Revestimentos superficiais são aplicados à muitas ferramentas de usinagem na indústria metalúrgica com o intuito de melhorar a eficiência de corte e aumentar sua vida útil. Neste trabalho foram realizados testes para remoção do recobrimento de nitreto de titânio alumínio (TiAlN) em pastilhas de carboneto de tungstênio (WC-Co), utilizando um feixe laser de pulsos ultracurtos. Após a determinação dos limiares de dano do filme e do substrato foram ablacionados na superfície do recobrimento, traços utilizando duas condições de ablação. Inicialmente operou-se no regime de baixa fluência do filme, e posteriormente no regime de baixa fluência do substrato, muito abaixo do limiar do filme, aplicando-se alta sobreposição de pulsos. Um sistema de espectroscopia de emissão atômica induzida por laser (LIBS) foi montado para monitoramento dos materiais presentes no plasma gerado pelo laser, porém o sistema não apresentou sensibilidade suficiente para leitura da baixa intensidade do plasma proveniente do processo e não foi utilizado. Após a análise dos traços por microscopia eletrônica, perfilometria óptica e espectroscopia por fluorescência de Raios-X, não foi possível determinar um processo seguro para realizar a remoção seletiva do filme em questão, porém, devido aos dados obtidos e observações dos resultados em alguns traços, novas possibilidades foram levantadas, abrindo a discussão para a realização de trabalhos futuros. / Surface coatings are applied to many cutting tools in the metallurgical industry in order to improve cutting efficiency and extend its useful life. In this work, tests were performed to remove the coating of titanium aluminum nitride (TiAlN) on tungsten carbide (WC-Co) pellets, using an ultrashort laser pulses beam. After determination of the damage thresholds of the film and the substrate, were ablated on the surface of the coating lines using two ablation conditions, it was initially operated on the low fluence regime for the film, and later on the low fluence regime of the substrate, far below the threshold of the film, applying high overlapping pulses. A laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) system was set up to monitor the materials present in the plasma generated by the laser, but the system did not present sufficient sensitivity to read the low intensity of the plasma generated in the process and was not used. After the analysis of the traces by electron microscopy, optical profilometer and X-ray fluorescence spectroscopy, it was not possible to determine a safe process to carry out the selective removal of the film in question, however, due to the data obtained and observations of the results in some traces, new possibilities were raised, opening the discussion for future work.

Neste trabalho exploramos o uso de diferentes técnicas de microestruturação de materiais poliméricos a laser, visando a obteção de superfícies que podem ser aplicadas tanto no desenvolvimento de dispositivos fotônicos quanto de materiais biomédicos. Primeiramente, estudamos a influência da energia de pulso e velocidade de translação sobre as microestruturas produzidas na superfície de filmes de poli(2-metóxi-5-(2-etil-hexiloxi)-1,4-fenileno vinileno) (MEH-PPV). Observamos que a rugosidade da superfície microestruturada aumentou significativamente com o aumento da energia de pulso e velocidade de translação. Além disso, determinamos o limiar de energia para remoção de material, distinguindo o intervalo de energia para a remoção do polímero daquele que causa somente alterações morfológicas. Uma vez que as condições de microestruturação com pulsos laser de femtossegundos foram determinadas, aplicamos tal abordagem para fabricar um dispositivo eletroluminescente microestruturado, sem danificar o polímero e a camada de óxido de índio-estanho, utilizada como contato. Em uma segunda vertente do trabalho, estudamos a influência da energia do pulso ultracurto sobre as propriedades físico-químicas de filmes de quitosana. Neste caso, determinamos o limiar de energia para que ocorra mudança estrutural e remoção de material polimérico. Com isso, produzimos microestruturas com características mais hidrofílicas, além de superfícies com diferentes estruturações superficiais, que foram utilizadas para investigar seu potencial no estudo da formação de biofilme de Staphylococcus aureus. Neste caso, produzimos microestruturas com dimensões de 500 μm2 e diferentes periodicidades (variando de 4 a 12 μm) na superfície de filmes de quitosana e polimetilmetacrilato (PMMA). Com essas microestruturas, observamos distintos comportamentos para a formação de biofilme; no caso do PMMA, não houve distinção de desenvolvimento; quanto às amostras de quitosana, observamos uma preferência das bactérias por superfícies mais rugosas e regiões de bordas das microestruturas. Por fim, em uma terceira vertente do trabalho, utilizamos o método de estruturação direta por interferência para fabricar microestruturas periódicas em membranas de poliuretano, usando pulsos de nanossegundos. Com esse método, produzimos microestruturas de alta qualidade na superfície de membranas de poliuretano, com diferentes periodicidades (variando de 500 nm até 5 μm). Essa microestruturação permitiu a obtenção de amostras com comportamento de molhamento anisotrópico. De maneira geral, os resultados aqui apresentados, além de demonstrar a potencialidade das técnicas de microfabricação a laser, fornecem importantes informações sobre os parâmetros ótimos para microfabricação em filmes poliméricos, visando aplicações tanto em dispositivos fotônicos e optoeletrônicos quanto em biomateriais. / In this work we explored the use of laser micromachining methods to structure polymeric materials, aiming to obtain surfaces that can be applied in the development of photonic devices as well as biomedical materials. Firstly, we investigated the influence of pulse energy and translation speed on microstructures fabricated on the surface of poly[2-methoxy-5- (2\'-ethylhexyloxy)-p-phenylenevinylene] (MEH-PPV) films. We observed that the roughness of the microstructured surface significantly increased with the pulse energy and translation speed. Besides, we determined the energy threshold for material removal, distinguishing the energy range for polymer removal from that causing only structural changes. Once the proper laser micromachining conditions were determined, we were able to apply such approach to fabricate a functional microstructured electroluminescent device, without disrupting the indium tin oxide layer used as the contact for the devices. In the second part of the work, we studied the influence of femtosecond pulses on the structuring process of chitosan films. In this case, we determined the threshold energy that leads to structural change and material removal. We have been able to produced microstructures with hydrophilic characteristics, in addition to surfaces with different structuring that were used to study the formation of Staphylococcus aureus biofilm. For such purpose we produced microstructured areas of 500 μm2 and different periods (ranging from 4 to 12 μm) on the surface of chitosan and poly(methyl methacrylate)(PMMA) films. With these microstructures we observed different behaviors in the biofilm formation; in the case of PMMA, there was not distinction of development; concerning the chitosan samples we observed preferential bacterial growth on the rougher regions of the microstructures. Lastly, in a third part of the study, we used the method of direct laser interference patterning to fabricate periodic microstructures on polyurethane membranes, using nanosecond pulses. With this method, we produced high quality microstructures on the surface of polyurethane with different periodicity (from 500 nm to 5.0 μm). This approach allowed obtaining samples with anisotropic wetting behavior. In general, the results presented here, in addition to demonstrating the potential of the laser micromachining methods to structure polymeric samples, provides important information about the optimal parameters to micromachining of polymer films, aiming at applications in photonic devices, optoelectronics and biomaterials.

O desenvolvimento de sistemas laser com pulsos ultracurtos trouxe a possibilidade de usinagem de estruturas muito pequenas em praticamente qualquer tipo de material. Neste trabalho foi dada continuidade a estudos já iniciados no Centro de Lasers e Aplicações (CLA) com os materiais dielétricos, introduzindo a largura temporal dos pulsos laser como mais uma variável e utilizando os conhecimentos adquiridos para a determinação de limiares de ablação e parâmetros de incubação em alguns metais como: aço AISI 1045, aço inoxidável VI138, cobre eletrolítico e molibdênio. A ausência de calor no processo de ablação dos metais torna-se muito difícil, pois a criação de uma camada de íons é muito prejudicada pela mobilidade eletrônica ao seu redor. Assim a ablação de metais com pulsos ultracurtos, tem como principal mecanismo a explosão de fase associada a outros processos que também contribuem na ablação, porém em menor escala, como a explosão coulombiana e a fusão ultrarrápida. Além disso, propriedades como a constante de acoplamento elétron-fônon e a condutividade térmica assumem um papel importante e devem ser levadas em conta na investigação do processo de ablação dos metais. Este trabalho possibilitou a obtenção de parâmetros de operação nos quais o calor transferido para a rede é minimizado, possibilitando a microusinagem de precisão e alterações controladas na morfologia da superfície de diversos metais. Os resultados propiciaram assim condições para novos desenvolvimentos e aplicações práticas de usinagem com pulsos ultracurtos. / The development of laser systems with ultrashort pulses brought the possibility of machining very small structures in virtually any type of material. In this work was continued the studies already started in Lasers and Applications Center (CLA), with dielectric materials, introducing temporal width of the laser pulses as another variable, and using the knowledge acquired to determine ablation threshold and incubation parameters of some metals such as AISI 1045 steel, VI 138 stainless steel, electrolytic copper and molybdenum. The absence of heat in the ablation process of metals is much more difficult since the creation of a layer of ions is greatly impaired by electronic mobility in its vicinity. Hence, the ablation process for metals with ultrashort pulses, has, as main mechanism, the phase explosion associated with other processes that also contribute in the process, but on a smaller scale, such as Coulomb explosion and ultrafast fusion. Moreover, properties such as electron-phonon coupling constant and thermal conductivity play an important role and should be taken into account in investigating the process of ablation of metals. This study made it possible to obtain operation parameter where the heat transferred to the lattice is minimized, enabling precision micromachining and controlled changes in the morphology of the surface of metals. The results provided conditions for new developments and real machining applications with ultrashort pulses.

A elevada prevalência da hipertensão arterial sistêmica e as reduzidas taxas de controle tensional obtidas com o tratamento farmacológico despertaram interesse por estratégias alternativas. A denervação simpática renal percutânea surgiu como perspectiva no tratamento de pacientes com hipertensão arterial resistente. As vantagens do cateter irrigado nas ablações cardíacas fomentaram a hipótese de que esse também poderia ser benéfico no contexto da denervação renal. Objetivos: Avaliar a factibilidade e a segurança da denervação simpática renal com cateter irrigado em pacientes com hipertensão arterial resistente. Métodos: O objetivo primário do estudo foi a análise de segurança do procedimento avaliada pela: 1) quantificação de eventos adversos vasculares (em sítio de punção e artéria renal) periprocedimento; 2) Comprometimento da função renal durante o seguimento; 3) ocorrência de estenose/aneurisma da artéria renal, seis meses após a intervenção. Os objetivos secundários foram avaliar: 1) o efeito da denervação renal no comportamento da pressão arterial (aferida em consultório e na MAPA) e no número de anti-hipertensivos, seis meses após a intervenção; 2) o efeito do procedimento na qualidade de vida, aos três meses de seguimento. As variáveis contínuas, ao longo do tempo, foram comparadas utilizando-se os testes t de Student pareado ou Wilcoxon. Para a análise dos dados, utilizaram-se os programas SPSS e STATA11 SE. Valores de p < 0,05 foram considerados estatisticamente significativos. Resultados: Vinte pacientes (idade 50 ± 9,8 anos, 75% mulheres) foram submetidos à denervação renal. As médias das pressões arteriais sistólica e diastólica aferidas no consultório foram de 194,8 ± 36,5mmHg e 112 ± 16,8mmHg, respectivamente. As médias das pressões arteriais sistólica e diastólica aferidas na MAPA foram de 168,4 ± 22,2mmHg e 101,3 ± 19,1mmHg, respectivamente. O número médio de antihipertensivos foi de 7,1 ± 1,5. O procedimento foi realizado sem complicações em 95% dos casos. Em um caso, houve dissecção da artéria renal por trauma mecânico causado pela bainha introdutora. Não foram observadas complicações relacionadas à punção femoral ou elevação dos níveis séricos de creatinina no seguimento. Após seis meses, todos os pacientes foram submetidos à avaliação da integridade vascular. Houve um caso de estenose significativa em artéria renal esquerda, sem repercussão clínica. Ao final de seis meses, observou-se redução de 29,7 ± 33,1mmHg na PAS (p = 0,001) e 14,6 ± 18,9mmHg na PAD (p = 0,003) aferida em consultório, respectivamente. A redução na média da PAS e da PAD, aferida na MAPA, foi de 17,4 ± 33,4mmHg (p = 0,03) e 10,0 ± 21,3mmHg (p = 0,05), respectivamente. Em média, houve redução de 2,6 ± 2,0 anti-hipertensivos (p < 0,01). Antes do procedimento, o valor médio atribuído ao estado de saúde foi de 37,5 ± 22,7 e aumentou para 70,5 ± 20,9 (p = 0,01), três meses após a intervenção. Pacientes que experimentaram redução no número de anti-hipertensivos relataram melhora do estado de saúde. Conclusões: A denervação simpática renal com cateter irrigado é factível e segura. Hipertensos resistentes têm baixos escores do estado de saúde e de qualidade de vida. Os resultados sugerem que esse procedimento reduz os valores pressóricos e melhora a qualidade de vida, na maioria dos pacientes. / The high prevalence of hypertension and reduced blood pressure control obtained with pharmacological treatment aroused interest in alternative therapies. Percutaneous renal sympathetic denervation has emerged as an alternative in the treatment of resistant hypertension. The benefits of irrigated catheter in cardiac ablations fostered the hypothesis that these catheters may also be beneficial for renal denervation. Objectives: To evaluate the feasibility and safety of renal sympathetic enervation for resistant hypertension using an irrigated catheter. Methods: The primary endpoint was the safety of the procedure by means of: 1) periprocedural adverse vascular (puncture site and renal artery) events; 2) changes on renal function during follow-up; 3) evidence of renal artery stenosis/aneurysm at 6 months post-intervention. Secondary objectives were to assess the effects of renal denervation on: 1) blood pressure (difference on office and ABPM between baseline and 6 months of follow-up); 2) number of antihypertensive drugs (difference between baseline and 6 months post-intervention); 3) quality of life (comparison between baseline and 3 months). Continuous variables were compared using the paired Student t test or Wilcoxon test. Data was examined using the SPSS software and STATA11 SE. P values < 0.05 were considered statistically significant. Results: 20 patients (age 50 ± 9.8 years, 75% female) underwent renal denervation. Mean office systolic and diastolic blood pressure was 194.8 ± 36.5mmHg and 112.0 ± 16.8mmHg, respectively. Mean blood pressure on 24 hour ABPM was 168.4 ± 22.2mmHg e 101.3 ± 19.1mmHg, respectively. The mean number of anti-hypertensive drugs was 7.1 ± 1.5; 95% of cases were performed without complications. In one patient, there was a renal artery dissection by mechanical trauma caused by the sheath, resulting in stent implantation. There were no complications related to femoral puncture or elevation of creatinine values during the follow up. All patients were evaluated for vascular integrity at 6months. In one patient, significant left renal artery stenosis was diagnosed. At 6 months, office systolic and diastolic blood pressure reduced 29.7 ± 33.1mmHg (p = 0.001) and 14.6 ± 18.9mmHg (p = 0.003) respectively; Systolic and diastolic blood pressure on ABPM reduced 17.4 ± 33.4mmHg (p = 0.03) and 10.0 ± 21.3mmHg (p = 0.05), respectively. On average, there was a reduction of 2.6 ± 2.0 (p < 0.01) antihypertensive drugs. Before the procedure, the average value attributed to health status was 37.5 ± 22.7 and improved significantly at 3 months (70.5 ± 20.9, p = 0.01). Patients who experienced a reduction in the number of antihypertensive drugs reported improved health status. Conclusions: Renal sympathetic denervation with irrigated catheter is feasible and safe. Hypertensive patients have low quality of life scores. Comparison to post-renal denervation results showed a reduction in blood pressure and better quality of life in most patients.

The Fäboliden gold deposit is an ore body in northern Sweden’s Bothnian Basin and has been the subject of studies and test mining since the early 2000s when the Gold Line, an area of anomalously high-Au glacial till in Northern Sweden, became a center of economic interest. The deposit is a hypozonal orogenic gold deposit that displays many characteristic features of ore bodies of this type, including the presence of compound sulfide grains composed of a core of löllingite surrounded by a rim of arsenopyrite, and an abundance of pyrrhotite throughout the deposit and surrounding alteration zone. Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) was used to first map the distribution of trace elements in several of the arsenpyrite-löllingite grains, then to perform spot analyses of pyrrhotite grains in samples from across the distal and proximal alteration zones of the deposit. The maps of the trace elements in the compound löllingite-arsenopyrite grains show that: As and Au are found in greater abundance in the löllingite than in the arsenopyrite; Cu, Fe, S, and Ti are found in greater abundance in the arsenopyrite than in the löllingite; and Ag, Au, Bi, La, Mn, Pb, Sr, Ti and Tl are found in zones of secondary enrichment along fractures within the grains. Uranium and V may also be enriched along fractures, although this isn’t clear on all of the maps. Gold is an element of particular interest, because its distribution throughout the sulfide phases can be used to constrain the mechanism and relative timing of mineralization within the deposit. The presence of invisible gold within the löllingite, but not within the arsenopyrite, shows that gold is not incorporated into arsenopyrite at high temperatures and will instead be concentrated in the löllingite core of the composite grain and at the margin between the two sulfide phases as the löllingite is altered to arsenopyrite. Previous research on the Fäboliden gold deposit, including geothermometric analysis of vein-hosted graphite within fluid inclusions and garnet-biotite geothermometry as well as structural evidence provided by regional deformation, indicate that mineralization occurred post-peak metamorphism. The textures seen are therefore not conclusive of mineralization occurring syn- or pre-peak metamorphism, as has previously been proposed based on research of orogenic gold deposits in Western Australia. The spot analysis of pyrrhotite samples from across the deposit shows a distinct decrease in Ni and Co content in the proximal alteration zone, suggesting uptake of these elements by other minerals such as the löllingite and arsenopyrite. Multiple analyses performed on single grains show local variation, but are insufficient to establish the presence or determine the character of growth zonation within pyrrhotite.

This work investigates numerically the process of Teflon ablation using a finite-volume discretization, implicit time integration and a domain decomposition method in three-dimensions. The interest in Teflon stems from its use in Pulsed Plasma Thrusters and in thermal protection systems for reentry vehicles. The ablation of Teflon is a complex process that involves phase transition, a receding external boundary where the heat flux is applied, an interface between a crystalline and amorphous (gel) phase and a depolymerization reaction which happens on and beneath the ablating surface. The mathematical model used in this work is based on a two-phase model that accounts for the amorphous and crystalline phases as well as the depolymerization of Teflon in the form of an Arrhenius reaction equation. The model accounts also for temperature-dependent material properties, for unsteady heat inputs and boundary conditions in 3D. The model is implemented in 3D domains of arbitrary geometry with a finite volume discretization on unstructured grids. The numerical solution of the transient reaction-diffusion equation coupled with the Arrhenius-based ablation model advances in time using implicit Crank-Nicolson scheme. For each time step the implicit time advancing is decomposed into multiple sub-problems by a domain decomposition method. Each of the sub-problems is solved in parallel by Newton-Krylov non-linear solver. After each implicit time-advancing step, the rate of ablation and the fraction of depolymerized material are updated explicitly with the Arrhenius-based ablation model. After the computation, the surface of ablation front and the melting surface are recovered from the scalar field of fraction of depolymerized material and the fraction of melted material by post-processing. The code is verified against analytical solutions for the heat diffusion problem and the Stefan problem. The code is validated against experimental data of Teflon ablation. The verification and validation demonstrates the ability of the numerical method in simulating three dimensional ablation of Teflon.

Cardiac disease is the most common cause of death among the adult population worldwide and atrial fibrillation (AF) is the most common cardiac arrhythmia. The state of the art in AF treatment involves creating lesions of heart tissue through radiofrequency ablation. In this thesis, mathematical modelling techniques are developed to design decision support tools that could help a cardiologist determine the best location to ablate in clinic. Firstly, parameter optimisation methods are explored to adapt a model designed for the ventricles to the atria, and a novel technique is introduced to characterise pathways through parameter space from a healthy state to a diseased state using a multi-objective genetic algorithm. Next, I reproduce clinical signals recorded during AF ablation through the use of a phenomenological model of the cardiac action potential on a cylinder and show how this model can enable us to recover information lost in clinic to improve clinical decision. This is followed by introducing a more simplistic approach to the same problem, by characterising the electrical activity on the recording by a sine wave. Finally, the effectiveness of these two approaches is compared in the clinical setting by testing both as decision support tools. The emphasis of the approaches throughout the thesis is on developing techniques with clinical applicability. We demonstrate that lost information in clinic can affect the decision made by an experienced clinician, and that the mathematical modelling approaches developed in the thesis can significantly reduce the impact that this information loss can have on clinical decision making.

Neste trabalho, exploramos o uso de técnicas de microestruturação de materiais poliméricos a laser, visando a obtenção de superfícies superhidrofóbicas. Primeiramente, empregamos o fenômeno de transporte de massa em larga escala, obtido quando polímeros azoaromáticos são expostos a um padrão de interferência, para microestruturar a superfície dos filmes. Com esse método, produzimos uma morfologia superficial com formato semelhante ao de uma caixa de ovos, com espaçamento entre picos variando de 1,0 a 3,5 µm. Essa microestruturação permitiu a obtenção de amostras com distintas características hidrofóbicas; um ângulo de contato com água de 117º foi observado para a estrutura com período de 2 µm, o que corresponde a um aumento de 9º em relação à superfície não estruturada. Visando obter superfícies com características ainda mais hidrofóbicas, desenvolvemos uma técnica de microestruturação que utiliza pulsos laser para produzir micro-ranhuras por ablação na superfície polimérica. Neste caso, a morfologia da superfície produzida era composta por pilares, de seção reta quadrada, dispostos lado a lado, com distintos espaçamentos. Com esse tipo de microestruturação, e utilizando pulsos de 100 ps e 532 nm, observamos ângulos de contato com água acima de 150º, ou seja, o regime superhidrofóbico foi atingido Quando pulsos de femtossegundos foram utilizados, ranhuras com alta resolução lateral são obtidas, porém com pouca profundidade, o que não possibilitou a obtenção de um aumento significativo na hidrofobicidade. De maneira geral, nossos resultados mostram a viabilidade do uso de técnicas de microestruturação a laser para criar superfícies com propriedades de molhamento controlável, que podem ser exploradas para aplicações tecnológicas. / In this work, we investigate the use of laser microstructuring techniques to obtain superhydrophobic surfaces in polymeric materials. Initially, we employed the large-scale mass transport mechanism, obtained when azoaromatic polymers are exposed to an interference pattern, to structure the film surface. With this method, we produce an egg-crate-like surface morphology, with periods from 1.0 to 3.5 m that present distinct wetting properties. This method allowed obtaining samples with different hydrophobic characteristics; a contact angle with water of 117° was observed for the structure with period of 2 m, which corresponds to an increase of 9° with respect to the unstructured surface. Aiming at surfaces with higher hydrophobicities, we developed an ultrashort pulse micromachining technique to produce grooves, by ablation, on the polymer surface. In this case, square-shape pillar morphologies, with distinct periods, were fabricated. With this microstructuring method, and using 100 ps at 532 nm pulses, we observed contact angles with water above 150°, ie superhydrophobicity was achieved. When femtosecond pulses were used, although grooves with high lateral resolution are obtained, they are too shallow to produce a significant increase in hydrophobicity. Overall, our results indicate the use of laser microstructuring for the fabrication of surfaces with controllable hydrophobicity, which can be exploited for technological applications.

INTRODUÇÃO: Os tumores renais pequenos e localizados são hoje diagnosticados mais frequentemente graças ao uso mais intenso dos métodos de imagem, o que favorece técnicas de tratamento menos traumáticas e igualmente eficazes. Dentre as técnicas minimamente invasivas, uma alternativa atraente é a radiofrequência (RF) por ser eficiente, de baixo custo e fácil aplicação. OBJETIVO: Avaliar métodos de aprimoramento da aplicação da RF para promover lesão celular renal de forma mais eficiente, obtendo lesões maiores, utilizando diferentes temperaturas e, em seguida, administrar drogas vasoativas para comparar o tamanho das lesões. Objetivou-se avaliar também se há remanescência de células viáveis na área abrangida pela lesão. MATERIAL E MÉTODO: O estudo foi realizado na Divisão de Clínica Urológica do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo entre janeiro de 2005 e dezembro de 2008. Inicialmente, 16 cães (Grupo A) foram submetidos a RF no parênquima renal com diferentes temperaturas: 80, 90 e 100 graus centígrados. Para comparar os resultados, foi analisado o tamanho das lesões nas diferentes temperaturas por medida da profundidade e da largura, correlacionadas com a impedância. Em seguida, usando a temperatura de 90 oC, 14 cães foram submetidos a RF com injeção dos dois diferentes agentes vasoativos: como vasoconstritor, a adrenalina (Grupo B), versus a prostaglandina E1 (Grupo C) como vasodilatador. Após 14 dias, os animais foram submetidos a nefrectomia para avaliação das lesões e a sacrifício. RESULTADOS: Houve diferença estatisticamente significante na profundidade (p < 0,001) e largura (p < 0,001) da lesão entre as três temperaturas (80, 90 e 100 oC), sendo que há um pico no tamanho das lesões renais na temperatura de 90 oC. Foi observada diferença estatisticamente significante da impedância entre as três temperaturas estudadas (p < 0,001), e se observou resultado mais favorável a 90 oC (menor impedância) e similar entre as temperaturas de 80 e 100 oC. A segunda etapa do estudo demonstrou que o uso da prostaglandina E1 resultou em lesões significativamente mais profundas e mais largas que o uso da adrenalina e também que a resistência tecidual foi menor com a prostaglandina E1. CONCLUSÕES: A temperatura de 90 oC foi mais eficiente para provocar destruição celular com a RF por produzir lesões mais extensas na largura e profundidade, quando comparada com as temperaturas de 80o e 100 oC (p < 0,001). A impedância também foi menor com 90 oC (p < 0,001). Observou-se que as lesões produzidas sem drogas não apresentaram diferença significante comparado com o uso de prostaglandina E1. Porém, o uso de adrenalina promoveu lesões menores (p < 0,001) quando comparada com os dois outros grupos. Não foram observadas células viáveis na análise microscópica dentro dos limites atingidos pela RF em ambos os experimentos / INTRODUCTION: Small, localized renal tumors are diagnosed more frequently nowadays due to the more intense use of imaging methods, which favor less traumatic but equally efficacious treatment techniques. Among the minimally invasive techniques, an attractive alternative is that of radiofrequency (RF), as it is efficient, and easily applicable. OBJECTIVE: To assess methods for the improvement of the application of RF, for the more efficient promotion of the renal cell lesion, to obtain larger lesions, making use of various temperatures and then administering vasoactive drugs to compare the size of the lesions produced, and also to assess the existence of remaining viable cells in the area affected by the lesion. MATERIAL AND METHOD: The study was undertaken at the Urological Clinical Division of the Hospital das Clínicas of the Medical School of the University of São Paulo, between January 2005 and December 2008. Initially, 16 dogs (Group A) underwent RF of the renal parenchyma at various temperatures: 80, 90 and 100 degrees centigrade. For the comparison of the results, the size of the lesions at the various temperatures was analyzed by the measurement of their depth and width, correlated with the impedance. Then, using a temperature of 90 oC, 14 dogs were submitted to RF with an injection of one of the two different vasoactive agents: adrenaline, vasoconstrictor (Group B), versus with E1 prostaglandin, vasodilator (Group C). After 14 days, the animals underwent nephrectomy for the assessment of the lesions, and then were sacrificed. RESULTS: It was observed that, with the application of RF at the temperatures of 80, 90 and 100 oC, there was a statistically significant difference in the depth (p < 0.001) and width (p < 0.001) of the lesions as between the three temperatures, with a peak in the size of the renal lesions at 90 oC. A statistically significant difference in impedance was observed as between the three temperatures studied (p < 0.001), the most favorable result occurring at 90 oC (least impedance) and similar ones occurring between the temperatures of 80 and 100 oC. The second phase of the study demonstrated that the use of the prostaglandin E1 gave rise to significantly deeper and wider lesions than did the use of adrenaline and also that the tissue resistance was less than with the prostaglandin E1. CONCLUSIONS: It was observed that the temperature of 90oC was more efficient in provoking cell destruction with RF as it produced more extensive lesions both in width and depth than those at the temperatures of 80o and 100 oC (p < 0.001). The impedance was also less at 90 oC (p < 0.001). It was observed that the lesions produced without drugs presented no significant difference with the use of prostaglandin. However, the use of adrenaline provoked smaller lesions (p < 0.001) than did the other two (technical) groups. No viable cells were observed by microscopic analysis within the limits attained by the RF, in either of the experiments

Orientador: Steven Frederick Durrant / Banca: Johnny Vilcarromero Lopez / Banca: Nelson Marques da Silva / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Nestre trabalho, Polietrafluroetileno (PTFE) foi tratado por três técnicas: (1) exposição a plasma com gases não polimerizáveis (Ar, He, H2, O2, e N2), num reator a plasma com arranjo capacitivo dos eletrodos, excitado por radiofrequencia (rf);(2) ablação em eletrodo de cobre excitado por rf, com subsequente implantação iônica e deposição por imersão em plasma (IIDIP); e (3) rf-magnetron sputterring associado com IIDIP. Investigaram-se os efeitos dos tratamento nas propriedades superficiais e elétricas do substrato. O objetivo foi reduzir a capacidade do PTFE à acumulação de cargas elétricas. As alterações de molhabilidade e energia de superfície foram obtidas por medida do ângulo de contato. A espessura e a rugosidade foram medidas por perfilometria e microscopia de força atômica (AFM). A estrutura e composição química da superfície foram analisadas por espectroscopia no infravermelho por tranformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS). A resistividade elétrica superficial foi medida através de eletrômetro pelo método dos dois pontos. As caracterizações demonstraram que a técnica (1) foi capaz de alterar as características superficiais do substrato em muitos aspectos, mas não foi suficiente para reduzir sua resistividade elétrica superficial. Para a técnica (2) os resultados de XPS revelaram a presença de cobre na superfície do substrato, mas em quantidade insuficiente para causar os efeitos de percolação desejados. Na técnica (3) partículas de cobre foram incorporadas nos substratos, formando filmes com espessura de até 4000 A e reduzindo a resistividade elétrica superficial em até oito ordens de grandeza. PTFE tratados por rf-magnetron sputtering com um cátodo de cobre perdeu sua habilidade de reter cargas eletrostáticas / Abstract: In this work, polytetrafluroethylene (PTFE) was treated using three techniques: (1) plasma treatment with non-polymerizable gases (Ar, He, H2, O2 and N2), in a plasma reactor fitted with capacitive electrodes and excited by rf power; (2) ablation of a copper electrode excited by rf, with subsequent plasma immersion ion implantation and deposition (PIIID); (3) rf-magnetron sputerring associated with PIIID. The effects of treatments on the electrical and surface properties of the substrates were investigated. The objective was to reduce the capacity of PTFE to accumulate surface electrical charges. Changes in wettability and surface energy were obtained by measuring the contact angle. Thicknesses and roughnesses were examined using profilometry and atomic force microscopy (AFM). The chemical structure of the surface was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Surface electrical resistivity was measured with an electrometer by applying the two-point method. The characterizations revealed that method (1) was able to alter the characteristics of the substrates in many respects, but not to significantly modify their surface electrical resistivity. After treatment by method (2), XPS results revealed the presence of copper on the substrate surface, but in insufficient quantify to cause the desired percolation effect. In method (3) copper particles were incorporated into the substrates to form films with thicknes of up to 4,000 A and the electrical surface resistivity was reduced by eight orders of magnitude. PTFE treated by rf-magnetron sputerring with a copper cathode los its ability to retain electrostatic charges / Mestre