O rápido desenvolvimento das tecnologias de impressão tridimensional permite que uma crescente variedade de formas e materiais sejam criados e materializados. Disponibiliza abertamente um método produtivo com a capacidade de desenvolver peças de alta complexidade a um custo mínimo, uma situação sem precedentes na história da humanidade. Paralelamente, o avanço predatório dos bens industrializados dentro do mercado ameaça e potencializa as produções artesanais, as quais enfrentam um constante desafio no relativo à sua supervivência, transmissão e desenvolvimento. O presente teve como objetivo explorar as possibilidades da manufatura aditiva como uma ferramenta para potencializar a qualidade das produções artesanais através da gestão do design, e a construção conjunta da mesma como uma tecnologia social. Trabalhou-se de forma intensiva num entorno de laboratório, visando desenvolver metodologias que contribuíssem às articulações entre o fazer artesanal-digital, a serem implementadas em ações futuras. Desta forma, as tecnologias de impressão 3D serão capazes de gerar não só melhorias morfológicas e estéticas nos acessórios artesanais, mas, principalmente, de estimular as economias regionais, contribuindo para melhorar a situação das comunidades artesanais marginalizadas / The rapid development of 3d printing technologies is allowing an ever increasing universe of shapes and materials to be printed, as well as making complex productive methods more accessible to the vast majority, a situation never seen before in the history of mankind. Parallel to this situation, the predatory advance of industrial made goods in the market has both menaced and given force to artisanal productions. The present research project aims to explore the possibilities of additive manufacturing as a tool to boost artisanal production via design management and the joint construction of 3d printing as a social technology. The project is based on an intensive amount of laboratorial work, with the objective of developing methodologies for artisanal-digital hybridation to be used on future applications. This would render 3d printing technologies the capability of providing greater responses in terms of morphological and aesthetical artisanal accessories, while addressing the most basic human needs and helping to improve the situation of marginal artisan communities

Próteses auriculares tem o objetivo de proporcionar uma maior confiança a pacientes com perdas parciais ou totais da orelha. A aparência realista de uma prótese é fator fundamental para a recuperação psicossocial dos pacientes, pois auxilia na dissimulação da perda. O procedimento convencional de elaboração de próteses auriculares envolve o trabalho de um especialista que utiliza processos manuais para recriar a forma singular de uma orelha. Este é um processo lento, complexo e naturalmente pode ocasionar imperfeições. Este estudo apresenta um procedimento que, a partir de exames de imagem, utiliza técnicas computacionais de reconstrução, espelhamento e inversão de modelos tridimensionais para manufatura aditiva (impressão 3D) de moldes. Os resultados mostram que a prótese elaborada utilizando o processo exibe alto grau de realismo, apresentando 97,8% de similaridade dimensional comparada com a orelha sã do paciente. / Auricular prostheses are intended to provide confidence to patients with partial or total loss of the ear. The realistic appearance of a prosthesis is a key factor for the psychosocial recovery helping in dissimulation of loss. The standard procedure of auricular prosthesis design involves the work of an expert using manual processes to recreate the complex shape of the ear. This slow and complex process can easily lead to imperfections. This study presents a procedure that starting from an image exam uses computational techniques of reconstruction, mirroring and inversion of three-dimensional models for additive manufacturing (3D printing) of molds. The results show that the designed prosthesis using the process has a high level of realism, with 97.8% of similarity compared to the healthy ear of the patient.

O uso de novas tecnologias na odontologia, como a técnica CAD/CAM, promete ser uma opção relevante no que diz respeito à confecção das placas oclusais, empregadas no tratamento de disfunções temporomandibulares. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver uma técnica para desenho e confecção de placas oclusais pelo método CAD/CAM, em impressora 3D, e verificar seus resultados clínicos no tratamento de pacientes com disfunções temporomandibulares. Para o desenho das placas foi desenvolvida uma metodologia de desenho digital (CAD), utilizando o software Meshmixer® (Autodesk, USA), e de registro das relações maxilo-mandibulares. A partir dessa metodologia iniciou-se um estudo clínico randomizado comparativo entre as placas CAD/CAM produzidas em impressora 3D e placas produzidas convencionalmente em laboratório. O estudo foi realizado em duas etapas, 18 pacientes foram avaliados de acordo com os critérios de inclusão e exclusão. Na Etapa 1 (n=18) foram realizados testes técnicos comparativos das duas placas em relação à dor, por meio da Escala Visual Analógica; atividade muscular; ajuste interno; báscula; conforto; tempo de instalação; pontos de contato oclusal. Todos os pacientes da amostra utilizaram os dois tipos de placas. Na Etapa 2, estes pacientes foram divididos randomicamente em dois grupos para o estudo clínico randomizado (estudo cego): Grupo IMP (n=9) (placas impressas) e grupo LAB (n=9) (placas convencionais laboratoriais). Os grupos foram avaliados após 1 mês de uso, por meio dos Questionários, RDC/TMD, SF-36, escala visual de dor EVA, e pelos pontos de contato oclusais. Os dados foram avaliados estatisticamente usando os testes de Wilcoxon, de Mann-Whitney, e de Kruskal-Wallis nas análises quantitativas; os testes Qui-Quadrado e Exato de Fisher, nas variáveis categóricas. Os resultados mostraram que houve diferenças significativas (P-valor<0.05) nas avaliações para conforto, ajuste interno e tempo de confecção das placas, a favor das placas impressas. Nas demais avaliações, os grupos foram equivalentes (não- significantes). Concluiu-se que foi possível desenvolver uma técnica para desenho e confecção de placas oclusais pelo método CAD/CAM, em impressora 3D, e que o desempenho clínico foi equivalente entre as placas convencionais e impressas, sendo que estas se mostraram superiores quanto ao conforto e quanto à adaptação da superfície interna da placa, mostrando ser este um método possível e viável economicamente. / The use of new technologies in dentistry, as the CAD/CAM technique, promises to be a relevant option concerning the manufacture of occlusal splints for temporomandibular disorders treatment. The aim of this research was to develop a technique for design and manufacture occlusal splints using the CAD/CAM method and 3D printer and verify the clinical results in the treatment of temporomandibular disorders patients. It was developed a technique for occlusal splint design a using the software Meshmixer® (Autodesk, USA) and a technique to register the jaws relationship. From this method, it was started a Randomized Clinical Trial (RCT) to compare splints made through the CAD/CAM technique and others made conventionally in a dental lab. The study was performed in two steps, 18 patients were selected based on the inclusion/exclusion criteria. In Step 1 (n=18) patients were comparatively evaluated, using both splints, in relation to pain, using the visual analog scale; internal adjustment of the splint; patients comfort; time spent to deliver the appliance and occlusal contacts pattern. In Step 2, these patients were allocated in two groups (n=9 each group) randomly to the RCT be performed (blind study): Group IMP - printed splints and Group LAB (conventional lab splints). Both groups were assessed after 1 month using the splint using RDC/TMD and SF-36 questionnaires, the visual analog scale for pain, and occlusal contacts pattern. The data were statistically evaluated using Wilcoxon, Mann-Whitney, and Kruskal-Wallis test for qualitative analyses and Qui-square and Fisher´s exact tests for categorical variables. The results showed significant statistical differences (p-value<0.05) in favor of printed occlusal splints, related to patients\' comfort, internal adjustment, and time spent to deliver the appliance. All other assessments were equivalents (not significant). It was concluded that it was possible to develop a technique to design and manufacture occlusal splints using CAD/CAM and 3D printer, and furthermore the clinical performance was equivalent comparing conventional and printed occlusal splints, being the printed splints superior to conventional splints in relation to comfort and internal adjustment, proving this is a possible and economically viable method.

Submitted by LEONARDO DE CONTI DIAS AGUIAR null (leonardodeconti@feb.unesp.br) on 2016-04-09T17:29:03Z No. of bitstreams: 1 Um processo para utilizar a tecnologia de impressão 3D na construção de instrumentos didáticos para o ensino de ciências.pdf: 8779312 bytes, checksum: c2f9f1bb85c39f2ff84434217d4f73fe (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-04-12T14:30:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 aguiar_ldcd_me_bauru.pdf: 8779312 bytes, checksum: c2f9f1bb85c39f2ff84434217d4f73fe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-12T14:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 aguiar_ldcd_me_bauru.pdf: 8779312 bytes, checksum: c2f9f1bb85c39f2ff84434217d4f73fe (MD5) Previous issue date: 2016-02-23 / Esta dissertação trata de uma pesquisa empírica sobre a utilização da tecnologia de impressão 3D na construção de instrumentos didáticos para o Ensino de Ciências. A crescente disponibilidade da tecnologia de impressão 3D abriu oportunidades de explorações em novas áreas, como a educação. Considerando as oportunidades de uso dessa tecnologia para a criação de materiais didáticos, este trabalho mostra como tal tecnologia pode ser utilizada por professores em formação e professores em serviço. Desta forma, um processo prático foi proposto e avaliado por meio de uma oficina. O processo consiste em 6 etapas distintas: identificação das necessidades de ensino por meio da seleção de conteúdos e conceitos científicos; desenvolvimento do plano de construção do instrumento didático desejado; elaboração de rascunhos considerando as dimensões físicas do objeto a ser construído; modelagem 3D do objeto utilizando softwares de desenho ou buscando por modelos prontos; preparação e impressão do modelo 3D na impressora 3D; utilização e avaliação do objeto real gerado. Esse processo foi apresentado e ensinado para alunos de licenciatura construírem instrumentos didáticos em uma oficina. A análise dos dados coletados nessa oficina por meio de observações, entrevistas e questionários mostram que: o processo pode guiar sobre quais são os passos a serem percorridos para construir instrumentos didáticos utilizando impressoras 3D; ocorrem situações estimuladoras ao aprendizado durante as construções; o uso desta tecnologia pode colaborar com o desenvolvimento da instrumentação para o Ensino de Ciências. Concluiu-se que, para se realizar o uso dessa tecnologia, é preciso que o professor desenvolva novas habilidades, como: planejar a construção de objetos levando em conta restrições técnicas das impressoras 3D, aprender a desenhar em softwares de modelagem 3D, preparar o modelo 3D para que a impressora 3D o construa (etapa denominada fatiamento) e a utilizar recursos informacionais para compartilhar e reutilizar modelos 3D de instrumentos didáticos criado por outras pessoas. Essa pesquisa contribui com o Ensino de Ciências, uma vez que: fornece uma forma sistemática para utilização da tecnologia de impressão 3D na educação; acrescenta novo conhecimento sobre o tema em uma área onde a literatura é escassa; abre oportunidades para que o conhecimento gerado por meio dos instrumentos didáticos construídos utilizando o processo proposto possa ser compartilhado com outros professores. / This thesis is an empirical research on the use of 3D printing technology in the construction of didactic tools for science teaching. The growing availability of 3D printing technology has opened exploration opportunities in new areas such as education. Considering the opportunities of this technology for the creation of teaching materials, this study shows how such technology can be used in the teacher education and by teachers in service. So, a practical process was proposed and evaluated by its use in a workshop. The process consists in 6 distinct stages: identification of educational needs through the selection of scientific content and concepts; development of the construction plan of the desired teaching tool; preparation of drafts considering the physical dimensions of the object to be built; 3D modeling of the object using drawing software or searching for 3D models created by others; preparation and printing of the 3D model in the 3D printer; use and evaluation of the real object generated. This process was presented and taught for undergraduate students for them build didactic tools during a practical workshop. The analysis of the collected data in this workshop through observations, interviews and questionnaires show that: the process can guide on which are the steps to be taken to build teaching tools using 3D printers; during the constructions occurs situations that stimulate the learning; the use of this technology can contribute to the development of instrumentation for Science Teaching. It was concluded that to do the use of this technology, it is required that the teacher develop new skills, such as planning the construction of objects taking into account technical constraints of 3D printers, learn to draw in 3D modeling software, prepare the 3D model to the 3D printer build it (step called slicing) and use IT resources to share and reuse 3D models of didactic tools created by others. This research contributes to the Teaching of Science, because: it provides a systematic way to use 3D printing technology in education; adds new knowledge on the subject in an area where the literature is scarce; It opens opportunities for knowledge generated through the teaching tools built using the proposed process can be shared with other teachers.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-10T20:31:55Z No. of bitstreams: 1 DissLAVF.pdf: 2396434 bytes, checksum: d18db543d45b99a8efd280285db823b0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T12:05:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLAVF.pdf: 2396434 bytes, checksum: d18db543d45b99a8efd280285db823b0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T12:05:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLAVF.pdf: 2396434 bytes, checksum: d18db543d45b99a8efd280285db823b0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-21T12:05:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLAVF.pdf: 2396434 bytes, checksum: d18db543d45b99a8efd280285db823b0 (MD5) Previous issue date: 2016-03-24 / Não recebi financiamento / Currently, there are several studies directed to the manufacture of biosystems (biomaterials, living tissues or organs). These studies include several practice areas ranging from virtual representation of an organ or tissue to its biomanufacturing (bioprinting) itself. But for biomanufacturing a complex organ, it is still needed a long walk, because this process requires a very large wealth of information. Experiments to aid in surgical planning have been made based on medical image data and use of 3D printer rapid prototyping through STL specifications (STereoLitography). This work aims the study biomanufacturing processes of biomaterials, living tissues and organs aiming to establish the requirements for building a computer model to assist in the development of a project description framework for bioprinting living tissues and organs via STL specifications. This model was designed through research processes and parameters required for bioprinting of living tissues or organs resulting from the state of the art in this area and forms of representation in a computer model. For the evaluation of the model and the developed framework, an experiment was conducted where the data of a cartilage bioprinting experiment conducted by other authors were expressed through a bioprinting project. / Atualmente, existem vários estudos voltados para a fabricação de biosistemas (biomateriais, tecidos vivos ou órgãos). Esses estudos contemplam várias áreas de atuação que vão desde a representação virtual de um órgão ou tecido até a sua biofabricação (bioimpressão) propriamente dita. Porém, para a biofabricação de um órgão complexo, ainda é necessária uma longa caminhada, pois esse processo exige uma riqueza muito grande de informações. Experimentos para auxilio em planejamento cirúrgico têm sido feitos baseados em dados de imagens médicas e uso de impressoras 3D de prototipagem rápida, através de especificações STL (STereoLitography). Este trabalho, tem como objetivo, o estudo de processos de biofabricação de biomateriais, tecidos vivos e órgãos visando, estabelecer os requisitos necessários para a construção de um modelo computacional que auxilie no desenvolvimento de um framework de descrição de projetos para bioimpressão de tecidos vivos e órgãos por intermédio de especificações STL. Esse modelo foi concebido através da investigação de processos e parâmetros necessários para a bioimpressão de tecidos vivos ou órgãos, decorrentes do estado da arte nessa área e das formas de sua representação em um modelo computacional. Para a avaliação do modelo e do framework desenvolvido, foi realizado um experimento onde os dados de um experimento de bioimpressão de cartilagem realizado por outros autores foram expressados através de um projeto de bioimpressão.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-07-26T14:12:57Z No. of bitstreams: 1 PDF - Janaína Benício Marques.pdf: 14648505 bytes, checksum: d012b9258828a4761e4dc0c746b9ce9a (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2017-08-29T15:31:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Janaína Benício Marques.pdf: 14648505 bytes, checksum: d012b9258828a4761e4dc0c746b9ce9a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T15:31:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Janaína Benício Marques.pdf: 14648505 bytes, checksum: d012b9258828a4761e4dc0c746b9ce9a (MD5) Previous issue date: 2017-01-25 / OBJECTIVE: To compare earmolds obtained by the CAD / CAM system and the conventional pre-molding method. METHODS: Comfort sensations and anthropometric measures were analyzed in 30 ears of 15 volunteers randomly selected from a private clinic in a Brazilian Northeast Municipality, who underwent two procedures to obtain measurements, a CT scan composing the case group and preforming, constituting the control group. After the preparation of the silicone earmolds, the physical test of the devices was performed by the blind study method, in which the participants were not aware of the origin of each mold. RESULTS: The concepts Regular (53.3%), Good (20%) and Bad (20%), in the control group prevailed, based on the self-perception of the participants, while in the method proposed by the biomodel the concepts Good (73.3%) and Optimum (26.7%). As for the anthropometric linear measurements per ear in each of the evaluation forms: Conventional Preform, Conventional Silicone, Biomodel and Mold proposed significant differences (p <0.05) were found between the evaluation forms in the variables "Intertragic Incision - Top border of the Shell "," Length of the socket "" Depth of External Acoustic Meatus "," Thickness of EAM "and" Volume "in each ear. The coefficient of standard deviation being less than half of the corresponding mean values.CONCLUSION: In view of the above, it is possible to obtain atrial molds from tomographic images with favorable results. / OBJETIVO: Comparar auxiliares de audição obtidos pelo sistema CAD/CAM e pelo método convencional de pré-moldagem. METODOLOGIA: Foram analisadas as sensações de conforto e medidas antropométricas em 30 orelhas de 15 voluntários escolhidos aleatoriamente de uma clínica particular de um município do Nordeste brasileiro, os quais foram submetidos aos dois processos de obtenção de medidas, exame de tomografia computadorizada compondo o grupo caso e pré-moldagem constituindo o grupo controle. Após a confecção dos moldes de silicone, a prova física dos dispositivos foi realizada pelo método do estudo cego, onde os participantes não tinham conhecimento acerca da origem de cada molde. RESULTADOS: Com base na avaliação de autopercepção dos participantes quanto à técnica de obtenção dos moldes prevaleceram, no grupo controle, os conceitos Regular (53,3%), Bom (20%) e Ruim (20%), enquanto no método proposto pelo biomodelo prevaleceram os conceitos Bom (73,3%) e Ótimo (26,7%). Quanto às medidas lineares antropométricas por orelha em cada uma das formas de avaliação: Pré-molde convencional, Silicone convencional, Biomodelo e Molde proposto foram verificadas diferenças significativas (p < 0,05) entre as formas de avaliação nas variáveis ―Incisura Intertrágica – Bordo superior da Concha‖, ―Comprimento do encaixe‖ ―Profundidade de Meato Acústico Externo‖, ―Espessura do MAE‖ e do ―Volume‖ em cada uma das orelhas. Estando o coeficiente de desvio padrão inferior a metade dos valores das médias correspondentes. CONCLUSÃO: Diante do exposto, verifica-se que é possível obter moldes auriculares a partir de imagens tomográficas com resultados favoráveis.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-08-29T14:56:34Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anderson Almeida Dias - 2016.pdf: 2267814 bytes, checksum: ee86b1492eb772ffa46bd1de1e5e9e4b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-08-29T14:56:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anderson Almeida Dias - 2016.pdf: 2267814 bytes, checksum: ee86b1492eb772ffa46bd1de1e5e9e4b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-29T14:56:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anderson Almeida Dias - 2016.pdf: 2267814 bytes, checksum: ee86b1492eb772ffa46bd1de1e5e9e4b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-06-03 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This manuscript describes development of batch injection analysis (BIA) cells using a 3D printer as well show the fabrication of pencil draw electrode on paper platform. Bia cells were employed on wall-jet configuration coupled with amperometric system. Bia systems were used to detect a product reaction obtained by paper-microreactor and determine ethanol in whiskey samples. Fabrication process using 3D printer was simple, fast (lower than four hours) and cost effectiveness (ca. $ 3.43 and 1.07 to the 1st and 2nd generation of Bia system, respectively). The 1st generation of Bia cell was production to be couple with commercial screen printed electrodes (SPEs) by DropSens (DropSens, DPR 710 model) and 2nd generation have support to put home-made electrodes. Both Bia cells, present a specific compartment to be coupled the micropipette. Paperbased microreactors (MOPs) were used with the 1st generation of Bia cell and the system was employed to measure glucose through the generation of hydrogen peroxide by the reaction of glucose with glucose oxidase and amperometric detection of H2O2 generated in the reaction at a potential of -0.25 V vs. Ag. In the same way of Bia cell, MOPs fabrication process is simpler, faster and cheaper (ca. $ 0.02 cent each). In general, the system shows a good linear response for concentration range between 1 to 10 mmo L-1. The limit of detection (LD) and quantification (LQ) found were 0.11 mmol L-1 and 0.38 mmol L-1, respectively. Besides, the measure of glucose using five different MOPs presented a good repeatability (RSD between 1.5 to 2.8%) and reproducibility (RSD = 0.66%). The 2nd generation of Bia cell was coupled with copper working electrode modified thermally and chemically. This cell was employed to determine the presence of ethanol in whisky sample using 1 mol L-1 NaOH as supporting electrolyte and potential of 0.45 V vs Ag / AgCl. The modified-electrode shows optimum stability to measure seventy minute of consecutive injection with RSD lower than 4.7%. A good linear response was obtained when concentration of ethanol ranged from 2.5 to 25% (v/v). The LD achieved was ca. 0.07% (v/v). Besides the Bia cells experiments, this work describes the fabrication process of alternative electrodes by hand drawing pencil on paper platform. Initially, the geometry of sensing electrodes was drawn using a graphic software and printed on paper surface. During printing process, toner lines were deposited on paper to delimit the electrode area. Then, the desire layout was draw using a pencil and laminated using benchtop laminator. This last step is necessary to make the electrical insulation. Fabrication process of alternative electrodes was simple, fast (~ 20 minutes) and cost effectiveness (ca. $ 0,023). Characterization of paper electrodes was made by cyclic voltammetry with potassium ferrocyanide (5 mmol L-1) in KCl solution (0.5 mol L-1). Besides, showed good peak separation (ΔEp) ca. 238 mV and excellent reproducibility. The RSD was lower than 2.25% to five different electrodes. / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de células para análise por injeção em batelada (BIA, do inglês “batch injection analysis”) mediante uso de uma impressora 3D assim como a fabricação de eletrodos utilizando uma técnica de escrita direta em papel. As células BIA foram utilizadas com detecção eletroquímica, visando a análise de um produto de reação realizada em microrreatores de papel e, também, de etanol em amostras de uísque. As células BIA, fabricadas no laboratório por meio de uma impressora 3D, apresentaram baixo custo (cerca de R$ 12,00 e R$ 3,75 para 1° e 2° geração respectivamente), fabricação rápida (cerca de 4 horas e 1 hora e 40 minutos para 1° e 2° geração respectivamente) e robustez. Ambas as células BIA foram utilizadas com detecção amperométrica (DA) e apresentam configuração wall-jet. A 1° geração BIA possui suporte para eletrodos serigrafados (SPEs) comerciais da DropSens e pipeta eletrônica e a 2° geração BIA possui suporte para eletrodos convencionais construídos no laboratório e pipeta eletrônica. Os microrreatores à base de papel (MOPs) foram vinculados à 1° geração da célula BIA, este sistema foi utilizado para quantificação de glicose a partir da geração de peróxido de hidrogênio mediante a reação da glicose com glicose oxidase, e detecção do H2O2 gerado com SPEs de carbono modificado com azul da prússia (DropSens, modelo DPR 710) em um potencial de -0,25 V versus Ag. A confecção dos MOPs é simples, rápida (2 horas e 30 minutos) e de baixo custo (cerca de R$ 0,06 a unidade). Para a fabricação dos microrreatores a base de papel, primeiramente foi realizada a modificação química da superfície do papel. Para, em seguida, efetuar a imobilização covalente da enzima. Os ensaios realizados utilizando os MOPs vinculados a 1° geração da célula BIA com detecção amperométrica (BIADA) apresentaram linearidade para faixa de concentração entre 1 e 10 mmol L-1 (R² = 0,990), alta repetitividade (DPR entre 1,5% e 2,8%) e elevada reprodutibilidade (DPR = 0,66%) para 5 microrreatores. Os limites de detecção e quantificação obtidos foram de 0,11 mmo L-1 e 0,38 mmol L-1 respectivamente. A 2° geração da célula BIA foi acoplada com eletrodo de trabalho (ET) de cobre modificado por tratamento químico / térmico e utilizada para verificação de adulteração em uísques através da quantificação de etanol utilizando NaOH 1 mol L-1 como eletrólito suporte e potencial de 0,45 V versus Ag/AgCl. Os ensaios utilizando a 2° geração da célula BIA-DA apresentaram linearidade para faixa de concentração entre 2,5 e 25 % v/v de etanol (R² = 0,998) e elevada estabilidade (DPR = 4,7%) para aproximadamente 70 minutos de injeções consecutivas. O limite de detecção obtido para o etanol foi de 0,07% (v/v). Os eletrodos em plataforma de papel foram produzidos através da pintura direta com lápis. Para a fabricação destes dispositivos, primeiramente o layout dos eletrodos são impressos no papel para definir a área do desenho dos eletrodos. Em seguida os eletrodos são pintados com lápis, depois os dispositivos são plastificados com polaseal com o objetivo de isolar os contatos e delimitar a área dos eletrodos. A confecção destes eletrodos é rápida (~ 20 minutos) e de baixo custo (R$ 0,082 a unidade). Os eletrodos foram caracterizados utilizando voltametria cíclica com ferrocianeto de potássio 5 mmol L-1 solubilizado em KCl 0,5 mol L-1. Estes dispositivos apresentaram elevada reprodutibilidade (DPR = 2,25%) para 5 eletrodos distintos.

A presente tese descreve o aprimoramento do acoplamento de eletroforese capilar/espectrometria de massas com ionização por electrospray (CE-ESI-MS) (1) pelo desenvolvimento de estratégias de controle de temperatura e posicionamento e (2) pela inclusão de dois detectores condutométricos sem contato (C4Ds) ao capilar de separação eletroforética de modo a se obter informações complementares àquelas fornecidas pelo MS. Os primeiros aprimoramentos consistiram na introdução de uma plataforma móvel para o CE e um módulo de refrigeração da porção externa do capilar. Com estes aprimoramentos, foi possível realizar estudo de cinética de hidrólise de monoetilcarbonato (MEC) por CE-ESI-MS, obtendo-se, pela primeira vez, o valor da energia de ativação de 99 ± 8 kJ mol-1. Posteriormente, foi desenvolvida uma série de protótipos de cartuchos impressos 3D em ABS, permitindo a introdução de até dois C4Ds. Além da inclusão dos detectores, a versão aprimorada do cartucho permitiu um bom comportamento térmico da coluna, permitindo que, tal como em sistemas CE-DAD, correntes eletroforéticas alcancem valores da ordem de 100 &#181;A sem efeitos térmicos indesejados (o que não ocorre ao se utilizar o cartucho original para CE-MS). As possibilidades do arranjo CE-(C4D)2-ESI-MS foram demonstradas pelo desenvolvimento de métodos analíticos de separação para: (1) açúcares a pH 11,2; (2) aminas biogênicas a pH 2,0 e (3) ácidos carboxílicos a pH 7,5. A compatibilização dos eletroferogramas dos C4Ds ao longo do capilar e do ESI-MS no final do capilar foi conseguida pela correção da escala de tempo. Assim, as informações obtidas com os vários detectores podiam ser facilmente complementadas. Devido à baixa seletividade intrínseca do C4D, este se mostra amplamente complementar ao ESI-MS, que é o sistema mais seletivo para CE disponível na atualidade. Embora este último também seja altamente sensível, o C4D se mostrou comparável ou até mais apropriado em alguns casos. Assim, esta combinação única apresenta um grande potencial como ferramenta analítica. / The capillary electrophoresis/mass spectrometry with electrospray source (CE-ESI-MS) was improved by (1) the development of new temperature control and positioning systems and (2) the inclusion of two capacitively coupled contactless conductivity detectors (C4Ds) to the electrophoretic separation capillary allowing to obtain complimentary information to the MS. The initial improvements were the introduction of a sliding platform for the CE equipment and a thermostatic module for the portion of the capillary outside the CE environment. These improvements allowed obtaining, for the first time, the activation energy of hydrolysis reaction of monoethyl carbonate: 99 ± 8 kJ mol-1. However, the most important improvement was the development of 3D-printed cartridge allowing the inclusion of up to two C4Ds along the capillary. This cartridge also allowed a significant improvement of the thermal control over the capillary. No significant difference of the original CE-DAD was observed for electrophoretic currents up to 100 &#181;A. The original CE-MS has similar behavior only until 60 &#181;A. New possibilities of the CE-(C4D)2-ESI-MS setup were demonstrated by the development of analytical methods for separation of: (1) sugars at pH 11.2, (2) biogenic amines at pH 2.0, and (3) carboxylic acids at pH 7.5. The electropherograms of the three detectors were made compatible by correcting the time scales. Therefore, the information obtained from the three detectors may be easily complemented. Thanks to the intrinsic low-selectivity of the C4D, that is complementary to the MS, which is the most selective detector for CE today. Although MS is also highly sensitive, C4D had similar or even better performance in some cases. Therefore, this unique combination is powerful analytical tool

O rápido desenvolvimento das tecnologias de impressão tridimensional permite que uma crescente variedade de formas e materiais sejam criados e materializados. Disponibiliza abertamente um método produtivo com a capacidade de desenvolver peças de alta complexidade a um custo mínimo, uma situação sem precedentes na história da humanidade. Paralelamente, o avanço predatório dos bens industrializados dentro do mercado ameaça e potencializa as produções artesanais, as quais enfrentam um constante desafio no relativo à sua supervivência, transmissão e desenvolvimento. O presente teve como objetivo explorar as possibilidades da manufatura aditiva como uma ferramenta para potencializar a qualidade das produções artesanais através da gestão do design, e a construção conjunta da mesma como uma tecnologia social. Trabalhou-se de forma intensiva num entorno de laboratório, visando desenvolver metodologias que contribuíssem às articulações entre o fazer artesanal-digital, a serem implementadas em ações futuras. Desta forma, as tecnologias de impressão 3D serão capazes de gerar não só melhorias morfológicas e estéticas nos acessórios artesanais, mas, principalmente, de estimular as economias regionais, contribuindo para melhorar a situação das comunidades artesanais marginalizadas / The rapid development of 3d printing technologies is allowing an ever increasing universe of shapes and materials to be printed, as well as making complex productive methods more accessible to the vast majority, a situation never seen before in the history of mankind. Parallel to this situation, the predatory advance of industrial made goods in the market has both menaced and given force to artisanal productions. The present research project aims to explore the possibilities of additive manufacturing as a tool to boost artisanal production via design management and the joint construction of 3d printing as a social technology. The project is based on an intensive amount of laboratorial work, with the objective of developing methodologies for artisanal-digital hybridation to be used on future applications. This would render 3d printing technologies the capability of providing greater responses in terms of morphological and aesthetical artisanal accessories, while addressing the most basic human needs and helping to improve the situation of marginal artisan communities

Neuronavigation and transcranial magnetic stimulation (TMS) are valuable tools in clinical and research environment. Neuronavigation provides visual guidance of a given instrument during procedures of neurological interventions, relative to anatomic images. In turn, TMS allows the non-invasive study of cortical brain function and to treat several neurological disorders. Despite the well-accepted importance of both techniques, high-cost of neuronavigation systems and limited spatial accuracy of TMS in targeting brain structures, limit their applications. Therefore, the aim of this thesis was to i) develop an open-source, free neuronavigation software, ii) study a possible combination of neuronavigation and 3D printing for surgical planning, and iii) construct a multi-channel TMS coil with electronic control of electric field (E-field) orientation. In the first part, we developed and characterized a neuronavigation software compatible with multiple spatial tracking devices, the InVesalius Navigator. The created co-registration algorithm enabled tracking position and orientation of instruments with an intuitive graphical interface. Measured accuracy was similar to that of commercial systems. In the second part, we created 3D printed models from patients with neurological disorders and assessed the errors of localizing anatomical landmarks during neuronavigation. Localization errors were below 3 mm, considered acceptable for clinical applications. Finally, in the last part, we combined a set of two thin, overlapping coils to allow electronic control of the E-field orientation and investigated how the motor evoked responses depend on the stimulus orientation. The developed coil enabled the stimulation of the motor cortex with high angular resolution. Motor responses showed the highest amplitude and lowest latency with E-field approximately perpendicular to the central sulcus. In summary, this thesis provides new methods to improve spatial accuracy of techniques to brain interventions. / A neuronavegação e a estimulação magnética transcraniana (EMT ou TMS, do termo em inglês transcranial magnetic stimulation) têm sido apresentadas como ferramentas valiosas em aplicações clínicas e de pesquisa. A neuronavegação possibilita a localização de instrumentos em relação a imagens anatômicas durante procedimentos de intervenção neurológica. Por sua vez, a EMT permite o estudo não invasivo da função cerebral e o tratamento de doenças neurológicas. Apesar da importância de ambas as técnicas, o alto custo dos sistemas de neuronavegação e a reduzida precisão espacial da EMT em ativar estruturas cerebrais limitam suas aplicações. Sendo assim, o objetivo desta tese foi: i) desenvolver um software de neuronavegação gratuito e de código aberto, ii) estudar a combinação entre neuronavegação e impressão 3D para planejamento cirúrgico, e iii) construir uma bobina de EMT multicanal com controle eletrônico da orientação do campo elétrico (CE). Na primeira parte, desenvolvemos e caracterizamos um software de neuronavegação compatível com vários rastreadores espaciais, o InVesalius Navigator. O algoritmo criado possibilitou o rastreamento de instrumentos por uma interface gráfica intuitiva. A precisão medida foi semelhante à de sistemas comerciais. Na segunda parte, imprimimos modelos 3D de pacientes com patologias neurológicas e avaliamos os erros de localização de marcos anatômicos durante a neuronavegação. Os erros de localização foram inferiores a 3 mm, considerados aceitáveis para aplicações clínicas. Por fim, na última parte, combinamos duas bobinas sobrepostas para controlar eletronicamente a orientação do CE, e investigamos como as respostas motoras evocadas dependem da orientação da corrente. A bobina desenvolvida possibilitou estimular o córtex motor com alta resolução angular. As respostas motoras apresentaram maior amplitude e menor latência para orientação do CE aproximadamente perpendicular ao sulco central. Em suma, esta tese fornece novos métodos para melhorar a precisão espacial de técnicas de intervenção com o cérebro.