Para medicamentos administrados oralmente, as etapas de liberação do fármaco a partir da forma farmacêutica e sua subsequente absorção constituem importantes processos para que a adequada biodisponibilidade oral ocorra. Deste modo, as características de solubilidade e de permeabilidade são de extrema importância para que mecanismos relacionados à absorção sejam compreendidos no âmbito das propriedades ADME (absorção, distribuição, metabolismo e excreção). Com base nisso, o Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB) foi proposto como uma ferramenta que permite a classificação de fármacos em quatro classes distintas de acordo com a solubilidade e permeabilidade. De maneira complementar, o Sistema de Classificação Biofarmacêutica de Distribuição de Fármacos (SCBDF) foi proposto levando em consideração a solubilidade e o metabolismo das substâncias, além de considerar o impacto de transportadores presentes nos tecidos biológicas, inclusive no trato gastrintestinal (TGI). Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os mecanismos envolvidos na permeabilidade de fármacos antirretrovirais (estavudina, lamivudina e zidovudina) por meio do modelo de perfusão in situ com coleta de sangue mesentérico em ratos, considerando os aspectos relacionados ao efluxo e ao metabolismo pré-sistêmico que ocorrem nos enterócitos. Além disso, estudos in vitro em culturas celulares MDCK e MDCK-MDR1 foram realizados a fim de auxiliar na elucidação dos mecanismos de transporte dos referidos fármacos. Para a realização dos estudos de perfusão in situ, ratos Wistar foram anestesiados e a porção do jejuno foi canulada para permitir a entrada do fármaco solubilizado no interior do intestino, bem como a coleta das amostras de perfusato em intervalos regulares de tempo. A veia mesentérica também foi canulada para viabilizar a obtenção das amostras de sangue durante os experimentos. Para os estudos de efluxo, o verapamil foi adicionado à solução de perfusão como inibidor de Pgp (glicoproteína-P), enquanto que o cetoconazol foi empregado como inibidor de enzimas CYP3A. Em modelo in vitro MDCK e MDCK-MDR1, os experimentos foram conduzidos bidirecionalmente com o uso de GG918 como inibidor de P-gp. Em todos os experimentos realizados, o metoprolol e a ranitidina foram empregados como marcadores de alta e de baixa permeabilidade, respectivamente. Os resultados de permeabilidade mostraram que a estavudina e a zidovudina apresentam características de alta permeabilidade, enquanto a lamivudina apresentou o menor resultado dentre os três fármacos. Os ensaios bidirecionais em MDCK, no entanto, mostraram que os três antirretrovirais apresentam baixos valores de permeabilidade, uma vez que seus resultados foram significativamente menores que o valor encontrado para o metoprolol. Com relação à avaliação do mecanismo de efluxo, tanto a lamivudina quanto a zidovudina apresentaram interações significativas com a P-gp nos dois métodos empregados (perfusão in situ e MDCK-MDR1), uma vez que o aumento nos valores de permeabilidade foi constatado quando o inibidor de P-gp foi empregado. Os estudos de metabolismo intestinal realizados por meio do modelo de perfusão in situ mostraram que nenhum dos fármacos antirretrovirais apresentou interação significativa com as enzimas CYP3A quando o cetoconazol foi empregado como inibidor, uma vez que não foram constatadas mudanças significativas nos valores de permeabilidade. A comparação entre os resultados de permeabilidade efetiva (Pef) e de permeabilidade aparente (Pap), obtidos por meio da quantificação das amostras de perfusato e de plasma, respectivamente, permitiu verificar que as diferenças estatísticas entre estes dois parâmetros podem indicar variados mecanismos de transporte, uma vez que a Pap constata a quantidade da substância que realmente foi capaz de superar as barreiras físicas e bioquímicas presentes na parede do TGI. Logo, a Pap é considerada um parâmetro mais próximo das condições in vivo. Esta diferença foi constatada apenas para a zidovudina nos ensaios de transporte de efluxo, uma vez que o valor médio de Pef não representou a mesma conclusão fornecida pelo valor médio de Pap. Os resultados obtidos permitiram concluir que os fármacos antirretrovirais apresentam permeabilidade de moderada a alta em função do possível envolvimento de carreadores de influxo. Além disso, os três fármacos antirretrovirais interagiram de alguma forma com a P-gp, sendo os resultados referentes à lamivudina e à zidovudina mais significativos. Embora tenha sido constatada o envolvimento da P-gp na permeabilidade da zidovudina, sua elevada fração absorvida indica que a absorção desta substância não é limitada por este mecanismo e que a ação do carreador de efluxo não é clinicamente relevante neste caso. Com relação aos estudos de metabolismo, a presença de enzimas CYP3A nos enterócitos também não representou uma condição desfavorável para a absorção dos antirretrovirais. Assim, a avaliação dos mecanismos no presente trabalho contribuiu para a caracterização biofarmacêutica da estavudina, lamivudina e zidovudina e as metodologias descritas podem ser empregadas nas etapas iniciais de desenvolvimento farmacêutico com o objetivo de assegurar a segurança e a eficácia de medicamentos. / For orally administered pharmaceutical products, the drug release from the dosage form and its absorption are considered important processes for adequate oral bioavailability. Thus, the solubility and permeability characteristics are extremely important for understanding of mechanisms related to the absorption in the scope of the ADME properties (absorption, distribution, metabolism and excretion). Based on that, the Biopharmaceutics Classification System (BCS) was proposed as a tool for classifying drugs into four classes considering their solubility and permeability characteristics. In an additional way, the Biopharmaceutics Drug Disposition Classification System (BDDCS) was proposed considering the solubility and metabolism of compounds. Besides, the BDDCS also considers the impact of transporters in biological tissues, such as in the gastrointestinal tract (GIT). Thus, this study aimed to evaluate the mechanisms involved in the permeability of antiretroviral drugs (stavudine, lamivudine and zidovudine) using the intestinal in situ perfusion model with mesenteric blood sampling in rats, considering efflux and intestinal pre-systemic metabolism that occur in the enterocytes. Furthermore, in vitro studies in cell cultures MDCK and MDCK-MDR1 were performed in order to elucidate the transport mechanisms of the drugs. For intestinal in situ perfusion studies, Wistar rats were anesthetized and a portion of jejunum was cannulated to allow the drug entry into the intestine, as well as the perfusate sampling at regular time intervals. The mesenteric vein was also cannulated to allow blood sampling during the experiments. For efflux studies, verapamil was used as P-gp (P-glycoprotein) inhibitor while ketoconazole was used as CYP3A inhibitor. In in vitro model MDCK and MDCK-MDR1, the experiments were performed bidirectionally using GG918 as P-gp inhibitor. For all experiments, metoprolol and ranitidine were used as markers of high and low permeability, respectively. Permeability results showed that stavudine and zidovudine present high permeability characteristics while lamivudine showed the lowest value. However, bidirectional studies in MDCK showed that the antiretroviral drugs present low permeability since their results are far from metoprolol\'s results. Regarding efflux studies, both lamivudine and zidovudine presented relevant interaction with P-gp in in situ perfusion and MDCK-MDR1 models, since the increase in permeability values was observed when P-gp inhibitor was added. Metabolism studies performed through intestinal in situ perfusion showed that none of antiretroviral drugs interact significantly with CYP3A enzymes, since that no variation in permeability results were noticed. Comparison between effective permeability (Peff) and apparent permeability (Papp), obtained from prefusate and plasma, respectively, allowed to check that statistical differences between these two parameters can indicate different transport mechanisms, since Papp is related to the drug amount that really overcome the physical and biochemical barriers in the gut. Thus, Papp is considered the closest parameter to in vivo condition. This difference was observed for zidovudine in efflux studies, since Peff values does not match with the conclusion provided by the Papp. The results obtained allowed to conclude that the antiretroviral drugs presents moderate to high permeability due to the involvement of influx carriers. Furthermore, the antiretroviral drugs interacted with the P-gp, but lamivudine and zidovudine showed significant results. Although the involvement between zidovudine and P-gp is observed, its high fraction absorbed indicates that the absorption is not limited by efflux transporter, which is not relevant clinically. Regarding 32 metabolism studies, CYP3A enzymes is not considered as a limiting condition for absorption of the antiretroviral drugs. Thus, the evaluation of the mechanisms contributes for biopharmaceutical characterization of stavudine, lamivudine and zidovudine and the methodologies used in this study can be applied in early drug development to ensure adequate safety and efficacy of pharmaceutical products.

Câncer e desenvolvimento embrionário possuem diversos aspectos em comum, pois ambos exibem alternância entre proliferação e diferenciação celular. A família dos genes homeobox codifica fatores de transcrição fundamentais para o adequado desenvolvimento embrionário, e têm sido descritos em diferentes neoplasias. O PMX1 (Paired Mesoderm Homeobox 1) é um gene homeobox que está expresso durante o desenvolvimento de diversos tecidos mesenquimais, como o sistema cardiovascular e elementos do esqueleto. A relação entre o PMX1 e neoplasias malignas ainda não está bem estabelecida. O objetivo desse trabalho foi verificar a presença dos transcritos do gene PMX1 em carcinomas epidermóides de boca e tecidos não tumorais adjacentes. Foi realizada hibridização in situ com sondas marcadas com digoxigenina em dezesseis amostras de carcinoma epidemóide de boca e dez de tecido não tumoral adjacente. No tecido não tumoral adjacente o sinal de hibridização é mais intenso nas camadas basal e suprabasal, mesmo quando ele pode ser observado em outras camadas. No carcinoma epidermóide de boca, o sinal está disperso por todo o tecido sendo mais intenso em áreas com células isoladas. Nossos resultados mostram a presença dos transcritos do PMX1 em epitélio de boca e em carcinoma epidermóide de boca e sugerem a participação do gene PMX1 na carcinogênese de boca. A sua expressão em neoplasias pouco diferenciadas deve ser melhor analisada / Cancer and development share common features since both processes exhibit shifts between cell proliferation and differentiation. Homeobox gene family encodes transcription factors essentials for appropriate embryonic development and they have been described in different types of neoplastic tissues. PMX1 (Paired Mesoderm Homeobox 1) is homeobox gene that has been related with mesenchyma throughout development such cardiovascular system and skeletal elements, however its relation with tumor development is not well established yet. The purpose of this study was to verify the presence of PMX1 transcripts in oral squamous cell carcinomas and adjacent non-tumoral tissues. In situ hybridization was performed with probes labeled with digoxigenin in sixteen samples of squamous cell carcinoma and ten o adjacent non-tumoral tissues. In the adjacent non-tumoral tissues in situ hybridization signaling detected were more intense in the basal and parabasal layers even when it could be observed in other layers. In the oral squamous cell carcinoma the signaling was spread all over the tissue becoming more intense in areas with isolated carcinoma cells. Our findings show PMX1 transcripts in adjacent non-tumoral tissues and oral squamous cell carcinoma and suggest participation of PMX1 in oral carcinogenesis. Its expression in poorly differentiated carcinomas needs to be analyzed in detail

É ainda bastante controverso na literatura se o HPV pode ou não ser considerado fator etiológico ou de risco para o desenvolvimento de lesões malignas/malignizantes em boca. Já há um consenso de que existe evidência ao menos numérica da relação entre HPV e carcinogênese oral, pois em geral os estudos encontram uma relação de proporção entre grau de malignidade e infecção por HPV ? os índices de HPV encontrados em carcinoma epidermóide oral são maiores do que os encontrados em lesões potencialmente malignas, que por sua vez são maiores do que os encontrados em mucosa normal. Sabe-se, porém, que as lesões potencialmente malignas podem apresentar variados graus de displasia epitelial, o que não permite analisá-las como um grupo. Assim, nesse contexto, o objetivo desse estudo foi analisar mais refinadamente a relação entre grau de malignidade e infecção por HPV através da detecção de DNA do vírus em leucoplasias e carcinomas epidermóides orais, desmembrando-se o grupo das lesões potencialmente malignas de acordo com o grau de displasia epitelial. Foram selecionados 50 casos diagnosticados como leucoplasia e carcinoma epidermóide orais, os quais foram divididos em 5 grupos: leucoplasia sem displasia, leucoplasia com displasia discreta, leucoplasia com displasia moderada, leucoplasia com displasia intensa e carcinoma epidermóide. Dados clínicos como idade e sexo do paciente e sítio da lesão foram observados e a presença de DNA de HPV foi pesquisada através do método CSA-ISH com sonda de amplo espectro. Nos casos positivos para a sonda de amplo espectro foi realizada a genotipagem com sondas específicas para HPV dos tipos 6/11, 16/18 e 31/33. A prevalência de infecção por HPV foi de 24%, notadamente maior que a reportada em mucosa normal, que é de 1 a 2%. Os resultados mostraram uma discreta relação de proporção entre grau de malignidade e os índices encontrados em leucoplasia sem displasia, leucoplasia com displasia e carcinoma epidermóide, porém sem significância estatística. Desmembrando-se o grupo das leucoplasias com displasia, essa proporcionalidade não foi observada entre os grupos. Na genotipagem, a maior positividade foi para a sonda dos tipos 16/18, de alto potencial oncogênico, e a positividade para a sonda 6/11 só foi encontrada nos grupos de menor grau de malignidade. Apenas um caso mostrou positividade para duas sondas (16/18 e 31/33). Não houve correlação significante entre nenhuma característica clínica e infecção por HPV. Os resultados sugerem portanto que a detecção do HPV não está relacionada com o grau de malignidade das lesões, haja visto a ausência de proporcionalidade entre os índices de detecção do vírus nos grupos analisados. Entretanto, o fato de que a prevalência em nossa casuística, constituída por lesões malignas/malignizantes, foi maior do que àquela encontrada em mucosa normal e que os tipos de alto risco foram os mais prevalentes dentre os casos positivos não nos permite descartar o HPV como fator de risco para a carcinogênese oral. / It is still highly controversial whether HPV can be considered an aetiological or risk factor for the development of malignant/premalignant lesions of the oral cavity. There is an agreement that there is at least quantitative evidence to relate HPV and oral carcinogenesis, since in general the studies find a proportional relation between degree of malignancy and HPV infection ? the prevalence of HPV in squamous cell carcinoma is higher than in premalignant lesions which is higher than in normal mucosa. It is known, however, that premalignant lesions can present several degrees of epithelial dysplasia, which does not allow analyzing them as a group. Hence, in this context, the aim of this study was to analyze more refinedly the relation between degree of malignancy and infection by HPV by means of viral DNA detection in oral leucoplakias and oral squamous cell carcinomas, dividing the group of premalignant lesions according to the degree of epithelial dysplasia within the lesion. Fifty cases diagnosed as oral leucoplakia and oral squamous cell carcinoma were selected and divided into 5 groups: leucoplakia with no dysplasia, leucoplakia with mild dysplasia, leucoplakia with moderate dysplasia, leucoplakia with severe dysplasia and squamous cell carcinoma. Clinical data regarding patients? age and gender and anatomic site of the lesion were observed and the presence of HPV DNA was assessed using CSA-ISH method with a wide spectrum probe. In positive cases to the wide spectrum probe, genotyping with specific probes to HPV types 6/11, 16/18 and 31/33 was performed. The overall prevalence of HPV infection was 24%, which is higher than the reported for oral normal mucosa, which stands around 1 and 2%. Results show a discrete proportional relation between degree of malignancy and HPV infection indexes found in leucoplakia with no dysplasia, leucoplakia with dysplasia and squamous cell carcinoma, but with no statistical significance. Dividing the group of leucoplakia with dysplasia, this relation of proportion was not observed. In genotyping, most cases were positive to the probe for types 16/18, of high oncogenic potential, and cases positive to the probe for types 6/11, of low oncogenic potential, were only found within groups of lower degrees of malignancy. Only one case was positive for two specific probes (16/18 and 31/33). There was no correlation between clinical features and HPV infection. These results suggest that HPV detection is not related to the degree of malignancy in these lesions. Nevertheless, the fact that the prevalence in these cases, which were all malignant/premalignant lesions, was higher than the one found in oral normal mucosa, and that the high-risk types of HPV were the most frequently found within the positive cases does not allow excluding HPV as a risk factor in oral carcinogenesis.

Este trabalho tem como tema a aquisição do constituinte-QU in situ por crianças adquirindo o Português Brasileiro (doravante PB). Tal construção é encontrada em outras línguas também e, de modo análogo ao PB, é aparentemente opcional no Espanhol e no Francês. Realizando um paralelo entre os estudos de outras línguas e o PB, analisamos a frequência da construção na fala infantil no PB, comparada à fala adulta, e, principalmente, os contextos que favorecem sua produção, em oposição à contraparte movida. Para tanto, utilizamos uma metodologia experimental que elicia perguntas em contextos sem e com Common Ground (informação previamente compartilhada) e com priming sintático (fenômeno em que a exposição a uma sentença facilita o processamento de uma outra sentença com estrutura igual ou similar), com o objetivo de verificar em quais contextos a produção de QU-in situ é facilitada. Além disso, observamos também a escolha da estratégia de pergunta diante da influência exercida pelo estatuto do elemento-QU (como adjunto ou argumento). Os resultados das análises quantitativas sugerem que, na fala infantil, há um favorecimento do QU-in situ em contextos de Common Ground. Também ficou clara a influência do priming sintático na fala de ambos os grupos, infantil e adulto. Podemos dizer, então, que a metodologia obteve sucesso na eliciação da construção estudada e evidenciou que as perguntas com QU-in situ e QU-movido, embora aparentemente opcionais, não são intercambiáveis, já que o primeiro tipo de pergunta ocorreria na fala infantil apenas em um contexto pragmático específico. / This study explores the acquisition of Wh-questions in which the whconstituent remains in situ by children acquiring Brazilian Portuguese (henceforth BP). Such construction is found in other languages as well and, like in BP, it is optional in Spanish and in French. Drawing a parallel between the studies of other languages and BP, we analyze the frequency of the construction in child speech, compared to the adult speech, and, most importantly, the contexts that favor its production, in opposition to its moved counterpart. In order to do so, we used an experimental methodology that elicits questions in contexts with and without Common Ground (previously shared information) and contexts with syntactic Priming (phenomenon in which the exposure to an utterance facilitates the processing of another utterance with the same or similar structure), with the purpose of checking which contexts facilitate the production of Wh-in situ. Besides that, we also investigated the choice of question strategy in face of the influence imposed by the status of the wh-element (as adjunct or argument). Results of the quantitative analyses suggest that, in child speech,Wh-in situ is favored in contexts of Common Ground. It also has been clear that theres an influence of the syntactic Priming in both adult and child speech. Therefore, we point out that the methodology was successful in eliciting Wh-in situ questions and has made it clear that Wh-in situ and moved Wh, although apparently optional, are not interchangeable, since the first one is bound to a specific pragmatic context in child speech.

O crescente interesse na utilização de biomateriais para reparação óssea levou a inúmeros estudos envolvendo formação de diversos produtos, neste sentido, os compósitos obtidos utilizando-se gelatina (G), quitosana (QS) e hidroxiapatita (HA) destacam-se por serem bioativos e bioabsorvíveis, além de apresentarem elevada similaridade com o tecido a ser reparado. Barreiras físicas formadas por tais materiais são extremamente importantes para a odontologia, e o seguinte trabalho tem como objetivo a preparação de membranas de G/QS/HA a partir de um método de co-precipitação in situ da HA na matriz polimérica para sua utilização em regeneração tecidual guiada (RTG). As membranas contendo razões de 20/80, 50/50 e 80/20 de G/QS com 0,3M de HA foram preparadas com pequena adição de glicerina (0,5% v/v) e suas características morfológicas e físico-químicas foram analisadas por meio de técnicas como espectroscopia no infravermelho (IV), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e análise termogravimétrica (ATG). Além disso, foram realizados ensaios de intumescimento e ensaios de citotoxicidade in vitro com cultura de células para verificar a possibilidade de utilização das membranas confeccionadas. O processo de precipitação in situ foi eficaz para formação das mambranas. Além disso, as amostras reticuladas por GTA apresentaram melhores resultados de intumescimento, ao passo que as membranas reticuladas por TPP não se mostraram citotóxicas. / The increasing growth in the usage of bio-composites in bone repair has led to several studies involving the formation of several products. In this sense, composites obtained with gelatin (G), chitosan (QS) and hydroxyapatite (HA) stand out since they are bioactive and biodegradable, besides showing high similarity with the tissue to be repaired. Physical barriers made by such materials are extremely important in orthopedics, and the present work aims to craft G/QS/HA membranes by an in situ co-precipitation method of HA in the polymeric matrix to use them with a treatment called guided bone regeneration (RTG). The membranes containing 20/80, 50/50 and 80/20 weigh percent of G/QS with 0,3M of HA were prepared with a small amount of glycerin (0,5% v/v) and its morphological and physicochemical properties were analyzed by infrared spectroscopy (IV), X-ray diffraction (DRX), scanning electron microscopy (MEV), electron energy loss spectroscopy (EDS) and thermo gravimetric analysis (ATG). On top of that, swelling essays and in vitro cytotoxicity with cell culture were be carried out to check the availability and possible uses of the crafted membranes. The in situ precipitation method was effective to form the membranes. The samples crosslinked with GTA showed better swelling results, however the TPP method yielded non-cytotoxic membranes.

Neste trabalho é descrito o desenvolvimento de sistemas eletroquímicos (EQ) acoplados com a RMN de baixo e alto campo para análises in situ. Para a análise EQ-RMN de baixo campo, foi construído um sistema eletroquímico para ser utilizado tanto em um espectrômetro RMN-DT (B0= 0,23 T) quanto em um sensor unilateral (B0= 0,4 T). A platina foi utilizada como eletrodo de trabalho e contraeletrodo e um fio de prata como eletrodo de referência. A reação de eletrodeposição do cobre foi monitorada por meio do valor do tempo de relaxação transversal (T2), adquirido através da sequência de CPMG, em intervalos de 10 minutos durante a eletrólise, a potencial constante, no tempo de 3 horas. Ambas as análises, EQ-RMNDT e EQ-RMN Unilateral, apresentaram bom desempenho analítico. No entanto, foi observado que a análise de EQ-RMN Unilateral permitiu o monitoramento da reação eletroquímica com um volume detectável de amostra muito menor, em torno de 300 uL, do aquele para a RMN-DT (2,8 mL). O efeito do campo magnético (B0= 0,4 T) sobre o processo eletrolítico foi avaliado pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (SEM). A análise SEM mostrou que o eletrodepósito de cobre obtido sob o efeito do campo apresenta uma morfologia rugosa. Para a análise in situ de EQRMN de alto campo, o sistema eletroquímico foi desenvolvido em um tubo de RMN de 10 mm de diâmetro, para ser utilizado em um espectrômetro de 9,4 T. A fibra de carbono foi o material mais adequado para ser utilizado como eletrodo de trabalho. A sequência de Precessão Livre no Estado Estacionário (SSFP, Steady State Free Precession), que não tem dependência do tempo de relaxação longitudinal T1, e permite a aquisição de centenas de espectros por segundo, foi utilizada para monitorar a eletrólise do 9-cloroantraceno por RMN de 13C. A célula EQ-RMN de alto campo construída possibilitou a aquisição de espectros de RMN de 1H e SSFP de 13C durante a eletrólise do 9-cloroantraceno. O Método da Diagonalizacão Filtrada (FDM, Filter Diagonalization Method) foi utilizado para processar sinais no domínio do tempo de SSFP 13C, para resolver os problemas de anomalia de fase e melhorar a resolução espectral. Os sistemas eletroquímicos construídos apresentaram um bom desempenho analítico para o interfaceamento com a RMN, e as metodologias empregadas propiciaram o monitoramento em tempo real de uma reação eletroquímica. / In this work it is described the development of electrochemical (EC) systems coupled to the Low and High-field NMR for in situ analysis. By low-field NMR-EC analysis, it was constructed an electrochemical system to be utilized both TD-NMR spectrometer (B0= 0.23 T) and unilateral sensor (B0= 0.4 T). Platinum was used as working electrode and counter electrode and a silver wire as reference electrode. The copper electrodeposition reaction was monitored by Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) pulse sequence. The measurements of the transverse relaxation time (T2) were collected in the interval of 10 minutes during electrolysis, constant potential, in 3 hours time. Both in situ analyses, TD-NMR-EC and Unilateral NMR-EC, demonstrated good analytical performance. However, the Unilateral NMR-EC allowed the monitoring copper concentration during electrolysis using detectable volume much smaller, approximately 300 uL, than TD-NMR (2.8 mL). The magnetic field effect (B0= 0.4 T) on electrolytic process was available by scanning electron microscopy (SEM) technique. The SEM analysis showed copper electrodeposits obtained on the field effect observes a rough morphology. For the in situ high-field NMR-EC analysis, the electrochemical system was developed in a tube NMR of 10 mm diameter to be utilized 9.4 T spectrometer. Carbon fiber was the most appropriated material to be used as working electrode. The Steady-state free precession (SSFP) sequence that has no dependence on the longitudinal relaxation time T1, allows it to acquire up to hundreds of spectra per T1 value, it was utilized to monitor the electrolysis of 9-chlroanthracene for 13C NMR. The high-field NMR-EC cell constructed allowed the acquisition of the 1H NMR and 13C SSFP spectra during the electrolysis of 9-chlroanthracene. The Filter Diagonalization Method (FDM) was used to process signals in the time domain of 13C SSFP, to solve problems of phase anomalies and improve the spectra resolution. The electrochemical systems constructed showed good analytical performance for coupling with NMR and the methodologies employed provided of the monitoring in real time of the electrochemical reaction.

Les pièces de structure aéronautique utilisées dans l’aéronautique sont fabriquées en plusieurs étapes. Des étapes, comme le traitement thermique, génèrent des contraintes résiduelles. Les enlèvements de matière réalisés par les opérations d’usinage peuvent alors conduire à la réorganisation des contraintes résiduelles dans la matière et ainsi à la déformation de la pièce. La mesure in-situ de ces déformations devient nécessaire lorsque ce phénomène est étudié. Ces travaux de thèse abordent cette problématique dans le cadre du projet SIMP-Aero. L’objectif de ces travaux de thèse est d’adapter la méthode de corrélation d’images numériques à la mesure de la déformation de pièce pendant l’usinage, c’est-à-dire dans un centre d’usinage. Pour cela, plusieurs améliorations sont apportées à la méthode. Premièrement, les mouvements du système optique sont pris en compte afin que ceux-ci n’altère pas la qualité des mesures. Ensuite, les copeaux présents sur les images sont détectés et filtrés par un algorithme. Au final, la méthode développée permet de mesurer des champs de déplacement durant toute la séquence d’usinage, sans devoir l’interrompre, avec une incertitude de mesure de l’ordre du centième de millimètre. / Structural aluminum alloy parts used in aeronautics are manufactured in several steps, from forming processes and heat treatments to final machining. Some of the process steps induce residual stresses. The material removal during machining release these residual stresses and thus, leads to the part deformation. The in-situ measurement of these deformations becomes necessary when this phenomenon is studied. The present work address this problematic in the context of the ANR SIMP-Aero Project. It aims to define a reliable experimental technique dedicated to the measurement of part deformations during machining of large aeronautical parts. The backbone of the technique relies on Digital Image Correlation (DIC). Mainly as a consequence of the harsh constraints environment of machining, the customization of DIC is required. First, movements of the optical system are quantified and compensated for the proper measurement of the workpiece displacement. Then, the metal chips that fly between the observed surface and the acquisition system are detected and filtered by the algorithm. Finally, the developed method enables the measurement of displacement fields throughout the whole machining sequence, without interrupting it, and a measurement uncertainty of around one hundredth of a millimeter is ensured.

O presente estudo teve como objetivo avaliar in situ a eficácia da aplicação do dentifrício com adição de silicato de cálcio, fosfato e flúor na prevenção do desgaste erosivo, considerando os episódios de erosão e/ou abrasão da dentina. Utilizando um protocolo in situ, após a confecção dos blocos de dentina de dentes bovinos, foi realizada a dureza de superfície para seleção dos espécimes e a análise do perfil inicial. Por conseguinte, os espécimes foram distribuídos em dispositivos intrabucais utilizados pelos voluntários previamente selecionados, após o cálculo da amostra. Os grupos em estudo foram GI e GII aplicação de dentifrício com adição de silicato de cálcio, fosfato e flúor (REGENERATE Enamel Science), pH 9,60; controles positivos GIII e GIV - aplicação de dentifrício AmF-NaF-SnCl2 (Elmex® EROSION PROTECTION), pH 4,54; e controles negativos GV e GVI - aplicação de água; sendo que os grupos pares foram submetidos a erosão (ERO) e os ímpares a erosão mais abrasão (ERO+ABR). O estudo foi randomizado, cruzado e cego para o pesquisador, contendo três fases, de acordo com cada tratamento experimental, controle positivo e controle negativo. Em cada uma das fases in situ de cinco dias, 16 voluntários utilizaram dispositivos palatinos (quatro blocos: dois ERO e dois ERO+ABR), os quais 4x/dia eram imersos em ácido cítrico 0,5% por 2 minutos e 2x/dia o voluntário aplicava solução de dentifrício, concentração 1:3 (slurry) ou água, de acordo com cada tratamento, nos quatro espécimes após a primeira e terceira ciclagem. Em dois deles, a escovação era realizada com escova elétrica por 15 segundos por espécime, para simular episódios de abrasão, após a aplicação do slurry. A variável de resposta adotada foi a perfilometria. Os dados foram analisados por ANOVA a dois critérios e teste de Tukey (p<0,05). A perda de dentina foi semelhante para erosão e erosão associada à abrasão. O tratamento com dentifrício Elmex foi capaz de prevenir a perda em dentina de 23% para erosão e 26% para erosão associada à abrasão, sendo a perda de dentina estatisticamente menor, que o dentifrício Regenerate e o controle água, sendo que os dois últimos resultaram em desgaste estatisticamente semelhante. Conclui-se que o uso do dentifrício contendo silicato de cálcio, fosfato de sódio e flúor não foi capaz de diminuir a perda de dentina frente a desafios erosivos e abrasivos. / This study aimed to evaluate the effectiveness of in situ application of a dentifrice containing calcium silicate, phosphate, and fluoride on the prevention of erosive wear, considering the episodes of dentin erosion and/or abrasion. This was an in situ study. After the construction of the dentin blocks from bovine teeth, the surface hardness was performed to select the specimens followed by the initial profile analysis. Then, the specimens were placed in intraoral devices used by previously selected volunteers, after the sample size calculation. The study groups were: GI and GII application of dentifrice containing calcium silicate, phosphate, and fluoride (REGENERATE Enamel Science ) pH 9,60; positive controls GIII and GIV - application of AmF-NaF-SnCl2 dentifrice (Elmex® EROSION PROTECTION) pH 4,54; and negative controls GV and GVI - application of water. The even-numbered groups were subjected to erosion (ERO) and the odd-numbered groups to erosion and abrasion (ERO + ABR). This randomized, cross, and blinded study had three stages (one per type of treatment). In each of the 5-day in situ stages, 16 volunteers worn the palatal devices (4 blocks: 2 ERO and 2 ERO + APR), which were immersed into 0.5% citric acid, for 2 min, 4x/day. The volunteer applied either the dentifrice slurry (1:3 concentration) or water on the four specimens, 2x/day after the first and third cycling. On two specimens, toothbrushing was performed with electric toothbrush for 15 s per specimen, to simulate episodes of abrasion, after slurry application. The response variable adopted was the profilometry. Data were analyzed by two-way ANOVA and Tukey test (p<0.05). The dentin loss was similar both for erosion and erosion associated to abrasion. Treatment with Elmex dentifrice promoted a dentin loss of 23% for erosion and 26% for erosion associated with abrasion, with statistically smaller than that of the dentifrice Regenerate and the water control. The water control had a wear statistically similar to the dentifrice Regenerate. In conclusion, the use of a dentifrice containing calcium silicate, sodium phosphate, and fluoride was not able to decrease the dentin loss after erosive and abrasive challenges.

L’accroissement des performances des accumulateurs Li-ion sur les 25 dernières années découle principalement de l’optimisation de leurs composants inactifs. Aujourd’hui, l’urgence environnementale impose de développer de nouveaux matériaux actifs d’électrode pour proposer la prochaine génération d’accumulateur qui participera à la transition énergétique. A cet effet, le silicium pourrait avantageusement remplacer le graphite des électrodes négatives à moyen terme. Cependant la rétention de capacité des électrodes de silicium est mise à mal par l’expansion volumique que le matériau subit lors sa réaction d’alliage avec le lithium, qui mène à la déconnexion des particules de Si et à une réduction continue de l’électrolyte. Une compréhension de ces phénomènes de vieillissement à l’échelle de la nanoparticule est nécessaire à la conception d’électrodes de silicium viables. Pour ce faire, la technique STEM-EELS a été optimisée de manière à s’affranchir des problèmes d’irradiation qui empêchent l’analyse des matériaux légers d’électrode négative et de la Solid electrolyte interface (SEI), grâce à l’analyse des pertes faibles EELS. Un puissant outil de cartographie de phase est obtenu et utilisé pour mettre en lumière la lithiation cœur-coquille initiale des nanoparticules de silicium cristallin, la morphologie hétérogène et la composition de la SEI, ainsi que la dégradation du silicium à l’issue de cyclages prolongés. Enfin, un modèle de vieillissement original est proposé, en s’appuyant notamment sur un effort de quantification des mesures STEM-EELS sur un grand nombre de nanoparticules. / Over the last 25 years, the performance increase of lithium-ion batteries has been largely driven by the optimization of inactive components. With today’s environmental concerns, the pressure for more cost-effective and energy-dense batteries is enormous and new active materials should be developed to meet those challenges. Silicon’s great theoretical capacity makes it a promising candidate to replace graphite in negative electrodes in the mid-term. So far, Si-based electrodes have however suffered from the colossal volume changes silicon undergoes through its alloying reaction with Li. Si particles will be disconnected from the electrode’s percolating network and the solid electrolyte interface (SEI) continuously grows, causing poor capacity retention. A thorough understanding of both these phenomena, down to the scale of a single silicon nanoparticle (SiNP), is critical to the rational engineering of efficient Si-based electrodes. To this effect, we have developed STEM-EELS into a powerful and versatile toolbox for the study of sensitive materials and heterogeneous systems. Using the low-loss part of the EEL spectrum allows us to overcome the classical limitations of the technique.This is put to use to elucidate the first lithiation mechanism of crystalline SiNPs, revealing Li1.5Si @ Si core-shells which greatly differs from that of microparticles, and propose a comprehensive model to explain this size effect. The implications of that model regarding the stress that develops in the crystalline core of SiNPs are then challenged via stress measurements at the particle scale (nanobeam precession electron diffraction) for the first time, and reveal enormous compressions in excess of 4±2 GPa. Regarding the SEI, the phase-mapping capabilities of STEM-EELS are leveraged to outline the morphology of inorganic and organic components. We show that the latter contracts during electrode discharge in what is referred to as SEI breathing. As electrodes age, disconnection causes a diminishing number of SiNPs to bear the full capacity of the electrode. Overlithiated particles will in turn suffer from larger volumes changes and cause further disconnection in a self-reinforcing detrimental effect. Under extreme conditions, we show that SiNPs even spontaneously turn into a network of thin silicon filaments. Thus an increased active surface will compound the reduction of the electrolyte and the accumulation of the SEI. This can be quantified by summing and averaging STEM-EELS data on 1104 particles. In half-cells, the SEI volume is shown to increase 4-fold after 100 cycles without significant changes in its composition, whereas in full cells the limited lithiation performance understandably leads to a mere 2-fold growth. In addition, as the operating potential of the silicon electrodes increases in full cells – potential slippage – organic products in the SEI switch from being carbonate-rich to oligomer-rich. Finally, we regroup these findings into an extensive aging model of our own, based on both local STEM-EELS analyses and the macro-scale gradients we derived from them as a whole.

Une nouvelle voie de synthèse de matériaux microstructurés à base de phosphore est présentée. Elle permet de réduire le nombre de réactifs et consiste à utiliser un composé phosphoré servant à la fois de source de phosphore et de précurseur d’agent structurant. Ce dernier est généré in situ dans le milieu de synthèse. Nous présentons le cas de l’utilisation de l’hexaméthylphosphoramide, l’oxyde de tripyrrolidinophosphine, l’hexaéthyltriaminophosphine et la trimorpholinophosphine dont la décomposition a fait l’objet d’une étude par RMN liquide 1H et 31P. Suite aux analyses effectuées à partir de mélanges de composition molaire différente, il apparait qu’une élévation de température, la présence d’ions H3O+ et de l’éthylène glycol soient des critères qui favorisent la décomposition des molécules d’alkylphosphoramides. Les synthèses réalisées en présence d’une source de gallium ont conduit à la cristallisation de gallophosphates de structure connue. De façon inattendue, deux agents structurants sont identifiés dans le fluorogallophosphate ULM-3 : la diméthylamine et NH4+. Les synthèses réalisées en présence d’une source d’aluminium ont conduit à la cristallisation d’une nouvelle phase dont la structure est en cours de résolution et à la cristallisation d’aluminophosphates de structure connue. Les analyses par RMN liquide 1H et 31P nous ont permis de proposer des mécanismes de décomposition d’alkylphosphoramides dans les différents milieux de synthèse. / This work focuses on the development of a new synthesis route by reducing the number of reactants for the synthesis of phosphate-based materials. This synthesis strategy was developed by using alkylphosphoramide which can play both the role of precursor of the structure-directing agent (SDA) and the phosphorus source. In this work we present the case of hexamethylphosphoramide, tris(N,N-tetramethylene)phosphoric acid triamide, tris(diethylamino)phosphine and trimorpholinophosphine oxide. 1H and 31P liquid NMR spectroscopy was used to fully characterize the decomposition of the alkylphosphoramide. It has been found that the heating temperature, the presence of an acid and ethylene glycol play a crucial role on the alkylphosphoramide decomposition. The synthesis results obtained for the gallophosphate and aluminophosphate systems are reported. The in situ generation of the SDA and the phosphorus source allowed preparing known crystallized gallophosphates and aluminophosphates. For the fluorogallophosphate ULM-3, the 1H liquid NMR spectrum shows clearly the presence of dimethylamine and ammonium cations as structure-directing agents. A new aluminophosphate has been obtained. Finally, a decomposition mechanism of the alkylphosphoramides was proposed for the different reaction media under study.