A radioterapia interna seletiva é uma alternativa para o tratamento de alguns tipos de cânceres como o carcinoma hepatocelular (CHC), ou câncer de fígado primário. Neste tratamento, microesferas de vidro ou polimérica contendo em sua estrutura radionuclídeos emissores de partículas β- são introduzidas no fígado por meio da artéria hepática e migram, preferencialmente, para regiões hipervascularizadas, que são características da presença de tecido canceroso. Neste trabalho, foram propostos o desenvolvimento de vidros fosfato contendo hólmio para produção de microesferas e sua aplicação em radioterapia interna seletiva no Brasil. O vidro desenvolvido apresentou durabilidade química adequada, densidade de 2,7(3)g/cm3, alta estabilidade térmica e as impurezas encontradas não inviabilizam o tratamento. As microesferas foram produzidas pelos métodos da chama e da queda gravitacional e foram caracterizadas por diversas técnicas em que se observaram forma, granulometria, atividade e biocompatibilidade apropriados para o tratamento pretendido. Propõe-se que as microesferas possam ser submetidas a testes in vivo. / The selective internal radiotherapy is an alternative for some kinds of cancer as the hepatocellular carcinoma (HCC) or primary liver cancer treatment. In this treatment, glass or polymer microspheres containing radionuclides inside their structure are introduced in the liver through hepatic artery and trapped at the arterioles that feed the tumor. In this work, the development of phosphate glasses containing holmium for production of microspheres and their application in Brazil are proposed. The developed glasses presented suitable chemical durability, density of 2,7(3) g/cm3, high thermal stability and the impurities contained therein do not preclude the treatment. The microspheres were produced by the flame method and the gravitational fall method, and were characterized by means of several techniques to evaluate shape, average particle size, activity and biocompatibility suitable for selective internal radiotherapy. Based in the main results, the submission to in vivo tests is proposed.

A radioterapia interna seletiva é uma alternativa para o tratamento do carcinoma hepatocelular. Nesta terapia, microesferas de vidro contendo radionuclídeos são introduzidas no fígado por meio de um cateter acoplado à artéria hepática dos pacientes e são retidas em regiões microvasculares que alimentam o tecido lesado. Estas micropartículas aniquilam as células cancerosas por meio da radiação β-, e, quando simultaneamente emitem raios γ, podem também ser utilizadas para imageamento do tumor. As partículas vítreas devem possuir o formato esférico para não provocar hemorragias desnecessárias e também diâmetro adequado para otimizar o bloqueio efetivo da alimentação do tumor e evitar a migração para outros órgãos que poderia causar doses em tecidos sadios. Além disso, devem ter durabilidade química adequada e não serem citotóxicas. A distribuição do tamanho de microesferas depende de muitos parâmetros como a razão de aspecto, formação de aglomerados, e temperatura de processamento. No presente trabalho é apresentado um estudo do processo de esferolização de partículas vítreas caracterizadas por difração de raios X, espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva, área superficial específica, teste de citotoxicidade e calorimetria exploratória diferencial. Foram determinadas a taxa de dissolução do vidro em água destilada a 90oC (DR~10-8g.cm-2.min-1), densidade (2,79g.cm-3), viscosidade e granulometria. A morfologia das microesferas foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura antes e após os testes de dissolução em SBF e irradiação por feixe de nêutrons. Propõem-se o peneiramento para seleção das microesferas apropriadas para o tratamento pretendido e testes in vivo visando a sua aplicação em radioterapia interna seletiva. / The selective internal radiotherapy is an alternative method to treat hepatocellular carcinoma. Glass microspheres containing radionuclides are introduced in the liver through the hepatic artery, and they are housed preferentially in the region where the cancer cells are located. The microspheres are trapped in the arterioles which feed the tumors, and the β- particles annihilate the cancer cells. When these particles simultaneously emit γ rays, they can also be used to provide images of the tumor. The glass particles must be spherical to avoid unnecessary bleeding, and the particle size must be restricted to a range which is appropriated to trap them and avoid the migration to other parts of the body. Furthermore, they must have a good chemical durability and be nontoxic. The particle size distribution of microspheres is not easily predicted based on the original irregular particles since the variation of the aspect ratio and the presence of agglomerates can influence the final result. In the present work, the spheroidization process to obtain microspheres for radiotherapy treatment was studied. The glass microspheres were characterized by X-rays diffraction, Energy Dispersive X-rays Fluorescence Spectroscopy, Differential Scanning Calorimetry, Specific Superficial Area and cytotoxicity test. The dissolution rate in distilled water at 90ºC (DR~10-8g.cm-2.min-1), density (2.79g.cm-3), viscosity, and size particle distribution were determined. The surface morphological aspect was evaluated by Scanning Electron Microscopy before and after the chemical durability tests in SBF and after the neutron irradiation. It is proposed that the produced material should be sieved to select the most suitable microspheres, and to allow in vivo tests aiming its application in selective internal radiotherapy.

A radioterapia interna seletiva é uma alternativa para o tratamento de alguns tipos de cânceres como o carcinoma hepatocelular (CHC), ou câncer de fígado primário. Neste tratamento, microesferas de vidro ou polimérica contendo em sua estrutura radionuclídeos emissores de partículas β- são introduzidas no fígado por meio da artéria hepática e migram, preferencialmente, para regiões hipervascularizadas, que são características da presença de tecido canceroso. Neste trabalho, foram propostos o desenvolvimento de vidros fosfato contendo hólmio para produção de microesferas e sua aplicação em radioterapia interna seletiva no Brasil. O vidro desenvolvido apresentou durabilidade química adequada, densidade de 2,7(3)g/cm3, alta estabilidade térmica e as impurezas encontradas não inviabilizam o tratamento. As microesferas foram produzidas pelos métodos da chama e da queda gravitacional e foram caracterizadas por diversas técnicas em que se observaram forma, granulometria, atividade e biocompatibilidade apropriados para o tratamento pretendido. Propõe-se que as microesferas possam ser submetidas a testes in vivo. / The selective internal radiotherapy is an alternative for some kinds of cancer as the hepatocellular carcinoma (HCC) or primary liver cancer treatment. In this treatment, glass or polymer microspheres containing radionuclides inside their structure are introduced in the liver through hepatic artery and trapped at the arterioles that feed the tumor. In this work, the development of phosphate glasses containing holmium for production of microspheres and their application in Brazil are proposed. The developed glasses presented suitable chemical durability, density of 2,7(3) g/cm3, high thermal stability and the impurities contained therein do not preclude the treatment. The microspheres were produced by the flame method and the gravitational fall method, and were characterized by means of several techniques to evaluate shape, average particle size, activity and biocompatibility suitable for selective internal radiotherapy. Based in the main results, the submission to in vivo tests is proposed.

A radioterapia interna seletiva é uma alternativa para o tratamento do carcinoma hepatocelular. Nesta terapia, microesferas de vidro contendo radionuclídeos são introduzidas no fígado por meio de um cateter acoplado à artéria hepática dos pacientes e são retidas em regiões microvasculares que alimentam o tecido lesado. Estas micropartículas aniquilam as células cancerosas por meio da radiação β-, e, quando simultaneamente emitem raios γ, podem também ser utilizadas para imageamento do tumor. As partículas vítreas devem possuir o formato esférico para não provocar hemorragias desnecessárias e também diâmetro adequado para otimizar o bloqueio efetivo da alimentação do tumor e evitar a migração para outros órgãos que poderia causar doses em tecidos sadios. Além disso, devem ter durabilidade química adequada e não serem citotóxicas. A distribuição do tamanho de microesferas depende de muitos parâmetros como a razão de aspecto, formação de aglomerados, e temperatura de processamento. No presente trabalho é apresentado um estudo do processo de esferolização de partículas vítreas caracterizadas por difração de raios X, espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva, área superficial específica, teste de citotoxicidade e calorimetria exploratória diferencial. Foram determinadas a taxa de dissolução do vidro em água destilada a 90oC (DR~10-8g.cm-2.min-1), densidade (2,79g.cm-3), viscosidade e granulometria. A morfologia das microesferas foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura antes e após os testes de dissolução em SBF e irradiação por feixe de nêutrons. Propõem-se o peneiramento para seleção das microesferas apropriadas para o tratamento pretendido e testes in vivo visando a sua aplicação em radioterapia interna seletiva. / The selective internal radiotherapy is an alternative method to treat hepatocellular carcinoma. Glass microspheres containing radionuclides are introduced in the liver through the hepatic artery, and they are housed preferentially in the region where the cancer cells are located. The microspheres are trapped in the arterioles which feed the tumors, and the β- particles annihilate the cancer cells. When these particles simultaneously emit γ rays, they can also be used to provide images of the tumor. The glass particles must be spherical to avoid unnecessary bleeding, and the particle size must be restricted to a range which is appropriated to trap them and avoid the migration to other parts of the body. Furthermore, they must have a good chemical durability and be nontoxic. The particle size distribution of microspheres is not easily predicted based on the original irregular particles since the variation of the aspect ratio and the presence of agglomerates can influence the final result. In the present work, the spheroidization process to obtain microspheres for radiotherapy treatment was studied. The glass microspheres were characterized by X-rays diffraction, Energy Dispersive X-rays Fluorescence Spectroscopy, Differential Scanning Calorimetry, Specific Superficial Area and cytotoxicity test. The dissolution rate in distilled water at 90ºC (DR~10-8g.cm-2.min-1), density (2.79g.cm-3), viscosity, and size particle distribution were determined. The surface morphological aspect was evaluated by Scanning Electron Microscopy before and after the chemical durability tests in SBF and after the neutron irradiation. It is proposed that the produced material should be sieved to select the most suitable microspheres, and to allow in vivo tests aiming its application in selective internal radiotherapy.

A expansão do desenvolvimento de radionuclídeos para uso em terapia de tumores, permite que técnicas de tratamento de tumores sejam mais seletivas e adequadas. Novos agentes têm como finalidade reduzir o tempo de tratamento e acelerar o tempo de recuperação de muitos pacientes. O principal objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de microesferas de ácido lático e resina marcadas com Hólmio-166, para que se obtenha um radiofármaco que possa oferecer um tratamento localizado do tumor e, portanto para que se tenha a máxima irradiação do tumor e a diminuição dos efeitos de toxicidade nos tecidos adjacentes saudáveis. A metástase hepática é a principal causa de morte de pacientes com câncer de colo retal, para estes pacientes a resposta da quimioterapia e da radioterapia é baixa. Uma alternativa é a radioterapia interna seletiva utilizando microesferas marcadas com Hólmio-166, um emissor b (Emax=1,84 MeV), com um alcance máximo no tecido de 8,4mm e emissor de fótons (81 keV, 6,2%), apropriado para a aquisição de imagens. A produção de Hólmio-166 é possível no reator nuclear IEA-R1 (IPEN-CNEN/SP), um reator de pesquisa com baixo fluxo de nêutrons. O Hólmio tem uma abundância de 100% na natureza e seção de choque de 64 barns. Isso permite produzir uma atividade de 344mCi (~12GBq) (reator IEA-R1, 60 horas, 4,0x 1013n .s-1.cm-2), o suficiente para produção de doses terapêuticas. As resinas de troca catiônica, AG50W-X2, AG50W-X8, Amberlite, Sephadex e Sepharose, foram marcadas com 166Ho. Todas elas apresentaram um ótimo resultado de marcação. As resinas AG50W-X2, AG50W-X8, Amberlite e Sephadex não têm o tamanho de partícula ideal para terapia de tumores hepáticos, porém foi proposto que partículas com tamanho entre 100-450 m podem ser usadas no tratamento de tumores de cabeça e pescoço. A resina Sepharose tem as características essenciais para terapia de tumores hepáticos. Entretanto, estudos in vivo devem ser realizados para comprovar a sua eficácia. O preparo das microesferas de ácido lático não foi bem sucedido, mas a primeira fase da preparação apresentou bons resultados. / A surge in research activity is expanding the applications for therapeutic radiopharmaceuticals, which are employing more sophisticated targeting methodologies and more appropriate therapeutic isotopes for the tumors being treated. These new agents will reduce treatment time and accelerate recovery for many patients. The aim of this work is the development of resin-based and acid lacticbased microspheres labeled with 166Ho, in order to obtain selective delivery of radioisotopes to the tumor, thus maximizing the irradiation effect while sparing toxicity to the surrounding healthy liver. Liver metastases cause the majority of deaths from colorectal cancer, and response to chemotherapy and external radiotheraphy is poor. An alternative is an internal radionuclide therapy using microspheres labeled with 166Ho, a beta minus emitter (Emax=1.84 MeV), with maximum tissue range 8.4 mm, that also emits photons (81keV, 6.2%) suitable for imaging. The production of 166Ho is feasible in the IEA-R1 Reactor at IPEN-CNEN/SP, a low power reactor with low neutron fluxes. The nuclear reaction has a cross section of 64 barns and 165Ho has a natural abundance of 100%. It is possible to produce 344 mCi (~12GBq) (IEA-R1 Reactor, 60 hours, 4,0x 1013n .s-1.cm-2) a sufficient therapeutic dose, depending on the demand of doses. The cation exchange resins, AG50W-X2, AG50W-X8, Amberlite, Sephadex and Sepharose, were labeled with 166Ho. All the resins showed a very good retention. Although AG50W-X2, AG50W-X8, Amberlite and Sephadex did not have the right particle size, it is suggested that particles of 100-450 m could be used in the treatment of head-and-neck tumours. Sepharose labeled with 166Ho has essential characteristics for treatment liver therapy. However, further in vivo studies should be performed to prove its effectiveness. The preparation of acid lactic-based microspheres was not successful, but the first step of the preparation was very effective.

A expansão do desenvolvimento de radionuclídeos para uso em terapia de tumores, permite que técnicas de tratamento de tumores sejam mais seletivas e adequadas. Novos agentes têm como finalidade reduzir o tempo de tratamento e acelerar o tempo de recuperação de muitos pacientes. O principal objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de microesferas de ácido lático e resina marcadas com Hólmio-166, para que se obtenha um radiofármaco que possa oferecer um tratamento localizado do tumor e, portanto para que se tenha a máxima irradiação do tumor e a diminuição dos efeitos de toxicidade nos tecidos adjacentes saudáveis. A metástase hepática é a principal causa de morte de pacientes com câncer de colo retal, para estes pacientes a resposta da quimioterapia e da radioterapia é baixa. Uma alternativa é a radioterapia interna seletiva utilizando microesferas marcadas com Hólmio-166, um emissor b (Emax=1,84 MeV), com um alcance máximo no tecido de 8,4mm e emissor de fótons (81 keV, 6,2%), apropriado para a aquisição de imagens. A produção de Hólmio-166 é possível no reator nuclear IEA-R1 (IPEN-CNEN/SP), um reator de pesquisa com baixo fluxo de nêutrons. O Hólmio tem uma abundância de 100% na natureza e seção de choque de 64 barns. Isso permite produzir uma atividade de 344mCi (~12GBq) (reator IEA-R1, 60 horas, 4,0x 1013n .s-1.cm-2), o suficiente para produção de doses terapêuticas. As resinas de troca catiônica, AG50W-X2, AG50W-X8, Amberlite, Sephadex e Sepharose, foram marcadas com 166Ho. Todas elas apresentaram um ótimo resultado de marcação. As resinas AG50W-X2, AG50W-X8, Amberlite e Sephadex não têm o tamanho de partícula ideal para terapia de tumores hepáticos, porém foi proposto que partículas com tamanho entre 100-450 m podem ser usadas no tratamento de tumores de cabeça e pescoço. A resina Sepharose tem as características essenciais para terapia de tumores hepáticos. Entretanto, estudos in vivo devem ser realizados para comprovar a sua eficácia. O preparo das microesferas de ácido lático não foi bem sucedido, mas a primeira fase da preparação apresentou bons resultados. / A surge in research activity is expanding the applications for therapeutic radiopharmaceuticals, which are employing more sophisticated targeting methodologies and more appropriate therapeutic isotopes for the tumors being treated. These new agents will reduce treatment time and accelerate recovery for many patients. The aim of this work is the development of resin-based and acid lacticbased microspheres labeled with 166Ho, in order to obtain selective delivery of radioisotopes to the tumor, thus maximizing the irradiation effect while sparing toxicity to the surrounding healthy liver. Liver metastases cause the majority of deaths from colorectal cancer, and response to chemotherapy and external radiotheraphy is poor. An alternative is an internal radionuclide therapy using microspheres labeled with 166Ho, a beta minus emitter (Emax=1.84 MeV), with maximum tissue range 8.4 mm, that also emits photons (81keV, 6.2%) suitable for imaging. The production of 166Ho is feasible in the IEA-R1 Reactor at IPEN-CNEN/SP, a low power reactor with low neutron fluxes. The nuclear reaction has a cross section of 64 barns and 165Ho has a natural abundance of 100%. It is possible to produce 344 mCi (~12GBq) (IEA-R1 Reactor, 60 hours, 4,0x 1013n .s-1.cm-2) a sufficient therapeutic dose, depending on the demand of doses. The cation exchange resins, AG50W-X2, AG50W-X8, Amberlite, Sephadex and Sepharose, were labeled with 166Ho. All the resins showed a very good retention. Although AG50W-X2, AG50W-X8, Amberlite and Sephadex did not have the right particle size, it is suggested that particles of 100-450 m could be used in the treatment of head-and-neck tumours. Sepharose labeled with 166Ho has essential characteristics for treatment liver therapy. However, further in vivo studies should be performed to prove its effectiveness. The preparation of acid lactic-based microspheres was not successful, but the first step of the preparation was very effective.

Submitted by Cibele Nogueira (cibelenogueira@ufgd.edu.br) on 2016-04-15T14:57:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) BRUNAARANHA.pdf: 8666505 bytes, checksum: 54c9fbf95f7882748fed8e4968abd5c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T14:57:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) BRUNAARANHA.pdf: 8666505 bytes, checksum: 54c9fbf95f7882748fed8e4968abd5c7 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Over the past few years, the search for materials that can be used in industrial applications has been growing exponentially. Among these, we can mention the polymeric materials, which are being used to replace different classic raw materials, such as glass, ceramics, wood and metal. Among the most important applications can be cited using the optical industry, electronics, petrochemical and pharmaceutical industries. In this context, the present study aims to study different materials: synthesis and optical characterization of poly (fluoride) doped with holmium vinylidene complex and the comparative study of different tablets of 50 mg of sildenafil citrate marketed in Brazil and Paraguay through optical fluorescence spectroscopy technique, in order to show that this technique is useful for identifying different organic molecules such as drugs and medicines. PVDF samples were characterized by spectroscopy in the infrared (FT-IR) spectroscopy, UV-vis absorption (UV-Vis) and fluorescence spectroscopy (EF). To study samples of 50 mg of sildenafil have been used FT-IR techniques, UVVis and EF. The experimental results showed that the route synthesis of PVDF film was adequate, since the films obtained were homogenous and translucent. With increasing relative phase beta fraction of PVDF and band widening of the fluorescence, the samples obtained are candidates for potential technological applications. For sildenafil samples we observed significant differences between the samples. Thus, it can be inferred that the techniques used are potential candidates for the study medications. However, for an application of these techniques for this purpose, further studies are needed and the construction of a calibration curve. / Ao longo dos últimos anos, a busca por materiais que possam ser utilizados em aplicações industriais vêm crescendo exponencialmente. Dentre esses, podemos citar os materiais poliméricos, que estão sendo utilizados na substituição de diferentes matérias primas clássicas, como vidros, cerâmicas, madeiras e metais. Entre as aplicações mais importantes podem ser citadas a utilização na indústria óptica, eletrônica, petroquímica e farmacêutica. Neste contexto, o presente trabalho objetiva o estudo das técnicas espectroscópicas para a caracterização de diferentes materiais, como o polímero poli(fluoreto) de vinilideno (PVDF) dopado com óxido de hólmio, hólmio complexado com o ligante 2-aminoreftalato e somente com o ligante e comprimidos de 50 mg de citrato de sildenafila comercializados no Brasil e Paraguai. As amostras de PVDF foram caracterizadas por espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR), espectroscopia de absorção UV-vis (UV-Vis) e espectroscopia de fluorescência (EF). Para estudo das amostras de sildenafil 50 mg foram utilizadas as técnicas de FT-IR, UV-Vis e EF. Os resultados experimentais mostraram que a rota de síntese dos filmes de PVDF foi adequada, uma vez que os filmes obtidos apresentaram-se homogêneos e translúcidos. De acordo com os resultados obtidos, foi possível observar que as técnicas espectroscópicas são sensíveis e de extrema valia para caracterizar as amostras obtidas. Para os comprimidos de sildenafil 50 mg foi possível observar diferenças significativas entre as amostras analisadas, mostrando que as técnicas utilizadas são candidatas em potencial para o estudo de medicamentos. Porém, para uma aplicação destas técnicas para essa finalidade, são necessários estudos mais detalhados, bem como a construção de uma curva de calibração.

Orientador: Marcelo Moraes Guzzo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-01T21:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zavanin_EduardoMarcio_D.pdf: 12290577 bytes, checksum: e37b2af24ec03321ad993ebd98fbc0dc (MD5) Previous issue date: 2017 / Resumo: O objetivo desse trabalho é estudar um mecanismo alternativo à hipótese de neutrino estéril para a solução das anomalias dos antineutrinos de reatores, da anomalia do Gálio e da anomalia dos aceleradores. Vamos também entender como encaixar esse mecanismo na teoria da física de partículas através de interações não padrão. Além disso, vamos estudar o duplo decaimento beta sem a emissão de neutrinos e colocar vínculos para a massa efetiva de Majorana. Não obstante, vamos entender os limites que o experimento ECHo fornecerá para medidas direta da massa dos neutrinos / Abstract: The objective of this work is the study of an alternative mechanism, that is not the hypothesized sterile neutrino, to solve the reactor anti-neutrino anomaly, the Gallium anomaly and the LSND anomaly. We will also understand how to fit this mechanism in the theory of particle physics through non standard interactions. In addition, we will study the neutrino-less double beta decay and set constraints to the effective Majorana neutrino mass. Furthermore we will understand the limits that the ECHo experiment will provide for direct measurements of the neutrino mass / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 2013/02518-7 / 1189631/2013 / FAPESP / CAPES