Orientadores: Íscia Lopes-Cendes, Tiago Campos Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-16T04:52:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_CamilaMiranda_M.pdf: 829941 bytes, checksum: 12321a46db80c3af2cd6c71e4d97fd00 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A ataxia espinocerebelar do tipo 3 (SCA3), também conhecida como doença de Machado-Joseph (DMJ), pertence ao grupo das doenças neurodegenerativas por expansão de poliglutamina e é o tipo de ataxia de herança autossômica dominante mais comum em muitos países. Os efeitos clínicos são variados, incluindo a coordenação motora anormal e morte precoce. O gene MJD1, responsável pela doença, codifica a proteína ataxina-3, uma ubiquitina protease do sistema ubiquitina-proteossomo. Esta proteína quando mutada contém uma expansão consecutiva de 51-86 glutaminas, em contraste com a ataxina-3 normal que apresenta 14-44 glutaminas. Os mecanismos envolvidos na doença estão principalmente relacionados ao mal enovelamento e consequente agregação da proteína mutada, disfunção neuronal e morte celular por apoptose nos neurônios afetados. A investigação de estratégias que interfiram diretamente nos efeitos citotóxicos da doença representa, portanto, um importante enfoque terapêutico. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo in vitro dos efeitos citotóxicos da ataxina-3 mutada a fim de avaliar diferentes estratégias terapêuticas para o controle desses efeitos. O modelo in vitro para a DMJ foi estabelecido com sucesso utilizando a sequência completa do cDNA da ataxina-3 expandida codificando 84 glutaminas. A análise fenotípica das culturas celulares mostrou que nosso modelo apresenta os principais efeitos fenotípicos e citotóxicos da doença, como a formação de agregados protéicos e indução de morte celular. Nós investigamos três estratégias terapêuticas com a finalidade de diminuir a morte celular no modelo in vitro. A primeira, utilizando uma chaperona química (glicerol) teve o intuito de estabilizar a conformação nativa da proteína, auxiliando no enovelamento correto da mesma. Os sais de lítio provavelmente atuam modulando a expressão gênica e poderiam reverter os efeitos citotóxicos causados pela ataxina-3 expandida que levam à disfunção neuronal e à morte celular. A terceira estratégia focou na atenuação da disfunção mitocondrial através de um cofator mitocondrial e antioxidante poderoso, a coenzima Q10. O glicerol, lítio e coenzima Q10 aumentaram a viabilidade das células expressando a ataxina-3 expandida em 16%, 17% e 11%, respectivamente. O aumento de viabilidade resultou da diminuição da população celular em apoptose. Atualmente não existem tratamentos eficazes contra a DMJ, daí a importância de se estudar compostos capazes de reduzirem os efeitos citotóxicos da doença. Esse trabalho estabeleceu um modelo in vitro para a DMJ, bem caracterizado, fácil de ser manipulado no laboratório e de análise fenotípica direta que poderá ser mais explorado futuramente quanto à investigação de novos alvos terapêuticos e à compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na patologia da doença. Nossos resultados indicam que o glicerol, o lítio e a coenzima Q10 são bons candidatos para prevenir a morte celular causada pela ataxina-3 expandida e, portanto, estudos adicionais utilizando esses 3 compostos devem ser considerados / Abstract: Spinocerebellar ataxia-3 (SCA3), also known as Machado-Joseph disease (MJD), belongs to a group of neurodegenerative disorders caused by expansion of a polyglutamine stretch, called polyglutamine diseases. MJD is the most frequent inherited autosomal dominant ataxia in many countries. Clinical manifestations are varied, including abnormal motor coordination and early death. The protein encoded by MJD1, ataxin-3, is an ubiquitin protease that belongs to the ubiquitin-proteasome system. The responsible for MJD is a trinucleotide repeat expansion (CAG), which leads to an elongated polyglutamine tract in the encoded ataxin-3 protein, varying from 51 to 86 glutamines. On the other hand, normal alleles range between 14 and 44. The mechanisms underlying the disease are mainly related to protein misfolding and aggregation, neuronal dysfunction followed by cell death within the affected neurons. Investigation of strategies that interfere directly with disease cytotoxic effects represents an important therapeutic approach. The objective of this study was to develop an in vitro model that presented the main expanded ataxin-3 cytotoxic effects in order to evaluate different therapeutic strategies to control these effects. The in vitro model for MJD was successfully established using the complete ataxin-3 cDNA coding 84 glutamines. We confirmed that the model presented the main phenotypic and cytotoxic effects of the disease, such as protein aggregates and induction of cell death. We investigated three therapeutic strategies aiming cell death reduction in our in vitro model. The first, using a chemical chaperone (glycerol), was designed to stabilize the native protein and help protein folding. Lithium probably acts by modulating gene expression, and it was used in order to reverse the cytotoxic effects resulted from the disease, such as neuronal dysfunction and cell death. The third strategy focused on attenuation of mitochondrial dysfunction via a mitochondrial cofactor and powerful antioxidant, coenzyme Q10. Glycerol, lithium and coenzyme Q10 increased the viability of cells expressing expanded ataxin-3 in 16%, 17% and 11%, respectively. This augmentation resulted from a decrease in cell population undergoing apoptosis. Currently, there are no effective treatments against MJD, hence the importance of studying compounds capable of reducing disease cytotoxic effects. This work established an in vitro model for MJD, well characterized, and easy to be manipulated and analyzed. This model can be further explored for therapeutic investigations and for better understanding of molecular mechanisms involved in disease pathology. Our results indicate that glycerol, lithium and coenzyme Q10 are good candidates for preventing cell death caused by expanded ataxin-3 and, therefore, further studies with these 3 compounds should be considered / Mestrado / Neurociencias / Mestre em Fisiopatologia Médica

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, CaF2, SrF2 and LiCaAlF6 pure and doped with rare earths were produced by microwave-assisted hydrothermal synthesis, which is a promising method to produce nanostructured powders in a simple, low cost and fast way. The samples were produced with or without using chelating agent and synthesized at low temperature, under pressure and a short time period. The crystalline phases of the samples were identified by X-ray diffraction (XRD) and the morphology of the particles was determined by scanning electron microscopy (SEM). The particles present similar morphology to CaF2 and SrF2 samples produced with and without using chelating agent. While the LiCaAlF6 samples presented a different morphology when produced with EDTA. The study of the chemical composition of CaF2 was performed by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and the results indicated the presence of reasonable amounts of hydroxyl groups and oxygen ions in the samples produced with chelating agent. Optical study was conducted by emission and excitation spectra to understand the band structure and to determine the band gap of the materials. The emission spectrum showed that the CaF2 and SrF2 presents an intrinsic luminescence with an band at approximately 300 nm associated with the exciton emission. The fundamental absorption associated to the band gap was estimated at 11.7 eV for CaF2, 10.9 eV for SrF2 and 12.1 eV for LiCaAlF6. The emission and excitation spectra were measured in the Toroidal Grating Monochromator (TGM) beamline of the Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS) and the results shown evidences that the formation energy of the exciton and band gap energy are smaller than the ones for the single crystal. / Neste trabalho, CaF2, SrF2 e LiCaAlF6 puros e dopados com terras raras foram produzidos pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas, o qual é um método promissor para produzir pós nanoestruturados de uma forma simples, com baixo custo e rápida. As amostras foram produzidas com e sem agente quelante e sintetizadas em baixa temperatura, sob pressão e curto período de tempo. As fases cristalinas das amostras foram identificadas por Difração de Raios X (DRX) e a morfologia das partículas determinada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As partículas apresentaram morfologias semelhantes para as amostras de CaF2 e SrF2 produzidas com e sem o uso do agente quelante. Enquanto que as amostras de LiCaAlF6 apresentaram uma morfologia diferente ao adicionar agente quelante. O estudo da composição química do CaF2 foi realizado por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e os resultados indicaram a presença de uma quantidade razoável de grupos OH e íons de oxigênio na amostra produzida com agente quelante. Os estudos ópticos foram conduzidos por meio dos espectros de emissão e excitação para compreender a estrutura de bandas e determinar o band gap dos materiais. Os espectros de emissão mostraram que o CaF2 e o SrF2 apresentam luminescência intrínseca com uma banda em aproximadamente 300 nm associada a emissão do éxciton. A absorção fundamental associada ao band gap foi estimada em 11,7 eV para o CaF2, 10,9 eV para o SrF2 e 12,1 para o LiCaAlF6. Os espectros de emissão e excitação foram realizados na linha de luz TGM do Laboratório Nacional de Luz Sincrotron (LNLS) e os resultados mostraram evidências de que a energia de formação do éxciton e a energia do band gap são menores do que para o monocristal.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-11-19T20:36:26Z No. of bitstreams: 2 Dissetação_Victor Giovanni Pina de Mello: 821688 bytes, checksum: 4dc42f6aa6afe5f8bc23a472087baf41 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-11-20T12:53:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissetação_Victor Giovanni Pina de Mello: 821688 bytes, checksum: 4dc42f6aa6afe5f8bc23a472087baf41 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-20T12:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissetação_Victor Giovanni Pina de Mello: 821688 bytes, checksum: 4dc42f6aa6afe5f8bc23a472087baf41 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-07-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this dissertation, we use the information theory to obtain the correlation energy of small lithium clusters. Unlike conventional methods for calculation of the correlation energy, the method used here requires only a single calculation in a Hartree-Fock level. With this calculation we obtain a total information energy of the clusters, through the addition of information energy of each atom of the cluster. The correlation energy is a bilinear function of the information energy and number of electrons in the cluster. In order to obtain a general equation for the correlation energy, we use the correlation energy expression that has been obtained through the information theory to t the exact energy of the system using a Monte Carlo quantum simulation of clusters ranging from 1 to 8 lithium atoms. The e ciency of the general equation for the correlation energy has been veri ed through the calculation of the binding energy for clusters of up to 9 and 10 atoms which have not been used in the obtained t. The obtained values for the binding energies are in good agreement with the experimental measurements using photoelectron spectroscopy. / Nesta dissertação obtemos a energia de correlação de pequenos clusters formados por átomos de Lí tio via teoria da informa ção. Diferentemente dos m étodos usuais para o c álculo da energia de correlação, o m étodo aqui utilizado requer somente um c álculo no n ível Hartree-Fock. Deste c álculo se obt em a energia de informação do cluster atráv es da soma das energias de informação dos átomos individuais do cluster. A energia de correlação e uma função bilinear da energia de informa ção e do n úmero de el étrons no cluster. A m de obter uma expressão geral para a energia de correla ção dos clusters de L tio, n os ajustamos a expressão obtida com seus respectivos coe cientes a energia exata deste sistema, calculada usando a simula ção de Monte Carlo quântico para clusters variando de 1 a 8 atomos. A veri cação dessa expressão para a energia de correla ção foi avaliada para clusters maiores não usados no ajuste atrav es do c álculo da energia de liga ção (para cluster de 9 e 10 átomos), os resultados indicam valores em bom acordo com as medidas experimentais usando espectroscopia de fotoel etrons.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-02-02T18:46:20Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Orlando José Silveira Júnior - 2014.pdf: 1308675 bytes, checksum: 2e446ecac4945cf2b151a2a2a13cfb8f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-02-03T15:47:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Orlando José Silveira Júnior - 2014.pdf: 1308675 bytes, checksum: 2e446ecac4945cf2b151a2a2a13cfb8f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-03T15:47:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Orlando José Silveira Júnior - 2014.pdf: 1308675 bytes, checksum: 2e446ecac4945cf2b151a2a2a13cfb8f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-02-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we report dynamic values for the (hyper)polarizabilities of lithium salt of pyridazine Li H3C4N2 including vibrational corrections. The electronic contributions were computed analytically at the single and double coupled cluster level (CCSD) through response theory, as implemented in the DALTON program, with the aug-cc-pVDZ basis set. The calculations for the vibrational corrections were carried out at the second-order Møller-Plesset level (MP2) by means of the perturbation theoretical method of Bishop and Kirtman and also using a variational approach proposed here. The results obtained for the zero-point vibrational average (zpva) corrections show that the two approaches lead practically to the same results, accounting for 2 and 6 % of the corresponding electronic contributions for polarizability and _rst hyperpolarizability, respectively. The results ob-tained show that, at the static limit, the pure vibrational corrections for the polarizability and _rst and second hyperpolarizabilities have the same order of magnitude of the corre-sponding electronic contributions. Comparisons between the results obtained through the two methods show that the perturbation theoretical method is not suitable to treat the system studied, whereas the variational methodology presented seems to be an alternative approach to treat anharmonic systems. / Neste trabalho nós apresentamos resultados dinâmicos para as (hiper)polarizabilidades do sal de lítio de piridazina Li H3C4N2 incluindo correções vibracionais. As contribuições eletrônicas foram calculadas analiticamente no nível coupled cluster com simples e duplas (CCSD) através da teoria de resposta, utilizando o conjunto de funções base aug-cc-pVDZ. Os cálculos para as correções vibracionais foram realizadas utilizando teoria de perturbação Møller-Plesset em segunda ordem (MP2) via método perturbativo de Bishop e Kirtman, e também utilizando um procedimento variacional proposto aqui. Os resultados obtidos para a correção da média vibracional de ponto-zero (zpva) mostram que os dois métodos levam aos mesmos resultados, contribuindo com 2 e 6 % dos correspondentes valores eletrônicos da polarizabilidade e primeira hiperpolarizabilidade. Os resultados obtidos mostram que, no limite estático, a correção vibracional pura para a polarizabili-dade e primeira e segunda hiperpolarizabilidades são da mesma ordem de magnitude que as correspondentes contribuições eletrônicas. Comparações entre os resultados obtidos através dos dois métodos mostram que o método perturbativo não é adequado para tratar o sistema estudado, enquanto que o procedimento variacional apresentado parece ser uma boa alternativa para tratar sistemas anarmônicos.

Neste trabalho foi preparado e caracterizado estruturalmente um novo compósito de pentóxido de vanádio xerogel (XRG-V2O5) e gelatina na proporção de 1 e 10% em massa (gelatina/V2O5). O xerogel obtido foi submetido a secagem (80, 200 ou 300°C) sob pressão reduzida por 4 horas. A caracterização estrutural consistiu de medidas de difração de raios-X (DRX), espectroscopia FTIR e Raman, análise termogravimétrica (TGA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Técnicas de voltametria cíclica a baixa velocidade de varredura e curvas cronopotenciométricas foram também aplicadas para investigação do comportamento deste xerogel frente a eletrointercalação de íons lítio. Foi observado que os compósitos XRGV2O5/gelatina possuem basicamente a mesma estrutura local do XRG-V2O5, ou seja são constituídos por pirâmides distorcidas de base quadrada VO5. Os compósitos também apresentam organização bidimensional com formação de camadas, semelhante ao XRG-V2O5 pristino. A gelatina encontra-se no material inserida entre as camadas do xerogel, e sua presença altera significativamente o valor da distância basal, não sendo esta distância diminuída com o aumento da temperatura de tratamento térmico. A gelatina também afeta o grau de desordem do xerogel. Os resultados sugerem que a gelatina presente no interior do material encontra-se em conformações segundo a concentração de H2O no mesmo. Os compósitos mostraram-se aptos a intercalar íons lítio eletroquimicamente. Os XRG-V2O5/gelatina preparados com 1% de gelatina, e em particular a amostra submetida ao tratamento térmico a 200°C, fornecem capacidades específicas superiores àquelas encontradas na literatura para o XRG-V2O5 pristino (capacidades específicas superiores a 120 mA.h/g). Também verificou-se que a gelatina não participa dos processos de transferência de carga com o lítio. / In this work it was prepared and characterized structurally a new composite of vanadium pentoxide xerogel (XRG-V2O5) and gelatin in rate of 1 and 10% in weight (gelatin/V2O5). The xerogel obtained was submitted to drying (80, 200 or 300°C) under vacuum for 4 hours. The structural characterization consisted of X-ray diffraction (XRD), FTIR and Raman spectroscopy, termogravimetric analysis (TGA) and scanning electronic microscopy (SEM) measures. Techniques of cyclic voltametry at low scan rate and chronopotenciometric curves also were applied to investigate the behavior of this xerogel front the electrointercalation of lithium ions. It was observed that the composites XRG-V2O5/gelatin have the same local structure of XRG-V2O5, being constituted by VO5 distorted square pyramids. The composites also show a two-dimensional organization with formation of layers, similar to the pristine XRG-V2O5. The gelatin is inserted in the material among the xerogel layers, and its presence alters the basal distance values significantly. This distance weren\'t decreased with the temperature increase of thermal treatment. The gelatin also affects the degree of xerogel disorder. The results suggest that gelatin inside the material is in conformation according to H2O concentration at xerogel. The composites are able to insert lithium ions electrochemically. XRGV2O5/ gelatin prepared with 1% of gelatin, in particular the sample submitted to the thermal treatment to 200°C, provide higher specific capacities that those found in the literature for pristine XRG-V2O5 (specific capacities superiors than 120 mA.h/g). It was also verified that gelatin doesn\'t participate of charge transfer processes with lithium.

Materiais automontados de V2O5, polialilamina (PAH) e nanopartículas de prata (AgNP) foram preparados pelo método camada-por-camada, visando a sua aplicação em baterias de íon-lítio e dispositivos eletrocrômicos. O método adotado permitiu o crescimento linear de filmes visualmente homogêneos de V2O5, V2O5/PAH e V2O5/PAH/AgNP com 15 bicamadas, como observado a partir de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia eletrônica na região do visível. De acordo com os espectros de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), verificou-se que a interação entre o oxigênio do grupo vanadila e o grupo amino deve ser responsável pelo crescimento destes filmes, além de permitir uma blindagem eletrostática entre os íons lítio e os sítios com maior densidade de carga negativa, aumentando a velocidade difusional e, consequentemente, aumentando a capacidade de armazenamento de energia e diminuição do tempo de resposta. Resultados eletroquímicos e espectroeletroquímicos mostraram que a presença das AgNPs estabilizadas no PAH aumentou a capacidade de carga do eletrodo, propiciando novos caminhos condutores e aumentando o número de sítios eletroativos na matriz hospedeira. Espontaneamente, novas nanoarquiteturas com interações específicas foram formadas pelo método camada-por-camada, garantindo uma maior velocidade de transporte de massa e transferência de carga em eletrodos para baterias de lítio e dispositivos eletrocrômicos. / Self-assembled Materials from V2O5, polyallylamine (PAH) and silver nanoparticles (AgNP) were prepared by layer-by-layer method, aiming at its application in lithium-ion batteries and electrochromic devices. The adopted method allowed the linear growth of visually homogeneous films from V2O5, and V2O5/PAH, V2O5/PAH/AgNP with 15 bilayers. This was observed from scanning electron microscopy (SEM) and electronic spectroscopy in the visible region. According to the Fourier transform infrared (FTIR) spectra, it was found that the interaction between vanadyl groups oxygen and the amino group should be responsible for the growth of these films. Besides, this interaction allowed an electrostatic shield between the lithium ions and the sites with higher negative charge, increasing the ionic speed and diffusion, thereby increasing energy storages capacity and response times reduction. Electrochemical and spectroelectrochemical results showed that the presence of AGNPs stabilized in PAH increased the electrodes capacity, providing new path-ways and increasing the number of electroactive sites in the host matrix. Spontaneously, new nanoarchitectures to specific interactions were formed by the layer-by-layer method, ensuring a higher rate of mass transport and charge transfer in electrodes for lithium batteries and electrochromic devices application.

A maior parte da energia consumida no mundo provém da queima de combustíveis fósseis, responsáveis pelo desenvolvimento da sociedade moderna, mas, também, por diversos danos ao meio ambiente. Desse modo, a exploração de fontes limpas e alternativas de energia renovável, tais como a solar e a eólica, tem ganhado grande importância e atenção dos pesquisadores nos últimos anos. Entretanto, o armazenamento destas formas de energia precisa ser eficiente, para que possam ser utilizadas nos períodos de indisponibilidade da fonte. Neste sentido, as baterias são uma das mais eficazes formas de geração e armazenamento de energias renováveis. No entanto, seu uso ainda é limitado, principalmente para aplicação em veículos automotores, que são um dos responsáveis pela emissão de gases poluentes. O principal fator limitante está relacionado às baixas densidades energéticas nos materiais utilizados para compor os elementos das baterias modernas. O desenvolvimento experimental de novos materiais, para este fim, é um trabalho demorado e caro, de tal forma que métodos teóricos têm sido usados com sucesso para prever o comportamento de novos materiais, apropriados para utilização como componentes básicos das baterias. Neste projeto serão investigados, teoricamente, materiais nanoestruturados para aplicação como eletrodos de baterias de íons de lítio, uma das formas mais populares de baterias atualmente. Neste trabalho apresentamos as propriedades estruturais, eletrônicas e vibracionais da grafite e dos sistemas bidimensionais grafeno, SiC e CN utilizando cálculos ab initio baseados na teoria do funcional da densidade, onde se utilizou o método de pseudopotencial PAW (Projector Augmented Wave) e aproximação van der Waals (optB88-vdW) para o termo de troca-correlação. A grafite e o grafeno foram estudados para validar o método aplicado, o qual foi usado para estudar as estruturas de SiC (bicamadas) e CN (monocamada e bicamada) como possíveis nanomateriais para compor ânodos de baterias de íons de lítio. Estudamos a adsorção de Li nas bicamadas de SiC em diferentes sítios encontrando a posição estável e as possíveis vantagens e desvantagens de utilizá-las como ânodos de baterias de íons de lítio. As estruturas CN não se mostraram ser sistemas viáveis, uma vez que são dinamicamente instáveis. No entanto, estudamos as propriedades de camadas de CN hidrogenadas, que são dinamicamente estáveis e possíveis candidatas para aplicação em baterias de lítio. / Most of the energy consumed in the world comes from the burning of fossil fuels, responsible for the development of modern society, but also for various damages to the environment. Thus, the exploration of clean and alternative sources of renewable energy, such as solar and wind, has gained great importance and attention from researchers in recent years. However, the storage of these forms of energy must be efficient, so that they can be used during periods of unavailability of the source. In this sense, batteries are one of the most effective forms of generation and storage of renewable energies. However, its use is still limited, mainly for application in automotive vehicles, which are one of the responsible for the emission of polluting gases. The main limiting factor is related to the low energy densities in the materials used to compose the elements of modern batteries. The experimental development of new materials for this purpose is a time consuming and expensive work, so that theoretical methods have been used successfully to predict the behavior of new materials suitable for use as basic components of the batteries. In this project it will be investigated, theoretically, nanostructured materials for application as electrodes of lithium-ion batteries, currently, one of the most popular forms of batteries. In this work we present the structural, electronic and vibrational properties of graphite and two-dimensional graphene, SiC and CN systems using ab initio calculations based on the density functional theory, where the pseudopotential PAW (Projector Augmented Wave) method and van der Waals approximation (optB88-vdW) for the exchange-correlation were used. Graphite and graphene were studied to validate the applied method, which was used to study the SiC (bilayer) and CN (monolayer and bilayer) structures as possible nanomaterials to compose anodes of lithium-ion batteries. We studied the adsorption of Li in the SiC bilayers at different sites, finding the stable position and the possible advantages and disadvantages of using them as anodes of lithium-ion batteries. The CN structures have not been shown to be viable systems, since they are dynamically unstable. However, we have studied the properties of hydrogenated CN layers, which are dynamically stable and possible candidates for application in lithium batteries.

Guias de onda de luz foram fabricados por difusão térmica de Titânio em substratos de LiNbO3. Os índices efetivos dos modos guiados foram medidos usando o método de acoplamento por prismas e a equação de onda resolvida numericamente usando a aproximação WKB. Profundidade de difusão, variação máxima do índice de refração e o perfil da concentração de Titânio são calculados para um guia que suporta três modos TE / Optical waveguides have been fabricated by thermal diffusion of Titanium into LiNO3 substrate. The effective indices of guided modes have been measured using a prism coupling method and the wave equation has been solute numerically using the WKB approximation. The diffusion depth, maximum refractive index change and titanium concentration profited was calculated for one waveguide that support three TE modes

As restaurações indiretas em sistemas totalmente cerâmicos desenvolveram-se visando à obtenção de próteses com melhor capacidade de mimetismo do dente natural. Além das propriedades óticas, essas restaurações devem ter adesão ao substrato de suporte, de modo a promover a união entre a cerâmica, o esmalte e a dentina, formando um corpo único, permitindo a transferência de tensões da restauração para a estrutura dental. Alguns fatores como: composição, espessura, opacidade e a cor do material cerâmico podem interferir na passagem de luz e, consequentemente, diminuir o grau de conversão do cimento, limitando o alcance de suas propriedades mecânicas e prejudicando o desempenho clínico. Dessa forma, este trabalho teve por objetivo avaliar a influência de diferentes níveis de opacidade da infraestrutura do dissilicato de lítio na polimerização de um cimento resinoso dual. Foram utilizados quatro discos de cerâmica (IPS e.max Press, IvoclarVivadent, Schaan, Liechtenstein), um para cada opacidade da infraestrutura (HT, LT, MO e HO) recobertas por sua respectiva cerâmica de cobertura (IPS e.max ceram na cor A3), e um grupo de cimento sem a cerâmica interposta (grupo-controle). Para cada grupo foram polimerizados 15 corpos de prova de cimento resinoso (Variolink II, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein). Foi mensurado o grau de conversão do cimento com o teste de microdureza knoop. Cada corpo de prova foi avaliado imediatamente após a polimerização e após sete dias. Foram feitas cinco endentações para cada tempo e obtida uma média de cada corpo de prova. O grupo com disco de maior opacidade (HO) apresentou o menor valor de microdureza (9,48 ± 0,36) no tempo inicial. O maior valor de microdureza foi o do grupo-controle após 07 dias (38,51 ± 1,05). Os grupos com disco LT e MO apresentaram comportamento igual nos dois tempos, não havendo diferença entre eles. O maior valor de microdureza com o uso de discos cerâmicos foi o do grupo HT após 07dias (29,53 ± 1,81), o qual apresentou valor próximo do controle inicial, porém estatisticamente diferente. Conclui-se que o nível de opacidade da infraestrutura do dissilicato de lítio pode influenciar no grau de polimerização de um cimento resinoso dual. / The indirect restorations in totally ceramic systems have been developed in order to obtain prostheses with improved ability to mimicry of the natural tooth. In addition to optical properties, these restorations must have adhesion to the supporting substrate so as to promote the bonding between the ceramic, enamel and dentin, forming a single body, allowing the transfer of stresses to the structure of the dental restoration. Some factors such as composition, thickness, opacity and color of the ceramic material can interfere with the transmission of light and, consequently, decrease the degree of conversion of the cement, impairing their mechanical properties and impairing clinical performance. Thus, this study aimed to evaluate the influence of different opacity levels of lithium disilicate infrastructure in the polymerization of a dual resin cement. Four ceramic discs were used (IPS e.max Press, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein), one for each opacity infrastructure (HT, LT, MO and HO) covered by their respective veneering ceramic (IPS e.max ceram in color A3) and a group of ceramic cement without an intermediary (control group). For each group there were 15 specimens (n=15) (Variolink II, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein). The degree of conversion of the cement was measured with the Knoop microhardness test. Each specimen was evaluated immediately after polymerization and after seven days. Five indentations were made for each time and obtained an average of each specimen. The group with the largest disk opacity (ho) had the lowest microhardness value (9.488 ± 0.364) at baseline. The control group showed the highest microhardness the after 07 days (38.517 ± 1.055). Groups with LT and MO disk behaved the same on both days, with no difference between them. The highest microhardness using ceramic disc was in the HT group after 07dias (29.530 ± 1.812). It was concluded that the lithium disilicate infrastructure level of opacity influence the degree of polymerization of a dual resin cement.

Neste trabalho desenhou-se bases de desenvolvimento, caracterização e avaliação dos aspectos biológicos relacionados ao Sistema BoneLithium, idealizado a partir da associação de partículas de carbonato de lítio dispersas em matriz gel de carbopol®, com capacidade de atuar como um sistema liberador de fármacos. Metodologicamente este estudo se dividiu em quatro partes: Na primeira delas, o objetivo central foi o desenvolvimento e a caracterização do biomaterial através da manipulação farmacológica. Na segunda etapa, avaliou-se a reação tecidual em subcutâneo de ratos, na terceira a influência das partículas de lítio liberadas pelo Sistema BoneLithium no reparo ósseo através de modelos experimentais utilizando coelhos, e por ultimo, a capacidade de cicatrização de defeitos ósseos criados cirurgicamente em calvária de ratos, tratados com o biomaterial e diferentes opções de enxertos ósseos com o objetivo de comparar a eficiência do Sistema BoneLithium aos protocolos pré-existentes. Experimentalmente, avaliou-se a reação tecidual onde se utilizou 15 ratos machos divididos aleatatoriamente em 5 grupos onde implantouse no subcutâneo tubos de butterfly contendo o biomaterial por períodos de preservação recomendados pela norma ADA 10993 para teste de reação tecidual. Os resultados demonstram que o Sistema BoneLithium apresenta reação tecidual normal. Para a avaliação do comportamento biológico do Sistema BoneLithium foram utilizados coelhos brancos adultos da raça New Zealand nos quais defeitos ósseos bilaterais de 1 cm de diâmetro foram confeccionados cirurgicamente na calvária e foram Tratados com o Sistema Bone Lithium do (lado Direito) e somente o Gel de Carbopol (lado esquerdo)/Coágulo sanguíneo (controle). A Histomorfometria demonstrou comportamento favorável ao reparo ósseo e adicionalmente através de Microtomografia Computadorizada (CT SKYSCAN), foi possível constatar diferenças significativas considerando p> 0.05 (ANOVA, Tukey) para o processo de reparo ósseo. A avaliação da performance do Sistema BoneLithium utilizando ratos Wistar nos quais foram criados defeitos críticos no centro da calvária e tratados com diferentes modalidades de enxertos ósseos (controle, autógeno, osso de banco (Unioss®, Marília Brasil), Bio-Oss® e associações com o Sistema BoneLithium. A histomorfometria mostrou diferenças significativas considerando p> 0.05 (ANOVA, Tukey) para avaliação de tecido conjuntivo pré-osteogênico e tecido ósseo neoformado, e quando avaliado qualitativamente por tomografia computadorizada de feixe cônico (I cat Cone Beam FOV 0.05 Xoran Tecnology, LLC, EUA e E-vol, CDT, Brasil), observaram-se áreas de neoformação óssea compatíveis com hiperdensidade óssea em toda a extensão do defeito quando apuradas em analises de paridade em escala Hounsfield. Dessa forma, conclui-se que no contexto deste estudo é possível concluir que Sistema BoneLithium representa uma alternativa com potencial viabilidade clínica e necessita seguimento de aplicação em novas metodologias. / In this work, bases for the development, characterization and evaluation of the biological aspects related to the BoneLithium System were designed, based on the association of lithium carbonate particles dispersed in carbopol® gel matrix, capable of acting as a drug-releasing system. Methodologically this study was divided in four parts: In the first one, the central objective was the development and characterization of the biomaterial through the pharmacological manipulation. In the second step, the tissue reaction was evaluated in subcutaneous of rats, in the third the influence of the lithium particles released by BoneLithium System in the bone repair through experimental models using rabbits, and finally, the capacity of healing of bone defects created surgically in Calvaria of rats, treated with the biomaterial and different options of bone grafts with the objective to compare the efficiency of the BoneLithium System to the preexisting protocols. Experimentally, the tissue reaction was evaluated in which 15 male rats were randomly divided into 5 groups, where butterfly tubes containing the biomaterial were implanted in the subcutaneous tubes for preservation periods recommended by the ADA 10993 standard for biocompatibility test. The results demonstrate that the BoneLithium System is tissue reaction positive. To evaluate the biological behavior of the BoneLithium System, adult New Zealand white rabbits were used in which bilateral bone defects of 1 cm in diameter were surgically made on calvaria and treated with the Bone Lithium System (right side) and only Gel Of Carbopol (left side) / blood clot (control). Histomorphometry showed a favorable behavior to bone repair and, in addition, through Computerized Microtomography (CT SKYSCAN), it was possible to verify significant differences considering p> 0.05 (ANOVA, Tukey) for the bone repair process. The evaluation of the performance of the BoneLithium System using Wistar rats in which critical defects were created at the calvarial center and treated with different bone graft modalities (control, autogenous, bone bank (Unioss®, Marília Brazil), Bio-Oss® and associations (ANOVA, Tukey) for evaluation of pre osteogenic connective tissue and neoformed bone tissue, and when assessed qualitatively by cone beam computed tomography (I cat - Cone Beam - FOV 0.05 - Xoran Tecnology, LLC, USA and E-vol, CDT, Brazil), areas of bone neoformation compatible with bone hyperdensity throughout the extent of the defect were ascertained in Hounsfield scale parity analyzes, It is concluded that in the context of this study it is possible to conclude that the BoneLithium System represents an alternative with potential clinical feasibility And requires follow-up of application in new methodologies.