Neste trabalho foi desenvolvido um novo método para a determinação das doses absorvidas nos exames de tomografia computadorizada, utilizando a dosimetria com Fricke gel desenvolvido no IPEN. Foram determinadas as doses absorvidas por diferentes metodologias de análise, como a espectrometria de absorção óptica, câmaras de ionização e imageamento por ressonância magnética. Foram realizados testes de limite mínimo de sensibilidade da solução de Fricke gel, repetitividade de sinal da solução de Fricke gel e dos equipamentos de tomografia computadorizada, sensibilidade de detecção, entre outros. Foram utilizados diferentes equipamentos de tomografia computadorizada com múltiplos detectores. A solução Fricke gel apresentou repetitividade melhor que ± 5,5% utilizando a técnica de espectrofotometria de absorção óptica e os equipamentos de tomografia computadorizada apresentaram repetitividade melhor que ± 0,2%. Foi desenvolvido um objeto simulador de crânio preenchido com a solução Fricke gel para a determinação da colimação total do equipamento e a distribuição de dose utilizando a técnica de imageamento tridimensional por ressonância magnética. A solução Fricke gel apresenta um preparo fácil e relativamente rápido, porém é necessária atenção para não haver contaminação e perder a solução. Com os resultados obtidos foi confirmada a aplicação deste tipo de dosimetria para os equipamentos de tomografia computadorizada. / In this work it was determined a new method for the determination of absorbed doses in Computed Tomography (CT) examinations using Fricke gel dosimetry developed at IPEN. Absorbed doses were determined by different methods of analysis, such as optical absorption spectrometry, ionization chambers and magnetic resonance imaging. Lower limit of sensitivity of the Fricke gel solution, the solution repeatability signal Fricke gel and CT equipment, detection sensitivity, among other tests were performed. Different equipment of computed tomography with multiple detectors were used. The Fricke gel solution showed better repeatability than 5.5% using the technique of optical absorption spectrophotometry and computed tomography equipment showed repeatability better than ± 0.2%. It was developed a skull phantom which was filled with Fricke gel solution for determining the total collimation of the equipment and the dose distribution using the technique of three-dimensional magnetic resonance imaging. The Fricke gel solution features an easy and relatively quick preparation, but it is necessary to be careful not to contaminate and lose the solution. With the results it was confirmed the application of this type of dosimetry for computed tomography equipment.

A reação de hidrodescloração (HDC) tem recebido grande atenção como um método de tratamento de resíduos orgânicos mais eficiente que a incineração, especialmente para compostos aromáticos clorados, pois evita a formação de espécies potencialmente tóxicas, como furanos e dioxinas. O presente estudo tem como objetivo a preparação de nanocatalisadores de paládio suportados para a reação de HDC. Buscando facilitar a separação do catalisador do meio reacional e sua reutilização em sucessivas reações foram empregados suportes sólidos com propriedades magnéticas e desenvolvidas estratégias para a imobilização de nanopartículas metálicas nestes suportes. Para isso foi preparado um suporte composto por nanopartículas magnéticas revestidas por uma camada protetora de sílica densa. Os núcleos magnéticos foram preparados pelo método da coprecipitação e em seguida recobertos com sílica pelo método da microemulssão reversa. A estratégia usada para a preparação das nanopartículas de paládio suportadas foi a funcionalização da superfície do suporte, a imobilização do precursor de Pd(II) e a subseqüente redução do metal por hidrogênio em condições brandas. Como resultado foram obtidas nanopartículas de Pd bem dispersas no suporte funcionalizado, sendo que o tamanho de partícula foi dependente do grupo funcional presente no suporte. Suportes funcionalizados com amina e etilenodiamina resultaram em nanopartículas de Pd com diâmetro de 6,4 ± 1,4 nm e 1,3 ± 0,3 nm, respectivamente. Em testes catalíticos de hidrogenação de cicloexeno o catalisador amino-funcionalizado apresentou melhor desempenho com relação ao funcionalizado com etilenodiamina. Para a reação de HDC foram estudadas as melhores condições reacionais para obtenção de uma maior taxa de conversão do substrato, preservando a estrutura do catalisador. Clorobenzeno foi empregado como substrato modelo. Os testes preliminares em diferentes bases e solventes sugeriram que a trietilamina em isopropanol é o melhor meio por resultar em boa conversão de substrato sem alteração significativa na estrutura do suporte após a reação. O lixiviamento dos metais, nos casos estudados, não foi relevante em relação à quantidade de metal presente inicialmente no suporte. As reações em tampão acetato e carbonato também resultaram em boas taxas de conversão, sendo que no teste de reuso o catalisador começou a diminuir a atividade apenas no quarto reciclo. O meio tamponado é uma alternativa interessante por ser menos agressiva, mas ainda muito pouco explorada para a reação de HDC. / The hydrodechlorination reaction (HDC) has received great attention as an alternative treatment of organic residues, which is more efficient than incineration, especially for aromatic organic compounds, and avoids the formation of toxic species, such as furans and dioxins. The present study is focused on the preparation of supported palladium nanocatalysts for HDC. In order to facilitate the separation of the catalyst from the reaction medium and its reuse in successive reactions solid supports with magnetic properties were employed and strategies for the immobilization of metal nanoparticles on the surfaces of these supports were developed. For this purpose a catalyst support comprised of magnetic nanoparticles coated by a protective dense silica layer was developed. The magnetic nuclei were prepared by the co-precipitation method followed by silica coating by a reverse microemulsion. The strategy used for the preparation of supported Pd nanoparticles was first the functionalization of the support surface, immobilization of Pd (II) precursors and than metal reduction by hydrogen under mild conditions. As a result, Pd nanoparticles well-dispersed on the functionalized support were obtained, although the size of the Pd nanoparticles was tuned by the ligand grafted on the support surface. Amine and ethylenediamine functionalized supports formed Pd nanoparticles of 6,4 ± 1,4 nm and 1,3 ± 0,3 nm, respectively. In the catalytic tests of ciclohexene hydrogenation, the amino-functionalized catalyst showed the best performance compared to the ethylenodiamine functionalized support. For the HDC reaction, the most favorable reaction conditions to reach the highest substract conversion rates while preserving the catalyst structure were studied. Chlorobenzene was selected as substrate for the HDC experiments. Initial tests using different bases and solvents suggested that triethylamine in isopropanol are the best conditions for good conversion rates without meaningful change in the support structure after reaction. The metal leaching was negligible in all reactions studied with respect to the initial metal loading. The HDC reactions in acetate and carbonate buffer solutions also resulted in good conversion rates, while the catalyst activity began to decrease only in the fourth cycle. Buffer medium is an interesting less aggressive alternative for HDC reactions, but still very little exploited

A relação entre as alterações estruturais cerebrais e a resposta ao tratamento da depressão em idosos continua a ser uma área intrigante de pesquisa. Neste estudo, foram investigadas diferenças quanto ao volume total e regionalizado de substância cinzenta e branca em exames de ressonância magnética (RM) de idosos com depressão (de acordo com os critérios do DSMIV-TR) e de controles. Além disso, para melhor compreender a fisiopatologia da depressão no idoso, o volume total das hiperintensidades em substância branca foi quantificado e comparado entre os grupos. A amostra foi composta por 30 idosos com depressão e 22 controles. Os idosos com depressão foram divididos em grupos de acordo com o uso prévio de antidepressivos, a resposta ao tratamento farmacológico, assim como de acordo com a idade de início da depressão. As imagens de RM foram processadas utilizando o programa Statistical Parametric Mapping e a morfometria baseada em voxel (DARTEL). A quantificação do volume total das hiperintensidades em substância branca foi realizada através de uma variação do método automático conhecido como Expectation Maximization Segmentation (EMS). Na análise do cérebro inteiro, encontramos uma redução volumétrica significativa no giro reto e no córtex orbitofrontal bilateralmente em pacientes em comparação com os controles.Além disso, os pacientes que não estavam em uso de antidepressivos no momento da aquisição da RM apresentaram uma redução volumétrica ainda maior no giro reto e no córtex orbitofrontal bilateralmente. Pacientes com uso prévio de antidepressivos mostraram uma redução volumétrica no giro reto e córtex orbitofrontal bilateralmente em comparação com os controles e pacientes sem uso prévio de antidepressivos apresentaram uma redução ainda maior no giro reto e no córtex orbitofrontal bilateralmente em comparação com os controles. De acordo com seu estado de remissão após o uso de um algoritmo de tratamento farmacológico da depressão em idosos, os pacientes foram classificados nos grupos remissão e não remissão. O grupo remissão apresentou uma redução volumétrica no giro reto e no córtex orbitofrontal bilateralmente e no pólo temporal médio direito, em comparação com o grupo controle. O grupo não remissão mostrou uma redução volumétrica ainda maior no giro reto e no córtex orbitofrontal bilateralmente em comparação com o grupo controle. Para investigar fatores preditores de remissão, foi utilizada uma regressão logística. A pontuação inicial do Mini Exame do Estado Mental e o volume corrigido (para o volume total de substância branca) inicial do córtex orbitofrontal superior lateral esquerdo classificaram os pacientes de acordo com a resposta ao tratamento farmacológico. As mesmas análises estatísticas foram realizadas em relação ao volume de substância branca. Pacientes sem uso prévio de antidepressivos mostraram uma redução volumétrica no giro frontal superior direito em comparação com os controles. Além disso, o grupo com depressão de início tardio apresentou um aumento volumétrico no lóbulo posterior esquerdo do cerebelo em comparação com o grupo controle. Em relação ao volume total das hiperintensidades de substância branca, a amostra final processada com o EMS foi constituída por 22 pacientes e 19 controles. As mesmas comparações entre grupos descritas anteriormente foram realizadas e não foi encontrada diferença estatisticamente significante entre os grupos. Foi realizada uma nova regressão logística para investigar fatores preditores de remissão nessa amostra menor, incluindo o volume total de hiperintensidades de substância branca e não foi encontrado resultado estatisticamente significante. Em conclusão, os idosos com depressão apresentam redução volumétrica no giro reto e no córtex orbitofrontal bilateralmente e isso pode ser uma característica da depressão em idosos e um potencial biomarcador dessa condição. O uso de antidepressivos pode proteger contra a redução volumétrica de substância cinzenta e branca e parece ter um efeito neurotrófico nesses pacientes. Além disso, déficit cognitivo e redução de substância cinzenta no córtex orbitofrontal superior lateral esquerdo no início do estudo podem ser preditores de pior resposta ao tratamento farmacológico da depressão no idoso. Estudos longitudinais, com amostras maiores e com pacientes com depressão mais grave poderão contribuir para uma melhor compreensão da fisiopatologia da depressão em idosos / The association between structural brain changes and treatment response in patients with late-life depression (LLD) remains an intriguing area of research. This magnetic resonance imaging (MRI) study investigated the baseline gray and white matter volume of elderly with and without major depression (according to the DSM-IV-TR criteria). Moreover, to better understand the pathophysiology of LLD, white matter hyperintensities total volume was quantified and compared among groups. The sample consisted of 30 elderly patients with depression and 22 elderly healthy controls. Depressed patients were classified according to their previous use of antidepressants, to their response to pharmacological treatment, and to their age of depression onset. Brain MRI scans were processed using statistical parametric mapping and voxel-based morphometry (DARTEL). White matter hyperintensities total volume was conducted with a variation of an automatic method known as Expectation Maximization Segmentation (EMS). In the whole-brain analysis, we found a significant volumetric reduction in the gyrus rectus and in the orbitofrontal cortex (OFC) bilaterally in patients in comparison with controls. Additionally, patients who were not taking antidepressants at the time of the MRI had an even greater volumetric decrease in the gyrus rectus and in the orbitofrontal cortex bilaterally. Besides, we classified patients according to their previous antidepressant use (with or without) and compared them with controls. Patients with previous antidepressant use had a volumetric reduction in the gyrus rectus and in the OFC bilaterally in comparison with controls and patients without previous antidepressant use had an even greater reduction in the gyrus rectus and in the OFC bilaterally in comparison with controls. According to their remission status after the use of a pharmacologic algorithm treatment, patients were classified in remitted or not remitted. In comparison with controls, remitted patients showed a volumetric reduction in a cluster that included the gyrus rectus and in the OFC bilaterally and in another cluster that included the right middle temporal pole. Non-remitted patients showed an even greater volumetric reduction in the gyrus rectus and in the OFC bilaterally compared with controls. A logistic regression was used to investigate baseline predictive factors of remission. Baseline Mini Mental State Examination scores and the left superior lateral OFC standardized (to the total gray matter volume) volume classified patients with respect to their remission status. Regarding white matter volume, the same statistical analyses were conducted. Patients without previous antidepressant use showed a volumetric reduction in the right superior frontal gyrus in comparison with controls. In addition, late onset depression group had a volumetric increase in the left posterior cerebellum lobe in comparison with controls. In relation to the white matter hyperintensities total volume, 22 patients and 19 controls were processed with EMS. The same comparisons among groups were conducted and no statistical significant difference was found. A logistic regression was conducted to investigate baseline predictive factors of remission in this smaller sample, including the white matter hyperintensities total volume and no statistically significant result was found. In conclusion elderly with depression have volumetric reduction in the gyrus rectus and in the OFC bilaterally and this may be characteristic of late life depression and a potential biomarker of this condition. Antidepressant use seems to protect against gray matter reduction and to have a neurotrophic effect. In addition, cognitive deficits and regional gray matter abnormalities at baseline seem to be predictors of worse response to antidepressant treatment. Further longitudinal studies with larger sample size and more severe depression intensity may contribute to a better understanding of the pathophysiology of depression in the elderly

A percepção de esforço (PSE) e a fadiga tem grande participação do cérebro durante o exercício físico, no entanto, pouco se sabe quanto às áreas associadas a essas respostas. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo identificar e comparar as áreas cerebrais associadas à percepção de esforço durante exercício de ciclismo em diferentes intensidades e níveis de treinamento. Participaram do estudo 24 sujeitos adultos; 12 ciclistas (75,6 ± 8,4 kg; 175 ± 5,3 cm; 24,4 ± 7,1 anos; atividade física 5,4 ± 1,5 vezes por semana) e 12 não ciclistas (treinados) (79,7 ± 10,5 kg; 177 ± 9,1 cm; 27,4 ± 4,8 anos; atividade física 2,3 ± 1,3 vezes por semana). Os sujeitos foram posicionados ao ergômetro de ciclismo acoplado a ressonância magnética e realizaram um teste intervalado de carga incremental constituído por blocos de 30 s intervalados por 30 s de repouso. Ao término de cada bloco a percepção de esforço foi reportada. As análises comparativas das imagens foram todas geradas no Matlab através dos softwares SPM e NCA. Foi considerado para análise das imagens o período de 4 s imediatamente ao final de cada bloco de exercício com o objetivo de verificar as áreas relacionadas com o processamento da PSE. As seguintes áreas relacionadas à percepção de esforço foram ativadas: giro cingulado, giro pré-central, giro pós-central, giro frontal superior, giro frontal superior, lóbulo superior parietal, giro lingual, giro temporal médio, giro frontal médio, precuneus, cuneus e cerebelo. De forma complementar, as áreas inibidas foram: giro angular, giro temporal superior, giro temporal médio, giro pré-central, giro temporal superior, giro frontal médio, giro occipital médio, giro lingual, lóbulo paracentral, precuneus e tálamo. Essas áreas ativadas e inibidas estão associadas a uma resposta cognitiva, ou seja, o momento que o indivíduo reportava a percepção de esforço diante de um protocolo de exercício incremental, considerando todas as intensidades. Em intensidades baixas houve ativação do cerebelo e giro pós-central, e inibição do giro frontal médio e giro temporal superior. Em intensidades altas, houve uma ativação do giro cingulado e inibição do giro angular e precuneus. Na comparação entre as intensidades podemos destacar que em intensidades baixas houve maior ativação do lóbulo parietal superior. Por outro lado, em intensidades altas houve maior inibição do giro angular, cingulado posterior, lóbulo parietal inferior e precuneus. Quando comparados indivíduos ciclistas e saudáveis houve uma maior ativação do giro pré-central e maior inibição do giro pré-central, giro temporal inferior e cerebelo nos ciclistas considerando todas as intensidades. Por fim, na comparação entre ciclistas e treinados, nas intensidades altas houve maior inibição do giro temporal médio (giro fusiforme) nos ciclistas. As áreas cerebrais, ativadas e inibidas, associadas à percepção de esforço estão relacionadas à área motora, pré-motora, motor suplementar somatossensoriais, controle emocional, processamento de atenção, linguagem, auditivas, integração de informação, gerenciamento de memória, planejamento e resolução de problemas e cognitiva. Em intensidades baixas, áreas motoras e somatossensorias foram ativadas e houve inibição de área pré-frontal e auditiva. Por outro lado, em intensidades altas, foram ativadas áreas relacionadas com o controle de emoções e foram inibidas áreas relacionadas ao processamento de linguagem e memória episódica. Entre ciclistas e não ciclistas, houve maior ativação de área motora e maior inibição de área somatossensorial, processamento de atenção e motora / Perception of effort and fatigue are widely represented in the brain during exercise, however, the information is not clear about the areas associated with these responses. Thus, this study aimed to identify and compare the brain areas associated with perception of effort during cycling exercise at different intensities and levels of training. This study included 24 adult subjects; 12 cyclists (75.6 ± 8.4 kg, height 175 cm ± 5.3, 24.4 ± 7.1 years; physical activity 5.4 ± 1.5 times per week) and 12 non-cyclists (trained) (79.7 ± 10.5 kg; 177 cm ± 9.1, 27.4 ± 4.8 years; physical activity 2.3 ± 1.3 times per week). Subjects were positioned to cycling ergometer coupled to magnetic resonance equipment and performed an incremental load interval test comprising blocks 30 s intervals for 30 s rest. At the end of each block, the perception of effort was reported. Comparative analysis of the images was all generated in Matlab using the SPM and NCA software. The following areas related to perceived exertion were activated: cingulate gyrus, precentral gyrus, post-central gyrus, superior frontal gyrus, superior frontal gyrus, parietal upper lobe, gyrus lingual, middle temporal gyrus, middle frontal gyrus, precuneus, cuneus and cerebellum. Complementarily, these were inhibited areas: angular gyrus, superior temporal gyrus, middle temporal gyrus, precentral gyrus, superior temporal gyrus, middle frontal gyrus, middle occipital gyrus, gyrus lingual, paracentral lobule, precuneus and thalamus. These activated and inhibited areas are related to cognitive response, when the individual reported the perceived exertion on an incremental exercise protocol, considering all intensities. At low intensities, there was activation of the cerebellum and post-central gyrus, and inhibition of the middle frontal gyrus and superior temporal gyrus. At high intensities, there was an activation of the cingulate gyrus and inhibition of angular and precuneus spin. Comparing the intensities, there was greater activation in the superior parietal lobe at low intensities. On the other hand, high intensity demonstrated greater inhibition of the angular gyrus, posterior cingulate, inferior parietal lobule and precuneus. Compared trained and healthy individuals there was a greater activation of the precentral gyrus and greater inhibition of pre-central gyrus, inferior temporal gyrus and cerebellum in trained subjects considering all intensities. Finally, comparing trained healthy subjects at high intensities there was greater inhibition of medial temporal gyrus (fusiform gyrus) in trained individuals. The brain areas, activated and inhibited, associated with the perception of effort are related to motor, pre-motor, somatosensory supplemental motor, emotional control, attention processing, language, auditory, information integration, memory management, planning and resolution problems and cognitive. At low intensities, motor and somatosensory areas were activated and there was inhibition of the prefrontal and auditory area. On the other hand, at high intensities, areas related to the control of emotions were activated and areas related to language processing and episodic memory were inhibited. Between cyclists and non-cyclists, there was greater activation of motor area and greater inhibition of somatosensory area, attention and motor processing

In recent years, the use of magnetic resonance technology has grown with advances in hardware, delivering accessible and small-size equipment and devices that open a range of new applications. Innovation in this field requires versatility and flexibility of both hardware and software. Despite the technological advances in the magnetic resonance hardware, the software still the most notable problem currently. This stagnation, delays progress that could reduce production costs and deliver faster development. Researchers in this field are unsatisfied with currently available options. In this panorama, we seek the enhancement of our specific framework for programming magnetic resonance systems, employing concepts from the areas of computing, engineering, and physics. This setup allows the software to merge different perceptions, causing it to be flexible and robust. We converged to Python and object-oriented programming to offer the Python Magnetic Resonance framework - PyMR. The PyMR includes graphical interfaces from templates that can be filled with data, requiring no programming. Our framework comprises other programming tools such as our plugin for the Spyder IDE, which creates the perfect environment to create systems and the pulse sequences. Also, a user-friendly magnetic resonance simulator MR SPRINT, derived from the PyMR structure, addresses educational use, exposing the whole experiment construction, setup, and visualization. Including, PyMR has been contributing to new challenging magnetic resonance systems, introducing modern concepts to change the actual scenario the researchers are facing when developing new magnetic resonance systems. / Nos últimos anos, o uso da tecnologia de ressonância magnética cresceu com os avanços em hardware, fornecendo equipamentos e dispositivos acessíveis e de pequeno porte que abrem uma série de novas aplicações. Inovações neste campo requerem versatilidade e flexibilidade de hardware e software. Apesar dos avanços tecnológicos no hardware de ressonância magnética, o software ainda é um dos maiores problemas atualmente. Essa estagnação atrasa o progresso que poderia reduzir os custos de produção e proporcionar um desenvolvimento mais rápido. Além disso, pesquisadores neste campo estão insatisfeitos com as opções atualmente disponíveis. Com este panorama, buscamos o aprimoramento de nosso framework para programação de sistemas de ressonância magnética, empregando conceitos das áreas de computação, engenharia e física. Essa configuração permite que o software mescle visões de diferentes meios, fazendo com que a estrutura seja flexível e robusta. Nós convergimos, então, para a linguagem Python e programação orientada a objetos para oferecer o framework Python Magnetic Resonance - PyMR. O PyMR inclui interfaces gráficas a partir de modelos que podem ser preenchidos com dados, sem a necessidade de programação. Nossa estrutura compreende outras ferramentas de programação, como o nosso plugin para o Spyder IDE, que cria o ambiente perfeito para criar novos sistemas e sequências de pulsos. Além disso, um simulador de ressonância magnética de fácil utilização, MR SPRINT, derivado da estrutura PyMR, aborda o uso educacional, expondo toda a construção, configuração e visualização do experimento. O PyMR vem contribuindo para novos e desafiadores sistemas de ressonância magnética, introduzindo conceitos modernos para mudar o cenário atual que os pesquisadores estão enfrentando.

As Terras Raras (TRs), particularmente a série dos lantanídios, são consideradas elementos estratégicos da tecnologia moderna devido ao seu papel essencial na catálise petroquímica, lasers, materiais luminescentes, e na fabricação de superimãs necessários para conversão de energia em carros elétricos e geradores eólicos. Atualmente, o comércio internacional de TRs é dominado pela China (> 90%). O Brasil apresenta um enorme potencial em termos de reservas de TRs, mas o país ainda carece de uma tecnologia competitiva para o processamento mineral, incluindo a separação e produção de elementos. Processos hidrometalúrgicos baseados na extração por solvente e troca iônica são normalmente empregados pelos produtores, mas os processos são bastante caros e poluentes, envolvendo centenas de reatores e colunas para superar as propriedades químicas muito similares dos elementos. Esta tese relata uma tecnologia alternativa verde chamada Nanohidrometalurgia Magnética (NHMM), que faz parte dos nossos esforços para introduzir a nanotecnologia na área mineral. A tecnologia é baseada em nanopartículas superparamagnéticas, previamente projetadas com um revestimento protetor e um agente complexante específico, como o DTPA, para sequestrar os elementos estratégicos da solução lixiviada. NHMM permite a captura e processamento de elementos metálicos diretamente a partir de solução aquosa, sem empregar solventes orgânicos. Depois de confinar o elemento com o uso de um ímã externo (Nd2Fe14B), ele pode ser facilmente separado da mistura e liberado pela aplicação de condições ácidas leves, enquanto as nanopartículas magnéticas retornam ao processo, para um novo procedimento em lote. Na escala laboratorial, todo o procedimento pode ser realizado no mesmo reator, cumprindo, além das instalações de processamento e recuperação, os requisitos mais importantes da Química Verde. Esta tese foi concentrada na extração e separação de elementos de lantanídios da monazita. Um estudo detalhado termodinâmico e cinético foi realizado para compreender o processo. O intrigante comportamento magnético das nanopartículas magnéticas revestidas de lantanídios também foi investigado, fornecendo um ensaio crítico de seu comportamento magnetoforético em solução aquosa. O comportamento magnetoforético das nanopartículas superparamagnéticas permitiu monitorar sua interação direta com os íons lantanídeos, ilustrando uma nova perspectiva no processo de separação. / Rare earths (RE), particularly the lanthanide series, are considered strategic elements in modern technology because of their essential role in petrochemical catalysis, lasers, luminescent materials, and in the fabrication of strong magnets required for energy conversion in electric cars and aeolic generators. Currently, the international RE commerce is dominated by China (> 90%). Brazil exhibits a huge potential in terms of RE reserves but the country still lacks a competitive technology for mineral processing, including the element separation and production. Hydrometallurgy processes based on solvent extraction and ionic exchange are normally employed by the producers, but the processes are rather expensive and polluting, involving hundred reactors and columns to overcome the challenge of dealing with elements exhibiting very similar chemical properties. This thesis reports an alternative green technology named Magnetic Nanohydrometallurgy (MNHM), reinforcing our attempts and efforts to introduce Nanotechnology in the mineral area. The MNHM technology is based on superparamagnetic nanoparticles, previously engineered with a protecting coating and a specific complexing agent, such as DTPA, for sequestering the strategic elements from the lixivia solution. MNHM allows the capture and processing of metal elements directly from aqueous solution, without employing organic solvents. After confining the element with the use of an external magnet (Nd2Fe14B), it can be easily separated from the mixture, and released by applying mild acidic conditions, while the magnetic nanoparticles return to the process, for a new batch procedure. At the laboratory scale, the entire procedure can be performed in the same reactor, fulfilling, in addition to the processing and recovery facilities, the most important requisites of Green Chemistry. This thesis was concentrated on the extraction and separation of lanthanide elements from monazite. A detailed thermodynamic and kinetic study was carried out to support the ideas, leading to a new separation technology, capable of obtaining and processing the lanthanides under green and sustainable conditions. The magnetophoretic behavior of the superparamagnetic nanoparticles allowed to monitor their direct interaction with the lanthanide ions, illustrating a new perspective in the separation process.

Os métodos minimamente invasivos têm sido cada vez mais utilizados para o tratamento do leiomioma e, a embolização da artéria uterina, tem se destacado como método seguro e efetivo. O objetivo deste estudo foi avaliar, pela ressonância magnética da pelve, os fatores preditores da diminuição dos leiomiomas de pacientes submetidos a embolização da artéria uterina. Métodos: Estudaram-se 50 mulheres sintomáticas com leiomioma uterino, na menacme, que foram submetidas a embolização da artéria uterina. Acompanhou-se, por meio da ressonância magnética o volume do útero e dos leiomiomas. Foram examinados 179 leiomiomas nestas pacientes, um mês antes e seis meses depois do procedimento. Resultados: Seis meses após o tratamento, a redução média do volume uterino foi de 38,91%, enquanto os leiomiomas tiveram redução de 55,23%. Nos leiomiomas submucosos e/ou com a relação nódulo/músculo em T2 mais elevada, a redução do volume foi ainda maior (maior que 50,00%). Conclusões: As pacientes portadoras de leiomiomas e submetidas à embolização da artéria uterina apresentaram redução de volume dos nódulos superior a 50,00%, à ressonância magnética, quando eram submucosos e/ou tinham uma relação nódulo/músculo em T2 mais elevada / Objective : Minimally invasive methods are being an alternative to treat leiomyomas, including the uterine artery embolization that has emerged as a safe and effective method. The aim of this study was to evaluate the magnetic resonance imaging predictors of decrease in leiomyomas of patients who underwent uterine artery embolization. Methods: This study followed 50 symptomatic premenopausal women with uterine leiomyoma who underwent uterine artery embolization. Treatment was accompanied by magnetic resonance imaging of both the volume of the uterus and the leiomyomas. We examined 179 leiomyomas in that 50 patients, one month before and six months after of the procedure. Results: Six months after treatment, the mean reduction in uterine was 38.91%, while leiomyomas decreased by 55.23%. In submucosal leiomyomas and/or with a higher node/muscle ratio in T2, the volume reduction was even higher (greater than 50.00%). Conclusions: The patients with leiomyomas and underwent uterine artery embolization, showed reductions in the volume of nodes greater than 50,00%, on the magnetic resonance imaging, when they were submucosal and / or had a higher node-to-muscle ratio in T2

O milho é relativamente tolerante ao estresse hídrico, principalmente nas suas fases iniciais de crescimento, mas caso sujeito ao déficit hídrico apresenta diminuição do crescimento pela redução da taxa fotossintética e da disponibilidade de água em seus tecidos. O monitoramento do potencial da água da planta é importante indicador do grau de déficit hídrico. Porém, os métodos existentes para sua determinação não são passíveis de automatização e por serem de natureza destrutiva, nem sempre se mostram adequados na determinação do estresse hídrico. Com a nova sonda magnética desenvolvida por Zimmermann e colaboradores (2008) para a determinação do turgor foliar, pode-se avaliar o status hídrico da planta e, em certos casos, até indicar o momento ideal para a irrigação. Ela é altamente sensível, versátil, não destrutiva, fácil de manusear, apresentando resultados imediatos e disponíveis online. Assim o objetivo deste trabalho foi verificar se plantas de milho em crescimento, submetidas a ciclos de estresse hídrico possuíam a capacidade de recuperação, além de testar a eficácia desta nova técnica para o monitoramento do estresse. As plantas cresceram em vasos em casa de vegetação, onde além das medidas de turgor expressas pela variável Pp (\"pressão resultante\" da sonda) foram monitorados, também, o potencial da água foliar, a condutância estomática, a assimilação de CO2 e variáveis de crescimento por 30 dias, a partir de um mês e meio após a semeadura. Foram estabelecidos dois tratamentos, um em que a planta era mantida irrigada e outro onde foi suspensa a irrigação. Conforme o passar dos dias, as plantas mostraram os primeiros sinais visuais de estresse, como o enrolamento das folhas. Nesse período foi possível observar uma flutuação dos valores de Pp ao longo do dia, mas com uma recuperação do turgor no período noturno. Houve diferença significativa entre os tratamentos para condutância estomática, potencial da água, Pp e fotossíntese. Após cada irrigação, notou-se uma recuperação rápida em todos os parâmetros analisados. Deste modo, foi possível concluir que as plantas de milho foram capazes de se recuperar do déficit hídrico rapidamente, apresentando uma recuperação total em apenas um dia para todos os ciclos analisados. A sonda de turgor foi capaz de indicar e monitorar o status hídrico da planta, mas nos 10 dias finais de estresse no último ciclo de secagem do solo, as suas medidas sinalizavam uma possível manutenção do turgor não condizente com a condição real das plantas, que nesse momento apresentavam baixos valores de potencial da água, de condutância estomática e de assimilação de CO2, além de enrolamento das folhas. Portanto, maiores estudos são necessários para conhecer as possíveis causas desse comportamento da sonda nessas circunstâncias. / Maize is a relatively tolerant plant water stress, especially in their early stages of growth. Plants subjected to water deficit have reduced growth by decreased photosynthetic rate and the availability of water in their tissues. The monitoring of water potential is important as an indicator of water stress, but the few methods for determining it .are not amenable to automation and for being destructive nature; the results are not always consistent with the actual conditions. With the new leaf patch clamp pressure probe developed by Zimmermann et al (2008) for the determination of leaf turgor, one can assess the water status of the plant and in some cases up to indicate the ideal time for irrigation. It is highly sensitive, versatile, non-destructive, easy to handle, with immediate results and available online. Thus the aim of this study was to determine if the maize plants subjected to drought cycles, had the ability to recover from water deficit, in addition to testing the effectiveness of this new method for monitoring stress. Plants were grown in pots in a greenhouse, where the leaf status was monitored through the leaf water potential, stomata conductance, leaf turgor pressure and photosynthesis. Plant growth (height, leaf area and dry mass) was continuously evaluated. Measures initiated one and half month after sowing and plants were monitored for about 30 days, by using the variable Pp (resulting pressure) given by de probe. Two treatments were imposed, one where the plant was kept irrigated and another where irrigation was suspended were established. As the days passed, the plants showed the first visual signs of stress, such as curling leaves. During this period we observed a fluctuation in the values of Pp throughout the day signaling loss of turgor, but with a recovery at night. There were significant differences between treatments for stomata conductance, water potential, photosynthesis and Pp over the days. After each irrigation, noticed a rapid recovery in all parameters analyzed. Thus, we concluded that maize plants were able to recover quickly from the water deficit, with a full recovery in just one day for all cycles analyzed. The turgor probe was able to display and monitor the water status of the plant, but in the last ten days of deficit it was not signaling an evident turgor loss as demonstrated by other indicators, as leaf curling, low leaf water potential, CO2 assimilation and stomata conductance. So, more studies are required to explain the probe response under these circumstances.

A carne bovina é considerada um alimento altamente nutritivo, sendo uma fonte de proteínas e vitaminas, além de minerais tal como ferro e zinco. Por outro lado, a carne vermelha atualmente tem sido associada a doenças cardiovasculares e ao câncer. No entanto, essa associação vem sendo contestada, pois a carne de ruminantes bem como o leite são fontes naturais do ácido linoléico conjugado (CLA, do inglês \"conjugated linoleic acid\"), o qual possui várias propriedades benéficas, como atividade anticarcinogênica, redução de gordura corporal, entre outras. Essas propriedades têm sido observadas em estudos com animais modelos, mas também pesquisas apontam tais benefícios para os humanos. Vários estudos têm sido realizados para aumentar a produção de CLA pelos ruminantes no Brasil. Nesse contexto, se faz necessário o desenvolvimento de métodos rápidos e eficazes para a determinação de CLA em carnes de ruminantes e no leite, pois o método atual é baseado na análise dos ésteres metílicos dos ácidos graxos por cromatografia gasosa, que envolve várias etapas, sendo um método laborioso. Assim, o principal objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma metodologia rápida, baseada na técnica de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN de 1H) para a determinação do teor do CLA na gordura de carne bovina. Para isso foi avaliada a influência dos principais parâmetros experimentais de RMN de 1H, como a largura do pulso de radiofrequência, o tempo de repetição, método de excitação seletiva, entre outros parâmetros que podem interferir na razão sinal/ruído e na reprodutibilidade das medidas. Os resultados mostraram que a utilização da RMN de 1H para a determinação do teor de CLA em carne bovina, além de ser coerente com os dados obtidos por cromatografia gasosa, representa uma abordagem mais rápida e simples para a determinação do teor de CLA em carne bovina. / Beef is considered a very nutritive food, since it is a source of proteins and vitamins, besides minerals such as iron and zinc, on the other hand it has been associated to heart diseases and cancer. However, this association has been contested because ruminant meat as well as milk, is a natural source of conjugated linoleic acid (CLA), that has several benefic properties such as anticarcinogenic activity, reduction of body fat and others. These properties have been observed in studies with animals and can be extended to humans. Several studies have been done to increase the concentration of CLA in Brazilian ruminant meat. In this context, it is necessary to develop fast and effective analytical methods to determine CLA in ruminant meat and milk, because the current method, based on the analysis of fatty acid methyl esters by gas chromatography (GC), involves several stages, being laborious. Thus, the main purpose of this work was the development of a fast methodology, based on hydrogen nuclear magnetic resonance technique (1H NMR) to determine CLA content in beef fat. In consequence, it was evaluated the influence of main experimental parameters from 1H NMR, such as radiofrequency pulse width, repetition time, method of selective excitation, between others that may interfere in signal-to-noise ratio and reproducibility. The results indicated that the use of 1H NMR spectroscopy to determine CLA content in beef have high correlation to data obtained by gas chromatography, representing a much faster and simpler methodology to determine CLA content in beef.

Neurocirurgia guiada por imagem permite ao neurocirurgião navegar dentro do cérebro do paciente, usando imagens pré-operatórias como orientação, através do uso de sistemas de rastreamento, durante o procedimento cirúrgico. Muitos sistemas desenvolvidos para neurocirurgia guiada por imagem, empregam imagens pré-operatórias para fornecer orientação ao cirurgião, durante o procedimento cirúrgico. Seguindo um procedimento de calibração, a posição tridimensional e orientação dos instrumentos cirúrgicos podem ser transmitidas ao computador. Estas informações espaciais são usadas para acessar a região de interesse nas imagens pré-operatórias com a finalidade de apresentá-las ao cirurgião durante o procedimento. Contudo, quando ocorre a craniotomia, o movimento dos tecidos do cérebro pode ser fonte significativa de erro nestes sistemas. A arquitetura implementada neste trabalho visa o desenvolvimento de um sistema que permite planejamento e orientação cirúrgica. Para orientação cirúrgica foi desenvolvido um software que permite extrair fatias do volume de imagens de ressonância magnética (IRM), com orientação fornecida por um transdutor de posição magnético (Polhemus®). As fatias extraídas serão, futuramente, correlacionadas com imagens de ultra-som (IUS) intra-operatórias para detectar e corrigir a deformação do tecido cerebral durante a cirurgia. A ferramenta para navegação pré-cirúrgica foi desenvolvida para fornecer três fatias ortogonais obtidas através do volume de imagens. Na metodologia usada para a implementação do software, foi utilizada a linguagem de programação Python e a biblioteca gráfica Visualization Toolkit (VTK). Os resultados mostraram que o programa de planejamento pré-cirúrgico, gerou uma alta resolução na visualização dos planos ortogonais e oblíquos das IRM, além de ser rápido e interativo. O programa de extrair fatias do volume de IRM permitiu a aplicação de transformações ao volume, com base nos valores de coordenadas fornecidos pelo transdutor de posição. / Image guided neurosurgery enables the neurosurgeon to navigate inside the patient\'s brain using pre-operative images as a guide and a tracking system, during surgical procedure. Many image guided neurosurgery implementations employ pre-operative images as a guide to the surgeons throughout surgical procedure. Following a calibration procedure, three-dimensional position and orientation of surgical instruments may be transmitted to computer. The spatial information is used to access an interest region, in the pre-operative images, displaying them to the neurosurgeon during the surgical procedure. However, when a craniotomy is involved, movements of brain tissue can be a significant source of error in these systems. The architecture implemented in this work intends the development of a system to surgical planning and orientation. For surgical orientation, the software developed allows the extraction of slices from the volume of the magnetic resonance images (MRI) with orientation supplied by a magnetic position sensor (Polhemus®). In the future, the extracted slices will be correlated with intra-operative ultrasound images to detect and to correct the deformation of brain tissue during the surgery. Also, a tool for pre-operative navigation was developed, providing three orthogonal planes through the image volume. In the methodology used for the software implementation, the Python programming language and the Visualization Toolkit (VTK) graphics library were used. The results showed that the program of pre-operative navigation had high resolution in the visualization of orthogonal and oblique MRI planes. Furthermore, it was fast and interactive. The program to extract slices of the MRI volume allowed the application of transformations in the volume, using coordinates supplied by the position sensor.