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[en] EMERGENCY SERVICE OF RESIDENTS AT FAZENDA DA ESPERANÇA: A RETURN TO LIFE EXPERIENCE / [pt] ATENDIMENTO EMERGENCIAL DOS RESIDENTES NA FAZENDA DA ESPERANÇA: UMA EXPERIÊNCIA DE RETORNO À VIDACARLA CRISTINA DE SOUZA DIMARÃES 28 December 2011 (has links)
[pt] A pesquisa se delineia no espaço da Fazenda da Esperança, no Centro
Masculino, situada na cidade de Manaus, que visa cuidar de dependentes de
substâncias psicoativas em formato de comunidade terapêutica. O atendimento
emergencial é desenvolvido pelo serviço do Plantão Psicológico no contexto do
uso abusivo de álcool e/ou drogas e se dispõe proporcionar aqueles que estão em
recuperação, o resgate de sua história, de sua existência, para devolver a
possibilidade de reconstrução e de aprendizagem ao lidarem consigo mesmo e
com os outros à sua volta. O estudo foi elaborado a partir da documentação do
referido Plantão Psicológico, uma vez que todos os atendimentos são registrados,
em fichas de atendimento. A análise desse material foi feita segundo a perspectiva
compreensiva proposta por Amedeo Giorgi, para a apreensão e interpretação da
experiência vivida numa relação dialógica, pelos residentes, nos atendimentos
emergenciais. A partir disso, traçou-se um perfil do residente da Fazenda da
Esperança relativo ao ano de 2009 e desse universo elegeu-se um caso para
estudo. Desta maneira, observou-se que há possibilidades para recuperação do
residente, desde que haja disponibilidade por parte dele de participar da relação
dialógica que se estabelece. A experiência oferece subsídios para o retorno à
sociedade, à família e ao trabalho, devolvendo-lhes os direitos dos quais fora
excluído com o uso indevido de drogas e /ou álcool, resgatando sua cidadania e
abrindo horizontes para a construção de um novo projeto de vida. / [en] The research is outlined within the Fazenda Esperança, in the male center
located in Manaus, aimed at caring for substance-dependent individuals in the
form of therapeutic community. The emergency service is developed by
psycologists on duty service in the context of alcohol abuse and / or drugs and is
willing to provide those in recovery, the recovery of its history, its existence, to
return the possibility of rebuilding and learning in dealing with yourself and
others around you. The study was drawn from the documentation referred to
psycologists on duty, since all calls are recorded in medical records. The analysis
of this material was made according to the comprehensive approach proposed by
Amedeo Giorgi, for the apprehension and interpretation of experience in a
dialogic relationship, by residents in emergency care. From this, drew up a profile
of Fazenda Esperança resident for the year 2009 and that the universe was elected
a case study. Thus, it was observed that there are possibilities for recovery of the
resident, subject to availability on his part to participate in the dialogic
relationship that is established. The experience provides grants to return to
society, family and work, giving them rights which had been excluded with the
misuse of drugs and /or alcohol, recovering their citizenship and opening horizons
for the construction of a new life project.
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[en] THE ESPERANÇA FARM AT AMAZONAS STATE A FORMER RESIDENTE VIEW / [pt] A FAZENDA DA ESPERANÇA DO AMAZONAS E O OLHAR DO EX-RESIDENTEJAQUELINE LOPES MARQUES 03 November 2011 (has links)
[pt] O estudo apresentado pretende identificar as mudanças de comportamento promovidas pela Comunidade Terapêutica Fazenda da Esperança – Centro Masculino, localizado no Amazonas, na reabilitação do uso abusivo de álcool e/ou outras drogas, o mesmo visa contribuir como referência nas discussões acerca do universo do alcoolismo e drogadição no que se refere ao processo de escolha em mudar o estilo de vida, uma vez que na atualidade em muito se observa o crescimento desenfreado do consumo e do tráfico de drogas, assumindo destaque como tema de discussão contínuo na sociedade. Para o alcance desse objetivo, fora desenvolvida escuta e análise, a fim de identificar a percepção dos ex-residentes, compreendida no período de doze meses de internação, sobre o processo de reabilitação na Fazenda da Esperança; bem como identificar os principais avanços e dificuldades encontrados durante o período de reabilitação na Fazenda da Esperança e apreender as expectativas acerca da reinserção dos residentes na sociedade após a experiência na comunidade terapêutica. O delineamento da pesquisa se configura como exploratório de natureza qualitativa. As implicações derivadas do estudo apontam para resultados positivos no que tange à proposta de comunidade terapêutica, contudo, requer maior minucia de análises e produção científica nesse campo, que deve admitir-se por iniciativas de pesquisas que possam adquirir melhor conhecimento acerca da dinâmica institucional e do cenário desenhado pelo uso abusivo de álcool e outras drogas na esfera das comunidades terapêuticas. / [en] The study intends to identify the behavior changes promoted by the therapeutical community intitled Fazenda da Esperança, a male center, located in Amazonas, in the reabilitation of alcohol and/or other drugs abusive use, contributing as a cientific reference in discussions about the alcoholism and other adictions universe regarding the process of chosing to change life style, since that, nowadays, the unbridled growth of drug consunption and traffic can be highly observed, assuming the highlights in society in all its organization. To achive this goal, a process of listening and analisys were developed in order to identify the former residents perception, after they had left the community, in a twelve months residence period, about the reabilitation process in Fazenda da Esperança, identify the main progress and dificulties found during the reabilitation period in Fazenda da Esperança and verify the expectations about the residents reintegration in society after the therapeutical community experience. The research´s design is exploratory and has qualitative nature. The implications founded in the study show positives results regarding the therapeuthical community proposal, however, a bigger cientific production is requierd in this field and they should begin with research initiatives that can provide better knowledge about the community´s institucional dinamics and the abuse use of alcohol and other drugs scenary.
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[en] GENDER AND ASSISTANCE TO FEMALE USERS OF ALCOHOL AND OTHER DRUGS: TREATMENT OR VIOLENCE? / [pt] GÊNERO E ASSISTÊNCIA ÀS USUÁRIAS DE ÁLCOOL E OUTRAS DROGAS: TRATAMENTO OU VIOLÊNCIA?DEBORA DE SOUZA SILVA 13 January 2006 (has links)
[pt] O tratamento de mulheres usuárias de álcool e outras
drogas vem sendo alvo de interesse
de especialistas e pesquisadores de forma mais intensa a
partir dos anos de 1980. Esta
dissertação discute a questão da assistência destas
mulheres em dois centros de tratamento
públicos do Estado do Rio de Janeiro. A análise parte da
categoria gênero e do conceito de
violência de gênero a partir do debate das Ciências
Sociais, uma vez que a tendência
historicamente predominante fundamenta-se numa visão mais
biológica e psicológica.
Objetiva qualificar se há uma especificidade no
atendimento a elas oferecido, como
também estabelecer possíveis relações entre os espaços de
tratamento e a questão da
reprodução da violência de gênero. Numa proposta crítica,
intenciona estimular os
interessados no assunto a questionar as bases da
assistência que vem sendo disponibilizada
a tais mulheres e ainda apontar prováveis caminhos para
uma assistência mais efetiva, que
englobe a singularidade de gênero. / [en] The treatment of female users of alcohol and other drugs
has become a subject of growing
interest of experts and researchers since de 1980s. This
dissertation focuses the issue of the
assistance dedicated to these women in two public
treatment centers in Rio de Janeiro
state. The analysis is based on the notion of gender and
on the concept of gender violence,
extracted from the debate established on Social Sciences -
once the historically
predominant trend rises from a more biological and
psychological vision. Its aim is
qualifying if there is an specificity in the kind of care
those women are offered, as well as
establishing possible relations between treatment places
and the issue of replication of
gender violence. In a critical proposal, it intends to
stimulate those interested in this issue
to question the basis of the assistance offered to those
women an to point out probable
ways to a more effective care, that includes in it gender
singularity.
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[en] DRUG ADDICTION: THEORETICAL PATH IN PSYCHOANALYSIS FIELD / [pt] TOXICOMANIAS: PERCURSO TEÓRICO NO CAMPO DA PSICANÁLISEJULIA NINA PADILHA 07 April 2021 (has links)
[pt] O uso de substâncias psicoativas sempre esteve presente na sociedade (de forma recreativa, terapêutica ou religiosa). A dependência em relação a essas substâncias, por sua vez, tem ocupado cada vez mais espaço na mídia e em discussões político-sociais que buscam entender o fenômeno. Questões culturais, sociais, econômicas, farmacológicas e psíquicas devem ser consideradas quando se propõem teorias e ações de tratamento. Esse trabalho investiga as principais concepções teóricas acerca das toxicomanias no
campo da psicanálise e analisa seus percursos teóricos. Destaca os principais conceitos que embasam as teorias, apura as divergências e convergências e verifica a evolução destas a partir do surgimento de novas perspectivas e da influência do contexto social contemporâneo a elas. Para melhor compreensão do contexto no qual essas teorias foram elaboradas, foi feito um levantamento da história do uso de drogas e do tratamento dos toxicômanos ao longo da história. Em seguida, investigou-se as principais concepções
teóricas no campo da psicanálise através de um mapeamento de obras de autores clássicos e contemporâneos. Destacou-se e analisou-se os principais conceitos-base para as teorias encontradas. Como resultado, identificou-se alguns eixos teóricos, que partem do narcisismo, identificação, destrutividade, compulsão à repetição e relações objetais. Também observou-se variações no estatuto psicopatológico, classificado como sintoma, estrutura, quadro, dentre outros. Por fim, constata-se que, apesar das divergências existentes, o recurso aos tóxicos predomina enquanto uma tentativa de remediar uma angústia, ainda que tenha consequências nocivas. / [en] The use of psychoactive substances has always been present in society (in a recreational, therapeutic or religious way). The addiction to these substances, in turn, has been more and more present in the media and in political-social discussions that try to understand the phenomenon. Cultural, social, economic, pharmacological and psychological aspects must be considered when theories and treatment actions are proposed. This work investigates the main theoretical conceptions about drug addictions in the
psychoanalysis field. It also analyzes their theoretical paths. It highlights the main concepts that underlie the theories, refines divergences and convergences, verifies their evolution from the emergence of new perspectives and verifies the influence of the social context to them. In order to understand the context in which these theories were elaborated, a survey of the history of drug use and treatment of drug addicts was made throughout history. Moreover, the main theoretical concepts in psychoanalysis were investigated through a bibliographical analysis of works in both classic and contemporary authors. The main basic concepts for the theories found were highlighted and analyzed. As a result, some theoretical biases were identified, from narcissism, identification, destructiveness, repetition compulsion and object relations, for instance. There were also variations in psychopathological status, classified as symptom, structure, condition, among others. Finally, it was noted that despite the disagreements, the use of toxic
substances predominates as an attempt to relieve anguish, even if the psychotropic medication has harmful consequences.
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[en] DISSOLUTION OF GASOLINE IN PRESENCE OF WATER AND ETHANOL / [pt] DISSOLUÇÃO DE GASOLINA EM PRESENÇA DE ÁGUA E ETANOLKLITIA VALESKA BICALHO 26 November 2001 (has links)
[pt] Muitos contaminantes orgânicos, incluindo derivados do
petróleo, como por exemplo a gasolina, têm baixa
solubilidade em água e migram na subsuperfície como uma
fase separada da água sendo referidos como NAPLs (non
aqueous liquid phases). Em seu processo de migração na
subsuperficie os NAPLs deixam para trás segmentos de
líquidos disconectados na forma de gânglios ou lentes que
constituem a fase residual do contaminante. A presença
do contaminante residual constitui-se numa das maiores
dificuldades para a implementação de uma técnica adequada
de limpeza ou recuperação de locais contaminados, uma vez
que tais contaminantes representam uma fonte lenta e
continua de contaminação de solos e água subterrânea,
especialmente por sua dissolução na água.
Nesta tese, estudou-se o efeito do etanol na dissolução de
gasolina residual. Tal estudo foi motivado pela necessidade
de se obter um melhor entendimento de um cenário de
contaminação envolvendo gasolina e etanol uma vez que
gasolina com 20 por cento de etanol em sua constituição e etanol
puro estão sendo utilizados como combustível, no Brasil,
nos últimos 20 anos. O uso de aditivos oxigenados à
gasolina, tais como álcoois, objetiva aumentar o
desempenho do motor dos automóveis bem como diminuir a
emissão de CO2 destes para a atmosfera e este uso vem
aumentando em muitos países. Experimentos tipo equilíbrio
em lote e experimentos de coluna foram realizados para
investigar efeitos do etanol na solubilidade de
constituintes da gasolina e no coeficiente de transferência
de massa da gasolina para fase aquosa. Colunas de solo
arenoso com gasolina em saturação residual foram percoladas
por soluções aquosas com diferentes teores de etanol.
Os resultados das concentrações efluentes de contaminante
ao longo do tempo, obtidas destes ensaios, foram
interpretados segundo o modelo de dissolução proposto por
Frind et al. (1997), modificado nesta tese para considerar
os efeitos de cosolvência do etanol na solubilidade dos
constituintes da gasolina. Os resultados experimentais
obtidos indicam que um cenário de contaminação envolvendo
etanol e gasolina deverá ser bastante diferente daquele de
contaminação usual de gasolina.Em um cenário de
contaminação envolvendo etanol e gasolina, concentrações
mais altas de contaminantes na água serão esperadas bem
como diferentes constituintes da gasolina, além do
tradicional grupo BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e os
isômeros xilenos) deverão estar presentes na água em
concentrações nocivas ao meio ambiente. / [en] Many organic contaminants, including petroleum products,
such as gasoline, have low aqueous solubilities and migrate
through the subsurface as a separated phase called NAPLs
(non aqueous liquid phases). In its flow path into the
porous media the NAPLs let behind disconnected segments of
organic liquids entrapped as ganglia or lenses that form
the residual phase of the contaminant. The presence of the
residual contaminant has been reported as one of the most
difficulties in the development of an appropriate cleanup
strategy as the residual phase represents a long and
continuum source of contamination of soils and groundwater,
specially by its dissolution into the water.In this thesis
the effect of ethanol on dissolution of residual gasoline
was studied, aiming at a better understanding of a scenario
of groundwater contamination involving gasoline and
ethanol, since 20 percent of ethanol has been added to the
Brazilian gasoline in the last 20 years and also ethanol
has been used as fuel in Brazil in these years. The use of
oxygenated additives into the gasoline, such as alcohols,
has the advantage of improving engine performance and
reducing the air impact pollution by CO2 and its use has
increasing in many countries.Equilibrium batch tests and
column experiments were carried out to investigate the
effect of ethanol on solubility of gasoline constituents
and on the mass transfer coefficient from gasoline to
aqueous phase. The results of the column experiments were
interpreted with a dissolution numerical model proposed by
Frind et al.(1997), modified in this thesis to include
the cosolvent effects of the ethanol on the solubility of
gasoline constituents.In terms of soil and groundwater
contamination related to gasoline spills, chemicals like
benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX group)
have acute toxicity or carcinogenicity, are the most water-
soluble and mobile gasoline components, receiving the
greatest concern. In this work, an enormous enhancement of
gasoline constituents solubility due to ethanol was
observed, and it was also noticed that the mass transfer
coefficient diminished due to ethanol. The highest increase
in solubility were for the less water soluble components.
Therefore, gasoline components, other than BTEX, are
expected in significant concentrations, in a scenario of
contamination involving ethanol and therefore more concern
about this potential threat should be addressed.
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[pt] CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS DE PVA APLICADO A PAVIMENTOS AEROPORTUÁRIOS: PROPRIEDADES MECÂNICAS E DIMENSIONAMENTO / [en] PVA FIBER REINFORCED CONCRETE APPLIED TO AIRPORT PAVEMENTS: MECHANICAL PROPERTIES AND DESIGNFELIPE RODRIGUES DE SOUZA 27 December 2021 (has links)
[pt] O presente trabalho tem como foco a caracterização do concreto reforçado
com fibras de álcool polivinílico (CRFPVA) com diferentes frações volumétricas
para utilização como pavimento aeroportuário. Para isso foram determinados os
parâmetros como resistência residual e tenacidade dos compósitos através de
ensaios de flexão em três pontos definidos pela norma EN 14651 para serem
aplicados no dimensionamento de lajes apoiadas em base elástica, proposto pela
TR-34 e comparar estes resultados ao dimensionamento e a ensaios do pavimento
de concreto de cimento Portland convencional regulamentado pela Federal
Aviation Administration (FAA), através da circular AC150/5320-6F. Também
foram utilizadas fibras de polipropileno, que são amplamente empregadas na
construção de pisos industriais, para comparação com os CRFPVA. Os CRF
apresentaram comportamento deflection softening e, acréscimo de tensões pós
fissuração e tenacidade com o aumento da fração volumétrica de fibras. Ensaios de
flexão cíclicos foram realizados mostrando que para carregamentos de até 70% da
carga de primeira fissura, para corpos de prova não fissurados ou, 70% da carga em
CMOD1 para corpos de prova pré-fissurados, combinados com 100 mil ciclos, há
pouco ou nenhum dano aparente para os CRF. Finalmente, os ensaios estruturais
em lajes sobre apoio elástico apresentaram com a adição de fibras, ganhos de até
2,8 vezes no valor da carga de primeira fissura comparado ao concreto
convencional, além de redução das deformações e da fissuração das lajes,
mostrando o CRF como uma alternativa para a aplicação em pavimentos
aeroportuários. / [en] The present work focuses on the characterization of polyvinyl alcohol fiber
reinforced concrete (PVA-FRC) with different volume content to be applied as
airport pavement. The parameters that characterize the FRC were obtained through
three point bending tests defined by EN 14651 and were applied in the slabs on
ground design as proposed by TR-34. The results were compared to the design and
tests of the plain Portland cement concrete pavement regulated by the Federal
Aviation Administration (FAA) advisory circular AC150/5320-6F. Polypropylene
fiber reinforced concrete (PP-FRC), which are widely used in industrial floor design
and construction, were also tested for comparison. The FRC showed a deflection
softening behavior improving the post-cracking strength and toughness values with
the increase in the fiber content. Cyclic bending tests were performed with noncracked
and pre-cracked specimens with 70 per cent of the first crack load and 70 per cent of the
CMOD1 load respectively for 100k cycles. These tests showed little or no damage
to the FRC samples compared to the monotonic bending tests. Finally, the structural
scale tests on slabs on ground showed that with the fiber addition, the value of the
load at first crack is improved up to 2.8 times compared to the plain concrete slab
and also reduced deflection and displacement are seen, indicating that he PVAFRC,
and also the PP-FRC are suitable to be used as airport pavement.
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[en] LYOPHILIZED MICROFLUIDIC MONODISPERSE MICROBUBBLES AS AN ULTRASOUND CONTRAST AGENT / [pt] MICROBOLHAS MONODISPERSAS MICROFLUÍDICAS LIOFILIZADAS COMO AGENTE DE CONTRASTE DE ULTRASSOM / [fr] MICROBULLES MONODISPERSÉES MICROFLUIDIQUES LYOPHILISÉES COMME AGENT DE CONTRASTE ULTRASONOREPEDRO NIECKELE AZEVEDO 28 March 2023 (has links)
[pt] Nos últimos anos, as vantagens do uso de agentes de contraste de ultrassom
(UCA) com distribuição de tamanho monodisperso foram destacadas. Caracterizadas
por um coeficiente de variação (CV) inferior a 5 por cento, as microbolhas monodispersas
têm o potencial de melhorar a qualidade das imagens de ultrassom (melhorando a
relação sinal/ruído e reduzindo os efeitos de sombra). Também facilita o
monitoramento da freqüência de ressonância das microbolhas, abrindo possibilidades
nas áreas de imagem molecular e medições de pressão não-invasiva. Além disso, as
bolhas monodispersas podem otimizar a entrega de drogas, genes e gases terapêuticos
(por exemplo, sonotrombólise, sonoporação, abertura da barreira hemato-encefálica).
No entanto, até agora, ao contrário das bolhas polidispersas, a liofilização de
populações monodispersas de microbolhas, sem deteriorar sua monodispersividade,
continuam sendo um desafio. Assim, hoje, as bolhas monodispersas não podem ser
armazenadas nem transportadas. Isto representa um gargalo para seu uso em
aplicações clínicas. Tentativas feitas para resolver o problema têm usado solventes
tóxicos, levantando questões regulatórias
O objetivo do presente trabalho foi de desenvolver uma nova técnica de
liofilização para microbolhas monodispersas que não degradassem sua distribuição
de tamanho, ou suas propriedades acústicas, sem o uso de solventes tóxicos. Como
primeira etapa do projeto, foram fabricados dispositivos microfluídicos com
focalização de escoamento (flow-focusing) para produzir microbolhas com
distribuição de tamanho altamente monodispersa (CV menor que 5 por cento). Durante esta etapa, foi
realizada a otimização da formulação das microbolhas e dos materiais crioprotetores.
Foi realizada a caracterização geométrica de duas populações de microbolhas com
diâmetros médios de 40 micrômetros e 5 micrômetros . Com o uso de uma câmera de alta velocidade
acoplada a um microscópio ótico, imagens de todas as etapas do processo de
liofilização das microbolhas foram capturadas e analisadas, visando controlar a
distribuição de tamanho e a taxa de produção das microbolhas. As etapas do processo
de liofilização consistiram na produção, coleta, congelamento, liofilização e
ressuspensão. O desenvolvimento de uma nova técnica de recuperação, onde as
microbolhas eram armazenadas em monocamadas, resultou em uma redução drástica
da interação entre as bolhas durante a liofilização. Desta forma, foi possível preservar
a monodispersão durante o processo de liofilização, resultando em um CV menor que 6 por cento para
a população de microbolhas ressuspensas. Os ensaios de microscópio eletrônico de
varredura ambiental (ESEM) demonstraram uniformidade nas cascas das
microbolhas liofilizadas com uma espessura de parede estimada em 70nm.
Na segunda etapa do projeto, foi realizada uma caracterização da resposta
acústica de retrodifusão das microbolhas liofilizadas em forma de PVA, em
comparação com as microbolhas recém produzidas e as microbolhas polidispersa
SonovueTM disponíveis comercialmente. Primeiramente, a resposta acústica de
retrodifusão das microbolhas foi avaliada em duas configurações diferentes: a célula
centimétrica (recipiente grande - 45mmx10mmx30mm), e o milli-canal (sistema
confinado no qual o líquido está em repouso - 10 mmx35 mmx1 mm). Usando um
transdutor acústico focalizado com frequência de 2,25MHz, as respostas acústicas
das microbolhas, na forma de frequência e amplitude de ressonância fundamental,
antes e depois do processo de liofilização, foram comparadas para a população de
bolhas de 5 micrômetros de diâmetro. Verificou-se que a variação de amplitude e frequência
de ressonância fundamental das bolhas estava dentro da faixa de incerteza
experimental, sugerindo que suas propriedades acústicas foram preservadas.
Observamos também, de acordo com a literatura, que existe uma dependência linear
entre a concentração da população de microbolhas (sem liofilização) e a amplitude
do coeficiente de retrodifusão. Posteriormente, foi feita uma comparação da resposta
de retrodispersão acústica para bolhas monodispersas e polidispersas. Também, de
acordo com a literatura, observamos uma amplitude no sinal de resposta das bolhas
monodispersas de 8 a 10 vezes maior que a das bolhas polidispersas, para a mesma
concentração in vitro. Também foi possível observar a menor incerteza no
monitoramento do pico de ressonância fundamental das bolhas e uma menor largura
de banda para a população de bolhas monodispersas. Finalmente, utilizando a
abordagem de imagens de matriz universal de ultrassom, desenvolvida no Institut
Langevin, a resposta acústica de retrodifusão da população monodispersa liofilizada
e polidispersa foi avaliada em um tecido artificial com impedância acústica similar
ao tecido humano. Os resultados preliminares reforçam os resultados das medições
acústicas de retrodifusão na célula centimétrica e no milicanal, nos quais a população
monodispersa apresentou uma largura de banda significativamente reduzida em
comparação com a ampla largura de banda da população polidispersa.
O presente trabalho apresentou com sucesso uma nova técnica desenvolvida
para liofilizar as microbolhas monodispersas sem degradar suas propriedades
geométricas e acústicas. Assim, propusemos uma nova geração de agentes de
contraste ultrassom na forma de um pó liofilizado estável que pode ser transportado
e armazenado por meses e ressuspenso para uso em aplicações clínicas. / [en] In recent years, the advantages of using ultrasound contrast agents (UCA) with
monodisperse size distribution have been highlighted. Characterized by a coefficient
of variation (CV) lower than 5 percent, monodisperse microbubbles have the potential to
improve the quality of ultrasound images (improving signal-to-noise ratio and
reducing shadowing effects. It also facilitates microbubble resonance frequency
monitoring, opening possibilities in the areas of molecular imaging and non-invasive
pressure measurements. In addition, monodisperse bubbles can optimize the drugs,
genes, and therapeutic gas delivery (e.g. sonotrombolysis, sonoporation, blood-brain
barrier opening).
However, thus far, contrarily to polydisperse bubbles, freeze-drying
monodisperse populations of fresh microbubbles, without deteriorating their
monodispersity, remains a challenge. Thereby, today, monodisperse bubbles can
neither be stored nor transported. This represents a bottleneck for their use in clinical
applications. Attempts made to solve the problem have used toxic solvents, raising
regulatory issues
The objective of the present work was to develop a new freeze-drying
technique for monodisperse microbubbles that did not degrade their size distribution,
or their acoustic properties, without the use of toxic solvents. As the first step of the
project, flow-focusing microfluidic devices were fabricated to produce microbubbles
with highly monodisperse size distribution (CV less than 5 percent). During this step, the
optimization of the microbubble formulation and cryoprotectant materials was
performed. Geometric characterization of two of microbubbles with mean diameters
of 40 Micrometers and 5 Micrometers was performed. With the use of a high-speed camera coupled to
an optical microscope, images of all stages of the freeze-drying process of the
microbubbles were captured and analyzed, aiming to control the size distribution and
production rate of the microbubbles. The steps of the freeze-drying process consisted
of production, collection, freezing, lyophilization, and resuspension. The
development of a new retrieval technique, where the microbubbles were stored in
monolayers, resulted in a drastic reduction of the interaction between the bubbles
during lyophilization. In this way, it was possible to preserve the monodispersity
during the freeze-drying process, resulting in a CV less than 6 percent for the resuspended
microbubble population. Environmental scanning electron microscope (ESEM)
assays demonstrated uniformity in the shells of the freeze-dried microbubbles with
an estimated wall thickness of 70nm.
In the second stage of the project, a characterization of the backscatter acoustic
response of the freeze-dried monodisperse PVA-shelled microbubbles, in
comparison with freshly produced microbubbles, and commercially available
polydisperse microbubbles SonovueTM was conducted. Firstly, the backscatter
acoustic response of the microbubbles was evaluated in two different setups: the
centimetric cell (large container - 45mmx10mmx30mm), and the milli-channel
(confined system in which the liquid is at rest - 10 mmx35 mmx1 mm). Using a
focused acoustic transducer with a frequency of 2.25MHz, the acoustic responses of
the microbubbles, in the form of the fundamental resonance frequency and amplitude,
before and after the freeze-drying process was compared for the bubble population
of 5 Micrometers diameter. It was found that the variation of amplitude and fundamental
resonance frequency of the bubbles were within the experimental uncertainty range,
suggesting that their acoustic properties were preserved. We also observed, in
agreement with the literature, that there is a linear dependence between the
concentration of the microbubble population (without freeze-drying) and the
amplitude of the backscatter coefficient. Subsequently, a comparison of the acoustic
backscatter response was performed for monodisperse and polydisperse bubbles.
Also, in agreement with the literature, we observed an amplitude in the response
signal of the monodispersed bubbles of 8 to 10 times higher than that for the
polydispersed ones, for the same in vitro concentration. It was also possible to
observe the lower uncertainty in monitoring the fundamental resonance peak of the
bubbles and a smaller bandwidth for the monodispersed bubble population. Finally,
using the universal ultrasound matrix imaging approach, developed at Institut
Langevin, the backscatter acoustic response of the freeze-dried monodisperse and
polydisperse population was evaluated in a phantom mimicking tissue. The
preliminary results reinforce the findings from the backscatter acoustic measurements
in the centimetric cell and the milli-channel, in which the monodisperse population
presented a significantly reduced bandwidth in comparison with the wide bandwidth
of the polydisperse population.
The present work successfully presented a new technique developed to freezedry monodisperse microbubbles without degrading their geometrical and acoustic
properties. Thus, we proposed a new generation of ultrasound contrast agents in the
form of a stable freeze-dried powder that can be transported and stored for months
and resuspended for use in clinical applications. / [fr] Ces dernieres années, les avantages de l utilisation d agents de contraste
ultrasonores (ACU) à distribution de taille monodisperse ont été mis en évidence.
Caractérisées par un coefficient de variation (CV) de leur diamètre inférieur à 5 Pour cent,
les microbulles monodisperses ont le potentiel d améliorer la qualité des images
ultrasonores (amélioration du rapport signal/bruit et réduction des effets d ombre).
Elles facilitent également le contrôle de la fréquence de résonance des microbulles,
ouvrant des possibilités dans les domaines de l imagerie moléculaire et des mesures
de pression non invasives. En outre, les bulles monodisperses peuvent optimiser
l administration de médicaments, de gènes et de gaz thérapeutiques (par exemple,
sonotrombolyse, sonoporation, ouverture de la barrière hémato-encéphalique).
Cependant, jusqu à présent, contrairement aux bulles polydisperses, la
lyophilisation de populations monodisperses de microbulles fraiches, sans
détérioration de leur monodispersité, reste un défi. Ainsi, aujourd hui, les bulles
monodisperses ne peuvent être ni stockées ni transportées. Cela représente un
goulot d étranglement pour leur utilisation dans des applications cliniques. Les
tentatives faites pour résoudre ce problème ont utilisé des solvants toxiques, ce qui
soulève des problèmes de réglementation.
L objectif du présent travail était de développer une nouvelle technique de
lyophilisation des microbulles monodisperses qui ne dégrade pas leur distribution de
taille, ni leurs propriétés acoustiques, et ce sans utiliser de solvants toxiques. La
première étape du projet a consisté à fabriquer des dispositifs microfluidiques de
focalisation du flux pour produire des microbulles avec une distribution de taille
hautement monodisperse (CV moins que 5 Pour cent). Au cours de cette étape, l optimisation de la
formulation des microbulles et des matériaux cryoprotecteurs a été réalisée. La
caractérisation géométrique de deux microbulles avec des diamètres moyens de
40 micrometres et 5 micrometres a été menée. A l aide d une caméra à haute vitesse couplée à un
microscope optique, des images de toutes les étapes du processus de lyophilisation
des microbulles ont été capturées et analysées, dans le but de contrôler la
distribution de taille et le taux de production des microbulles. Les étapes du
processus de lyophilisation comprenaient la production, la collecte, la congélation,
la lyophilisation et la remise en suspension. Le développement d une nouvelle
technique de récupération, ou les microbulles étaient stockées en monocouches, a
permis de réduire considérablement l interaction entre les bulles pendant la
lyophilisation. De cette maniere, il a été possible de préserver la monodispersité
pendant le processus de lyophilisation, ce qui a permis d obtenir un CV moins que 6 Pour cent pour la
population de microbulles remise en suspension. Les analyses au microscope
électronique à balayage environnemental (ESEM) ont démontré l uniformité des
enveloppes des microbulles lyophilisées avec une épaisseur de paroi estimée à
70nm.
Dans la deuxième étape du projet, une caractérisation de la réponse
acoustique (en rétrodiffusion) des microbulles monodisperses lyophilisées et
enveloppées de PVA a été réalisée et comparée avec celles de microbulles
fraichement produites et de microbulles polydisperses disponibles dans le
commerce (SonovueTM). Tout d abord, la réponse acoustique en rétrodiffusion des
microbulles a été évaluée dans deux configurations différentes : la cellule
centimétrique (grand récipient - 45mmx10mmx30mm), et le milli-channel (systeme
confiné dans lequel le liquide est au repos - 10 mmx35 mmx1 mm). En utilisant un
transducteur acoustique focalisé avec une fréquence de 2.25MHz, les réponses
acoustiques des microbulles (fréquence de résonance fondamentale et amplitude)
avant et après le processus de lyophilisation ont été comparées pour la population
de bulles de 5 micrometres de diamètre. Il a été constaté que la variation de l amplitude et de
la fréquence de résonance fondamentale des bulles se situait dans la plage
d incertitude expérimentale, ce qui suggère que leurs propriétés acoustiques ont été
préservées. Nous avons également observé, en accord avec la littérature, qu il
existe une dépendance linéaire entre la concentration de la population de
microbulles (sans lyophilisation) et l amplitude du coefficient de rétrodiffusion. Par la
suite, une comparaison de la réponse acoustique a été effectuée pour des bulles
monodisperses et polydisperses. Aussi, en accord avec la littérature, nous avons
observé une amplitude du signal de réponse des bulles monodisperses de 8 à 10
fois supérieure à celle des bulles polydisperses, pour une même concentration in
vitro. Il a également été possible d observer une plus faible incertitude dans le suivi
du pic de résonance des bulles et une plus petite largeur de bande pour la population
de bulles monodisperses. Enfin, en utilisant une approche originale dite d imagerie
matricielle par ultrasons, développée à l Institut Langevin, la réponse acoustique
de la population lyophilisée monodispersée et polydispersée a été évaluée dans un
fantôme simulant les tissus. Les résultats préliminaires renforcent les conclusions
des mesures acoustiques menées dans la cellule centimétrique et le canal
millimétrique, dans lesquelles la population monodisperse présente une largeur de
bande significativement réduite par rapport à la grande largeur de bande de la
population polydisperse.
Le présent travail a permis le développement d une nouvelle technique pour
lyophiliser des microbulles monodispersées sans dégrader leurs propriétés
géométriques et acoustiques. Ainsi, nous avons proposé une nouvelle génération
d agents de contraste ultrasonores se présentant sous la forme d une poudre
lyophilisée stable qui peut être transportée et stockée pendant des mois et remise
en suspension pour être utilisée dans des applications cliniques.
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