in the fabrication of drop-cast thin films onto carbon glass electrode (CGE), to be used in the detection of the hormone Estradiol. The modified electrode (RGO-DHP/CGE) was characterized by cyclic voltammetry and electrochemical spectroscopy impedance (EIS). The results showed an irreversible oxidation peak current at 0.6 V. Under ideal experimental conditions, and using linear voltammetry, the detection limit obtained for this sensor was 7.7 × 10-8 mol L-1. In the second part of the study, RGO was used in the fabrication of field effect transistors (FETs) via liquid gate, and the devices were applied in the detection of Cystatin-C, a biomarker for chronic renal disease. The films were made using the electrostatic layer-by-layer technique, in which APTES-modified RGO was used as positive polyelectrolyte, whereas nitrogen-doped RGO was used as the negative species. These devices exhibited a sensitivity of (1,94 &plusmn; 0,29) &Delta;IDS(%)ngmL-1, whereas LD was 0,39 ng.mL-1 and the linear region of detection was between 5 ng.mL-1 100 ngmL-1 when used in synthetic urine. The studies on the use of RGO in phototherapy were carried out using NH4OH -reduced GO in the presence of L-Glutamine (RGO-Glu) for subsequent cell internalization and irradiation under an 808 nm lase line to promote hiperthermia. This system showed good stability and low aggregation in aqueous dispersions and culture medium, due to the formation of a protein corona. RGO-Glu was more efficient than the RGO without the modification in the absorption of the laser at 808 nm, resulting in an efficiency of heat generation (energy conversion efficiency) of 63% and 50% respectively. Cytotoxicity studies using HeLa cell lines revealed that the internalization of RGO-Glu was more efficient than RGO without modification. These studies show the versatility of chemically exfoliated graphene oxides for biomedical applications, including diagnosis and therapy.

O estudo da distribuição e propagação a luz em tecidos biológicos é importante para diversas aplicações em fototerapias e diagnóstico. Os tecidos biológicos são considerados meios túrbidos, onde existe uma combinação de absorção e espalhamento, e a determinação do comportamento da luz dentro deles tem sido estudado através da aplicação de modelos que tem suas limitações. Então, determinar e manipular a distribuição para entrega da melhor dose de luz é crucial para o sucesso dos tratamentos. Para casos de Terapia Fotodinâmica, em particular, os tratamentos de lesões planas lisas, em grande parte dos casos, são bem sucedidos. Este sucesso deve-se ao fato de que existe uma boa possibilidade de distribuição uniforme da luz dentro do tecido da lesão tratada. Por outro lado, para tumores espessos de superfícies irregulares, a iluminação é dificultada devido à presença de sombras, rachaduras entre outras imperfeições sobre a lesão. Deste modo, a entrega da dose de luz inadequada e a iluminação não homogênea, resultam em regiões de necroses parciais e recidiva. Portanto, é decisivo melhorar o perfil da distribuição dentro do tecido. Neste trabalho avaliamos o acoplamento da luz utilizando um gel posicionado entre a fonte ( &#955= 630 nm) e a superfície de um phantom sólido. O acoplamento do feixe foi melhorado incorporando baixas concentrações de espalhadores ao gel. Imagens do perfil de distribuição da luz foram coletadas e transformadas em matrizes de intensidades, e posteriores curvas de isointensidades. Nossos resultados mostraram uma grande melhora na uniformidade da distribuição. De fato, utilizando um meio acoplador, conseguimos entregar um feixe mais homogêneo promovendo uma melhor iluminação. Esta técnica elimina drásticamente os efeitos da rugosidade da superfície do phantom dentro do volume tratado. Acreditamos que esse trabalho mostra uma possibilidade de melhora na dosimetria para fototerapias. / The light propagation and distribution studies in biological media are importante for several phototherapy and diagmostic aplications. The biological tissues are considered turbida medias, where there is absortion and scattering combination, and determinate the light behavior inside this tissues have been studied by models that has some limitations.Then, to determine and control the light distribution to improve the light dose delivery is important for the treatment successful. For particular cases, such as Photodynamic Therapy (PDT) applied on smooth planar lesions treatments is appropriated, since there is a good possibility of uniform distribution of light within the tissue of the treated lesion. On the other hand, tumors with more thickness may not receive the needed doses of energy to cause its death. For an efficient treatment by photodynamic therapy is required an optimal coupling light inside the lesion tissue. Shadow effects, slits or physical irregularities in the lesion can lead a nonhomogeneous light distribution inside the tissue. The results can be a partial necrosis regions and tumor recurrence. Therefore it is crucial improving the light profile inside the tissue to overcome these problems. In this study, we measured the light profile inside the phantom after the light passing through a gel as coupler. We used a solid phantom as biological tissue model and was used a red laser (&#955 = 630 nm) as light source with an optical fiber to direct illumination. The coupling is controlled by introducing a gel with low concentration of scatters between the fiber and de phantom. Was collected pictures of light profile with a camera and the data were processed with MatLab software. Our results shows a strong improvement in the light distribution when the gel with scatters is positioned between fiber and tissue. In fact, a more homogeneous laser bean is delivered to tissue promoting a better light distribution. This technique eliminates drastically the roughness effect of the phantom surface in the bulk. We believe that this work shows a possibility of dosimetry improvement for phototherapy.