Orientador: José Ricardo de Arruda Miranda / Banca: Luciana Corá / Banca: Clélia Akiko Hiruma Lima / Resumo: O trato gastrintestinal (TGI) constitui um grupo de importantes atividades motoras, es-sencial à vida. Uma série de metodologias é empregada no estudo dessas atividades e das patologias a elas associadas. No entanto, estas técnicas são geralmente invasivas, requerem cirurgia, inserção do cateter, ou, para a construção de um modelo temporal destas funções, demandam o sacrifício de uma série de animais na obtenção dos dados necessários. A Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) é uma técnica biomagnética de baixo custo, portá-til, não-invasiva, livre de radiação ionizante, que pode ser utilizada para avaliar as proprieda-des do TGI pelo monitoramento da posição e concentração de materiais ferromagnéticos, usa-dos como marcadores magnéticos. O objetivo desta dissertação foi, através de um sistema BAC associado a marcadores magnéticos, apresentar uma nova forma de analisar propriedades do trato gastrintestinal, co-mo o esvaziamento gástrico e tempo de trânsito gastrointestinal, de alimentos sólidos e líqui-dos em modelos animais de pequeno porte. Um sistema dedicado foi construído para analisar estas propriedades. A instrumenta-ção consiste em dois pares de bobinas, um de referência e outro para a detecção. Cada par é composto por uma bobina de excitação e uma detecção. Uma linha de base fixa separa os pa-res de detecção e referência, e funciona também como suporte para a instrumenta-ção. Também é importante ressaltar que as bobinas de detecção são dispostas em uma confi-guração gradiométrica. Seu princípio de funcionamento baseia-se em um transformador de fluxo magnético, que o par (excitação e detecção), localizado mais distante da amostra magnética funciona co-mo uma referência para o sistema. Assim, quando se aproxima um material magnético... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The gastrointestinal tract (GIT) motor activities constitute an important group, essen-tial to life. A series of methodologies is employed in the study of these activities and its asso-ciated pathologies. However, these techniques are generally invasive, require surgery, catheter insertion or, in the temporal model construction issue, require the sacrifice of a series of ani-mals to record the necessary data. The Biosusceptometry of Alternate Current (BAC) is a low cost biomagnetic technique, portable, non-invasive and radiation free, which can be used to evaluate GIT properties by monitoring position and concentration of ferromagnetic materials when used as magnetic markers. The objective of this dissertation was to present a new way to measure GIT properties like gastric emptying and gastrointestinal transit time of both solid and liquid food in small animal models, using the BAC system associated with magnetic markers. A dedicated biosusceptometry system was constructed to analyze these particular properties. The instrumentation is constituted of two coil pairs, one for reference and another for detection. Each pair consists of an excitation coil and a detection one. A fixed baseline separates the detection and reference pairs, and works also as support to the instrumentation. It is also important to point that the detection coils are arranged in a gradiometric connection. Its working principle is based on a magnetic flux transformer, which the pair (excita-tion and detection) located farther from the sample works as a reference. Thus, when ap-proaching a magnetic material to the sensor, the balance created between the two faces of the sensor will be broken. This imbalance can be measured, digitalized and acquired. The mag-netic tracer used in the liquid transit determination was a commercial... (Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-27Bitstream added on 2014-06-13T21:01:41Z : No. of bitstreams: 1 quini_cc_me_botib.pdf: 604874 bytes, checksum: 6395053c8e32771be0353a9c71b35966 (MD5) / O trato gastrintestinal (TGI) constitui um grupo de importantes atividades motoras, es-sencial à vida. Uma série de metodologias é empregada no estudo dessas atividades e das patologias a elas associadas. No entanto, estas técnicas são geralmente invasivas, requerem cirurgia, inserção do cateter, ou, para a construção de um modelo temporal destas funções, demandam o sacrifício de uma série de animais na obtenção dos dados necessários. A Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) é uma técnica biomagnética de baixo custo, portá-til, não-invasiva, livre de radiação ionizante, que pode ser utilizada para avaliar as proprieda-des do TGI pelo monitoramento da posição e concentração de materiais ferromagnéticos, usa-dos como marcadores magnéticos. O objetivo desta dissertação foi, através de um sistema BAC associado a marcadores magnéticos, apresentar uma nova forma de analisar propriedades do trato gastrintestinal, co-mo o esvaziamento gástrico e tempo de trânsito gastrointestinal, de alimentos sólidos e líqui-dos em modelos animais de pequeno porte. Um sistema dedicado foi construído para analisar estas propriedades. A instrumenta-ção consiste em dois pares de bobinas, um de referência e outro para a detecção. Cada par é composto por uma bobina de excitação e uma detecção. Uma linha de base fixa separa os pa-res de detecção e referência, e funciona também como suporte para a instrumenta-ção. Também é importante ressaltar que as bobinas de detecção são dispostas em uma confi-guração gradiométrica. Seu princípio de funcionamento baseia-se em um transformador de fluxo magnético, que o par (excitação e detecção), localizado mais distante da amostra magnética funciona co-mo uma referência para o sistema. Assim, quando se aproxima um material magnético... / The gastrointestinal tract (GIT) motor activities constitute an important group, essen-tial to life. A series of methodologies is employed in the study of these activities and its asso-ciated pathologies. However, these techniques are generally invasive, require surgery, catheter insertion or, in the temporal model construction issue, require the sacrifice of a series of ani-mals to record the necessary data. The Biosusceptometry of Alternate Current (BAC) is a low cost biomagnetic technique, portable, non-invasive and radiation free, which can be used to evaluate GIT properties by monitoring position and concentration of ferromagnetic materials when used as magnetic markers. The objective of this dissertation was to present a new way to measure GIT properties like gastric emptying and gastrointestinal transit time of both solid and liquid food in small animal models, using the BAC system associated with magnetic markers. A dedicated biosusceptometry system was constructed to analyze these particular properties. The instrumentation is constituted of two coil pairs, one for reference and another for detection. Each pair consists of an excitation coil and a detection one. A fixed baseline separates the detection and reference pairs, and works also as support to the instrumentation. It is also important to point that the detection coils are arranged in a gradiometric connection. Its working principle is based on a magnetic flux transformer, which the pair (excita-tion and detection) located farther from the sample works as a reference. Thus, when ap-proaching a magnetic material to the sensor, the balance created between the two faces of the sensor will be broken. This imbalance can be measured, digitalized and acquired. The mag-netic tracer used in the liquid transit determination was a commercial... (Complete abstract, click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-03Bitstream added on 2015-05-14T16:59:09Z : No. of bitstreams: 1 000822024_20160203.pdf: 74282 bytes, checksum: 81fcaba4dabd99298046b62189ca92be (MD5) Bitstreams deleted on 2016-02-03T15:35:12Z: 000822024_20160203.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-03T15:35:53Z : No. of bitstreams: 1 000822024.pdf: 798249 bytes, checksum: cf24aa6eedaa8b219d13e0e5cf032c2e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A busca por novos métodos de imagens, principalmente os livres de radiação ionizante, são importantes tanto pelas instrumentações, quanto para as finalidades. A Biosusceptometria de |Corrente Alternada (BAC) possui versatilidade, sensibilidade, baixo custo e têm sido amplamente utilizada na aquisição de imagens para estudos nas áreas de gastrenterologia, fisiologia, farmacologia e farmácia. O objetivo deste trabalho foi caracterizar sistemas de BAC na produção de imagens tomográficas de objetos simuladores, propondo a viabilidade da técnica de tBAC - tomografia por biosusceptometria de Corrente Alternada. Para tanto, os gradiômetros de dois sistemas BAC com 13 e 37 canais com compensação de campo de excitação foram avaliados quanto à sua sensibilidade e resolução para produzir imagens de simuladores de barras e cilíndri-cos. Foi possível reconstruir imagens de todos os objetos com boa correlação entre a imagem e as caracte-rísticas físicas dos objetos (forma e concentração de traçador magnético). As melhores imagens foram pro-duzidas quando foi utilizada aquisição multicanal no sistema de BAC com 37 sensores utilizando compen-sação de campo, os quais possuem menores diâmetros. Dessa forma verificou-se que os sistemas BAC podem ser empregados com sucesso para produzir imagens tomográficas de objetos com pequena quanti-dade de traçador magnético, o que viabiliza sua aplicação futura em pequenos animais, farmacotecnia ou ainda ensaios não destrutivos / The development of new imaging methods, especially those that are free of ionizing radiation, constitute a very important topic because for both instrumentation development and its applications. The Alternating Current Biosusceptometry (ACB) has versatility, sensibility and low cost and has been widely used on image acquisition on gastroenterology, physiology, pharmaceutics and pharmacology researches. The aim of this project was to characterize ACB systems to produce tomographic images of simulating objects ver-ifying the technical viability of the AC Biosusceptometry Tomography (ACBT). The capability of ACB gradiometers of 13 and 37 channel systems with compensation field to reconstruct images of bars and cy-lindrical phantoms were evaluated, especially sensibility and resolution. It was possible to reconstruct im-ages from all objects with good correlation between the image and the phantom (geometry and magnetic tracer concentration). Better results were observed while using multichannel acquisition on 37-channel sys-tem with active excitation magnetic field. Therefore we verified that ACB systems can be successfully used on tomographic imaging of objects with small quantities of magnetic tracer, which is viable to future ap-plication on small animal physiology, pharmaceutics or non-destructive evaluation research

Orientador: José Ricardo de Arruda Miranda / Banca: Oswaldo Baffa Filho / Banca: Roberto Morato Fernandez / Banca: Fernando Gomes Romeiro / Banca: Valmir Fadel / Resumo: A busca por novos métodos de imagens, principalmente os livres de radiação ionizante, são importantes tanto pelas instrumentações, quanto para as finalidades. A Biosusceptometria de |Corrente Alternada (BAC) possui versatilidade, sensibilidade, baixo custo e têm sido amplamente utilizada na aquisição de imagens para estudos nas áreas de gastrenterologia, fisiologia, farmacologia e farmácia. O objetivo deste trabalho foi caracterizar sistemas de BAC na produção de imagens tomográficas de objetos simuladores, propondo a viabilidade da técnica de tBAC - tomografia por biosusceptometria de Corrente Alternada. Para tanto, os gradiômetros de dois sistemas BAC com 13 e 37 canais com compensação de campo de excitação foram avaliados quanto à sua sensibilidade e resolução para produzir imagens de simuladores de barras e cilíndri-cos. Foi possível reconstruir imagens de todos os objetos com boa correlação entre a imagem e as caracte-rísticas físicas dos objetos (forma e concentração de traçador magnético). As melhores imagens foram pro-duzidas quando foi utilizada aquisição multicanal no sistema de BAC com 37 sensores utilizando compen-sação de campo, os quais possuem menores diâmetros. Dessa forma verificou-se que os sistemas BAC podem ser empregados com sucesso para produzir imagens tomográficas de objetos com pequena quanti-dade de traçador magnético, o que viabiliza sua aplicação futura em pequenos animais, farmacotecnia ou ainda ensaios não destrutivos / Abstract: The development of new imaging methods, especially those that are free of ionizing radiation, constitute a very important topic because for both instrumentation development and its applications. The Alternating Current Biosusceptometry (ACB) has versatility, sensibility and low cost and has been widely used on image acquisition on gastroenterology, physiology, pharmaceutics and pharmacology researches. The aim of this project was to characterize ACB systems to produce tomographic images of simulating objects ver-ifying the technical viability of the AC Biosusceptometry Tomography (ACBT). The capability of ACB gradiometers of 13 and 37 channel systems with compensation field to reconstruct images of bars and cy-lindrical phantoms were evaluated, especially sensibility and resolution. It was possible to reconstruct im-ages from all objects with good correlation between the image and the phantom (geometry and magnetic tracer concentration). Better results were observed while using multichannel acquisition on 37-channel sys-tem with active excitation magnetic field. Therefore we verified that ACB systems can be successfully used on tomographic imaging of objects with small quantities of magnetic tracer, which is viable to future ap-plication on small animal physiology, pharmaceutics or non-destructive evaluation research / Doutor

Orientador: José Ricardo de Arruda Miranda / Resumo: O estado hiperglicêmico está relacionado com alterações fisiológicas em todo o organismo no diabete. É conhecido a recorrência de distúrbios gastrintestinais em indivíduos diabéticos. Estudos sobre alterações da motilidade gastrintestinal em diabéticos mostram danos em neurônios entéricos e na parede gástrica. Há uma lacuna no conhecimento sobre a relação entre níveis glicêmicos, motilidade gastrintestinal e neurônios entéricos. Portanto o objetivo foi analisar a atividade de contração, esvaziamento gástrico e trânsito oro-cecal em ratos com modelos de diabete grave e moderado e avaliar a integridade da parede gástrica e dos neurônios entéricos. Os animais foram induzidos ao diabete com Streptozotocin (STZ) (diabete moderado: 100mg/kg; glicemia de jejum 6,6-16,5 mmol/L) e (diabete grave: 50mg/kg glicemia de jejum> 16,5mmol/L). A Biosusceptometria AC (BAC) aferiu a contratilidade gástrica, quantificados por frequência e meia-largura da banda em ciclos por minuto. Assim como o esvaziamento gástrico (EG) e o trânsito oro-cecal (TOC), analisados por tempo médio de EG e tempo médio de chegada ao ceco, respectivamente. A atividade elétrica gástrica foi aferida por eletrogastrograma (EGG). A histologia da parede gástrica foi realizada por hematoxilina-eosina e mensurada a espessura da mucosa e das musculares longitudinal e circular, do corpo do estômago. Os neurônios colinérgicos (ChAT) e nitrérgicos (nNOS) do plexo mioentérico do corpo do estômago foram marcados por imuno-histoquím... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The hyperglycemic state is related to physiological changes throughout the body in diabetes. Recurrence of gastrointestinal disorders in diabetic individuals is known. Studies on changes in gastrointestinal motility in diabetics show damage to enteric neurons and the gastric wall. Few are the knowledge about the relationship among glycemic levels, gastrointestinal motility and enteric neurons. Therefore, the aim was to analyze the activity of contraction, gastric emptying and oro-cecal transit in rats with mild and severe diabetes models and to evaluate the integrity of the gastric wall and the enteric neurons. The animals were diabetic with Streptozotocin (STZ) (moderate diabetes: 100mg/kg; fasting blood glucose 6.6-16.5 mmol/L) and (severe diabetes: 50mg/kg fasting blood glucose>16.5mmol/L). AC biosusceptometry (ACB) measured gastric contractility, quantified per frequency and half-band width in cycles per minute. As well as gastric emptying (EG) and oro-cecal transit, analyzed by mean time of EG and mean time of arrival to the cecum, respectively. Gastric electrical activity was measured by electrogastrogram (EGG). The histology of the gastric wall was performed by hematoxylin-eosin and measured the thickness of the mucosa and the longitudinal and circular muscles of the stomach body. The cholinergic (ChAT) and nitrergic (nNOS) neurons of the myenteric plexus of the stomach body were marked by immunohistochemistry, the density of neurons per ganglion and neural area profil... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Em pacientes com doenças relacionadas à sobrecarga de ferro, a contínua quantificação dos níveis de ferro no corpo é necessária. O método biosusceptométrico se apresenta como uma alternativa confiável em relação aos métodos tradicionais devido ser uma medição direta do ferro no fígado não invasiva. O sistema biosusceptométrico desenvolvido no nosso grupo de pesquisa (Biomag) foi analisado, verificado e tornou-se funcional em uma nova localização. Primeiramente foram feitas medições de estabilidade do sinal, avalição da resposta susceptométrica com a utilização de um phantom, avaliação da variabilidade do fator de calibração no tempo; assim como, medidas da resposta susceptométrica para soluções de cloreto férrico (Fe Cl3 6H2 o). Assim, verificando-se o correto funcionamento do equipamento. Foram realizadas medidas biosusceptométricas em 13 voluntários assintomáticos; na segunda parte, foram realizadas medidas em 48 pacientes com doenças relacionadas à sobrecarga de ferro no fígado (talassemia e anemia falciforme). Com os dados coletados foi possível calcular o fator de correção necessário para o cálculo da concentração de ferro nos pacientes; além disso, notar a dependência da contribuição do fluxo magnético do paciente com o raio do torso. Foi estimado que o erro na medida na concentração do ferro hepático para medidas in vivo é de 0,244 mgFe/gwt. Medições em nanopartículas magnéticas (Mn Fe2 O4-citrate) foram feitas para soluções com diferentes concentrações, com dois métodos de medida diferentes. Os resultados mostram o potencial do biosusceptômetro para detectar e localizar nanopartículas magnéticas dentro do corpo humano, ou a quantificação da concentração em soluções, com uma calibração prévia do equipamento / In patients with diseases related with iron overload, the continuous measurement of iron levels in the body is required. The biosusceptometric method presents itself as a reliable alternative to traditional methods because it is a non-invasive direct measurement of iron in the liver. The biosusceptometric system developed in our research group (Biomag) was analysed, verified and became functional at a new location. First, measurements of signal stability were done, evaluation of susceptometric response with the use of a phantom, variability evaluation of calibration factor; as well as measurements of solutions of ferric chloride (Fe Cl3 6H2o). Thus, verifying the correct operation of the equipment. In the first part of in vivo measurements, biosusceptometric measurements were performed in 13 asymptomatic volunteers; in the second part, measurements were performed in 48 patients with diseases related to iron overload in the liver (thalassemia and sickle cell disease). With the collected data it was possible to calculate the correction factor necessary for the calculation of the iron concentration in patients; additionally, a dependence of the magnetic flux with the patient\'s torso radius was found. The error in the in vivo measurement of liver iron concentration was estimated in 0.244 $mgFe/gwt. Measurements on magnetic nanoparticles (Mn Fe2 O4-citrate) were made in solutions with different concentrations, with two different methods of measurement. The results show the potential of the biosusceptometer to detect and locate magnetic nanoparticles within the human body or the quantification of the concentration of solutions with a prior calibration of the equipment

Orientador: José Ricardo de Arruda Miranda / Coorientador: Patricia Fidelis de Oliveira Gregolini / Banca: Joel Mesa / Banca: Andris Figueiroa Bakuzis / Resumo: As técnicas biomagnéticas possibilitam o estudo de diversos parâmetros fisiológicos através da detecção de campos magnéticos gerados por correntes biológicas ou por marcadores/traçadores magnéticos. Uma das técnicas utilizadas dentro desta vertente é a Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC). A técnica utiliza um sistema gradiométrico de bobinas para monitorar posição e concentração de materiais magnéticos em sistemas biológicos. A partir do monitoramento realizado pelo sistema, é possível obter dados relacionados com as propriedades biológicas locais e estabelecer parâmetros mecânico-fisiológicos, principalmente do trato gastrintestinal, como esvaziamento e atividade de contração gástrica. A proposta deste trabalho é inédita e consiste na aplicação do sistema BAC, associado à nanopartículas magnéticas utilizadas como traçadores, a fim de, futuramente, disponibilizar uma nova ferramenta para estudos de caracterização pré-clínica de nanopartículas magnéticas. Foram realizados experimentos com ratos para a quantificação do tempo de meia vida das nanopartículas magnéticas em intervalos de tempo pré definidos, além do tempo de chegada das partículas no coração dos animais, bem como sua biodistribuição. Como testes adicionais, foram realizadas quantificações de alterações em parâmetros cardiovasculares sobre a administração endovenosa das nanopartículas magnéticas, já que esses parâmetros cardiovasculares influenciam diretamente no tempo de meia vida e biodistribuição do material. O sistema demonstrou bom desempenho em todos os testes aplicados, apresentando excelente reprodutibilidade, sensibilidade e resolução temporal. Os resultados sugerem a utilização da BAC como método de avaliação de parâmetros de caraterização pré-clínica de nanopartículas magnéticas em organismos vivos, em avaliações de biodistribuição e tempo de meia vida das nanopartículas... / Abstract: In the Biomagnetic research field, several methods have reported to study physiological parameters through the detection of magnetic fields generated by biological electrical currents or magnetic marker/tracers. Among such techniques, the Alternating Current Biosusceptometry (AC Biosusceptometry or ACB) system has been developed and refined with the main purpose of detecting and monitoring magnetic materials in biological systems (mainly in the gastrointestinal tract so far). With a pair of gradiometric pickup coils, the ACB system is able to obtain data related to local biological properties and also to study mechanical and physiological parameters, such as gastric emptying and contraction activity. This work presents an unprecedented study that applies the ACB system, associated to magnetic nanoparticles, as a new tool for preclinical characterization of magnetic nanoparticles. In vivo Experiments were performed in rat models to quantify the magnetic nanoparticles half-life in predefined time intervals, the particles arrival time in the animals heart and also the nanoparticles biodistribution. As an additional test, cardiovascular parameters were acquired during the particle intravenous administration, since these parameters directly influence the material half-life and biodistribution. The system presented good performance in all tests, with excellent reproducibility, sensitivity and temporal resolution. Also, these results suggest the ACB using as valuable evaluation method for magnetic nanoparticles preclinical characterization, in parameters as biodistribution and half-life in the bloodstream, since transient changes in mean arterial pressure and heart rate were found due to the magnetic nanoparticles intravenous administration. This work includes the development and characterization of a new low cost physics instrumentation, to subsidize circulatory system research, in small animals, and new nanostructured materials applications ... / Mestre

Orientador: José Ricardo de Arruda Miranda / Resumo: As nanopartículas magnéticas (NPMs) são uma classe de nanopartículas que se destacam em áreas da saúde, principalmente em aplicações teranósticas. O potencial das NPMs é prejudicado em função da absorção hepática, considerando que o fígado é uma rede complexa de células inter-relacionadas responsável pela captação do NPMs. Apesar de vários estudos concentrados na área, ainda é pouco compreendido como cada estrutura hepática opera no processo de retirada das NPMs da circulação sanguínea. As técnicas de imagem tem proporcionado avanços no entendimento de eventos fisiológicos, facilitando sua visualização. Atualmente, há uma gama de modalidades responsáveis pela detecção e imagiamento da biodistribuição das NPMs. Dentre essas técnicas de imagens, várias estão presentes apenas em hospitais ou em grandes centros de pesquisa. Esse trabalho tem como destaque, a aplicação de um novo método biomagnético, a Biosusceptometria AC (BAC), para a detecção in vivo de NPMs através de imagens. Fatores como ausência de radiação ionizante, versatilidade e alta resolução temporal são atributos do sistema frente às diversas técnicas de imagem. Neste estudo foi utilizado um novo arranjo do sistema, o sistema Multicanal BAC (ACB-MC), o qual permitiu a avaliação do processo de clearence das NPMs no sangue e seu posterior acúmulo no fígado em ratos Wistar. A partir das imagens dinâmicas obtidas e sua quantificação, foi proposto uma abordagem matemática a fim de auxiliar a farmacocinética de distribuiç... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Magnetic nanoparticles (MNPs) are widely used in healhty research areas, especially in terantic applications. The potential use of MNPS is diminished due to hepatic absorption, considering that the liver is a complex network of interrelated cells and the most responsible by MNPs uptake. Although there has been many studies in this area, it is still unknown how the liver removes MNPs from the bloodstream. Imaging techniques have provided more understanding of physiological events, enhancing their visualization. Currently, there is a range of modalities able to detect and image the biodistribution of MNPs. Among these techniques, several are restricted to large hospitals and research centers. In this work, our aim was to highlight the application of a new biomagnetic method, Biosusceptometry AC (BAC), for in vivo detection of MNPs through images. When compared to other systems, BAC has some advantages such as the absence of ionizing radiation, versatility and high temporal resolution. In this study, a new system arrangement, the Multicanal BAC system (ACB-MC) was used. This allowed the evaluation of the clearence process of MNPs in the blood and their subsequent accumulation in the liver. Those experiments were performed in Wistar rats. From the quantification of the dynamic images, a mathematical approach was proposed to investigate the pharmacokinetics of distribution and accumulation of MNPs. The ACB-MC system presented excellent temporal resolution and through sequential im... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:22:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-26. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:28:28Z : No. of bitstreams: 1 000848395.pdf: 2504523 bytes, checksum: 3e311603d829f6daa3c4f95a93b6adbd (MD5) / As técnicas biomagnéticas possibilitam o estudo de diversos parâmetros fisiológicos através da detecção de campos magnéticos gerados por correntes biológicas ou por marcadores/traçadores magnéticos. Uma das técnicas utilizadas dentro desta vertente é a Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC). A técnica utiliza um sistema gradiométrico de bobinas para monitorar posição e concentração de materiais magnéticos em sistemas biológicos. A partir do monitoramento realizado pelo sistema, é possível obter dados relacionados com as propriedades biológicas locais e estabelecer parâmetros mecânico-fisiológicos, principalmente do trato gastrintestinal, como esvaziamento e atividade de contração gástrica. A proposta deste trabalho é inédita e consiste na aplicação do sistema BAC, associado à nanopartículas magnéticas utilizadas como traçadores, a fim de, futuramente, disponibilizar uma nova ferramenta para estudos de caracterização pré-clínica de nanopartículas magnéticas. Foram realizados experimentos com ratos para a quantificação do tempo de meia vida das nanopartículas magnéticas em intervalos de tempo pré definidos, além do tempo de chegada das partículas no coração dos animais, bem como sua biodistribuição. Como testes adicionais, foram realizadas quantificações de alterações em parâmetros cardiovasculares sobre a administração endovenosa das nanopartículas magnéticas, já que esses parâmetros cardiovasculares influenciam diretamente no tempo de meia vida e biodistribuição do material. O sistema demonstrou bom desempenho em todos os testes aplicados, apresentando excelente reprodutibilidade, sensibilidade e resolução temporal. Os resultados sugerem a utilização da BAC como método de avaliação de parâmetros de caraterização pré-clínica de nanopartículas magnéticas em organismos vivos, em avaliações de biodistribuição e tempo de meia vida das nanopartículas... / In the Biomagnetic research field, several methods have reported to study physiological parameters through the detection of magnetic fields generated by biological electrical currents or magnetic marker/tracers. Among such techniques, the Alternating Current Biosusceptometry (AC Biosusceptometry or ACB) system has been developed and refined with the main purpose of detecting and monitoring magnetic materials in biological systems (mainly in the gastrointestinal tract so far). With a pair of gradiometric pickup coils, the ACB system is able to obtain data related to local biological properties and also to study mechanical and physiological parameters, such as gastric emptying and contraction activity. This work presents an unprecedented study that applies the ACB system, associated to magnetic nanoparticles, as a new tool for preclinical characterization of magnetic nanoparticles. In vivo Experiments were performed in rat models to quantify the magnetic nanoparticles half-life in predefined time intervals, the particles arrival time in the animals heart and also the nanoparticles biodistribution. As an additional test, cardiovascular parameters were acquired during the particle intravenous administration, since these parameters directly influence the material half-life and biodistribution. The system presented good performance in all tests, with excellent reproducibility, sensitivity and temporal resolution. Also, these results suggest the ACB using as valuable evaluation method for magnetic nanoparticles preclinical characterization, in parameters as biodistribution and half-life in the bloodstream, since transient changes in mean arterial pressure and heart rate were found due to the magnetic nanoparticles intravenous administration. This work includes the development and characterization of a new low cost physics instrumentation, to subsidize circulatory system research, in small animals, and new nanostructured materials applications ...

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:22:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-26. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:28:35Z : No. of bitstreams: 1 000850389.pdf: 1079649 bytes, checksum: d2cf5a0a2ac5d8a9a0681e25b2296376 (MD5) / O útero é um órgão constituído de musculatura lisa, que se contrai periodicamente devido às células de marca-passo localizadas no miométrio. As técnicas in vitro são as mais utilizadas para estudar as mudanças no comportamento uterino, porém não promovem uma análise em ambiente fisiológico real. Este trabalho teve como principal objetivo aplicar a técnica de Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) e Eletromiografia (EMG) para estudos dos padrões elétrico e mecânico de contração uterina em ratas. O sistema BAC registra o evento mecânico através do deslocamento do material magnético inserido no meio biológico, enquanto o EMG registra a atividade elétrica da fibra muscular ativa através de estímulos na própria musculatura. Neste estudo, todas as medidas foram realizadas com ambas as técnicas atuando simultaneamente. Foram utilizadas 20 ratas Wistar não prenhes, com peso entre 200 e 300 gramas, com implantes de eletrodo e marcador magnético (MnFe2O4) na serosa do útero. Foi realizada uma análise das contrações em cada fase do ciclo estral e, posteriormente, foram realizadas análises utilizando drogas que alterassem o perfil normal de contração para confirmar a eficiência do método: a ocitocina e o butilbrometo de escopolamina. Os resultados mostraram que o útero, em seu estado normal, apresentou dois tipos nítidos de contração, de alta intensidade e baixa frequência (13,62 ± 1,503 mHz para contração mecânica e 13,17 ± 1,201 mHz para contração elétrica), e de baixa intensidade e alta frequência (62,52 ± 4,499 mHz para contração mecânica e 65,08 ± 6,341 mHz para contração elétrica). Em termos de frequência e morfologia, não foram constatadas diferenças entre as fases do ciclo estral. Em ambas as administrações de fármacos não houve uma modificação relevante quanto à freqüência. A amplitude no caso da ocitocina não apresentou diferenças significativas em nenhum dos... / The Uterus is a smooth muscle organ that contracts periodically due to the peacemaker cells located on myometrium. In vitro techniques are the most used to study the change in the uterine behavior, still they lack on promoting a real physiological analyses. This main purpose of this study was to apply the Alternating Current Biosusceptometry (AC Biosusceptometry or ACB) and the Electromyography (EMG) systems to evaluate uterine electrical and mechanical patterns in rats. The ACB technique registers the mechanical event by acquiring the displacement of the magnetic material inserted in the biological system, while the EMG register the electrical activity of the active muscular fiber by simulating the muscle itself. Both electrical and mechanical studies were conducted simultaneously. For this study, 20 non pregnant Wistar rats weighting between 200 and 300 g were submitted to the electrode and magnetic marker (MnFe2O4) implant surgery on the uterus serous. Thus, the contraction pattern during the entire estrous cycle was acquired, followed by the same study under influence of specific drugs (oxytocin and scopolamine butylbromide), which had the function to modify the contraction profile to confirm the method efficiency. Results showed two distinct contraction patterns for the uterus on its normal condition. The ACB and EMG systems acquired a high intensity and low frequency (13,62 ± 1,503 mHz to mechanic contraction and 13,17 ± 1,201 mHz to electrical contraction) pattern along with a low intensity and high frequency (62,52 ± 4,499 mHz to mechanical contraction and 65,08 ± 6,341 mHz to electrical one). Although regarding frequency and morphology, no differences were observed among the estrous cycle phases. Neither the oxitocyn nor the butylbromide showed relevant interference on the frequency pattern. For the amplitude, despite the oxytocin have not presented significant differences in neither the events (electrical and mechanical), ...