Neste trabalho apresenta-se um estudo por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) dos condutores iônicos vítreos (fluoroindatos) e poliméricos, com base nos Poli-Óxidos de Propileno (PPO). Nosso principal objetivo é investigar as propriedades de RMN dos íons responsáveis pela condução iônica nestes condutores amorfos. Entre as propriedades estudadas estão os mecanismos de relaxação nuclear em função da temperatura e freqüência, a forma de linha e o segundo momento associado as linhas de ressonância. No caso dos complexos poliméricos, nossos resultados indicam que a condutividade é governada pelos movimentos segmentários de cadeia polimérica. A análise do segundo momento das linhas, permitiu determinar a intensidade das interações dominantes que estão envolvidas nestes complexos. Dos resultados de relaxação em polímeros, obtivemos os parâmetros importantes do movimento iônico, tais como: a energia de ativação (Ea), a freqüência de saltos (&#9640 e a dependência em freqüência da taxa de relaxação. Nossos resultados refletem a natureza desordenada destes materiais e a complexidade do processo de condução iônica nestes sistemas. Nos estudos realizados em vidros fluorados, pudemos discriminar os mecanismos re relaxação spin-rede presentes. Estes resultados mostram que, abaixo da temperatura de transição vítrea (Tg), T1-1 é fracamente dependente da freqüência e da temperatura. Enquanto que acima de Tg, T1-1 passa a ter um comportamento típico de sistemas termicamente ativados. Um terceiro mecanismo (contribuição paramagnética) foi estudado nas amostras de vidros fluoroindatos dopados com um íon paramagnético (Gd3+), onde pôde se observar das medidas da taxa de relaxação spin-spin (T2-1), o comportamento descrito pela interação hiperfina de contato, entre o núcleo de 19F em difusão com o spin eletrônico do íon paramagnético. Aborda-se ainda, aspectos técnicos necessários a utilização e desenvolvimento do espectrômetro, tais como: sondas de alta e baixa temperaturas, circuitos de recepção e softwares de controle / In this work we report a Nuclear Magnetic Resonance (NMR) study of two types of ionic conductors: fluoroindates glasses and polymers based on polypropylene oxide (PPO). We have investigated the nuclear spin relaxation process of the diffusing ions by measuring relaxation times and the second moment of the resonance line as a function of temperature and frequency. In the case of the polymeric systems our results indicates that the conduction mechanism is d e d by segmental motions of the polymer chain. Analysis of the second moment allow us to determine the intensity of the main interactions involved and, from relaxation measurements, important parameters of the ionic motion can be extracted. Our results are compatible with the complexity of the ionic conduction process characteristic of these disordered systems. Studies realized with the fluoride glass systems allow us to distinguish between the different spin-lattice relaxation mechanisms. Results show that bellow the vitreous transition temperature (Tg), T1-1 has a weak dependence with temperature and frequency. The behavior of T1-1 above Tg is typical of thermally activated systems, from which we could calculate the activation energy. A third mechanism (paramagnetic contribution) was studied in the fluoride glasses doped with (Gd3+). In this case, the spin-spin relaxation process is dominated by the contact hyperfine interaction between diffusing 19F nuclei and the electronic spin of the paramagnetic ion. We still discuss in this work different technical aspects of the NMR spectrometer, such as the low and high temperature probes and software for control and data analysis

Considerando a eficácia limitada do flúor na proteção dos tecidos duros dentais contra a erosão, o objetivo do presente estudo foi investigar o potencial do laser de gás carbônico (CO2) (10,6 m), associado ou não a produtos fluoretados, na inibição da erosão de esmalte dental. Amostras de esmalte dental humano foram obtidas e divididas aleatoriamente em 8 grupos (n = 11): G1: controle (sem tratamento), G2: gel de Flúor Fosfato Acidulado (FFA), G3: gel de fluoreto de sódio (AmF/NaF), G4: solução de fluoreto estanhoso (AmF/SnF2), G5: laser de CO2 (0,3 J/cm2, 15 s, 226 Hz), G6: laser de CO2 + gel de FFA, G7: laser de CO2 + gel de AmF/NaF e G8: laser de CO2 + solução de AmF/SnF2. Após os tratamentos de superfície, as amostras foram imersas em ácido cítrico a 1% (pH 4,0, 3 minutos). Antes dos tratamentos de superfície e após o desafio ácido, a microdureza de superfície foi mensurada (0,49 N, 20 segundos) e os dados foram analisados estatisticamente através do teste ANOVA com subseqüentes comparações entre pares (p < 0,05). Os resultados mostraram que o grupo G3 (403,5 ± 25,0) apresentou a maior média de microdureza Knoop após o desafio ácido, seguido pelos grupos G2 (396,6 ± 45,0) e G6 (392,8 ± 24,9), sem diferença estatística entre eles. Dentre os grupos tratados com produtos fluoretados, o grupo G4 (305,5 ± 17,7) resultou em microdureza significativamente mais baixa que o G3 (403,5 ± 25,0) e o G2 (396,6 ± 45,0), os quais foram estatisticamente semelhantes entre si. Dentre os grupos tratados com laser, os grupos G5 (341,1 ± 23,8), G7 (374,9 ± 42,1) e G8 (328,6 ± 26,9) apresentaram valores de dureza estatisticamente semelhantes entre si. Dentro dos limites do presente estudo in vitro, pôde-se concluir que o tratamento com gel de AmF/NaF e gel de FFA (com ou sem irradiação prévia com o laser de CO2) mostrou potencial para controlar a progressão da erosão no esmalte dental humano. / Considering the limited effectiveness of fluoride in protecting dental hard tissues against erosion, the aim of the present study was to investigate the potential of the CO2 laser (10.6 m) associated to fluoride agents in inhibiting human enamel erosion. Human enamel samples were obtained and randomly divided into 8 groups (n = 11): G1: control (no treatment), G2: APF gel, G3: AmF/NaF gel, G4: AmF/SnF2 solution, G5: CO2 laser (0.3 J/cm2, 15 s, 226 Hz), G6: CO2 laser + APF gel, G7: CO2 laser + AmF/NaF gel and G8: CO2 laser + AmF/SnF2 solution. After surface treatment, samples were immersed in 1% citric acid (pH 4.0, 3 min). Knoop Surface microhardness (SMH) (0.49 N, 20 s) was measured before surface treatments and after surface softening. The data were statistically analyzed by ANOVA model with subsequent pairwise comparisons (p < 0,05). Group G3 (403.5 ± 25.0) presented the highest SMH means after softening, followed by Groups G2 (396.6 ± 45.0) and G6 (392.8 ± 24.9) with no statistically significant difference between them. Between the fluoride-treated groups, G4 (305.5 ± 17.7) resulted in significantly low SMH mean than G3 (403.5 ± 25.0) and G2 (396.6 ± 45.0), which were statistically similar to each other. Between the laser-treated groups, G5 (341.1 ± 23.8), G7 (374.9 ± 42.1) and G8 (328.6 ± 26.9) presented SMH means statistically similar to each other. Within the limits of the present in vitro study, AmF/NaF and APF application (with or without previous CO2 laser irradiation) have shown a potential to control erosion progression in human dental enamel.

A presente tese foi dividida em 2 estudos cujos objetivos específicos foram: 1) Comparar in vitro o efeito da irradiação do laser de CO2 a compostos fluoretados na inibição da progressão de lesões de cárie, e testar se o padrão de resposta é similar ao esmalte humano e bovino. 2) Avaliar in situ a progressão da lesão de cárie no esmalte bovino e verificar as quantidades de flúor no biofilme e no esmalte após tratamento com verniz fluoretado associado ou não ao laser de CO2. No primeiro estudo, 96 fragmentos de esmalte (48 humanos e 48 bovinos) foram distribuídos aleatoriamente em 4 grupos (n=12): CO2 - laser de CO2 (10,6 &micro;m), VF - verniz fluoretado a 5%, FFA - flúor fosfato acidulado a 1,23% e ST - sem tratamento. Os espécimes foram submetidos a 14 dias de desafio cariogênico (ciclagem de pH). A microdureza (KHN) foi medida a 30 &micro;m da superfície. Vinte fragmentos adicionais de cada substrato receberam os mesmos tratamentos (n=5) e foram analisados em microscopia eletrônica de varredura (MEV).No estudo in situ (cruzado e realizado em 2 fases de 14 dias cada), 14 voluntários (n=14) utilizaram um dispositivo palatino contendo blocos de esmalte bovino que foram previamente submetidos a um dos 4 tratamentos: VF + CO2 - verniz Fluoretado a 5% + laser de CO2, VF- verniz fluoretado a 5%, VP - verniz placebo sem flúor, VP + CO2 - verniz placebo + laser de CO2. Biofilme dental foi acumulado sobre os blocos e 6 vezes ao dia os voluntários gotejavam solução de sacarose, simulando um desafio cariogênico. Após cada fase, os blocos foram removidos para avaliação da desmineralização do esmalte (teste de microdureza) e concentração de fluoreto no biofilme e esmalte após o desafio cariogênico. A microdureza foi avaliada pela Análise de Variância e teste de Tukey e as dosagens de flúor no biofilme e esmalte pelo teste não paramétrico de Friedman (&alpha; = 5%). No estudo in vitro, verificou-se que o laser de CO2 promoveu a menor perda mineral, seguido do tratamento com VF e FFA, o desempenho inferior na inibição da progressão de cárie foi obtido com o grupo controle (ST) (p < 0,05), em resumo: CO2 > VF > FFA > ST. O dente bovino apresentou maiores valores de microdureza que o humano, embora o comportamento dos substratos tenha sido o mesmo para todos os tratamentos. A MEV demonstrou presença de fino precipitado granuloso para o grupo VF e fusão e fissuras para o grupo tratado com CO2. No estudo in situ, independentemente da aplicação dos vernizes fluoretado ou placebo, a microdureza do esmalte foi estatisticamente superior (p < 0,05) quando esse substrato foi irradiado com laser de CO2. Quando a aplicação dos vernizes não foi seguida pela irradiação com laser de CO2, não houve diferença estatisticamente significante (p > 0,05) na microdureza do esmalte bovino em função do uso do produto fluoretado e placebo. Ao analisar o biofilme dental, observou-se que o grupo tratado com VF apresentou maior quantidade de flúor, estatisticamente diferente dos demais grupos (p < 0,05), que foram estatisticamente semelhantes entre si (p > 0,05). No esmalte, a maior quantidade de flúor foi encontrada no grupo VF + CO2 (p < 0,05), que não diferiu estatisticamente do VF (p > 0,05). Conclui-se que: 1) O laser de CO2 controlou a progressão de cárie in vitro mais eficazmente que compostos fluoretados de alta concentração e, que o esmalte bovino pode ser um substituto ao esmalte humano em estudos desta natureza; 2) O laser de CO2 promoveu maior inibição da progressão de cárie, em modelo in situ, independentemente da aplicação dos vernizes fluoretado ou placebo. O uso do verniz fluoretado resultou em maior quantidade de flúor no biofilme dental, enquanto que, a associação verniz fluoretado e laser de CO2 proporcionou maior incorporação de flúor no esmalte. / This thesis was divided into 2 studies whose specific objectives were: 1) To compare the ability of CO2 laser and fluoride sources to inhibit caries-like lesions in human enamel and to test whether a similar pattern of response would hold for bovine enamel. 2) Evaluate in situ the progression of caries lesions in bovine enamel and to verify the amount of fluoride present in biofilm and enamel after treatment with fluoride varnish combined with CO2 laser. In the first study, 96 enamel slabs (48 from bovine and 48 from human teeth) were randomly distributed into 4 groups (n=12): CO2 - CO2 laser, FV - 5% fluoride varnish, APF - 1.23% acidulated phosphate fluoride gel, or WT - without treatment (control). Specimens were subjected to a 14-day in vitro cariogenic challenge. Microhardness (SMH) was measured at 30 &micro;m from the surface. Additional 20 slabs of each substrate (n=5) received the same treatment described above and were analyzed by scanning electron microscopy (SEM). In the in situ study (crossover and performed in 2 phases of 14 days each), 14 (n = 14) wore palatal appliance with bovine enamel blocks that were previously submitted to one of the 4 treatments: FV + CO2 - 5% fluoride varnish + CO2 laser, FV - fluoride varnish, PV - placebo varnish without fluoride, PV + CO2 - placebo varnish + CO2 laser. Dental biofilm was allowed to accumulate on the blocks and 6 times a day a drop of sacarose solution was dispensed into emamel blocks by volunteers, simulating a cariogenic challenge. After each phase, the blocks were removed to evaluate enamel demineralization (microhardness test) and concentration of fluoride in biofilm and enamel after cariogenic challenge. Microhardness was evaluated by ANOVA and Tukey test, and the amount of fluoride present in biofilm and enamel were analysed by non-parametric Friedman test (&alpha; = 5%). CO2 laser promoted the least mineral loss. Treatment with FV resulted in the second highest values, which was followed by APF. Untreated specimens performed the worst (p < 0,05), in summary: CO2 > FV > APF > WT. Bovine teeth presents higher values of microhardness than human, although the performance of both substrates were the same. SEM showed a granulate precipitate on FV group and fusion ang fissures on lased-specimens. In in situ study, regardless of the application of fluoride or placebo varnish, the microhardness of enamel was statistically superior (p < 0.05) when the substrate was irradiated with CO2 laser. When the varnishes application were not followed by the irradiation of CO2 laser, no significant statistical diference were observed in the bovine enamel (p > 0.05). When analyzing the dental biofilme, it was observed that the group treated with VF presented larger amount of fluoride, statistically different from the other groups (p < 0.05), which were statistically similar among themselves (p > 0.05). In the enamel, the largest amount of fluoride was found in the FV + CO2 group (p < 0.05), which was not statistically different from FV (p > 0.05). It was concluded that: 1) CO2 laser may control caries progression more efficiently than fluoride sources and bovine teeth may be a suitable substitute for human teeth in studies of this nature; 2) CO2 laser promoted larger inhibition of the caries progression, in in situ model, independently of the application of fluoride or placebo varnish. The use of fluoride varnish fluoretado resulted in larger amount of fluoride in dental biofilme, while, the association of fluoride varnish and CO2 laser provided larger fluoride uptake in the enamel.

A co-exposição ao chumbo e ao flúor pode alterar o grau de fluorose dental, uma vez que ambos se depositam nos tecidos dentais. Ratos Wistar foram separados em 4 grupos: controle e 3 grupos que recebiam água contendo 100ppm de flúor (F), 30ppm de chumbo (Pb), ou 100ppm de F mais 30ppm de Pb desde a gestação. Análise do esmalte e determinação das dosagens de F no esmalte, dentina e osso foram realizadas nos animais com 81 dias. Defeitos nos incisivos dos ratos foram usados como escores em um índice que discriminou lesões na superfície como bandas, ilhas e cavidades. Não houve diferenças nas concentrações de F nos tecidos calcificados entre os grupos F e F+Pb. Os grupos controle e chumbo apresentaram esmalte normal. O grupo F+Pb apresentou defeitos de esmalte mais severos quando comparados com o grupo F (P<0.001). Este estudo mostrou que o Pb exacerbou a fluorose dental em roedores, sugerindo que a co-exposição ao PB pode explicar as diferenças na prevalência de fluorose. / Co-exposure to lead and fluoride may alter the degree of dental fluorosis, since both accumulate in calcified tissues. Wistar rats were allocated in four groups: control, and 3 groups that received water containing 100 ppm of fluoride (F), 30 ppm of lead (Pb), or 100 ppm of F and 30 ppm of Pb (F+Pb) since gestational age. Enamel analysis and F determinations in enamel, dentine, and bone were performed in 81-day-old animals. Incisor defects were scored using an index that discriminated surface lesions as bands, islets, and pits. There were no differences in the F concentration in calcified tissues between the F and F+Pb groups. The control and the Pb groups presented normal enamel. The F+Pb group presented more severe enamel defects compared with the F group (P<0.001). This study shows that Pb exacerbates dental fluorosis in rodents, suggesting that co-exposure to Pb may explain differences in fluorosis prevalence.

Enquanto alguns trabalhos relatam que a administração crônica de F causa resistência à insulina, estudo recente do nosso grupo revelou que em animais com diabetes previamente induzido por estreptozotocina, a administração crônica de baixas doses de F aumenta a sensibilidade à insulina, por interferir em vias metabólicas musculares e hepáticas. Entretanto, o diabetes induzido por estreptozotocina causa alterações metabólicas diferentes do diabetes tipo 1. Desta forma, seria interessante verificar se o aumento da sensibilidade à insulina induzido por baixas doses de F também ocorreria utilizando um modelo de diabetes que mimetiza melhor o diabetes tipo 1 (camundongos NOD non-obese diabetic). Com base no exposto, o presente estudo investigou, em camundongos NOD recémdesmamados e expostos cronicamente a doses de F na água de beber que simulam a ingestão de F pela água artificial ou naturalmente fluoretada, se ocorrem alterações relacionadas à resistência à insulina, bem como na expressão de proteínas hepáticas e musculares. Para tanto, 24 camundongos NOD (não obesos diabéticos), obtidos imediatamente após o desmame, foram divididos em 3 grupos, de acordo com a concentração de F presente na água de beber (0, 10 ou 50 ppm), que foi administrada por um período de 21 dias. Decorrido o período experimental, os animais foram eutanasiados, sendo coletado o sangue para análise de F (eletrodo íon específico), glicose (método da glicose-oxidase) e insulina (ELISA), bem como o fígado e músculo gastrocnêmio, para análise proteômica quantitativa livre de marcadores (software Protein Linx Global Service). Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey, ou teste de Kruskal-Wallis e teste de Dunn (p<0,05). Apenas o grupo tratado com 50 ppm F apresentou concentração plasmática de F significativamente maior que o controle. Os animais tratados com 10 ppm F tiveram glicemia significativamente menor que o grupo controle, mas não houve diferença significativa entre os grupos em relação à insulinemia. A % de função das células pancreáticas foi significativamente maior no grupo tratado com 10 ppm F, quando comparado aos demais. A análise proteômica revelou alterações no perfil proteômico tanto do tecido muscular quanto do hepático. No tecido muscular, o grupo de 10 ppmF apresentou, em relação ao controle, expressão aumentada de proteínas envolvidas no metabolismo energético. Já o grupo de 50 ppm F, em relação ao controle, apresentou expressão aumentada de proteínas relacionadas à contração muscular, diferenciação do tecido adiposo marrom e apoptose. Para o tecido hepático, também foi observada expressão aumentada no grupo submetido a 10 ppm F em relação ao controle de proteínas envolvidas no metabolismo energético e síntese proteica, com destaque ainda para o aumento de isoformas de Glutathione S transferase, bem como de Heat shock-related 70 kDa protein 2. No grupo submetido a 50 ppmF foi observada alteração de proteínas envolvidas no metabolismo de espécies reativas de oxigênio e metabolismo energético. O aumento na expressão de proteínas antioxidantes, mediante tratamento com a baixa concentração de F, pode ajudar a explicar a proteção contra o desenvolvimento do diabetes, o que deve ser comprovado em estudos mecanísticos futuros. / While some studies report that chronic administration of fluoride (F) causes insulin resistance, a recent study in our group found that in animals with diabetes previously induced by streptozotocin diabetes, chronic low-dose F administration increases insulin sensitivity by interfering with metabolic pathways in muscle and liver. However, streptozotocin-induced diabetes causes different metabolic changes from type 1 diabetes. Thus, it would be interesting to see whether increased insulin sensitivity induced by low doses of F would also occur using a diabetes model that better mimics type1 diabetes (NOD mice - non-obese diabetic). Based on the foregoing, the present study investigated in NOD mice chronically exposed to doses of F in drinking water that simulate the ingestion of F by artificial or naturally fluoridated water, if there are changes related to insulin resistance as well as in the expression of liver and muscle proteins. Twenty-four NOD mice, obtained immediately after weaning, were divided into three groups, according to the concentration of F present in the drinking water (0, 10 or 50 ppm), which was administered by a period of 21 days. After the experimental period, the animals were euthanized and the blood was collected for analysis of F (ionspecific electrode), glucose (glucose oxidase method) and insulin (ELISA), as well as the liver and gastrocnemius muscle, for quantitative proteomic analysis (Protein Linx Global Service software). Data were analyzed by ANOVA and Tukey\'s test, or Kruskal- Wallis and Dunn\'s test (p <0.05). Only the group treated with 50 ppm F had plasma F concentration significantly higher than the control group. Animals treated with 10 ppm F had significantly lower glycemia than the control group, but there was no significant difference between the groups in relation to insulinemia. The % of pancreatic -cell function was significantly higher in the group treated with 10 ppm F compared to the others. Proteomic analysis revealed changes in the proteomic profile of both muscle and hepatic tissue. In the muscle tissue, the group of 10 ppm presented, in relation to the control, increased expression of proteins involved in energy metabolism. The group of 50 ppm F, in relation to 7control, presented increased expression of proteins related to muscle contraction, differentiation of brown adipose tissue and apoptosis. For hepatic tissue, increased expression was also observed in the group of 10 ppm F in relation to the control of proteins involved in energetic metabolism and protein synthesis, with emphasis also on the increase of Glutahione S transferase isoforms as well as Heat shock-related 70 kDa protein 2. In the group treated with 50 ppm F proteins related to ROS metabolism and energetic metabolism were altered. Increased expression of antioxidant proteins by treatment with low F concentration may help explain protection against the development of diabetes, which should be demonstrated in future mechanistic studies.

A fluorose dentária é uma patologia que ocorre durante a formação dos dentes na presença de doses excessivas de fluoreto (F-). Os mecanismos pelos quais o F provoca a fluorose ainda são poucos conhecidos. A influência de fatores genéticos tem sido considerada na suscetibilidade/resistência do indivíduo em desenvolver a fluorose. Duas linhagens de camundongos (A/J e 129P3/J) com diferença na resistência ou suscetibilidade à fluorose dentária foram utilizadas para determinar se a suscetibilidade à fluorose pode ser explicada pela diferença no metabolismo e se há diferença no perfil protéico dos rins e urina destes animais. Para isso, um estudo metabólico foi conduzido com 18 camundongos A/J (suscetível) e 18 129P3 / J (resistente) após o desmame. Cada amostra foi dividida em 3 grupos, com diferentes concentrações de F- na água de beber (0, 10 e 50 ppm F). Uma vez que um estudo piloto revelou que os camundongos A/J ingeriam um maior volume de água quando comparado com o 129P3/J, a concentração de F- na água dada aos camundongos A/J foi ajustada semanalmente a fim de fornecer doses semelhantes de F- para ambas linhagens. Os animais foram mantidos em gaiolas metabólicas (n = 2/gaiola) por 7 semanas, com livre acesso à água e dieta de baixa ingestão de F- (0,95 ppm). A ingestão e excreção de F- foram calculadas, bem como os níveis de F- no plasma, no fêmur e no rim. O grau de fluorose dentária foi avaliado usando análise de fluorescência quantitativa (QLF) e exame clínico. Os perfis proteômicos renal e urinário foram examinados utilizando 2D-PAGE e coloração com azul de Coomassie.. Os dados do estudo metabólico foram testados para diferenças significativas pela ANOVA a 2 critérios (p <0,05). As imagens dos géis e as diferenças estatísticas (ANOVA, p<0,05) foram analisadas pelo programa Image Master Platinum 7.0. Os camundongos da linhagem A/J submetidos à alta concentração de fluoreto apresentaram um grau de fluorose significativamente maior quando comparado com a linhagem 129P3/J. A ingestão total de F- não diferiu significativamente entre as linhagens. A excreção total de F- foi significativamente maior para os camundongos A/J, devido à maior excreção urinária de F-. As duas linhagens não diferiram em relação à absorção F-, mas os animais 129P3/J retiveram significativamente maiores quantidades de F-, que foi consistente com níveis mais elevados de F- no fêmur, no entanto, os níveis de F- no plasma não diferiram significativamente entre as linhagens. Para os rins, a análise quantitativa de intensidade detectou, entre as linhagens A/J e 129P3/J, 122, 126 e 134 spots diferencialmente expressos nos grupos controle, e que receberam baixa e alta concentração de F-, respectivamente. Para a urina, 84 spots diferencialmente expressos foram observados para o grupo controle, 68 para o grupo que recebeu baixa concentração de F- e 66 para o grupo que recebeu alta concentração de F-. Os dados mostraram que há diferenças metabólicas e no perfil de expressão protéica renal e urinária intrínsecas a estas linhagens e que a exposição ao F- é capaz de alterar estes padrões. / Dental fluorosis occurs during tooth formation when excessive doses of fluoride (F) are ingested. The mechanisms that underlie the pathogenesis of dental fluorosis are not known so far. The influence of genetic factors has been considered in individual susceptibility/resistance to develop fluorosis. Two inbred mice strains (A/J and 129P3/J) have been reported to have different susceptibilities to dental fluorosis. They were used in the present study to determine if the susceptibility to dental fluorosis can be explained by alterations in F metabolism and to evaluate if there is difference in the profile of protein expression in kidney and urine of these animals. For this, a metabolic study was conducted with 18 A/J (susceptible) and 18 129P3/J (resistant) weanling mice. Each strain was divided into 3 groups, with differed according to the F concentration given in the drinking water (0, 10 and 50 ppm F). Since a pilot study showed that the A/J mice drank a higher volume of water when compared with the 129P3/J, the F concentration in the water given to the A/J mice was weekly adjusted in order to provide similar F intakes for both strains. The mice were housed in metabolic cages (n=2/cage) for 7 weeks, with free access to water and low-F diet (0.95 ppm). F intake and excretion were calculated, as well as plasma, femur and kidney F levels. The degree of dental fluorosis was assessed using QLF and clinical examination. Renal and urinary proteome profiles were examined using 2D-PAGE and coomassie brilliant blue staining. Data were tested for significant differences by 2-way repeated-measures ANOVA (p<0.05). The gels images and statistical differences (ANOVA, p <0.05) were analyzed by the Image Master Platinum 7.0 software. Significantly higher QLF scores were observed for the A/J mice submitted to 50 ppm F. The total F intake did not significantly differ between the strains. The total F excretion was significantly higher for the A/J mice, due to the higher urinary F excretion. The two strains did not differ in respect to F absorption, but the 129P3/J mice retained significantly higher amounts of F, which was consistent with their higher femur F levels. Plasma F levels, however, did not significantly differ between the strains. For kidney, quantitative intensity analysis detected, between strains A/J and 129P3/J, 122, 126 e 134 spots differentially expressed in the control group, in the group receiving low and high F concentrations, respectively. For urine, 84 spots differentially expressed were detected for control group, 68 for the group receiving low F concentration and 66 for the group receiving high F concentration. Data showed that intrinsic differences occur in the metabolism of F and profile of protein expression between these strains and that these profiles can be altered in the presence of F.

O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da associação do laser de diodo ao CPP-ACP ou verniz fluoretado na resistência a desmineralização do esmalte dentário. Foram utilizados 90 fragmentos de terceiros molares humanos irrompidos, selecionados por microdureza superficial e isolados com resina composta deixando apenas uma área de 4x4mm exposta. Em seguida foram desmineralizados por 32 h e 60 espécimes tiveram metade da área (2x4mm) isolada. Os espécimes foram divididos aleatoriamente em seis grupos/subgrupos, de acordo com os tratamentos propostos: G1-Controle (sem tratamento); G2- CPP-ACP, G3-verniz fluoretado Duraphat®; A - sem laser, B- tratamento com laser de diodo (0,7W, 70mJ, 10Hz). Na sequência foi realizado ciclo de pH para indução de desmineralização por oito dias. A solução desmineralizante de cada espécime foi armazenada para análise do cálcio por espectrometria de absorção atômica (n=10). Os espécimes foram seccionados ao meio, uma das metades foi analisada por microdureza longitudinal (n=10) e a outra por rugosidade (n=10) e morfologia superficial (n=10). Para a análise por Tomografia de Coerência Óptica (OCT) foi empregado n=5 por grupo/subgrupo e realizou-se a OCT em 2 fases, sendo a primeira após a desmineralização por 32h e a segunda após os tratamento/ciclagem de pH. Para a microdureza empregou-se a variação percentual da dureza, para a espectrometria de absorção atômica empregou-se a quantidade total de cálcio perdido, para a rugosidade superficial e OCT empregou-se a diferença entre os valores da desmineralização inicial e os valores obtidos após a ciclagem. Os dados foram analisados pelo método não paramétrico de Kruskal-Wallis e o teste de Dunn para diferenciação das médias (&prop;= 5%). Pode-se observar que ocorreu maior perda de dureza, de cálcio e maior profundidade de desmineralização nos grupos controle quando comparados com os grupos que receberam os tratamentos (G1A&asymp;G1B e &ne; G2A&asymp;G2B&asymp;G3A&asymp;G3B) sendo estatisticamente diferente (p<0,05). Maior rugosidade foi encontrada nos grupos G1A, G1B e G3A e foi estatisticamente significante (p<0,05). O fator laser não influenciou nas propriedades analisadas. Na microscopia confocal a laser não foram observadas áreas de fusão ou qualquer alteração na estrutura do esmalte irradiado. Pode-se concluir que o laser associado à CPP-ACP ou verniz fluoretado não foi capaz de aumentar a resistência ácida do esmalte submetido a ciclos de pH. Os tratamentos, MI Paste e verniz fluoretado foram eficazes independente da utilização do laser. / The aim of this study was to assess the effect of diode laser in combination with CPP-ACP/ fluoride varnish on enamel resistance to demineralization. Ninety fragments of unerupted human 3rd molar teeth were selected according to superficial microhardness and covered with compound resin, with only a 4x4mm area left exposed. They were then demineralized for 32 hours and 60 specimens had their exposed area halved. The specimens were randomly divided into 6 groups/subgroups, in line with the proposed treatments: G1-Control (no treatment); G2- MI Paste®, G3- fluoride varnish Duraphat® 5%; A - no laser, B- treatment with diode laser (0.7W, 70mJ, 10Hz). Afterwards, an 8-day pH cycle was carried out to induce demineralization. The demineralizing solution for each specimen was stored for the purpose of atomic absorption spectometry for the determination of calcium (n=10). The specimens were cut in half. The first half was analyzed using the criterium of longitudinal microhardnesss (n=10), the second the criterium of roughness (n=10) and superficial morphology (n=10). Optical coherence tomography (OCT) was used to assess group/subgroup for n=5. OCT was carried out at 2 moments, after a 32-hour demineralization period and post pH treatment/cycling. For microhardness we used percent change in hardness, for atomic absorption spectrometry the total amount of calcium lost, for superficial hardness and OCT the difference between the figures seen after initial demineralization and those obtained post cycling. The data were analyzed using the nonparametric Kruskal-Wallis Multiple-Comparison Z-Value Test and the Dunn test for distinguishing mean values (&prop;= 5%). Greater loss of hardness, greater loss of calcium, and deeper demineralization were seen in the control groups, when compared to those groups that underwent treatment (G1A&asymp;G1B and &ne; G2A&asymp;G2B&asymp;G3A&asymp;G3B). Greater roughness was found in groups G1A, G1B, and G3A, and it was statistically significant (p<0.05). Overall, laser use did not exert influence upon the analyzed properties. Confocal laser scanning microscopy did not reveal areas of fusion or any alteration in the structure of irradiated enamel. One can conclude that associating laser to CPP-ACP or fluoride varnish did not increase enamel resistance to acid when it underwent pH cycles. The treatments, MI Paste, and fluoride varnish were effective, regardless of the use of laser.

O objetivo deste estudo foi avaliar os níveis de F e Pb circulantes, excretados e incorporados no tecido ósseo em ratos expostos simultaneamente ao F e Pb através da água de beber desde a gestação, levando-se em consideração diferentes doses de Pb e F e dois tipos de sais fluoretados. Para tal, 280 ratos Wistar machos foram divididos em 28 grupos contendo 10 animais cada. As diferenças entre os grupos foram as concentrações, na água de beber, de Pb (0, 1, 10 ou 30 mg/L) e de F (0, 5, 50 ou 100 mg/L), em dois tipos de sais (NaF ou H2SiF6). Os animais foram expostos ao tratamento desde a gestação até completarem 80 dias de vida, quando foram eutanasiados e o sangue foi removido para análise de Pb e F (no sangue total e plasma, respectivamente). Também foi coletado o fêmur direito, para análises de F e Pb. Ainda foram coletadas amostras de urina e fezes (24 horas) dos animais alojados em gaiolas metabólicas (n=6 por grupo) a cada 14 dias, desde o desmame até a eutanásia, para análises de F e Pb. As análises de Pb foram feitas por ICP-MS e as análises de F foram feitas com o eletrodo, após difusão facilitada por hemametildisiloxano (plasma, fêmur e fezes) ou pelo método direto (urina). Os dados foram analisados por ANOVA a 3 critérios, seguida pela teste de Tukey (p<0,05). Observou-se que o composto fluoretado, a concentração de F na água e a concentração de Pb na água interferiram na retenção de F e de Pb no organismo, indicando que a administração concomitante de F e Pb através da água de beber é capaz de aumentar a incorporação de F e de Pb no tecido ósseo e que a excreção urinária e fecal destes elementos não é suficiente para explicar a maior retenção dos mesmos no organismo. Quando o F foi adicionado à água na forma de H2SiF6, concentrações significativamente mais altas de F foram observadas no plasma e osso, e quantidades significativamente menores de F foram excretadas através da urina, aumentando a biodisponibilidade do F no organismo. Maior biodisponibilidade do Pb também foi observada quando o H2SiF6 foi utilizado em comparação ao NaF, com concentrações significativamente maiores de Pb no osso, a despeito de uma maior excreção urinária e fecal de Pb. Estes resultados confirmam achados de estudos epidemiológicos e de prova-de-conceito prévios de que a exposição concomitante a sílicofluoretos e Pb é capaz de aumentar a biodisponibilidade do Pb, assim como também do F no organismo. Estudos adicionais devem ser conduzidos para investigar os mecanismos que levam a estes efeitos / The aim of this study was to evaluate the circulating levels of F and Pb, as well as the levels of F and Pb excreted and uptaken by bone, in rats co-exposed to F and Pb from the drinking water, taking into account different doses of Pb and F and two types of fluoridated salts. For this purpose, 280 male Wistar rats were divided into 28 groups (n=10). The differences among the groups were the concentrations of Pb (0, 1 , 10 or 30 mg/L ) and F [0, 5, 50 or 100 mg/L in two types of salts (NaF or H2SiF6)] added in the drinking water to which the females and their offspring were exposed, 1 week before mating until the pups completed 80 days of life. At 80 days of age, the animals were euthanized. Blood was collected for Pb and F analysis (whole blood and plasma, respectively). The right femur was also collected for Pb and F analyses. In addition, throughout the experimental period, urine and feces were collected from the animals housed in metabolic cages (n=6/group) every 14 days, for F and Pb analyses. Pb was analyzed by ICP-MS and F was measured with the electrode, after hexamethyldisiloxane-facilitated diffuson (plasma, femur and feces) or by the direct method (urine). Data were analyzed by 3-way ANOVA and Tukey´s test (p<0.05). It was observed that the F compound, the F concentration and the Pb concentration in the drinking water interfered in the retention of Pb and F in the organism. These data indicate that co-exposure to F and Pb from the drinking water increases the F and Pb uptake by bone. This cannot be completely explained by the urinary and fecal excretion of F and Pb. When F was added to the water as H2SiF6, significantly higher F concentrations were observed in plasma and bone, while significantly lower amounts of F were excreted through urine, increasing the bioavailability of F in the organism. Also higher bioavailability of Pb was observed upon administration of H2SiF6 when compared to NaF (significantly higher concentrations of Pb were observed in bone, despite the excretion of Pb from feces and urine was higher). These results reinforce the findings of previous epidemiological and proof-of-concept studies that report increased bioavailability of Pb and F in the organism upon coexposure to silicofluorides and Pb. Additional studies should be conducted to investigate the mechanisms that lead to these effects.

O presente trabalho trata da síntese de sondas fluorescentes visando a detecção e quantificação de íons metálicos e ânions de toxicidade relevante para humanos e meio ambiente. Utilizamos os núcleos fluorescentes da fluoresceína, cumarina e pireno nos processos de síntese, aos quais foram estrategicamente acopladas estruturas capazes de interagir seletivamente com os analitos em questão. Devido às características distintas das sondas, dividimos o trabalho em três capítulos onde cada um abordará uma classe de núcleo fluorescente. No primeiro deles, trataremos de dois derivados de cumarina, onde um deles é capaz de identificar e quantificar o ânion fluoreto, e o outro o íon cobre (II). No segundo capítulo trataremos de dois derivados de fluoresceína homologados à estrutura de aminoácidos, que se mostraram úteis na detecção de íons trivalentes (Al3+, Ga3+, Fe3+ e Cr3+) e também Hg2+. No terceiro capítulo apresentaremos um derivado de pireno seletivo ao Hg2+ tanto em meio aquoso quanto orgânico. Nos três capítulos utilizamos da técnica de espectrofluorimetria como principal ferramenta de estudo e aplicação dos sistemas. Durante as caracterizações e investigações dos mecanismos de detecção, utilizamos de maneira integrada as técnicas de espectrofluorimetria resolvida no tempo, espectroscopia de absorção no UV-vis, RMN de 1H e 13C e espectrometria de massas. A união de técnicas espectroscópicas complementares nos permitiu a completa caracterização estrutural dos compostos sintetizados e também um maior aprofundamento das propostas dos mecanismo de detecção dos analitos. De modo geral, o trabalho aborda áreas distintas dentro da química e da física, resultando em um conjunto de interfaces científicas com bom entrelace. Serão discutidas estratégias de síntese orgânica, caracterizações fotofísicas, estudos de mecanismo de detecção e aplicação analítica para cada uma das moléculas apresentadas nesta tese. / The present work deals with the synthesis of fluorescent probes towards the detection and quantification of metal ions and anions of relevant toxicity for humans and the environment. We used as building blocks the fluorescent cores of fluorescein, coumarin and pyrene, to which were coupled structures capable to interact selectively with analytes. Due to the distinct characteristics of the probes, we split the work into three chapters where each will address a core class. In the first one, we will deal with two coumarin derivatives, where one is able to identify and quantify the fluoride anion, and other the copper (II) ion. At the second chapter, we will describe two fluorescein derivatives attached to amino acids, which proved useful in the detection of trivalent ions (Al3+, Ga3+, Fe3+ e Cr3+) and Hg2+. In the last chapter, we will introduce a derivative of pyrene selective to Hg2+ detection in both aqueous and organic solvents. In all the three chapters, the spectrofluorimetry technique was the primary tool of study and application of the systems. During the structural characterizations and mechanism investigations, we used also time resolved spectrofluorimetry, UV-Vis absorption spectroscopy, 1H and 13C NMR, and mass spectrometry. The integration of spectroscopic techniques allowed us to a complete structural characterization of the synthesized compounds and the discussion of detection mechanism proposals. In general, the work deals with different areas within the chemistry and physics, resulting in a set of interfaces with good scientific interlace. Strategies in organic synthesis, structural and photo-physics characterizations, detection mechanisms and analytical application were the objective and the achievement of the present thesis.

Visto que o esmalte erodido é mais susceptível ao desgaste pela abrasão por escovação, e considerando que os fluoretos (F), ou a combinação de fluoretos com o estanho (F+Sn), promove precipitados que são relativamente resistentes à escovação, o objetivo desse estudo foi o avaliar se o uso de enxaguatórios bucais fluoretados, contendo ou não estanho, previamente à escovação poderia reduzir a magnitude do desgaste do esmalte erodido. Adicionalmente, buscou-se verificar se o armazenamento em saliva artificial antes dos tratamentos influenciaria a perda de superfície do esmalte erodido. Cento e quarenta espécimes de esmalte (com 4mmx4mmx2mm) foram obtidos de incisivos bovinos, incluídos em resina acrílica, planificados, polidos e aleatoriamente alocados em 14 grupos experimentais (n=10), de acordo com os seguintes tratamentos, os quais foram aplicados imediatamente ou 30min após a erosão: controle- escovação com saliva artificial; E(F)- escovação com dentifrício F (1400 ppm F, como AmF); E+B(F)- escovação com o dentifrício F seguido de bochecho com um enxaguatório F (250 ppm F, como AmF e NaF); B+E(F)- bochecho com enxaguatório F seguido de escovação com dentifrício F; E(F+Sn)- escovação com dentifrício F+Sn (1400 ppm F, como AmF e NaF + 3500 ppm Sn, como SnCl2); E+B(F+Sn)- escovação com dentifrício F+Sn seguido de bochecho com enxaguatório F+Sn (500 ppm F, como AmF e NaF + 800 ppm Sn, como SnCl2); B+E(F+Sn)- bochecho com enxaguatório F+Sn seguido de escovação com dentifrício F+Sn. Os tratamentos foram testados em um modelo de erosão-abrasão, que consistia de 2min de imersão em solução de ácido cítrico a 0,3%, seguido de 60min de exposição a saliva artificial. Esse procedimento foi repetido 4x/dia, por 5 dias. Os tratamentos foram realizados imediatamente ou 30min após o primeiro e o último desafios erosivos. A escovação foi conduzida com escova elétrica, por 15s, com um período total de exposição à suspensão dentifrício/saliva artificial (1:3) de 2min. A exposição aos enxaguatórios foi feita por 30s. Ao final, a perda de superfície (PS, em ?m) foi determinada com um perfilômetro ótico. Os dados foram estatisticamente analisados (?=0,05). Para os grupos com exposição à saliva antes dos tratamentos, a menor PS foi observada para B+E(F) e B+E(F+Sn), que obtiveram uma diferença significativa em relação ao controle, porém não em relação a E+B(F) e E+B(F+Sn). E+B(F), E+B(F+Sn) e os outros grupos não diferiram significativamente em relação ao controle. Para os grupos sem exposição à saliva, a menor PS foi observada para B+E(F) e B+E(F+Sn), sendo significativamente diferente do controle. Todos os outros grupos não exibiram PS diferente do controle. Para B+E(NaF), a menor PS foi observada na condição sem exposição à saliva antes dos tratamentos, e para E+B(Sn), a menor PS foi observada com exposição à saliva. Não houve diferença entre exposição ou não à saliva para os outros grupos. Conclui-se que, tanto para F como para F+Sn, o uso do enxaguatório antes da escovação foi capaz de reduzir o desgaste do esmalte erodido. A exposição à saliva antes da escovação somente mostrou um efeito benéfico para F+Sn quando a escovação foi realizada antes do enxaguatório. A combinação de F+Sn não apresentou resultado superior ao uso de apenas F. / Considering that the eroded enamel is more susceptible to be wear off by toothbrushing abrasion, and that fluoride, or the combination between fluoride and stannous, would induce precipitates that are relatively resistant to toothbrushing, the objective of this study was to evaluate whether the use of fluoridated oral rinses, containing or not stannous, could reduce the magnitude of wear of the eroded enamel. In addition, it sought to verify if storage in artificial saliva before treatments would influence the loss of the eroded enamel. One hundred and forty enamel specimens (with 4mmx4mmx2mm) were cut from bovine incisors, embedded in acrylic resin, flattened, polished, and randomly allocated into 14 experimental groups (n=10), according to the following treatments, which were applied immediately or 30min after erosion: control- toothbrushing with artificial saliva; E(F)- toothbrushing with F dentifrice (1400 ppm F, as AmF); E+B(F)- toothbrushing with F dentifrice, followed by rinse with F solution (250 ppm F, as AmF and NaF); B+E(F)- rinse with F solution, followed by toothbrushing with F dentifrice; E(F+Sn)- toothbrushing with F+Sn dentifrice (1400 ppm F, as AmF and NaF + 3500 ppm Sn, as SnCl2); E+B(F+Sn)- toothbrushing with F+Sn dentifrice, followed by rinse with F+Sn solution (500 ppm F, as AmF and NaF + 800 ppm Sn, as SnCl2); B+E(F+Sn)- rinse with F+Sn solution, followed by toothbrushing with F+Sn dentifrice. The treatments were tested in an erosion-abrasion model, consisting of 2min immersion in 0.3% citric acid solution, followed by 60min exposure to artificial saliva. This procedure was repeated 4x/day, for 5 days. The treatments were performed immediately or 30min after the first and the last erosive challenges. Toothbrushing was performed with electric toothbrushes, for 15s, with a total exposure time to the dentifrice slurries (1:3) of 2 min. Exposure to the rinse solutions were performed for 30s. At the end of cycling, enamel surface loss (SL, in ?m) was measured by optical profilometry. Data were statiscally analyzed (?=0.05). For the groups with saliva exposure before treatments, the lowest SL was observed for B+E(F) and B+E(F+Sn), which were significantly different when compared to the control, but not in relation to E+B(F) and E+B(F+Sn). E+B(F), E+B(F+Sn) and the other groups did not significantly differ from the control. For the groups without saliva exposure, the lowest SL was observed for B+E(F) and B+E(F+Sn), being significantly different from the control. The other groups did not exhibit SL different from the control. For B+E(NaF), the lowest SL was observed without saliva exposure, and for +B(Sn), the lowest SL was observed with saliva exposure. There was no significantly difference between the conditions of exposure or not to saliva for the other groups. It was concluded that, either for F as for F+Sn, rinsing with a fluoridated solution before toothbrushing was able to reduce the wear of the eroded enamel. Saliva exposure before toothbrushing showed a positive effect only for F+Sn when toothbrushing was performed before the rinse. The combination of F+Sn did not present superior results to the use of only F.