Orientadores: Eduardo Tavares Cost, Marden Leonardi Lopes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T20:29:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_LeticiaAlves_M.pdf: 5085906 bytes, checksum: 14376ec37e81ed3a052c5ee7d1858799 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Os scanners ultra-sônicos atuais oferecem ferramentas específicas para estudos de Ecocardiografia do Miocárdio por Contraste de Microbolhas (ECM) e apesar do potencial comprovado para a análise quantitativa não invasiva da perfusão miocárdica, seu uso se restringe praticamente à interpretação qualitativa (visual) das imagens clínicas. O objetivo desta tese foi desenvolver e criar uma aplicação stand-alone multiplataforma baseada nos algoritmos criados por Lopes (2005) e implementados em seu protótipo MCEToolRS. A aplicação proposta, denominada JMCETool, tem como principais características ser de fácil utilização e não comprometer a precisão, exatidão e robustez nos processos que envolvem a quantificação da perfusão miocárdica. Assim como no protótipo desenvolvido, os principais algoritmos do processo de quantificação são: o alinhamento automático baseado em Template Matching, técnicas de busca rápida e correlação; a colocação automática das ROIS sobre a parede do miocárdio; e a quantificação da perfusão miocárdica. Entre as diferenças do protótipo desenvolvido em Matlab® e da aplicação desenvolvida em Java, destacam-se a criação de uma interface mais amigável ao usuário, a implantação de uma arquitetura de software, melhor tratamento de exceções e uma nova forma de correção manual do alinhamento das imagens. A aplicação foi testada com 15 seqüências de ECM (288 imagens), sendo 14 seqüências provenientes de estudos com animais e uma proveniente de estudos com humanos. Os resultados obtidos são comparáveis aos obtidos por Lopes (2005), testes quantitativos demonstraram precisão média no processo de alinhamento de 1 pixel (para translação) e 1 grau (para rotação), com exatidão aproximada de ± 1 pixel e de ± 1 grau. / Abstract: Current commercial ultrasound scanners incorporate tools for Myocardial Contrast Echocardiography (MCE) and techniques which have a great potential for non-invasive quantitative myocardial perfusion analysis, although its use is practically restricted to qualitative (visual) reading of clinical data. The objective of this thesis was to create a new easy-to-use multiplatform standalone application for quantification of myocardium perfusion in a MCE sequence of images based on the algorithms developed by Lopes (2005) and their implementation, the prototype, called MCEToolRS. The main objective of the proposed application, called JMCETool, is the execution of these algorithms with no loss of precision, accuracy and robustness of the quantification process, compared to the first prototype. The main algorithms of the quantification process are: the automatic alignment, based on Template Matching, fast search algorithms and correlation; the automatic ROI's placement over the myocardium wall; and the quantification of myocardium perfusion. Among other features, compared to the prototype, the application JMCETool handles the algorithms exceptions and has a more user-friendly interface, including changes in the interface for manual alignment. Fifteen MCE sequences (288 images) were used during the application trials. Fourteen out of fifteen sequences belong to studies with animals (dogs) and only one belongs to studies with humans. Performance tests demonstrated that our results were similar to those of Lopes (2005), Quantitative tests have shown mean precision of 1 pixel (translation) and 1 degree (rotation) in the alignment process, and accuracy around ± 1 pixel and ± 1 degree. / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestre em Engenharia Elétrica

Avaliou-se diferentes formas de aplicação do ultra-som (US) sobre a microtração de CIVs (Ketac Molar Aplicap, Ketac Molar Easymix e Fui IX GP) à dentina; e o potencial clínico de restaurações de CIV (Ketac Molar) com US remineralizarem a dentina e seu efeito sobre a flora bacteriana por meio PCR em tempo real, após período de três meses. Na parte laboratorial, foram selecionados 45 terceiros molares extraídos e confeccionadas cavidades para acomodar material, que aleatoriamente recebeu US diretamente (US-D), ou indiretamente (US-I) ou ainda não recebeu (S-US). Os espécimes foram reservados por 1 semana, submetidos ao teste de microtração e os dados analisados por ANOVA 2-critérios. Na parte clínica, 32 pacientes (idade média 13,8) receberam 90 restaurações com CIV, CIV com ultra-som e resina composta, aleatoriamente. A dentina afetada foi avaliada de acordo com a cor, umidade e dureza e uma amostra foi colhida para quantificação de bactérias totais e Lactobacilos. Após três meses, as restaurações foram removidas e nova caracterização clínica e amostragem realizadas. Os dados obtidos foram submetidos aos testes de Friedman e Mann-Witney para os critérios clínicos e ao teste de procedimento de medidas repetidas SAS, para o número de bactérias (p<0,05). Os resultados mostraram que o ultra-som influenciou na adesão dos CIVs, sendo US-D<S-US<US-I. Após três meses de estudo clínico, a dentina apresentouse dura e seca com maior freqüência. A coloração não apresentou mudanças significantes. O número de bactérias totais não foi influenciado pelo tipo de tratamento restaurador. Mais da metade das amostras não mostrou níveis detectáveis de Lactobacilos e nenhuma atividade foi observada. Concluiu-se que o método de aplicação indireta do US deve ser o escolhido. O tipo de tratamento restaurador não influenciou na redução de bactérias residuais, nem na atividade metabólica, embora a dentina apresentasse características clínicas compatíveis com paralisação do processo carioso. / The microtensile bond strength of GICs (Ketac Molar Aplicap, Ketac Molar Easymix and Fuji IX GP), receiving different patterns of ultrasound (US), was evaluated. The clinical potential of GIC (Ketac Molar) restorations with US, in remineralizing dentin and their effects on the microflora were also evaluated. Forty-five extracted third molars were selected for the laboratorial study, and cavities were performed for the GIC filling, which received direct US (D-US), indirect US (I-US) or no US excitation (N-US). After one week, the microtensile test was performed. The obtained data was analyzed using 2-way ANOVA test (P<0.05). Thirty-two patients (mean age of 13.8) were selected for the clinical study and 90 restorations were randomly performed with GIC, GIC plus US or composite resin (CR). The affected dentin was assessed by color, humidity and hardness and a dentin sample was obtained for total bacteria and Lactobacilli quantification, using real time PCR. After 3 months, the restorations were removed and new dentin characterization and sampling performed. Clinical data were analyzed by Friedman and Mann-Whitney tests. Bacterial counts were analyzed by Repeated Measurements Procedure (P<0.05 for all tests). Results showed statistical significant influences of the US on the GIC adhesion to dentin, being D-US<N-US<IUS. After three months of clinical trial, the dentin was scored more frequently as hard and dry. Color was not statistical different in both evaluation periods. The number of total bacteria was not influenced by the type of treatment. Lactobacilli were detected in less than 50% of the samples and presenting no metabolic activity. It was conclude that I-US should be the choice protocol to achieve better adhesion. Although the treated lesions presented clinical characteristics of arrested caries, the type of restoration did not influence the residual bacteria, neither their metabolic activity.

Este trabalho teve como objetivo avaliar Características de carcaça por ultra-sonografia de 48 animais confinados (24 Brangus e 24 Nelore), com sistema de controle de consumo individual através de portões eletrônicos(Calan Gates), recebendo diferentes níveis de energia na ração (20, 40, 60 e 80%). Foi utilizado um equipamento de ultra-som Piemedical Scanner 200 Vet, com transdutor linear de 18 cm e 3,5 MHz, a cada intervalo de aproximadamente 28 dias, para obter a área de olho de lombo (AOLU), espessura de gordura subcutânea (EGSU) entre a 12ª e a 13ª costelas e a espessura de gordura na picanha (EGPU), sob o terço superior do músculo Bíceps femuris. Após 142 dias de confinamento os animais foram abatidos e obteve-se o peso de carcaça quente (PCQ) e o rendimento de carcaça (RC). Após 24 horas de resfriamento, as carcaças foram cortadas entre a 12ª e a 13ª costelas e obtidas a área de olho de lombo (AOLC) e a espessura de gordura (EGSC) na carcaça. As correlações entre as medidas por ultra-som e na carcaça foram de 0,83 entre AOLU e AOLC e 0,86 entre EGSU e EGSC. Os animais Brangus apresentaram melhores respostas ao tratamento com 60% de concentrado, enquanto que os animais Nelore responderam melhor ao tratamento 40%. Equações de regressão utilizando o peso vivo (PV), AOLU, EGSU e EGPU explicaram 71% da variação do PCQ quando a medida foi realizada no início do experimento e cerca de 97% quando realizada imediatamente antes do abate, nos animais Brangus. Nos animais Nelore as equações explicaram cerca de 50% na medida realizada no início do trabalho e 96% na medida antes do abate. As equações para estimar o RC utilizando as mesmas características explicaram cerca de 28% da variação quando a medida foi realizada 142 dias antes do abate e 25%imediatamente antes do abate, nos animais Brangus. Nos animais Nelore, as equações explicaram cerca de 15% e 21% quando realizadas no início do experimento ou 142 dias depois, respectivamente. A estimativa da espessura de gordura subcutânea ao abate através do PV, AOLU, EGSU e EGPU explicaram cerca de 20% quando utilizados os dados obtidos no início do trabalho até 73% quando os dados utilizados foram os obtidos imediatamente antes do abate. As medidas de ultra-som apresentaram boa acurácia e podem ser utilizadas para estimar diferenças entre grupos de animais, mas as equações para estimar RC e ponto ideal de abate necessitam maiores estudos. / The objective of this experiment was to evaluate trough ultrasonography the carcass characteristics of 48 young bulls (24 Brangus and 24 Nellore), fed diets with four energy levels(20, 40, 60 and 80% of concentrate) in pens with Calan gates. The Piemedical Scanner 200 ultrasound with a linear transductor of 18 cm and 3,5 MHz was utilized, and the measurements taken at 28 days intervals of the rib eye area (AOLU) and subcutaneous fat thickness (EGSU) between the 12 th and 13 th ribs and also over the Biceps femoris muscle (EGPU). After 142 days on feed all the animals were slaughtered and the hot carcass weight (PCQ) was taken and the carcass dressing percentage (RC) calculated. After 24 hours of chilling the carcasses were separated between the 12 th and 13 th ribs and the rib eye area (AOLC) and fat thickness (EGSC) measured directly. The correlations between ultra-sound and carcass measurements were 0,83 for AOLU and AOLC and 0.86 for EGSU and EGSC. The Brangus bulls showed better performance with 60% concentrate diets and the Nellore with 40% concentrate diets. Regression equations using live weight (PV), AOLU, EGSU and EGPU explained 71% of the variation in the PCQ when measured 142 days before slaughter and 97% immediately before slaughter for the Brangus bulls. For the Nellore bulls the equations explained 50% in the first measurement and 96% the day before slaughter. The equations to estimate RC using the same ultrasound measurements explained 50 and 96% and 15 and 21% of the variation when taken 142 days before or in the day before slaughter for the Brangus and Nellore, respectively. To estimate a determined endpoint the PV, AOLU, EGSU and EGPU explained 20% of the variation when the data was taken in the beginning of the feeding period and increased up to 73 when the data were taken just before slaughter. The ultrasound measurements showed good accuracy and could be used to estimate differences among cattle groups, but equations to estimate RC and determined endpoint need further studies.

O objetivo do presente trabalho foi de analisar, experimentalmente, a variação do índice de transmissão e o coeficiente de atenuação ultra-sônica no meio diclofenaco gel, bem como, a penetração do fármaco em amostras de gelatina semelhante a pele humana através da fonoforese. A variação destes parâmetros foi investigada em 120 amostras de agar-agar, (modo contínuo, 1 MHz de freqüência, nas intensidades de 1,0 e 1,5 W/\'CM POT.2\'), por 5 minutos. Os corpos de prova forma divididos em grupos referentes as intensidades de ultra-som utilizadas, e cada um destes grupos, foi subdividido em sub-grupos correspondendo aos diferentes meios utilizados para irradiação. A investigação da transmissão ultra-sônica foi medida a partir de um dosímetro de precisão ULTRASONIC POWER METER, modelo UPM-DT 10. O cálculo do coeficiente de atenuação foi realizado a partir dos dados de leitura da transmissão ultra-sônica. A penetração ou não da droga foi estudada por análise macroscópica e microscópica. Segundo os resultados obtidos não houve variação significativa nos índices de transmissão e nos coeficientes de atenuação do diclofenaco gel em comparação ao gel neutro. A penetração do medicamento foi de 3 mm para as amostras irradiadas com a intensidade de 1,0 W/\'CM POT.2\' e de 5 mm para as amostras irradiadas com 1,5 W/\'CM POT.2\', não houve evidência de penetração do fármaco no grupo controle. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que a fonoforese do diclofenaco gel é efetiva nas intensidades 1,0 e 1,5 W/\'CM POT.2\'. / The objective of the present work was of analyzing, experimentally, the variation of the transmission index and the coefficient of ultrasonic reduction in the half diclofenaco gel, as well as, the penetration of the drug in samples of similar jelly the human skin through the phonophoresis. The variation of these parameters was investigated in 120 agar-agar samples, (continuous way, 1 MHz of frequency, in the intensities of 1,0 and 1,5 W/\'CM POT.2\'), for 5 minutes. The proof bodies form divided in referring groups the ultrasound intensities used, and each one of these groups, it was subdivided in sub-groups corresponding to the different means used for irradiation. The investigation of the ultrasonic transmission was measured starting from a ULTRASONIC POWER METER, model UPM-DT 10. The calculate it of the reduction coefficient was accomplished starting from the data of reading of the ultrasonic transmission. The penetration or not of the drug it was studied for it analyzes macroscopic and microscopic. According to the obtained results there was not significant variation in the transmission indexes and in the coefficients of reduction of the diclofenaco gel in comparison with the neutral gel. The penetration of the medicine went of 3 mm to the samples irradiated with the intensity of 1,0 W/\'CM POT.2\' and of 5 mm for the samples irradiated with 1,5 W/\'CM POT.2\', there was not evidences of penetration of the drug in the group control. The results obtained in this study suggest that the phonophoresis of the diclofenaco gel is effective in the intensities 1,0 and 1,5 W/\'CM POT.2\'.

A arilação seletiva de compostos orgânicos confere-lhes propriedades com amplas aplicações: em compostos de atividade biológica, inibidora da protease do vírus HIV-1, e de interesse como agroquímicos ou na engenharia de materiais. Em razão disso, novos métodos e reagentes tem sido desenvolvidos com essa finalidade. Sabe-se que a N-arilação de várias aminas, catalisadas por paládio, com haletos de arila e triflatos é tida como ferramenta importante a disposição do químico sintético. Do mesmo modo, publicou-se que a N-arilação de certos -amino ácidos por haletos de arila, procede-se facilmente quando catalisada por CuI. Alternativamente, a literatura cita outros métodos eficientes usando ácidos borônicos, compostos arilbismuto e compostos organochumbo. Neste trabalho foi estudada a arilação seletiva de ânions ambidentados pelo sal de iodo polivalente cloreto de difenil iodônio, em diferentes condições de reação, visando a otimização da síntese: 1) reação térmica (agitação magnética), sem catalisador, e em diferentes solventes, ou mistura de solventes; 2) reação sonoquímica, sem catalisador e em diferentes soluções; 3) reação térmica e sonoquímica na presença de catalisador CuCl (10%). Sacarinato de sódio, acesulfame de potássio, e ftalimida potássica foram escolhidos como ânions ambidentados derivados de sulfoimidas e imidas a serem arilados. No caso de N-fenil sacarina a quemiosseletividade e o melhor rendimento são observados com acetonitrila/água (1:1, v/v), sob refluxo para formação do par iônico intermediário (ou o iodano correspondente), seguido por fusão térmica na ausência de solvente. O acesulfame potássico, por sua vez, forneceu seletivamente produtos de N- ou O-fenilação, de acordo com as seguintes condições estabelecidas: 1) produto de fenilação por via térmica ou sonoquímica em etanol; 2) produto de O-fenilação, por via térmica ou sonoquímica em acetonitrila. A ftalimida potássica, na ausência de catalisador, é arilada em baixos rendimentos. A melhor condição de síntese é encontrada com acetonitrila e CuCl (10%), sendo 92% o rendimento por via sonoquímica e 78% por via térmica. A seletividade verificada foi analisada em termos das interações dos ânions ambidentados e dos solventes em questão. / The arylation of organic compounds gives place to a wide number of applications: concerning to their biological properties as HIV-1, protease inhibitor, as well as synthetic intermediates in pharmaceuticals, agrochemical and polymer chemistry. New methodologies and reagents have been developed as consequence of this. It is already known that N-arylation of several amines, catalyzed by palladium, with aryl halides and trifflates is a valuable tool to various reported organic synthesis. In the same way, it has been published that the N-arylation of certain -amino acids by aryl halides, proceeds smoothly when catalized by CuI. Alternatively, the literature reports other efficient methods using boranic acids, arylbismuth and organolead compounds. In the present work, it was studied the selective arylation of ambident anions by hypervalent iodine salts (chloride of diphenyl iodonium), in a different set of conditions, seeking the synthesis optimizations: 1) thermal reactions (silent mode, magnetic stirring), without catalyst, and, in different solvents or mixture of then; 2) sonochemical reactions, without catalyst, and in a different solvent composition; 3) thermal and sonochemical reactions carried out in the presence of (10%) CuCl as the catalyst. Sodium saccharinate, acessulfame K and potassium phthalimide were chosen as the ambident anions (derived from sulfonimides and imide functional groups) to be studied. In the N-phenyl saccharin case the chemioselectivity was achieved along the best yields when water/acetonitrila (1:1, v/v) solvent was employed in the step to form the ion pair (or the 3-iodane, intermediate), followed by the thermal fusion in the absence of solvent. The acessulfame K, for its turn, supplied selectively products of N- and O-arylation under the following established conditions: 1) N-phenylation in etanol through thermal and sonochemical approach; 2) O-phenylation product, in acetonitrila, by thermal and sonochemical method. Finally, arylation of potassium phthalimide with diaryliodonium is sluggish and gives low yields without catalyst. The best protocol to this synthesis was found with the solvent acetonitrile and (10%) CuCl catalyst addition, being 92% the yield of sonochemical reaction and 78% of the thermal one. The selectivity achieving was analyzed in accord with the solution interaction between the ambident anion and the solvent molecules.

A proposta deste estudo foi verificar o efeito da sonoforese com Arnica montana sobre a fase inflamatória aguda de uma lesão muscular. Para isso, 40 ratos Wistar machos (300±50 g), lesados cirurgicamente, foram divididos em 4 grupos: grupo controle (C), 10 ratos lesados, não submetidos a tratamento algum; grupo ultra-som (US), 10 ratos lesados, tratados com US; grupo ultrasom+ arnica (US+A), 10 ratos lesados, tratados com sonoforese com gel de arnica; e grupo arnica (A), 10 ratos lesados, tratados com massagem de gel de arnica. O ultra-som com freqüência de 1 MHz e 0,5 W/cm2 de intensidade foi aplicado 24 h após a lesão uma vez ao dia durante 3 minutos, por 3 dias; o grupo US+A recebeu aplicação de ultra-som idêntica, mas com gel de arnica; o grupo A recebeu massagem de gel de arnica nos mesmos tempo e período. O terço médio do músculo tibial anterior lesado foi removido, montando-se séries de lâminas para análise quantitativa (contagem de células mononucleares e polimorfonucleares) e qualitativa (morfologia das fibras musculares). Os resultados foram tratados estatisticamente, com nível de significância p<0,05. Foi encontrada maior densidade de células mononucleares nos grupos US, US+A e A, sem diferença entre estes, mas com diferença significativa (p<0,0001) destes para o grupo controle, onde a densidade de células polimorfonucleares também foi significativamente diferente (p=0,0134) dos demais. Ainda quanto a essa densidade, não houve diferença entre os grupos US e US+A, mas houve entre o grupo A (p=0,0134) e os demais. A análise qualitativa revelou estágio mais avançado de regeneração nos tecidos dos grupos US e US+A igualmente. A similaridade de resultados entre os grupos US e US+A leva a concluir que a sonoforese com arnica não foi mais eficaz que o ultra-som na recuperação da lesão muscular. Sugere-se que o US pode ter anulado ou minimizado o efeito regenerativo da Arnica montana por sonoforese na fase inflamatória aguda da lesão muscular. / This study aimed at verifying the effects of ultrasound associated to Arnica montana (phonophoresis) onto the acute phase of an inflammatory muscle lesion. Forty Wistar male rats (300±50 g), of which the Tibialis Anterior muscle was surgically lesioned, were divided into 4 groups (n=10 each): control group received no treatment; the ultrasound group (US) was treated with 1-MHz, 0.5W/cm2-intensity US during 3 minutes, once a day, for 3 days; the US+A group was treated with arnica phonophoresis (the same US parameters plus arnica gel); and the arnica group (A) was submitted to massage with arnica gel, also during 3 minutes, once a day, for 3 days. Treatment started 24 h after the surgical lesion. On the 4th day after lesion animals were sacrificed and sections of the lesioned, inflamed muscle were removed for quantitative (mononuclear and polymorphonuclear cell count) and qualitative analysis (muscle fiber morphology). Collected data from the 4 groups were statistically analysed and the significance level set at p<0.05. Results show higher mononuclear cell density in all three treated groups with no significant difference between them, but values were significantly different (p<.0001) when compared to control group\'s. As to polymorphonuclear cell density, significant differences were found between control group (p=0.0134) and the other three groups; the arnica group presented lesser density of polymorphonuclear cells when compared (p=0.0134) to the other groups, and no significant differences were found between US and US+A groups. Qualitative analysis showed a more advanced regeneration stage in tissues from both US and US+A groups. The similarity of results between US and US+A groups points to ineffectiveness of Arnica montana phonophoresis, US having seemingly checked or minimized its anti-inflammatory effect.

Introdução: A escolha de parâmetros mais eficientes na aplicação terapêutica de um recurso de eletroterapia garante uma efetividade clínica maior ao tratamento realizado. O modo contínuo de aplicação do ultrassom vem sendo pouco estudado nas fases agudas das lesões. Objetivo: Avaliar os efeitos do ultrassom contínuo nas fases inflamatória, proliferativa e de remodelação no processo de regeneração do tecido conjuntivo muscular de ratos. Material e Métodos: Trinta ratos foram submetidos à lesão muscular nos músculos tibial anterior de ambos os membros traseiros e divididos em dois grupos, sendo o grupo Lesado (L) composto pelos membros traseiros esquerdos dos animais e o grupo lesado tratado com ultrassom (LUS), composto pelos membros traseiros direitos. Cada grupo foi subdividido em seis pequenos grupos (n = 5), que foram formados de acordo com o número de dias após a lesão em que os animais foram mortos, sendo no 3º, 7º, 14º, 21º, 28º e 35º dias. Após 24 horas da realização da lesão cirúrgica, o Grupo LUS começou a receber a aplicação do ultrassom no modo contínuo, área de radiação efetiva de 1cm2, com freqüência de transdutor de 1MHz, intensidade de 0,2W/cm2, por 1 minuto, uma vez ao dia. Os membros traseiros esquerdos submetidos à lesão cirúrgica e não tratados serviram como grupo controle (L). Para análise morfológica das fibras musculares foram realizados cortes seriados de 10 ?m de espessura, obtidos através de em um micrótomo criostato. Os músculos foram congelados em uma posição onde os cortes pudessem fornecer imagens longitudinais das fibras musculares e da fenda incisional. Cada série de corte foi obtida a partir da região superficial do músculo, a cada 100 ?m de profundidade e forneceu duas lâminas que foram coradas com a técnica Hematoxilina Eosina. A contagem de células foi feita em uma área de 0,625mm2 (área de um campo microscópico), com auxílio de uma câmera acoplada ao microscópio e monitor de vídeo e tendo como ponto de referência os limites da fenda incisional, ou seja, a região com fibras musculares lesionadas de um lado e as células infiltradas na fenda incisional de outro. A determinação da densidade de leucócitos polimorfonucleares e mononucleares, e de fibroblastos foi feita através da contagem média de 10 campos por amostra, sendo cinco campos representativos do tecido muscular seccionado e cinco campos da fenda incisional, totalizando 300 campos por grupo experimental (30 ratos ao todo). As células com morfologia de células satélites ou mioblastos foram ignoradas. Resultados: A análise da contagem de células revelou diferenças significativas (p <= 0,05) entre o número de células polimorfonucleares no 3º, 7º, 21º e 28º dias de tratamento com as seguintes xiii médias: L3 = 27,0; L7 = 29,6; L21 = 20,0 e L28 = 12,8 e LUS3 = 43,2; LUS7 = 29,2; LUS21 = 8,8 e LUS28 = 3,6. O número de fibroblastos foi significativamente maior (p<=0,05) apenas no 21º dia com L21 = 14,2 e LUS21 = 27,0. Conclusão: O ultrassom contínuo promoveu um aumento na densidade de células polimorfonucleares e fibroblastos durante o processo de regeneração do músculo tibial anterior de ratos, incrementando a recuperação deste tecido. / Introduction: The choice of more efficient parameters in the ultrasound application allows a major clinical effectivity to the performed treatment. The therapeutic continuous ultrasound has been being poorly studied in injury acute phases. Objective: To assess the effects of the continuous ultrasound in the inflammatory, proliferative and remodeling phases of rats\' conjunctive muscular tissue regeneration process. Material and Methods: Thirty rats were submitted to muscular lesion in tibialis anterior muscle of both rear limbs. They were divided into two groups, the lesion group (L) consisting of the rats left rear limbs, and the lesion group treated with ultrasound (LUS) consisting of the right rear limbs. Each group was subdivided into six small groups (n = 5), which were formed according to period of time (in days) after the lesion in which the rats were killed, on the 3rd, 7th, 14th, 21st, 28th and 35th days. Twenty four hours after performing the surgical lesion, the LUS group received the first 1MHz continuous ultrasound treatment with effective radiating area = 1cm2, intensity of 0.2W/cm2, for one minute, once a day. The left rear limbs submitted to the surgical lesion and not treated at all composed the control group (L). To perform the muscle fibers morphological analysis, a series of 10?m thick slices were made using a microtome with criostate. The muscles were frozen in a position which the slices could provide longitudinal images of the muscle fibers and incision gap. A series of samples were collected from the lesion area surface, and further two deeper series, at 100?m distance from one another. Two slices were thus provided and stained with hematoxilin-eosin. Cell count was made on an area of 0.625 mm2, by means of a camera coupled to the microscope and to a video monitor. The reference point were the limits of the incision gap, which is a region with injured muscle fibers in one side and infiltrated cells of the incision gap on the other. The determination of the density of polymorphonuclear and mononuclear leukocytes, and fibroblasts was made by the exam of 10 fields per sample (five fields representing the cut muscular tissue and more five fields of the incision gap), totaling 300 fields per group. Cells with myoblast or satellite cells morphology were ignored. Results: The cells counting analysis revealed significant differences (p <= 0.05) in the density of polymorphonuclear cells on the 3rd, 7th, 21st and 28th treatment days and the means are: L3 = 27; L7 = 29.6; L21 = 20; L28 = 12.8 and LUS3 = 43.2; LUS7 = 29.2; LUS21 = 8.8; LUS28 = 3.6. The density of fibroblasts was significant greater (p <= 0.05) only in the 21st day with means of L21 = 14.2 and LUS21 = 27. Conclusion: The continuous ultrasound increased the density of polymorphonuclear and fibroblasts cells during the anterior tibialis muscle regenerating process of rats, enhancing the recovery of this tissue.

Foram avaliados os efeitos do ultra-som pulsado de baixa intensidade sobre a cicatrização de lesão cutânea produzida na região dorsal de ratos. Utilizamos 60 ratos machos (Wistar, peso médio de 300g) divididos em dois grupos de acordo com o tratamento, sendo: 1) irradiação simulada (controle); 2) irradiação efetiva (irradiado) Freqüência fundamental de 1,5MHz, freqüência de repetição de pulsos de 1KHz, largura de pulso de 200 µs, intensidade de 30mW/cm2 (SATA), 10 minutos de aplicação em dias alternados). Cada grupo foi subdividido em três grupos, de acordo com o período de irradiação ultrasônica; 3, 7 e 14 dias, e a cicatrização foi avaliada através de análise planimétrica. Aumento significante (p<0,05) da área cicatrizada foi observado no Grupo 2 (141,88±18,50 mm2) em relação ao Grupo 1 (117,38±15,14 mm2), no 14o dia. Não foram observadas diferenças entre os grupos nos outros tempos experimentais estudados. Concluiuse que o ultra-som pulsado de baixa intensidade não apresenta efeitos deletérios e estimula moderadamente a cicatrização cutânea por segunda intenção em condições experimentais, com potencial para aplicação clínica em humanos. Ainda, a planimetria, como método de companhamento da evolução da lesão cutânea, mostrou-se adequada e eficaz. / The effects of low intensity pulsed ultrasound irradiation on the secondary healing of a round shaped (1 cm in diameter) total skin lesion, produced on the dorsal region of rats, were studied. Sixty male Wistar rats weighing 300 g on average were used and divided into two groups of 30 animals each, according to treatment: Group 1, simulated irradiation (control); Group 2, effective irradiation (irradiated). 1.5 MHz fundamental frequency, 1 KHz pulse repetition frequency, 200 µs pulse width, 30mW/cm2 intensity (SATA), 10 minutes application in alternate days). Each group was divided into three subgroups: 3, 7 and 14 days, according to the postoperative period of ultrasound irradiation, and healing was evaluated by means of planimetry. The healed area was significantly increased (p<0.05) in Group 2 (141.88±18.50 mm2) as compared to Group 1 (117.38±15.14 mm2) on the 14th day. No differences were observed between subgroups for the other experimental periods. The author conclude that low intensity pulsed ultrasound irradiation presented virtually no deleterious effect and moderately stimulated secondary healing of total skin lesions in the experimental conditions of this investigation, with potential for clinical application in similar situations in humans. Also, planimetry showed to be effective method in evaluating the healing of skin lesions.

Foram estudados três procedimentos para o tratamento prévio de amostras provenientes de três sistemas de biodigestão anaeróbia operados com resíduos sólidos urbanos padronizados (RSUDp), com o fim de promover o desprendimento de células microbianas de fibras e outros materiais, e com isso obter um inóculo mais homogêneo para contagens celulares. Os tratamentos foram os seguintes: (a) suspensão de amostras em tampão fosfato e processamento em liqüidificador; (b) homogeneização mecânica e manual de amostras em solução mineral anaeróbia; (c) amostras submetidas a banho de ultra-som. O método do Número Mais Provável (NMP) foi utilizado para avaliar o número de bactérias celulolíticas e arqueas metanogênicas, em meio mineral contendo celulose em pó. Não foram constatadas diferenças entre os três tratamentos empregados, considerando-se os valores encontrados para ambos os grupos, da ordem de 102 células/mL. O tratamento com ultra-som foi escolhido para outras determinações em função da simplicidade quanto à manipulação. Assim, foram operados dois biorreatores anaeróbios com RSUDp para avaliação da reprodutibilidade dos valores das amostras após tratamento com ultra-som, para a determinação do número de microrganismos (celulolíticos, acetogênicos e metanogênicos) e avaliação da atividade microbiana anaeróbia na degradação do RSUDp. Os resultados das contagens de bactérias celulolíticas e arqueas metanogênicas pelo método do NMP em meio contendo celulose não foram superiores a 103 células/mL, e as réplicas foram bastante semelhantes. O aumento do número do grupo metanogênico pôde ser correlacionado com o aumento dos teores de metano no biorreator amostrado. As contagens de organismos acetogênicos e metanogênicos em meio mineral com fontes específicas revelou valores até 103 células/mL. Os tipos morfológicos predominantes nos exames microscópicos dos sistemas de biodigestão foram bacilos curvos, retos, sarcinas e cistos de sarcinas e as amostras dos tubos de contagem mostraram para celulolíticas, bacilos, cocos e sarcinas, para acetogênicas bacilos, bacilos espessos, cocos e cistos de sarcinas e para as arqueas metanogênicas bacilos fluorescentes e sarcinas. A evolução do processo de biodigestão anaeróbia nos dois últimos sistemas operados mostrou-se bastante próxima a proposta por BARLAZ et al. (1989b), em que o número de bactérias celulolíticas e de arqueas metanogênicas aumenta na fase considerada metânica acelerada. O conteúdo de sólidos totais diminuiu em 50% ao longo do processo e os teores de ácidos orgânicos voláteis diminuíram de 27,5 para 8, 79 g de ác. acético/L. / Three different treatments were applied to samples from three anaerobic biodigestion systems operated with standardized municipal solid waste to promote the release of microbial cells adhered to fibers and other materials, resulting in a more homogeneous inoculum to cellular counting. The following treatments were applied to the samples: a) suspension in phosphate buffer followed by blending; b) mechanical and hand homogenization in anaerobic mineral solution; c) sonication in ultrasound bath. The Most Probable Number (MPN) technique was employed to evaluate the populations of cellulolytic bacteria and methanogenic Archaea, in mineral medium containing powdered cellulose. The populations of both groups of microorganisms were close to 102 cells/mL independently of the treatment applied to release the cells and no clear distinction among them could be made concerning their efficiencies. In view of this fact the ultrasound treatment was employed in all other determinations due to its simple execution. Two anaerobic bioreactors operated with standardized municipal solid waste were monitored to evaluate the reliability of sonication as a procedure for cell release, to determine microorganism populations (cellulolytic, acetogenic bacteria and methanogenic Archaea) and to evaluate the microbial anaerobic activity concerning the biodegradation of the standardized municipal solid waste. Cellulolytic bacteria and methanogenic Archaea had similar populations (lower than 103 cells/mL) as well as acetogenic and methanogenic microorganisms (up to 103 cells/mL). The increase in the methanogenic population could be directly related to the increase of methane production in the studied reactor. The morphological types which predominate in the microscopic examinations of the biodigestion systems were curved and straight rods and sarcina. The tubes for MPN countings showed the presence of rods, coccus and sarcina for cellulolytic bacteria; rods, tick rods, coccus and sarcina for acetogenic bacteria and fluorescent rods and sarcina for methanogenic Archaea. The evolution of the anaerobic biodigestion process in the latter two monitored systems was very similar to the one proposed by BARLAZ et al. ( 1989b) where the number of cellulolytic bacteria and methanogenic Archaea increase during the accelerated methane phase. The total content of solids decreased 50% during the process and the volatile acidity decreased from 27,5 g acetic acid/L to 8,79 g acetic acid/L.

Orientadores: Eduardo Tavares Costa, Rosana Almada Bassani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Buiochi_ElaineBelassiano_D.pdf: 9610613 bytes, checksum: 5fefa9e6cf5eaf8478c002d7ab57dc23 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: No ultrassom diagnóstico faz-se uso de ondas acústicas de baixa intensidade para investigar os tecidos biológicos, sendo uma técnica não invasiva. Ondas ultrassônicas de maior intensidade podem alterar as características do tecido, e isto é de interesse para aplicações terapêuticas, nas quais a ocorrência de efeitos biológicos é, até certo ponto, desejável. Com relação à cardiologia, o uso do ultrassom diagnóstico é bem estabelecido, enquanto há um potencial inexplorado para aplicações terapêuticas. Soma-se a isso o fato de que os tratamentos disponíveis para as arritmias com estimulação elétrica são limitados por sérias complicações, incluindo infecção sistêmica, choques desnecessários, potencial para pró-arritmia, falha em estimular e, até mesmo, morte. O ultrassom pode se mostrar uma alternativa atraente à estimulação elétrica, porém há poucos estudos sobre a possibilidade de aplicação do ultrassom para o tratamento de arritmias. O objetivo deste estudo foi desenvolver transdutores ultrassônicos de potência e usá-los para investigar conjuntos de parâmetros acústicos capazes de interferir na atividade cardíaca, sem provocar danos teciduais, buscando possíveis aplicações terapêuticas do ultrassom em cardiologia. Os parâmetros acústicos variados foram frequência de ressonância, modo de operação, frequência de repetição de pulso, e pressão de saída. Dois dos sete transdutores construídos se mostraram mais eficientes e, portanto, foram calibrados e usados nos experimentos biológicos. Em experimentos preliminares realizados em corações isolados de ratos Wistar, foi observada geração esporádica de arritmia usando-se o transdutor de 65 kHz, e aumento da frequência espontânea, acompanhada por redução da força de contração do miocárdio, usando-se o transdutor de 1MHz em exposição contínua prolongada. Em estudos in vivo, dez ratos Sprague-Dawley foram anestesiados com isoflurano e expostos a uma seqüência terapêutica de ultrassom, e outros cinco ratos foram usados como grupo controle. A estimulação ultrassônica consistiu de bursts de 1MHz, ciclo de trabalho de 1%, pico de pressão negativa de 3MPa (ISPTA=3W/cm2), e freqüência de repetição de pulso variável e decrescente. O ultrassom transtorácico exerceu efeito cronotrópico negativo, uma vez que foi capaz de reduzir a freqüência cardíaca em 19% logo ao final do período de estimulação. Os efeitos duraram, no mínimo, 15 minutos, sem aparente prejuízo hemodinâmico, que foi monitorado principalmente por meio da medição da fração de ejeção. Trata-se de um fenômeno promissor para o tratamento de taquiarritmias. O regime de exposição utilizado excluiu efeitos térmicos, de forma que o efeito observado foi provavelmente resultante de mecanismos não-térmicos, possivelmente da força da radiação. A variação na frequência de repetição de pulso parece ter sido a chave para a indução do efeito em questão, uma vez que experimentos realizados com frequências de repetição constantes não resultaram em tal efeito / Abstract: Diagnostic ultrasound consists of application of low intensity acoustic waves to noninvasively investigate biological tissues. Higher ultrasound intensities may alter tissue characteristics, and this is of interest for therapeutic applications, when the occurrence of bioeffects is - to a certain extent - desirable. The use of diagnostic ultrasound in Cardiology is well established, although there is an unexplored potential for therapeutic applications. The currently available treatments of arrhythmias by electrical stimulation are limited by serious complications, including systemic infection, inappropriate shock delivery, proarrhythmia, failure to pace and to defibrillate, and even death. Ultrasound can be an interesting alternative for electrical stimulation, but there are only a few studies that investigate the possibility of applying ultrasound for treating arrhythmias. The objective of this study was to develop power ultrasonic transducers to be applied to the investigation of sets of acoustical parameters able to interfere with the cardiac activity without causing tissue damage, thus aiming at potential therapeutic applications of ultrasound in cardiology. The acoustical parameters investigated were resonance frequency, operation mode, pulse repetition frequency, and output pressure. The two most efficient out of the seven transducers built were calibrated and used in biological experiments. In preliminary experiments conducted on isolated hearts from Wistar rats, arrhythmia was esporadically observed at the onset of ultrasound application using the 65kHz transducer, whereas an increase in spontanous beating rate accompanied by a reduction in the force developed by the myocardium occurred during continuous, prolonged exposure using the 1MHz transducer. In in vivo studies, ten Sprague-Dawley rats were anesthetized with isoflurane and exposed to a sequence of therapeutic ultrasound, and other five rats were used as a control group. The ultrasonic stimulation consisted of 1-MHz bursts of 1% duty cycle, 3 MPa peak negative pressure (ISPTA=3W/cm2), and decreasingly variable pulse repetition frequencies. Transthoracic ultrasound application was able to promote a negative chronotropic effect, decreasing the heart rate by 19% just after stimulation ceased. The effect lasted at least 15 minutes, without apparent alteration of pumping function, which was monitored mainly by evaluation of the ejection fraction. This phenomenon is promising for treating tachyarrhythmias. The insonification scheme used in this study excluded thermal effects, so the observed effect seems to have resulted from nonthermal mechanisms, possibly from radiation force. The variation in the pulse repetition frequency seems to be the key element for induction of the described effect, because the latter was not observed for constant repetition rates / Doutorado / Engenharia Biomedica / Doutor em Engenharia Elétrica