Processos que envolvem ablação a laser de alvo metálico tem sido foco de estudos atuais devido ao interesse em aplicações como propulsão a laser e devido ao interesse das agências de pesquisa na área de energia como o IPEN - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares. O presente trabalho tem por objetivo calcular propriedades como temperatura de excitação e população dos níveis excitados de uma pluma de plasma gerada por ablação a laser de alvo metálico, mais especificamente, determinar parâmetros do plasma gerado por ablação de um alvo de molibdênio no estado sólido usando um laser de Nd:YAG. Assim, este trabalho se torna parte de um projeto cuja intenção é realizar a separação isotópica do molibdênio, produzindo o isótopo 99Mo para aplicações em diagnósticos médicos. Através dos estudos realizados foi possível alcançar um entendimento sobre a formação da pluma de plasma de molibdênio. O perfil de profundidade permite entender a composição da pluma no que diz respeito à proporção entre átomos neutros e ionizados. Assim, foram feitas comparações dos espectros de emissão experimentais com espectros sintéticos - construídos baseados em dados da literatura, determinando-se a temperatura de excitação do plasma de molibdênio. Além disso, os dados foram corroborados através dos cálculos realizados por meio de métodos gráficos como de Boltzmann e Saha-Boltzmann. Finalmente, puderam-se quantificar as populações relativas dos estados eletrônicos excitados.

O objetivo deste trabalho é investigar sobre as características de jatos de plasma térmicos gerados por tochas de plasma de arco não transferido, otimizados para a simulação das condições de reentrada atmosférica de veículos espaciais e realização de pesquisas básicas sobre os mecanismos de oxidação de materiais de utilizados em sistemas de proteção térmica. Em particular foram testadas amostras do compósito C/C SiC em jatos de plasma de ar operando em dois diferentes bancos de ensaios. No primeiro sistema experimenral, já caracterizado em trabalhos anteriores, o jato de plasma é gerado em ambiente de vácuo operando em regime de escoamento supersônico (Mach 4) sob a pressão de 313 Pa. Para comparação, foi realizada a otimização de um segundo banco de ensaio utilizando uma tocha de plasma similar operando em pressão atmosférica e regime de escoamento subsônico (Mach 0,4), para gerar um fluxo de calor homogêneo de 2,2 MWm2 (mesma intensidade gerada em vácuo) necessário para simular as condições térmicas de reentrada do satélite brasileiro SARA. Estas tochas foram operadas na faixa de potência variando de 30 a 40 kW com eficiência térmica em torno de 75% obtida para uma vazão de ar de 4 g/s. A resposta térmica e propriedades ablativas do compósito C/C-SiC foram avaliadas pela determinação da difusividade térmica e taxa de perda de massa específica tendo como parâmetros o tempo de exposição e temperatura da superfície da amostra. Em ambos os bancos de ensaios, a difusividade térmica é uma função decrescente do tempo de exposição. A taxa de perda de massa específica é uma função crescente do tempo de exposição sob pressão atmosférica e possui um comportamento contrário em ambiente de vácuo. As análises das características microestururais e composição atômica das superfícies tratadas, realizadas por MEV e EDS respectivamente, mostram um processo de vitrificação intenso na superfície da amostra que leva à questão dos mecanismos de oxidação ativa e passiva do componente SiC do compósito e que são fortemente dependentes da pressão parcial de oxigênio e da temperatura da superfície da amostra. Em ambiente de vácuo, a uma temperatura máxima na superfície de 1450 C e pressão parcial de oxigênio da ordem de 66 Pa, a resistência à oxidação do compósito C/C-SiC é garantida pela formação de uma camada de passivação uniforme (estimada ser de SiO2) menos catalítica ou menos propensa a reações exotérmicas de recombinação com espécies atômicas que a do próprio compóstio C/C-SiC. Em pressão atmosférica, a uma pressão parcial de oxigênio de 2,1×104 Pa, a temperatura máxima da superfície é 400 C mais elevada que a obtida em vácuo, atingindo patamares da ordem de 1850 C. Nestas condições a camada de óxido superficial protetora é parcialmente volatilizada com o tempo de exposição produzindo um aumento na taxa de massa específica por sublimação do compósito exposto diretamente ao jato de plasma. Este efeito é equivalente ao que ocorre na transição do processo de oxidação passiva para ativa do SiC.

Estudos experimentais foram realizados visando a geração de um jato metálico de átomos neutros por ablação a laser em alvos de cobre. Para estudar a composição da pluma gerada por ablação e para estudar o processo de remoção da fração carregada eletricamente da pluma, foi utilizado um dispositivo constituído por um par de eletrodos de extração de íons e por um sensor de pressão de PVDF. O sensor de PVDF responde à pressão das partículas em sua superfície, enquanto o potencial aplicado aos eletrodos extrai os íons da pluma. A dependência da fluência do laser na razão entre as populações dos íons e átomos neutros na região entre 20 a 32 J/cm2 foi investigada e utilizaram-se valores de tensão de extração de até 800 V. Neste intervalo dos parâmetros de estudo, o percentual de átomos neutros varia entre 30 - 8% da população total da pluma. O ajuste de uma função de distribuição Maxwelliana de velocidades foi realizado ao sinal do sensor de PVDF para inferir os parâmetros de velocidade de deriva, que variou de 3,4 a 4,6 km/s e, através do modelo hidrodinâmico encontrado na literatura para o tratamento da expansão da pluma, foi possível obter os valores de temperatura translacional da pluma variando entre 8 e 14×104 K. Constatou-se a existência de um mecanismo interno de aceleração das partículas da pluma, atribuído à formação de camada dupla, que por sua vez gera um potencial acelerador interno. Foi inferido, pela diferença entre a velocidade de deriva e a velocidade térmica, que este potencial acelerador é da ordem de 3 V, mesmo quando não há tensão aplicada aos eletrodos. Foi verificado que a pluma gerada por ablação a laser na condição experimental deste trabalho encontra-se no regime em transição, que para baixas fluências apresenta um comportamento de partícula livre, e em fluências mais altas é possível observar um comportamento de plasma. Pelos resultados obtidos, foi confirmada a geração de um jato metálico neutro que poderá ser utilizado em experimentos de separação isotópica usando lasers.

No processamento de materiais a laser que envolve ablação, como em solda, furação, corte texturização e estruturação de superfície, é produzida uma forte emissão luminosa devido à emissão de átomos e íons da pluma. O espectro da radiação emitida depende da natureza e composição do material removido, dos parâmetros do laser e dos parâmetros de processo. Neste trabalho realizamos um estudo paramétrico em que as características da emissão dos espectros são monitorados em função do comprimento de onda do laser, duração de pulso, densidade de potencia, densidade de energia e taxa de repetição. As análises dos espectros, além das informações sobre a constituição da amostra, pode dar informações sobre as variações dos parâmetros de processo, permitindo, em princípio, uma realimentação para um sistema automático de monitoramento em um processo industrial, por exemplo. Usamos dois lasers neste trabalho: um laser de CO2 de 25W (comprimento de onda de 10 ?m) operando em regime contínuo, com feixe chaveado de modo a se gerar pulsos de 1 ms a 500 ms, e um laser de Nd-YAG (comprimento de onda de 355 nm) operando em regime de Q-switching, com pulsos de duração de 25 ns. Os materiais estudados foram alumina, vidro Borosilicato (BK7), Poli(cloreto de Vinila) (PVC), alumínio e aço inoxidável. Os espectros de emissão foram obtidos usando um espectrômetro Ocean Optics HR-4000 e dos espectros obtivemos: os comprimentos de onda de linhas individuais, o valor de pico de cada linha e o sinal integrado (integral de todo espectro sobre o intervalo do comprimento de onda). O comprimento de onda correspondente a cada linha foi comparado com os fornecidos na base de dados das linhas atômicas do NIST, de modo a identificar as espécies e transições, e a razão entre os picos foi usada para avaliar a temperatura do plasma, quando possível. O valor da amplitude das linhas e o sinal integrado foram traçados contra energia por pulso, taxa de repetição, profundidade do furo e a posição do foco. Para cada gráfico foi ajustado uma função linear, polinomial de segundo grau, exponencial ou potencial e foi considerado como um "bom ajuste" os coeficientes de correlação iguais ou maiores que 95% (critério de 2?). Não foram encontrados bons ajustes para alumina, PVC e vidro BK7, enquanto que para o alumínio, cobre e aço inox foram encontrados bons ajustes. Como conclusões gerais para estes três últimos materiais, a correlação entre os valores de intensidade de linha e intensidade integrada com os parâmetros de processos permitem monitorar e controlar o processo.

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.

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientador: Humberto Araújo Machado / Banca: Michelle Leali Costa / Banca: José Atílio Fritz Fidel Rocco / Resumo: Materiais utilizados em componentes de veículos espaciais, como em tubeiras ou superfícies expostas à reentrada atmosférica, são sujeitos a ambientes termicamente agressivos. Este trabalho apresenta estudos envolvendo o desempenho de materiais compósitos utilizados em sistemas de proteção térmica, a partir da exposição a jatos de plasma, onde os fluxos de calor são comparáveis aos da reentrada atmosférica de componentes de veículos espaciais. Amostras de compósitos ablativos de carbono/fenólica foram ensaiadas no túnel de plasma do Laboratório de Plasmas e Processos do ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica), por meio de uma tocha de plasma alimentada por uma fonte de energia elétrica de corrente contínua de 50kW. Os parâmetros de operação do túnel de plasma foram otimizados para reproduzirem as condições próximas do ponto crítico de reentrada das cargas úteis dos veículos espaciais desenvolvidos pelo IAE (Instituto de Aeronáutica e Espaço). As amostras em estudo foram desenvolvidas e fabricadas no Brasil, a partir de materiais de especial interesse do IAE. Para comparação, foi também ensaiado outro material com propriedades já bem estabelecidas como o teflon, sob as mesmas condições ablativas. Foram determinadas as perdas de massa e as taxas de perda de massa específicas das amostras, as temperaturas radiométricas superficiais e termométricas internas, em função do tempo de exposição ao fluxo térmico. Foi realizada também a avaliação da evolução das interfaces por compara... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Materials used in space vehicles components, such as nozzles or surfaces exposed to atmospheric reentry, are subjected to thermally aggressive environments. This work presents studies involving the performance of composite materials used in thermal protection systems, through the exposure to plasma jets, where the heat fluxes are comparable to atmospheric reentry of space vehicle components. Samples of ablative carbon/phenolic composites were tested in the plasma tunnel of ITA's (Aeronautics Institute of Technology) Plasma and Process Laboratory, by a plasma torch with a 50kW DC power source. The plasma tunnel operating parameters were optimized to reproduce the conditions close to the critical re-entry point of the space vehicles payloads developed by the IAE (Aeronautics and Space Institute). The samples in study were developed and manufactured in Brazil, from materials of special interest to IAE. For comparison, another material with well established properties such as teflon was also tested under the same ablative conditions. The mass loss and the specific mass loss rates of the samples, the surface radiometric and internal thermometric temperatures, as a function of the exposure time to the thermal flow, were determined. The evolution of the interfaces was also performed by comparison between simulation and the sample after the test. The results allowed to estimate the properties of the ablative behavior of the materials tested and to validate the theoretical model used ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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

Embora a ablação a laser venha sendo bastante utilizada em materiais em geral, pouco é entendido sobre o comportamento deste processo perto de uma interface separando dois materiais distintos. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho foi realizar um estudo macroscópico e microscópico dos processos que envolvem a ablação a laser em regime de femtossegundos em materiais homogêneos e estruturados. No caso de materiais estruturados, o estudo focou-se em uma situação de interface, na qual ocorrem mudanças nas propriedades de ablação. Baseado nos resultados, nós pretendemos obter subsídios científicos para entender as aplicações da ablação em regime de pulsos ultracurtos para estruturas estratificadas, tais como de dentes, ossos, interface resina-dente, dente-metal, e outras. Diferentes técnicas experimentais foram idealizadas para determinar a progressão da ablação dentro do material e obter dados extraídos da superfície. Utilizando luz espalhada de uma fonte externa, o processo de ablação foi temporalmente monitorado, permitindo determinar a velocidade de ablação em materiais transparentes, assim como perfis típicos de ablação nestes materiais. Em um segundo experimento, nosso estudo permitiu quantificar a variação da geometria de ablação perto de uma interface separando dois materiais distintos. Nossos dados foram suficientes para prever a ocorrência de uma descontinuidade no perfil da ablação entre dois meios: resina A e resina B, mostrando uma repentina descontinuidade do diâmetro da cavidade ablacionada. Adicionalmente, foi realizada uma análise dos aspectos morfológicos de diferentes tecidos biológicos irradiados e nosso estudo mostrou a eficiência da ablação utilizando laser de femtossegundos no processamento de tecidos duros e a possibilidade de utilizar esses sistemas sem causar danos térmicos e mecânicos nos tecidos remanescentes. Finalmente nós aplicamos a microperfuração a laser para produzir micro-poros na superfície de tecidos biológicos (fígados), melhorando a penetração do medicamento ALA e a aumentando a profundidade de tratamento. / Although laser ablation has been long used in general materials, little is known regarding the behavior of theses process near an interface separating two distinct materials. In this context, the main aim of this work was to perform a microscopic and macroscopic study of the processes that include femtosecond laser ablation in homogeneous and/or structured materials. In the case of structured materials, the study focused on an interface situation, in which sudden changes occurred in the properties. Based on the results, we aimed to obtain scientific subsidies to understand the application of ultrashort pulses to stratified structures, such as teeth, bones, resin-teeth or metal-teeth interface, and others. Distinct experimental techniques were used to determinate the ablation progression into the materials and to obtain data extracted from their surface. By using the scattered light from an external source, the ablation process was monitored temporally, allowing to determine the velocity of ablation in transparent materials, besides determining the typical profiles of ablated cavities in these materials. In a second experiment, our study allowed quantifying the overall variation in the ablation geometry that takes place on the interface of two different materials. Our data were sufficient to predict the occurrence of a discontinuity in the ablation profile on the interface between two media: resin A and resin B, showing a sudden discontinuity of the ablated cavity diameter. In addition, an analysis of the morphological aspects of different biological tissues irradiated by femtosecond laser pulses was performed and a comparative study showed the ablation efficiency of the femtosecond lasers in hard tissues processing and the possibility of using these systems with no thermal and mechanic damage. Finally, we applied a laser micromachining producing micro-pores on the tissue surface, improving the ALA penetration and increasing the treatment depth.