A presente tese de doutorado avalia a Emissão Magnética Espontânea (SME), fenômeno descrito recentemente no grupo de pesquisa do professor Hélio Goldenstein e que já demonstrou ser uma ferramenta promissora para monitorar a transformação martensítica nos aços. O SME é utilizado para monitorar a velocidade de propagação de plaquetas de martensita; identificar a temperatura em que ocorre o inicio da primeira transformação (Ms); observar martensita induzida por deformação ou tensões durante a deformação de aços contendo austenita metaestável e também estudar a transformação isotérmica da austenita em martensita. A duração dos picos individuais magnéticos emitidos no início (Ms) e no final (Mf) da transformação martensítica durante o resfriamento contínuo foram medidos e comparados com os tamanhos médios das placas de martensita, obtidos através da metalografia quantitativa. O SME, um fenômeno mais sensível do que outras medidas globais como a resistividade, dilatometria, Ruído Magnético de Barkhausen (MBN), etc., não exige um volume crítico de transformação para ser detectado, e é capaz de detectar sinais de placas individuais crescentes. / This PhD thesis evaluates the Spontaneous Magnetic Emission (SME), a phenomenon recently described in the research group of Professor Hélio Goldenstein that has proved to be a promising tool to monitor the Martensitic Transformation in steels. The SME is used to monitor the speed of propagation of martensite plates; to identify the temperature at which the first transformation occurs (Ms); to observe martensite straininduced or stresses during deformation of steels containing metastable austenite and also study the isothermal transformation of austenite in martensite. The duration of individual magnetic peaks issued at the start (Ms) and in the end (Mf) of the martensitic transformation during the continous cooling were measured and compared with the average size of the martensite plates obtained by quantitative metalography. The SME, a phenomenon more sensitive than other global measures such as resistivity, dilatometry, Magnetic Barkhausen Noise (MBN), etc., does not require a critical volume of transformation to be detected, and is able to detect signs of growing individual plates.

O Transtorno Depressivo Maior (TDM) é uma condição neuropsiquiátrica que resulta em um substancial sofrimento pessoal, incapacidade e custos sociais. Devido à inacessibilidade ao encéfalo humano por questões práticas, éticas e às limitações encontradas pelo uso de modelos animais, o desenvolvimento de modelos in vitro acurados torna-se fundamental para o estudo desta doença. Neste aspecto, o surgimento da tecnologia de células-tronco pluripotentes induzidas humanas (hiPSCs) apresenta-se como uma importante ferramenta, uma vez que permite a recapitulação da diversidade genética dos pacientes e possibilita a produção de tipos celulares de interesse para o estudo da doença, como neurônios e glia. Entretanto, até o momento, não há registros da produção de modelos in vitro a partir de hiPSCs de pacientes com TDM. Visando preencher esta lacuna, o presente estudo teve por objetivo a produção e caracterização de dois tipos de modelos in vitro a partir de hiPSCs de pacientes com TDM: neurônios serotoninérgicos, uma cultura celular em monocamada, e organóides cerebrais, uma cultura celular em suspensão. 5 linhagens de hiPSCs de pacientes foram diferenciadas em neurônios com sucesso e no ensaio de imunocitoquímica, expressaram os marcadores 5-HT (serotonina), T5-HT (transportador de serotonina), nestina (presente em diferentes tipos de células neuronais) e Tuj1 (proteína do citoesqueleto, neurônio-específica), confirmando o fenótipo de neurônios serotoninérgicos. As céluas diferenciadas obtiveram também resultados positivos nos testes de imageamento de cálcio e de medidas da alteração no potencial de membrana, indicando que os neurônios diferenciados eram fisiologicamente funcionais. De 5 linhagens de hiPSCs (sendo uma controle e as outras 4 de pacientes com TDM), somente 1 linhagem sobreviveu ao processo de diferenciação, originando organóides cerebrais e apresentou expressão dos marcadores Sox2 (progenitoras neurais) e Tuj1 (neurônios maduros), indicando ainda uma estruturação correta da citoarquitetura, com as progenitoras localizadas mais internamente, na zona ventricular, ao redor dos lúmens preenchidos com líquido e com os neurônios maduros localizados na placa cortical, região mais externa dos agregados celulares. Apesar de o processo de produção dos organóides cerebrais necessitar de aperfeiçoamento e melhor padronização, a produção destes dois tipos de modelos in vitro, feitos a partir de hiPSCs de pacientes com TDM configura-se como um importante passo para a futura redução do uso de modelos animais em pesquisa, elucidação de mecanismos subjacentes à doença, identificação de biomarcadores diagnósticos e triagem de fármacos de maneira personalizada, visando permitir tratamentos mais baratos, adequados e eficientes para o TDM / Major Depressive Disorder (MDD) is a neuropsychiatric condition that results in substantial personal distress, disability, and social costs. The inaccessibility to the human brain due to practical and ethical issues and the limitations encountered by the use of animal models turn the development of accurate in vitro models into an essential factor to study this disease. In this regard, the emergence of human induced pluripotent stem cell technology (hiPSCs) is an important tool, since it allows the recapitulation of patient\'s genetic diversity and allows the production of cell types of interest for studying the disease, such as neurons and glia. However, to date, there are no records of the production of in vitro models from hiPSCs of patients with MDD. In order to fill this gap, the present study aimed at the production and characterization of two types of in vitro models from hiPSCs of patients with MDD: serotonergic neurons, a monolayer cell culture, and cerebral organoids, a suspension cell culture. 5 patients\' hiPSCs lines were successfully differentiated into neurons and, in the immunocytochemistry assay, they expressed the 5-HT (serotonin), T5-HT (serotonin transporter), nestin (present in several neuronal cell types) and Tuj1 (cytoskeleton protein, neuron-specific), confirming the phenotype of serotonergic neurons. Differentiated cells also obtained positive results in calcium imaging tests and measurements of membrane potential changes, indicating that differentiated neurons were physiologically functional. Of 5 hiPSCs lines (one control and the other 4 of patients with MDD), only 1 survived to the differentiation process, originating cerebral organoids which presented expression of Sox2 (neural progenitor) and Tuj1 (mature neurons) markers and a correct structuring of the cytoarchitecture, with the progenitors located more internally in the ventricular zone, around the lumens filled with liquid and with the mature neurons located in the cortical plate, the outermost region of the cellular aggregates. Although the cerebral organoids production process needs improvement and better standardization, the production of these two types of in vitro models, made from hiPSCs of patients with MDD, is an important step for the future reduction of animal models use, elucidation of disease underlying mechanisms, identification of diagnostic biomarkers and drug screening in a personalized manner, in order to allow cheaper, more adequate and more efficient treatments for MDD

Este trabalho apresenta uma extensiva série de resultados experimentais da condutividade induzida por radiação X contínua, durante e após a irradiação, em amostras de PET e Kapton. As medidas foram realizadas variando-se uma série de parâmetros, tais como: o campo elétrico aplicado, a taxa de exposição, a espessura da amostra, o tipo de eletrodo, a energia da radiação e as condições ambientes. Foram feitas ainda medidas da corrente termo-estimulada em amostras irradiadas e não irradiadas, que permitiram verificar a presença de armadilhas nos materiais. Medidas da corrente fotônica com diferentes eletrodos e espessuras das amostras, constataram a influência do eletrodo no valor dessa corrente. Finalmente um modelo teórico foi desenvolvido, baseado na teoria de balanço dos portadores generalizada, com a inclusão do efeito do campo elétrico na taxa de geração de portadores (efeito Onsager). O ajuste teórico-experimental permitiu a determinação numérica dos principais parâmetros de condução, tais como, mobilidade dos portadores, coeficiente de recombinação e densidade de armadilhas, para os dois materiais estudados. / In this work we present extensive results of measurements of the prompt and delayed radiation-induced conductivity of samples of PET and Kapton. Experimental parameters, such as the effective energy of the radiation, the exposure rate, the total dose, the value of the applied electric field, the nature of the electrodes, and the ambienta1 conditions were changed within wide limits. We also report measurement of thermally stimulated currents for non-irradiated and for irradiated samples which allowed us to investigate the trap-structure of the materials. Measurements of photo-Compton currents with different electrode materials and sample thicknesses gave information about the relation between the nature of the electrodes and the amplitudes of the currents. Based on the generalized rate theory of radiation-induced conduction we developed a theoretical model which includes the effect of the applied electric field on the carrier generation yield (geminate recombination, Onsager effect). Comparison of experimental and theoretical curves allowed us to determine the values of the main conduction parameters, such as carrier mobility, recombination coefficient, trap densities, for the materials under investigation.

Espécies de Phytophthora tem se destacado ao longo da história devido ao seu potencial destrutivo, se iniciando com a devastadora P. infestans na Irlanda e se estende até os dias de hoje com P. nicotianae em citros e P. plurivora em faia. Uma característica importante deste grupo de patógenos é que as medidas de controle da doença se baseiam na prevenção da entrada do patógeno na área visto que, uma vez instalado, o produtor precisa conviver com o mesmo, pois não se dispõem de métodos efetivos de controle. Neste sentido, a busca por métodos de controle torna-se primordial. O endofítico radicular Piriformospora indica, tem-se destacado em vários patossistemas devido a sua habilidade de induzir resistência contra patógenos, aumentar a tolerância à estresses abióticos e promover o crescimento de plantas. Taxtomina A, produzida por Streptomyces scabies, é capaz de ativar mecanismos de defesa de plantas, os quais são efetivos contra agentes patogênicos. Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito de P. indica e da taxtomina A sobre P. nicotianae em citros e P. plurivora em faia. Ambos foram avaliados quanto ao seu efeito direto sobre os patógenos em questão. O indutor de defesa vegetal Bion® foi utilizado em alguns ensaios para fins de comparação. Plântulas de citros e faia foram tratadas com concentrações crescentes de taxtomina e parâmetros fisiológicos, bioquímicos e de controle da doença foram avaliados. Taxtomina A não apresenta efeito direto sobre os patógenos avaliados. Os dados de incidência da doença em plântulas de faia tratadas com taxtomina A nas concentrações de 10, 25, 50 e 100 μg se mostraram consistentes com a quantidade de DNA do patógeno no sistema radicular, demonstrando que, aparentemente, a toxina induziu suscetibilidade nas plântulas de faia. Em citros, para os parâmetros fisiológicos e bioquímicos avaliados, em linhas gerais, a taxtomina A nas concentrações de 50 e 100 μg demonstrou potencial de aplicação no patossistema citros - P. nicotianae. Quando avaliada a mortalidade de plantas inoculadas com o patógeno e tratadas com taxtomina, bem como, quando quantificado o DNA do oomiceto no sistema radicular, as referidas concentrações também apresentaram os melhores desempenhos. Plântulas das mesmas espécies foram submetidas a inoculação com P. indica, sendo avaliados os efeitos na promoção de crescimento, na atividade de enzimas e de genes relacionados ao processo de defesa, bem como, no controle da doença. Não foi observado efeito direto do endofítico radicular sobre os patógenos avaliados. Quando plântulas de citros foram inoculadas com P. indica e depois com P. nicotianae, não foi observada promoção de crescimento e controle da doença. As análises histológicas e moleculares demonstraram a presença do endofítico no sistema radicular de plântulas de citros e faia. Análises bioquímicas revelaram apenas aumentos pontuais no teor de proteínas e na atividade da β-1,3-glucanase e da peroxidase no tratamento com P. indica + P. nicotianae. Os genes PR-1.4, PR-1.8, PR-β-glucosidase e Hsp70 foram induzidos em plântulas inoculadas com P. indica e com o patógeno, bem como no tratamento com Bion® e patógeno, porém em menor magnitude. O endofítico P. indica ativa o sistema de defesa de plântulas de citros, no entanto, os mecanismos ativados não são efetivos para o controle da doença na interação citros - P. nicotianae. / Phytophthora species has been important throughout history because of its destructive potential, starting with the devastating P. infestans in potatos in Ireland and extending to the present day with Phytophthora nicotianae on citrus and Phytophthora plurivora on beech. An important feature of this group of pathogens is that the disease control measures are based upon prevention of pathogen entry into the area since, once installed, producers have to live with it, because they do not have effective methods of control. Accordingly, the search for control methods becomes essential. The root endophytic fungus Piriformospora indica has been shown to induce resistance against pathogens, increase tolerance to abiotic stresses and promote the growth of plants. On the other hand, the phytotoxin thaxtomin A, produced by Streptomyces scabies, is able to activate plant defense mechanisms, which are effective against pathogens. Thus, the objective of this study was to evaluate the effect of P. indica and thaxtomin A on the control of P. nicotianae on citrus and P. plurivora on beech. Both were assessed for their direct effect on these pathogens. The plant defense inducer Bion® was used in some tests for comparison. Besides that, seedlings of citrus or beech were treated with P. indica or increasing concentrations of thaxtomin and physiological / biochemical parameters as well as those related to induction of resistance and disease control were evaluated. The results showed that thaxtomin A did no exhibit any direct effect on the pathogens. The incidence of disease on beech seedlings treated with thaxtomin A, in concentrations of 10, 25, 50 and 100 ug, were consistent with the amount of DNA of the pathogen in the root tissue, demonstrating that, apparently, the toxin induced susceptibility in the seedlings. In citrus, for the physiological and biochemical parameters evaluated, in general, the thaxtomin in the concentrations of 50 and 100 ug showed potential for application in the citrus pathosystem - P. nicotianae. When the mortality of the seedlings treated with thaxtomin and inoculated with the pathogen as well as the oomycete DNA amount in the root system were evaluated these concentrations also had the best performances. As mentioned above, seedlings of beech or citrus were also inoculated with the endophyte and its effect on growth promotion, enzyme activities, the expression of genes related to defense process and on disease control was measured. There was no direct effect of the root endophyte on the pathogens. When citrus seedlings were inoculated with P. indica and then with P. nicotianae, there was no growth promotion or disease control. Histological and molecular analysis showed the presence of the endophytic fungus inside the root system of citrus and beech seedlings. Biochemical analyzes revealed only occasional increases in protein content and the activities of β-1,3-glucanase and peroxidase in the treatment with P. indica + P. nicotianae in citrus seedlings. The genes PR-1.4, PR- 1.8, PR-β-glucosidase and Hsp70 were induced in seedlings inoculated with P. indica and challenged with the pathogen as well as in the treatment with the resistance inducer Bion® plus pathogen, but to a lesser magnitude. Finally, the endophytic P. indica is able to active defense system in citrus, however, the activated mechanisms seems not to be effective in controlling the disease in the interaction citrus - P. nicotianae.

No presente trabalho foram estudados os fenômenos de encruamento e, principalmente, a formação e reversão da martensita alfa-linha (a\', cúbica de corpo centrado, CCC, ferromagnética) induzida por deformação em um aço inoxidável dúplex UNS S31803 e um super dúplex UNS S32520. Inicialmente, as microestruturas dos dois materiais na condição solubilizada foram caracterizadas com auxílio de várias técnicas complementares de análise microestrutural. Foram determinadas fração volumétrica, estrutura cristalina, composição química, tamanho e morfologia das duas fases (ferrita e austenita). Posteriormente, os dois aços foram deformados por dois métodos: a laminação a frio, dividida em vários estágios, com menores graus de deformação e a limagem, sendo que o cavaco limado resultante apresenta altos graus de deformação. Algumas amostras deformadas foram recozidas. Os fenômenos de encruamento, formação e reversão de martensita induzida por deformação na austenita, recuperação, recristalização da austenita e da ferrita no cavaco limado foram estudados predominantemente por difratometria de raios X e usando o método de Rietveld. A difratometria de raios X também foi utilizada para determinação das microdeformações residuais e tamanhos de cristalito (subgrão), calculadas a partir do alargamento dos picos de difração causado pelas deformações. Desta forma, puderam-se comparar os níveis de deformação da laminação e limagem. Qualitativamente, a formação e reversão da martensita induzida por deformação também foi estudada por meio de medidas magnéticas utilizando-se dados de saturação magnética das curvas de histerese obtidas com o auxílio de um magnetômetro de amostra vibrante. Observou-se que para o aço inoxidável dúplex, tanto a laminação quanto a limagem causaram a formação de martensita induzida por deformação e para o aço inoxidável super dúplex, apenas a limagem promoveu essa transformação. Em comparação com o aço dúplex, o aço super dúplex apresentou maior resistência à formação de martensita induzida por deformação, pois apresenta uma austenita mais rica em nitrogênio e uma maior propensão à formação de fase sigma durante o recozimento, pois apresenta uma ferrita mais rica em cromo e nitrogênio. / In the present work the phenomena of strain hardening, formation and reversion of the strain induced alpha-prime martensite (a\', body centered cubic, BCC, Ferromagnetic) in an UNS S31803 duplex and UNS S32520 super duplex stainless steels have been studied. Firstly, the microstructures of both materials in the solution annealed condition were characterized with the aid of several microstructural analysis complementary techniques. The volume fraction, crystalline structure, chemical composition, size and morphology of the two phases (ferrite and austenite) have been determined. Further, both steels were deformed by two methods: cold rolling, divided into several stages, with lower strain levels than filing, which the chips resulting had higher strain levels. The phenomena of strain hardening, formation and reversion of strain induced martensite in the austenite phase, recovery and recrystallization of austenite and ferrite phases have been studied, mainly using X-ray diffraction and the Rietveld method. X-ray diffraction was also used to determine the residual microstrain and crystallite size (sub grain), calculated from the diffraction peak broadening caused by straining. Thus, the levels of cold rolling and filing strains could be compared. Qualitatively, the formation and reversion of strain induced martensite was also studied by magnetic measurements using data from magnetic saturation of hysteresis curves obtained with the aid of a vibrating sample magnetometer. It has been observed that for the duplex stainless steel, both filing as well as cold rolling promoted strain induced martensite. On the other hand, for the super duplex stainless steel, just filing promoted this transformation. In the comparing with duplex, the super duplex stainless steel austenite is more stable that is why is richer in nitrogen, so, the strain induced martensite formation is more difficult. The easier sigma phase precipitation during annealing as well in the super duplex stainless steel is due higher levels of chrome and molybdenum than the duplex stainless steel.

O fenômeno de vibração induzida por vórtices (VIV) é particularmente danoso para estruturas submarinas como risers de exploração de petróleo. A maneira mais usual de se atenuarem os efeitos de VIV é instalar um supressor, como por exemplo strakes ou fairings. Dentre esses, foi desenvolvido por All Brow Universal Components um supressor chamado Ventilated Trousers (VT), que consiste em uma malha permeável feita de uma rede flexível e dezenas de bobbins. Através de um estudo experimental, procurou-se investigar os mecanismos hidrodinâmicos pelos quais o supressor V T funciona. Foram construídos três modelos diferentes de supressores: um modelo idêntico ao V T e duas malhas dele derivadas, alterando-se a geometria dos bobbins e a distribuição destes ao redor da malha. Foram realizados ensaios com o modelo xo e ensaios de VIV em um grau de liberdade alterando-se o amortecimento estrutural. Foram medidos deslocamento e forças de sustentação e arrasto. Os resultados mostraram que o supressor do tipo V T reduz as amplitudes de vibração, força de sustentação e arrasto quando comparados com um cilindro oscilando. No entanto, aumenta a força de arrasto quando comparado com o cilindro xo. A geometria da malha mostrou-se de grande importância para a supressão de VIV. Modelos que possuem o disco externo no bobbin impedem o surgimento de folga entre o modelo e o cilindro, além de aumentar o amortecimento hidrodinâmico. Três hipóteses foram levantadas para explicar o funcionamento do supressor V T. A primeira diz que a supressão é provocada pelo aumento do amortecimento hidrodinâmico. Os ensaios mostraram que, de fato, o supressor V T aumenta o amortecimento e, consequentemente, diminui as VIV. No entanto, somente esse efeito não explica toda a supressão obtida. As outras hipóteses, relacionadas à alterações bi e tridimensionais da esteira, foram avaliadas, porém não se pode afirmar que alguma delas seja isoladamente responsável por produzir o mecanismo hidrodinâmico de supressão. / The phenomenon of vortex-induced vibration (VIV) is particularly harmful to submarine structures such as risers used for oil extraction. The most usual way to attenuate the effects of VIV is the installation of suppressors, like strakes or fairings. Among them, All Brow Universal Components developed a VIV suppressor called Ventilated Trousers (VT), which consist of a permeable mesh made of a flexible net and tens of bobbins. Three different models of suppressors based on permeable meshes have been assembled with the objective to understand the hydrodynamic mechanism behind the suppression: one model identical to the VT and two meshes with different bobbin geometries and distribution. Tests were carried out with xed models and models free to oscillate in one degree of freedom varying the structural damping. Displacements, drag and lift forces were measured. Results showed that the VT suppressor reduced vibration amplitudes, lift and drag forces when compared to an oscillating circular cylinder. However, it increased drag force when compared to a fixed circular cylinder. The mesh geometry proved to be important to VIV suppression. Models that had an external disc on the bobbins avoided the appearance of a gap between the model and the cylinder. Three hypotheses were formulated to explain how the VT suppressor works. The first one says that the increase on hydrodynamic damping is responsible for suppression. In fact, tests showed that the VT increased hydrodynamic damping and, consequently, reduced the VIV response. However, this effect alone does not explain the suppression as a whole. The other two hypotheses related to two-dimensional and three-dimensional wake changes were evaluated, but it cannot be stated that any of them, on its own, is responsible for the whole of the suppression mechanism.

Foi estudada a enxertia de estireno induzida por radiação gama em filmes de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) com espessura de 0,125 mm com doses entre 1 e 100 kGy em presença de soluções de estireno/N,Ndimetilformamida (DMF) (1:1, v/v) e estireno/tolueno (1:1, v/v) com taxa de dose de 5 kGy.h-1 por meio do método simultâneo de irradiação sob atmosfera de nitrogênio e em temperatura ambiente, usando raios gama de uma fonte de Co- 60. Depois de enxertados, os polímeros foram sulfonados em soluções de ácido clorossulfônico/1,2-dicloroetano (2 e 10 %). Os filmes foram caracterizados antes e depois de cada modificação com o cálculo do Grau de enxertia, (DOG), espectrometria no infravermelho (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TG/DTG). Os resultados do grau de enxertia mostraram que a enxertia aumenta com o aumento da dose e varia enormemente de acordo com o solvente utilizado, com enxertias cerca de 20 vezes maiores quando do uso da DMF em relação ao do tolueno. Foi possível confirmar a enxertia do estireno por FT-IR graças ao aparecimento de novos picos característicos e por TG/DTG e DSC por meio das alterações do comportamento térmico dos materiais enxertados/sulfonados. Os materiais sulfonados ainda foram caracterizados por suas capacidades de troca iônica (IEC), que mostraram que tanto os aumentos do grau de enxertia quanto os da concentração do ácido clorossulfônico aumentam o IEC. Os resultados mostraram que é possível obter materiais com capacidades de troca iônica com possibilidade de aplicação como compósitos ionoméricos de metal-polímero. / Gamma-radiation-induced grafting of styrene into poly(vinylidene fluoride) (PVDF) films with 0.125 mm thickness at doses from 1 to 100 kGy in the presence of a styrene/N,N- dimethylformamide (DMF) solution (1:1, v/v) and styrene/toluene (1:1, v/v) at dose rate of 5 kGy h-1 was carried out by simultaneous method under nitrogen atmosphere at room temperature, using gamma rays from a Co-60. After grafting reactions, the polymer was then sulfonated in chlorosulfonic acid/1,2-dichloroethane (2 and 10%) for 3 hours. The films were characterized before and after modification by calculating the degree of grafting (DOG), infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG/DTG). DOG results show that grafting increases with dose, and varies enormously depending on the solvent used, with DOGs about 20 times greater in DMF than in toluene. It was possible to confirm the grafting of styrene by FT-IR due to the appearance of the new characteristic peaks and by the TG and DSC which exhibited changes in the thermal behavior of the grafted/sulfonated material. Sulfonated material was also characterized by ion exchange capacity (IEC) showed that both DOG and sulfonic acid concentration increase IEC values. Results showed that it is possible to obtain materials with ion exchange capacity of possible application as ionic polymer-metal composites.

INTRODUÇÃO: A ventilação mecânica é uma terapia importante, mas com possíveis complicações. Uma das mais relevantes é a lesão pulmonar induzida pelo ventilador (VILI do inglês Ventilator-induced lung injury). Devido à hiperdistensão alveolar, o pulmão inicia um processo inflamatório, com infiltrado neutrofílico, formação de membrana hialina, fibrogênese e prejuízo de troca gasosa. Nesse processo, a mecanotransdução do estímulo da hiperdistensão celular se faz através do citoesqueleto da célula e de suas interações com a matriz extracelular e com as células vizinhas. Apesar desse papel fundamental no processo da VILI, não existem estudos in vivo sobre as alterações do citoesqueleto e de suas proteínas associadas durante esse processo patológico. O objetivo desse estudo foi descrever as alterações no citoesqueleto e em duas de suas principais proteínas associadas (FAK e paxilina) durante esse processo. MÉTODOS: Nesse estudo experimental foram feitos três grupos (n = 4 6): um controle e dois ventilados por quatro horas com PEEP de 5 cmH2O. Um grupo foi ventilado com volume corrente de 8 ml/kg (BV) e o outro com 24 ml/kg (AV). Dados de mecânica respiratória foram calculados no início e no final do período experimental. Os pulmões foram avaliados por histomorfometria quanto à área proporcional de parênquima, índice de infiltrado neutrofílico e índice de edema perivascular, quanto à quantidade de fosfo-FAK, fosfo-paxilina, paxilina total, actina músculo liso e alfa-tubulina por Western Blot, quanto à imunofluorescência para paxilina total com microscopia confocal a laser e com microscopia eletrônica de transmissão. RESULTADOS: os grupos foram semelhantes nas características basais. Houve aumento da elastância dinâmica (Edin) no grupo BV e redução no grupo AV (Edin inicial e final: 0,76 ± 0,4 vs 1,02 ± 0,47 respectivamente, em cmH2O/ml; p = 0,001). Não houve diferença na área proporcional de parênquima ou índice de edema perivascular entre os grupos estudados. A ventilação mecânica induziu infiltrado neutrofílico pulmonar nos animais, tanto no grupo BV como no AV em relação ao controle (p < 0,001). O infiltrado foi mais importante no grupo AV que no BV (p = 0,003). Houve um aumento de 40% na fosfo-FAK pelo Western Blot no grupo AV em relação ao controle (p=0,069) e aumento significativo de fosfo-paxilina no grupo AV em relação ao controle (p<0,001) e ao BV (p<0,001). Não se observaram diferenças para paxilina total, actina músculo liso e alfa-tubulina. A microscopia confocal demonstrou marcação para paxilina total nos septos alveolares. A microscopia eletrônica sugeriu reorganização do citoesqueleto nas zonula adherens do grupo AV. CONCLUSÕES: A ventilação mecânica promove lesão pulmonar com infiltrado neutrofílico numa relação dose-dependente. A ventilação com alto volume corrente promove fosforilação da FAK e de paxilina. As alterações no citoesqueleto em modelo in vivo de VILI são possíveis de serem descritas utilizando-se de métodos de microscopia confocal, Western Blot e microscopia eletrônica. / INTRODUCTION: Mechanical ventilation is an important therapy, but is associated with complications. One of the most relevant is ventilator-induced lung injury (VILI). Due to alveolar hyperdistension, the lung initiates an inflammatory process, with neutrophilic infiltration, hyaline membrane formation, fibrogenesis and gas exchange impairment. In this process, cellular mechanotransduction of the overstretching stimulus is mediated through the cytoskeleton and its cell-cell and cell-matrix interactions. But, although the cytoskeleton has this important role in the pathogenesis of VILI, there are no in vivo models for the research of cytoskeletal and cytoskeleton-associated proteins modifications during this pathological process. Our objective was to describe the immunohistochemical modifications during this process on the cytoskeleton and on two of its associated proteins (FAK and paxillin). METHODS: in this experimental study, three groups (n = 4 6) were studied: a control group and two ventilated for four hours with PEEP of 5 cmH2O. One group was ventilated with tidal volume of 8 mL/kg (LV) and the other with 24 mL/kg (HV). Data of respiratory mechanics were obtained at the beginning and the end of the experimental period. The lungs were evaluated with histomorphometry for parenchymal proportional area, neutrophilic infiltrate and perivascular edema, with Western Blot for phospho-FAK, phospho-paxillin, total paxillin, alpha-smooth muscle actin and alpha-tubulin, with confocal laser scanning microscopy for total paxillin, and with transmission electron microscopy. RESULTS: the groups were similar at the baseline. Dynamic elastance (Edin) increased in LV group and decreased in HV group (Edin initial to final: 0.76 ± 0.4 vs. 1.02 ± 0.47 respectively, in cmH2O/ml; p = 0.001). There was no difference in the parenchymal proportional area or the perivascular edema in the three groups. Mechanical ventilation induced pulmonary neutrophilic infiltration, both in the LV group and the HV group in comparison with control (p < 0.001). The infiltrate was more important in the HV group than in the LV group (p = 0.003). Phospho-FAK increased 40% in the HV group in Western Blot in comparison with control (p=0.069). Phosphopaxillin increased significantly in HV group compared with control (p<0.001) and with LV (p<0.001). Total paxillin, alpha-smooth muscle actin and alpha-tubulin did not show any differences. Confocal microscopy showed total paxillin labeling at alveolar septa. Electron microscopy suggested cytoskeleton reorganization at the zonula adherens in the AV group. CONCLUSIONS: Mechanical ventilation induces pulmonary injury with neutrophilic infiltrate in a dose-dependent relationship. Ventilation with high tidal volume promotes FAK and paxillin phosphorilation. The alterations in cytoskeleton in an in vivo model of VILI are possible to be studied with confocal microscopy, Western Blot and electron microscopy.

Os modelos experimentais de falência do ventrículo direito (VD) descritos são de difícil execução, por envolverem procedimentos cirúrgicos complexos e dispendiosos, com alta mortalidade e baixa reprodutividade. Também são raros aqueles que promovem falência ventricular exclusiva do ventrículo direito. Com o objetivo de simular a situação clínica de falência ventricular exclusiva do VD, desenvolvemos um modelo experimental de falência crônica isolada do VD, feito através da injeção de etanol intramiocárdico. A disfunção do VD foi induzida em treze cães adultos, através de múltiplas injeções de etanol a 96% (dose total 1ml/kg), na via de entrada e na porção trabecular do VD. Foram analisados parâmetros hemodinâmicos, metabólicos e ecocardiográficos, em condições basais e após indução da falência. Os animais foram mantidos vivos por um período de 14 dias, após o qual foram reoperados e mortos para análise morfológica dos corações. As pressões foram aferidas na artéria femoral, átrio esquerdo (AE), átrio direito (AD), tronco pulmonar (TP) e VD. O fluxo sanguíneo foi medido na aorta e no tronco pulmonar. Na primeira operação, os dados hemodinâmicos foram registrados antes e imediatamente após a indução da falência do VD. Estes parâmetros também foram coletados na reoperação (14 dias pós-indução da falência). Amostras de sangue arterial e venoso foram colhidas simultaneamente ao registro dos parâmetros hemodinâmicos para avaliação dos gases sanguíneos e dosagem de lactato. Foram feitas avaliações ecocardiográficas no pré-operatório, no sexto e no 130 dia pós-operatório (PO). Houve uma mortalidade de 15,4% (2/13). Observou-se uma queda significativa no débito cardíaco pulmonar após a indução da falência e na reoperação (14º PO), quando comparado aos valores medidos no momento basal (p=0,002). Esta queda do desempenho ventricular direito ocasionou um aumento nos valores do lactato venoso, quando comparados os valores basais contra aqueles do pós infusão de etanol (p=0,0001) e com os da reoperação (p=0,0003). Os dados ecocardiográficos revelaram um aumento no volume diastólico do VD, quando comparados os dados basais com aqueles da primeira semana de seguimento (p=0,0001) e com aqueles medidos duas semanas após a indução da falência (p=0,0084). Houve uma queda significativa da fração de ejeção do VD na primeira e segunda semanas em comparação aos valores basais (p=0,0001). A avaliação microscópica feita a partir de amostras retiradas do VD revelou infartos transmurais, com características histológicas compatíveis com infarto de duas semanas de evolução. A injeção de etanol intramiocárdio permitiu a criação de um modelo simples, econômico e reprodutível de falência crônica isolada do VD. A avaliação dos dados hemodinâmicos, ecocardiográficos e bioquímicos medidos nos diferentes momentos do experimento é compatível com a indução de falência grave do VD. Este modelo pode ser útil no estudo da fisiopatologia da falência isolada do VD, bem como na avaliação de assistência ventricular. / Isolated chronic right ventricle (RV) dysfunction is difficult to achieve in experimental models, and sometimes very expensive. Some models require complex surgical procedures, with a high mortality rate and low reproducibility. In order to simulate the clinical status of RV failure, we have developed an experimental model of chronic RV failure by injecting local intramyocardial ethanol 96%. A severe RV dysfunction was induced in 13 mongrel dogs by means of multiple intramyocardial injections of ethanol 96% (total dose of 1ml/kg), in the inlet and trabecular portions of the RV. The hemodynamics, metabolic and ecocardiografic parameters were evaluated at baseline condition and after RV failure. The animals were followed for a 14-day period. After that, they were reoperated for pressure measurements, taken from femoral artery, left atrium (LA), right atrium (RA), RV and main pulmonary artery (PA). Blood flow was measured in the aorta (AO) and PA. Metabolic parameters were assessed simultaneously to pressure measurements, with arterial and venous blood samples withdrawn for gas and lactate analysis, and then, they were killed for morphological evaluation of the heart. All the animals were submitted to echocardiographic evaluation before the first operation, on sixth and on de 13th postoperative day. The mortality rate was 15,4% (2/13). There was a significant decrease in the pulmonary blood flow after RV failure induction (p=0,0018), as well as in the reoperation (p=0,002), as compared to baseline. This decrease in RV performance caused an increase in the venous lactate level, when baseline values are compared with pos infarction values (p=0,001) and reoperation (p=0003). The echocardiografic findings revealed an increased RV diastolic volume on the 6th (p=0,0001) and 13th postoperative day (p=0,0084), as compared to baseline values. Conversely, there was a significant decrease in the RV ejection fraction on the 6th and 13th postoperative day, when compared with baseline values (p=0,0001). Microscopic evaluation of RV samples showed transmural infarctions with histological characteristics aged of two weeks. Intra myocardial ethanol injection has allowed the creation of a simple, inexpensive and reproducible model of chronic RV failure. The hemodynamic, metabolic and echocardiographic parameters assessed in different moments of the protocol are compatible with severe RV failure. It may be useful for RV physiology studies of isolated right sided heart failure, as well as in the assessment of ventricular assist devices.

INTRODUÇÃO: Este estudo tem como objetivo comparar os achados biomecânicos e anatomopatológicos de um modelo animal inédito de tendinopatia do tendão do calcâneo, induzido por injeções seriadas de baixa dose da enzima colagenase bacteriana, com o modelo mais comumente utilizado na literatura, induzido por injeção única de maior dose da enzima, e com os controles. A hipótese é que a utilização de injeções seriadas resultaria em alterações tendíneas mais progressivas e duradouras, similar à doença nos humanos. MÉTODOS: Quarenta e cinco (N=45) coelhos foram randomizados em três diferentes grupos de estudo (A, B e Controles). Animais do Grupo A (n=18) foram submetidos a três injeções seriadas de baixa dose de colagenase (0,1mg), em ambos os tendões do calcâneo, separadas por intervalo de duas semanas. Animais do Grupo B (n=18) foram injetados com dose única de maior dose (0,3mg). Já no Grupo Controle, animais (n=9) foram injetados bilateralmente com três doses seriadas de solução fisiológica 0,9%. Após a última injeção, foi realizada eutanásia do mesmo número de animais dos Grupos A e B (n=6), com 10 semanas (Subgrupos A1 e B1), 12 semanas (Subgrupos A2 e B2) e 16 semanas (Subgrupos A3 e B3). Todos os animais do Grupo controle foram eutanasiados após 16 semanas. Alterações anatomopatológicas, pelo escore de Bonar, e biomecânicas foram comparadas entre os grupos e dentro de cada grupo, para os diferentes momentos de eutanásia. Valores de p < 0,05 foram considerados estatisticamente significativos. RESULTADOS: Após 16 semanas, o escore anatomopatológico de Bonar foi significativamente maior para ambos os Grupos A (11,8±2,28) e B (5,6±2,51), quando comparados aos controles (2±0,76). Os valores para o grupo A também diferiram do Grupo B (p < 0,001). Para os desfechos biomecânicos, os grupos diferiram quanto à área de secção transversa do tendão (p=0,003), módulo de elasticidade (p=0,024), e tensões no limite da elasticidade (p=0,020) e na resistência máxima (p=0,022), com piores resultados encontrados nos animais do Grupo A. Na semana 12, também houve diferença entre os Grupos A e B para o escore anatomopatológico de Bonar (p=0,028) e para a tensão no limite da elasticidade(p=0,013), novamente com piores resultados no Grupo A. Já na 10a semana, foram os coelhos do Grupo B que demonstraram alterações mais pronunciadas quando comparados aos do Grupo A, com diferença significativa no Escore de Bonar (p=0,033), área de secção transversa do tendão (p=0,038), rigidez (p=0,048), módulo de elasticidade (p=0,024), força, tensão, energia e densidade de energia no limite da elasticidade (p=0,008, p=0,020, p=0,047 e p=0,0015, respectivamente) além de força e tensão no limite da resistência máxima (p=0,004 e p=0,008, respectivamente). A comparação dos desfechos dentro de cada grupo, entre os diferentes subgrupos, apresentou diferenças significativas no escore de Bonar em ambos os grupos A (p=0,012) e B (p < 0,001). Parâmetros biomecânicos não diferiram entre os subgrupos do Grupo A. Já os subgrupos do grupo B apresentaram diferenças na área de secção transversa do tendão (p=0,011), módulo de elasticidade (p=0,024), tensão no limite da elasticidade (p=0,023) e da resistência máxima (p=0,031), assim como na a densidade de energia no limite da elasticidade (p=0,017), com resultados mais pronunciados no subgrupo B1. CONCLUSÃO: O modelo animal de tendinopatia do tendão calcâneo induzida por injeções seriadas de colagenase apresentou alterações anatomopatológicas e biomecânicas mais avançadas na 16a semana, de caráter progressivo e duradouro, similar à doença dos humanos. Tal modelo experimental pode representar uma melhor opção na indução da tendinopatia do tendão do calcâneo, possibilitando a realização de estudos promissores no futuro / INTRODUCTION: This study aims to compare the biomechanical and histological findings of a new animal model of Achilles tendinopathy induced by serial low-dose injections of bacterial collagenase with the most commonly used high-dose single injection and to controls. The hypothesis of the study is that consecutive low-dose injections of collagenase would result in more progressive and long-lasting tendinopathic findings, reproducing better the disease in humans. METHODS: Forty-five (N=45) rabbits were randomly divided into three groups (A, B and Control). Animals in Group A (n=18) underwent three serial low-dose (0,1mg) injections of bacterial type I collagenase in both Achilles tendons, separated by a two-week interval. Animals in Group B (n=18) underwent bilateral single high dose injection (0,3mg) of the same enzyme. In the Control Group, animals (n=9) were injected bilaterally with three consecutive doses of saline solution, separated by a two-week interval. Following the last injection, the same number of rabbits from Groups A and B (n=6) were euthanized after 10 weeks (Subgroups A1 and B1), 12 weeks (Subgroups A2 and B2), and 16 weeks (Subgroups A3 and B3). Animals in the Control Group were all euthanized after 16 weeks. Histological findings, using the Bonar tendinopathy score, and biomechanical properties of the Achilles tendons were compared between the groups and inside each the group, in the different time-points of euthanasia. Findings at 16 weeks were considered primary outcomes. P-values < 0,05 were considered significant. RESULTS: After 16 weeks, the Bonar score was significantly increased for both Groups A (11,8±2,28) and B (5,6±2,51), when compared to controls (2±0,76). Group A has also differed from Group B (p < 0,001). Regarding biomechanical findings, groups differed in cross-sectional area of the Achilles tendon (p=0,003), Young\'s modulus (p=0,024), Yield stress (p=0,020) and ultimate tensile strength (p=0,022), with the worst results in animals from Group A. At 12 weeks, comparison between Groups A and B have shown significant differences for Bonar score (p=0,028) and Yield stress (p=0,013), again with worse results in Group A. Conversely, at 10 weeks, rabbits in Group B showed worse results when compared to Group A, with significant differences in the Bonar score (p=0,033), cross sectional area of the tendon (p=0,038), stiffness (p=0,048), Young\'s modulus (p=0,024), Yield tension (0,008), Yield stress (p=0,020), energy Yield (p=0,047), ultimate tension (p=0,004), ultimate stress (p=0,008) and yield strain energy density (p=0,015). The comparison of outcomes inside each group, in the different time-points of follow-up, demonstrated significant differences in the Bonar score for Group A (p=0,012) and Group B (p < 0,001). Regarding biomechanical properties, Group A showed no differences between the subgroups for any of the parameters evaluated. Subgroups in Group B differed for cross-sectional area of the tendon (p=0,011), Young\'s modulus (p=0,024), Yield stress (p=0,023), ultimate stress (p=0,031) and yield strain energy density (p=0,017), with worst results in the earliest follow-up (Subgroup B1). CONCLUSIONS: The animal model of Achilles tendinopathy induced by consecutive injections of collagenase showed worse histological and biomechanical properties after 16 weeks, demonstrating more progressive and long lasting tendinopathic findings, reproducing better the disease in humans. This novel experimental model can represent a better option to induce Achilles tendinopathy, allowing promising future research on the subject