Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-09-12T14:28:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese _Diógenes Soares Moura_final.pdf: 4560976 bytes, checksum: efbc9854c7666e2a40de8b98b027e62d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-12T14:28:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese _Diógenes Soares Moura_final.pdf: 4560976 bytes, checksum: efbc9854c7666e2a40de8b98b027e62d (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / CAPEs / O presente trabalho explora a utilização de lasers na região do infravermelho do espectro eletromagnético em aplicações biomédicas. O uso dos lasers na indústria, para processamento de materiais e em aplicações médicas, como a realização de cirurgias, têm atraído grande interesse nas últimas décadas. Neste trabalho, laser infravermelho foi explorado no corte de bolsas de sangue e no desenvolvimento de sistema de avaliação de elasticidade de hemácias baseado em técnica de aprisionamento óptico. No corte de bolsas de sangue foram determinados os parâmetros da ablação como tempo de perfuração, taxa de ablação e diâmetro dos furos para diferentes fluências e taxas de repetição do laser. Neste trabalho foram utilizados laser pulsados no regime de femtossegundos, com comprimento de onda de 800 nm, com taxa de repetição de 10 Hz e 1 KHz. Os resultados mostraram uma dependência do processo de ablação com o aumento da fluência e da taxa de repetição do laser. Além disso, foram avaliados os resíduos gasosos emitidos durante o processo de ablação das bolsas. A avaliação dos parâmetros de ablação à laser de bolsas de sangue consiste em um estudo pioneiro e introduz um novo direcionamento no processo de corte das mesmas. No desenvolvimento de um sistema para avaliação automática de elasticidade de hemácias aprisionadas opticamente foram utilizados lasers contínuos nos comprimentos de onda de 785 nm e 1064 nm. O sistema permite obter o valor da elasticidade de uma célula em 20 segundos, o que imprime uma redução significativa do tempo do processo de avaliação (60 ×) comparada ao método convencional. O sistema automático pode ajudar a expandir as aplicações de pinças ópticas em Hematologia e Hemoterapia. Além disto, o sistema construído foi utilizado para avaliar danos em hemácias aprisionadas opticamente. Foi verificada uma dependência da elasticidade das células com o comprimento de onda, potência do laser incidente e com tempo de aprisionamento da hemácia. Observou-se que as hemácias, após 2 minutos de exposição ao laser de 785 nm tornaram-se até ~ 104% menos deformáveis que as hemácias controle. A exposição ao laser de 1064 nm de 2 minutos a 10 mW induziu um aumento de até ~ 20% na rigidez celular. Atribuiu-se a dependência do comprimento de onda dos danos ópticos à absorção do laser pela hemoglobina. As modificações observadas nas propriedades elásticas das células estudadas estabelecem novos limites para aplicações utilizando lasers em hemácias. / This work explores the use of lasers in the infrared region of the electromagnetic spectrum in biomedical applications. The use of lasers in industry for materials processing and in medical applications, such as in surgeries, have attracted great interest in recent decades. In this work, infrared lasers were explored in blood bags cutting and in the development of a red blood cells elasticity evaluation system based on optical trapping technique. For the blood bags cutting process, ablation parameters such as drilling time, ablation rate and ablation diameter for different laser fluence and repetition rates were determined. In this work we used pulsed laser in femtosecond regime, with a wavelength of 800 nm, with repetition rate of 10 Hz and 1 KHz. The results showed a dependence of the ablation process with laser fluence and repetition rate. In addition, the waste gases emitted during the blood bags ablation process were evaluated. The evaluation of the blood bag laser ablation parameters consists of a pioneering study and introduces a new direction in the blood bag cutting process. In the development of a system for automatic evaluation elasticity of optically trapped red blood cells (RBCs), continuous laser at a wavelength of 785 nm and 1064 nm were used. The system allows to obtain the value of cell elasticity in 20 seconds, establishing a significant reduction in the assessment process time (× 60) compared to the conventional method. The automated system can help expand the applications of optical tweezers in Hematology and Hemotherapy. In addition, the constructed system was used to evaluate damage to red blood cells optically trapped. A dependence of the cells elasticity with the wavelength and power laser and with cell time trapping was observed. The results shows that the red blood cells was up to ~104% less deformable after 2 minutes of 785 nm laser exposition. The 2 minutes exposure to 10 mW of 1064 nm laser induced an increase up to ~ 20% on cell rigidity. We ascribed the wavelength dependence of the optical damages to the laser absorption by the hemoglobin. Moreover, the increase of RBCs rigidity could be associated to initial changes optically caused in the hemoglobin after irradiation. The results establish new limits for laser applications in RBCs, by identifying considerable modifications on their elastic properties.

O objetivo deste estudo clinico duplo-cego, randomizado, controlado foi avaliar a resposta pós-operatória de pacientes após cirurgia de extração de terceiros molares inclusos que receberam a irradiação com diferentes protocolos do terapia de fotobiomodulação. Sessenta pacientes foram recrutados de acordo com os critérios de inclusão e exclusão previamente estabelecidos e distribuídos nos 2 grupos experimentais (irradiados) e no grupo placebo (não-irradiado); n=20. Para o grupo 1: ? 660nm, 100mW, 36J/cm2, 1J por ponto, 10 segundos/por ponto (3 pontos intra-oral 6 extra oralmente). Para o grupo 2: ? 808nm, 100mW, 107 J/cm2, 3J por ponto, 30 segundos/por ponto (3 pontos intra-oral 6 extra oralmente). Para todos os grupos os pacientes foram irradiados imediatamente após o procedimento cirúrgico e às 48h. No grupo placebo foi utilizado um laser com o recobrimento da ponta, não permitindo a saída da luz no tecido alvo. Depois da cirurgia todos os participantes foram orientados quanto as recomendações pós-operatórias de rotina. Os pacientes foram instruídos a preencher um diário para avaliação da intensidade da dor pós-operatória em uma escala numérica de dor do máximo ao mínimo após o término do efeito do anestésico, nos períodos de 4, 6, 8, 24 e 48 horas. Para avaliar o processo inflamatório foram usados dois parâmetros: trismo (avaliado mediante a máxima abertura inter-incisiva) e edema (avaliada mediante três medições extra-orais, por meio de uma fita métrica flexível). Para avaliar a deiscência foi realizada uma escala analógica visual e com um medidor de ponta seca com 4 escores (não existe deiscência, leve 5 mm, moderada 10 mm e grave 20 mm ou mais). As variáveis de inflamação e deiscência foram avaliadas em tres momentos diferentes por um observador calibrado no: pré-operatório, às 48 horas e aos 7 dias. Os valores obtidos foram submetidos à análise estatística para determinação da homogeneidade e normalidade da amostra. A partir desta análise foi escolhido o teste estatístico mais adequado para a comparação entre os grupos experimentais realizados. Os resultados revelaram uma correlação positiva entre a irradiação com terapia de fotobiomodulação e as variáveis estudadas. O laser infravermelho apresentou melhores resultados em termos de dor, trismo, edema e deiscência em relação ao laser vermelho, embora os resultados não forneçam dados estatisticamente significativos quando comparados ao grupo placebo. No entanto, os efeitos do laser após a cirurgia de terceiros molares requer mais estudos devido à grande aplicabilidade na área. / The objective of this random controlled double-blind clinical study, is to assess the post-operatory response of patients after a surgery of extraction of included third molars; that received radiation with different protocols of Low Level Laser. Sixty patients were recruited according to the inclusion and exclusion criteria previously established and distributed into two experimental groups (radiated) and into a placebo group (not radiated); n=20. For group 1: ? 660nm, 100mW, 36J/cm2, 1J per point, 10 seconds/per point (3 points intra-oral 6 extra orally). For group 2: ? 808nm, 100mW, 107 J/cm2, 3J per point, 30 seconds/per point (3 points intra-oral 6 extra orally). For all the groups the patients were irradiated immediately after the surgical process and 48 hours after. In the control group a covered tip laser was used; not allowing the exit of the light towards the alveoli tissue. After the surgery all the participants were learnt about the current post operatory recommendations. Patients were instructed to complete a diary to evaluate postoperative pain intensity on a numerical scale of pain from the maximum to the lowest after the end of the anesthetic effect, in the periods of 4, 6, 8, 24 and 48 hours. To assess the inflamatory process, two parameters were used: Trismus (a measure of the maximum inter-incisor separation) and edema (assessed by three extra-oral measurements done with a flexible measuring tape). To assess the dehiscence, an analogue scale with 4 data fields was used (nonexistent dehiscence, slight 5 mm, moderate 10 mm and severe 20 mm or more). The variables of inflamation and dehiscence were assessed in three different moments by a qualified observer in: pre-operatory, after 48 hours and after 7 days. The values obtained were subjected to a statistic analysis for determination of homogeneity and normality of the sample. From this analysis, the most suitable statistic test was chosen for comparison between experimental groups. The outcome showed a positive correlation between photobiomodulation therapy and the studied variables. The infrared laser showed better results in terms of pain, trismus, edema and dehiscence in comparison to the red laser, although the results did not provide meaningful statistic data when comparing to the control group. Nevertheless, the effects of laser after a surgery of third molars require further studies due to the wide application in the area.