Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-08-21T20:48:50Z No. of bitstreams: 1 erikamagestedealmeidacandido.pdf: 1656149 bytes, checksum: cb85adffa4639a0d053da59c714be89a (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-25T11:43:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 erikamagestedealmeidacandido.pdf: 1656149 bytes, checksum: cb85adffa4639a0d053da59c714be89a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-25T11:43:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 erikamagestedealmeidacandido.pdf: 1656149 bytes, checksum: cb85adffa4639a0d053da59c714be89a (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / O armazenamento celular e tecidual para uso em terapia regenerativa e desenvolvimento de pesquisas, torna-se uma questão importante à medida que a expectativa de vida aumenta. Este trabalho se propôs avaliar os efeitos de campos magnéticos estáticos unidirecionais durante o processo de criopreservação inicial de células e de tecido pulpar de dentes terceiros molares humanos hígidos. Foram obtidas polpas dentárias (n=39) de terceiros molares extraídos, que foram divididas para avaliação celular (n=3) de viabilidade e avaliação tecidual (n=36) para obtenção de células do tecido pulpar. Para avaliação celular, células isoladas e expandidas, compuseram os grupos: Grupo I: controle, células submetidas à criopreservação inicial por método convencional; Grupo II: controle, células submetidas à criopreservação inicial lenta; Grupo III: células submetidas à criopreservação inicial lenta, associado a 150mT; Grupo IV: células submetidas à criopreservação inicial lenta, associado a 290mT; Grupo V: células submetidas à criopreservação inicial lenta, associado a 360mT. Durante a criopreservação as células foram suspensas em meios de congelamento contento 0, 3 e 10% de DMSO (dimetilsulfóxido): GI-II III-IV-V 0%, GI-II-III-IV-V 3% e GI-II-III-IV-V 10%. Para avaliação tecidual as amostras criopreservadas inicialmente em método convencional, formaram os grupos: Grupo I: polpas submetidas à criopreservação inicial sem campo magnético (GI); Grupo II: polpas submetidas à criopreservação inicial associada a 150mT (GII); Grupo III: polpas submetidas à criopreservação inicial associada a 290mT (GIII); Grupo IV: polpas submetidas à criopreservação inicial associada a 360mT (GIV). Amostras das avaliações celular e tecidual, após criopreservação inicial, foram armazenadas em nitrogênio líquido por 7 dias. Após o processo de descongelamento a viabilidade celular foi mensurada por trypan blue e a eficiência de obtenção de células a partir da polpa criopreservada, por observação óptica diária. Os resultados foram semelhantes para as taxas de viabilidade imediatamente após descongelamento celular para GI-II-III-IV-V 0%, GI-II-III-IV-V 3% e GI-II-III-IV-V 10% (p>0.05). Enquanto a viabilidade após 96h de subcultivo celular, os valores de GI-II-III-IV-V 0% foram inferiores aos de GI-II-III-IV-V 3% e GI-II-III-IV-V 10% (p<0.05). As células de polpa dentária expostas ao campo magnético durante a criopreservação tiveram um efeito positivo nas taxas de viabilidade após 96h de subcultivo, quando o meio de congelamento foi de 0% DMSO (p<0.05). Foi possível obter células da polpa dos quatro grupos da avaliação tecidual, sendo que o GIV apresentou maior taxa de eficiência. Pode-se concluir que a intensidade do campo magnético e a concentração de DMSO testados não influenciaram na taxa de viabilidade mensurada por trypan blue, imediatamente após o descongelamento. Entretanto, promoveu diferença estatística nos valores de GI-II-III-IV-V 0% após 96h de subcultivo celular. A intensidade do campo magnético foi diretamente proporcional à eficiência de obtenção de células a partir de polpa criopreservada. / Cell and tissue banking for use in regenerative therapy and research development becomes an important issue as life expectancy increases. This work aimed to evaluate the effects of unidirectional static magnetic fields during the initial cryopreservation process of cells and pulp tissue of healthy human third molar teeth. Dental pulps (n = 39) were obtained from third molars extracted, which were divided for cellular evaluation (n = 3) of viability and tissue evaluation (n = 36) to isolate dental pulp cells. For cell evaluation, isolated and expanded cells comprised the following groups: Group I: control, cells submitted to initial cryopreservation by conventional method; Group II: control, cells submitted to initial slow freezing; Group III: cells submitted to initial slow freezing with 150mT; Group IV: cells submitted to initial slow freezing with 290mT; Group V: cells submitted to initial slow freezing with 360mT. During cryopreservation the cells were suspended in freezing medium containing 0, 3 and 10% DMSO (dimethylsulfoxide): GI-II-III-IV-V 0%, GI-II-III-IV-V 3% and GI- II-III-IV-V 10%. For tissue evaluation, samples initially freezing in a conventional method comprised the following groups: Group I: pulps submitted to initial freezing without magnetic field (GI); Group II: pulps submitted to the initial freezing with 150mT (GII); Group III: pulps submitted to initial freezing with 290mT (GIII); Group IV: pulps submitted to the initial freezing with 360mT (GIV). Samples from cellular and tissue evaluations, after initial cryopreservation were stored in liquid nitrogen for 7 days. After the thawing process the cellular viability was measured by trypan blue and the efficiency of obtaining cells from the cryopreserved pulp by daily microscopic observation. The results showed that cell survival rates were similar between control groups and experimental groups at concentrations of 0%, 3% and 10% DMSO (p>0.05). After 96h of culture, the proliferation rate was higher for the groups exposed to the freezing medium with 3% and 10% DMSO, than DMSO free groups (p<0.05). Dental pulp cells exposed to magnetic field during freezing had a positive effect on the proliferating rate when the freezing medium was DMSO free (p<0.05). It was possible to obtain cells from all groups of the tissue analysis, and the GIV exhibited the highest efficiency rate. In conclusion, the magnetic field strength and the DMSO concentration tested, did not influence the viability rate measured by trypan blue immediately after thawing. But that promoted difference in the values of GI-II-III-IV-V 0% after 96h of cellular culture. The increase of magnetic field was directly proportional to the efficiency rate of dental pulp cell isolation from cryopreserved tissue.

[EN] The set of applications and technological systems created to improve safety and efficiency in land transport (road and rail), that facilitate the control, management and monitoring are known as Intelligent Transport Systems (ITS). ITS systems incorporate the new technologies for traffic control and management, which integrate information and communication systems between users and infrastructure, vehicles and others (pedestrians, authorities, concessionaire's service ...). To move efficiently through any mode of land communication one needs an integrated system. This system requires ton identify the type of vehicles which are on the road and to share information between these vehicles and infrastructure. To establish communication between vehicles and infrastructure, wireless communication is required. But incorporating a mobile communication system is expensive. Another possibility is using a dedicated short-range communication system, which is exempted from service payment but requires a high initial investment for the installation. This thesis presents a communication system between infrastructure and vehicles, using magnetic coils as antennas. Magnetic coils are world-wide used devices for vehicles detection due to its low maintenance and high durability. In the first part of this work the study of the magnetic field generated by rectangular coils and their validation with experimental data is proposed. For this analysis a simulating software was developed. It allows to know the distribution of the magnetic field generated by a magnetic loop. The second part consists in analyzing and proposing a model to calculate the voltage level that could be transmitted between two coils; the first coil is a transmitter and the other coil is a receiver. The simulation results were compared with experimental values. The mentioned results are used for the design of coils. This tool allows handling variables such as size, number of turns, supply current, separation distance between coils and signal frequency. This tool also helps to predict the level of the sensed signal and to build the receiver circuit design. In the third stage and based on the simulation results, a system of short-range communication was designed. For this purpose, magnetic induction, as a medium for transferring information between two magnetic loops was used. By this means it was noticed that the short-range communication, in a restricted area and without emitting radio signals that could interfere with other systems, is possible. Magnetic loops are devices that are installed on many highways, so a short-range communication using these devices do not require further investment in its installation, except the communication circuit, which is currently added in magnetic loops controllers. In this thesis, the use of magnetic coils made of flat cable is also discussed, which opens the possibility of using mobile coils. Short-range communication using magnetic loops proposes a low-cost solution for communication between vehicles and infrastructure. This feature is easy to implement in a greater number of points. Also, because the communication is achieved by means of magnetic fields coupling, the weather conditions would not have a significant effect on the transmission. / [ES] El conjunto de aplicaciones informáticas y sistemas tecnológicos creados para mejorar la seguridad y eficiencia en el transporte terrestre (carreteras y ferrocarriles), facilitando la labor de control, gestión y seguimiento por parte de los responsables se conoce como Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS por sus siglas en inglés). Los sistemas ITS incorporan las nuevas tecnologías para el control y la gestión de la circulación, que integran los sistemas de información y comunicación de los usuarios con la infraestructura, con los vehículos y con el resto los actores del tráfico (peatones, autoridades, empresas concesionarias de servicios,¿). Para poder desplazarse de manera eficiente a través de cualquier vía de comunicación terrestre, es necesario un sistema integral. Este sistema requiere identificar el tipo de vehículos que se encuentran sobre la vía y compartir información entre dichos vehículos y la infraestructura. Para establecer la comunicación entre vehículos e infraestructura, es necesaria una comunicación inalámbrica. Incorporar como medio de comunicación los sistemas móviles, implica un coste relativamente alto debido al cobro del tiempo aire. La otra posibilidad es la utilización de sistemas de comunicación de corto alcance dedicados, que están exentos del cobro de tiempo aire, pero que requieren una inversión inicial relativamente alta en la instalación del sistema. Este trabajo de tesis plantea una alternativa de comunicación entre infraestructura y vehículos, utilizando como antenas las espiras magnéticas. Las espiras magnéticas son dispositivos ampliamente utilizados en el mundo para la detección de vehículos, debido a su bajo coste de mantenimiento y su gran durabilidad. La primera etapa del trabajo plantea el estudio del campo magnético generado por espiras rectangulares y su validación con datos experimentales. Para este análisis se desarrolló un simulador que permite conocer la distribución del campo magnético generado por una espira magnética. La segunda etapa consistió en analizar y plantear un modelo que permitiría calcular el nivel de tensión que podría transmitirse entre dos espiras, una emisora y la otra receptora. La simulación fue comparada con valores experimentales. Con los resultados antes expuestos se tiene una herramienta para el diseño de espiras, teniendo control de variables como su dimensión, número de vueltas, corriente de alimentación, separación entre espiras y frecuencia de la señal. Esta herramienta ayuda a predecir el nivel de señal captada y con este dato establecer el diseño del circuito de recepción. En la tercera etapa, basados en los resultados de la simulación se diseñó un sistema de comunicación de corto alcance, utilizando la inducción magnética como medio para la transferencia de información, entre dos espiras. Con lo que se comprobó que es posible la comunicación de corto alcance, en un área restringida y sin radiar señal que interfiera con otros sistemas. Las espiras magnéticas son dispositivos que se encuentran instalados en muchas autovías, por lo que una comunicación de corto alcance utilizando estos dispositivos no requiere de mayor inversión en su instalación, salvo el circuito de comunicación, que se añade a la funcionalidad existente hoy día en los controladores de espiras magnéticas. Al mismo tiempo en la tesis, también se analizó la utilización de espiras magnéticas hechas con cable plano, lo que abre la posibilidad de utilizar espiras móviles. La comunicación de corto alcance utilizando espiras magnéticas, plantea una solución de comunicación entre vehículos e infraestructura de bajo coste. Esta característica permite que sea fácil de implementar en un mayor número de puntos. Asimismo, debido a que la comunicación se hace por acoplamiento de campo magnético, las condiciones climatológicas no tendrían un efecto significativo en la transmisión. / [CAT] El conjunt d'aplicacions informàtiques i sistemes tecnològics creats per millorar la seguretat i eficiència en el transport terrestre (carreteres i ferrocarrils), per tal de facilitar la tasca de control, gestió i seguiment per part dels responsables, es coneix com a Sistemes Intel·ligents de Transport (ITS per les seues sigles en anglès). Els sistemes ITS incorporen les noves tecnologies per al control i la gestió de la circulació, les quals integren els sistemes d'informació i comunicació dels usuaris amb la infraestructura, amb els vehicles i amb la resta dels actors del tràfic (vianants, autoritats, empreses concessionàries de serveis¿). Per poder desplaçar-se de manera eficient a través de qualsevol via de comunicació terrestre, és necessari un sistema integral. Aquest sistema requereix identificar el tipus de vehicles que es troben sobre la via i compartir informació entre aquests vehicles i la infraestructura. Per a establir la comunicació entre vehicles i infraestructura, és necessària una comunicació sense fil. Incorporar com a mitjà de comunicació els sistemes mòbils, implica un cost relativament alt com a conseqüència del cobrament del temps aire. L'altra possibilitat és la utilització de sistemes de comunicació de curt abast dedicats, què estan exempts del cobrament de temps aire, però que requereixen una inversió inicial relativament alta en la instal·lació del sistema. Aquest treball de tesi planteja una alternativa de comunicació entre infraestructura i vehicles, utilitzant com a antenes les espires magnètiques. Les espires magnètiques són dispositius àmpliament utilitzats en el món per a la detecció de vehicles, a causa del seu baix cost de manteniment i la seua gran durabilitat. La primera etapa del treball planteja l'estudi del camp magnètic generat per espires rectangulars i la seua validació amb dades experimentals. Per aquesta anàlisi es va desenvolupar un simulador que permet conèixer la distribució del camp magnètic generat per una espira magnètica. La segona etapa va consistir a analitzar i plantejar un model que permetria calcular el nivell de tensió que podria transmetre's entre dues espires, una emissora i l'altra receptora. La simulació va ser comparada amb valors experimentals. Amb els resultats abans exposats es té una eina per al disseny d'espires, tenint control de variables com la seua dimensió, nombre de voltes, corrent d'alimentació, separació entre espires i freqüència del senyal. Aquesta eina ajuda a predir el nivell de senyal captat i amb aquesta dada establir el disseny del circuit de recepció. En la tercera etapa, basant-se en els resultats de la simulació, es va dissenyar un sistema de comunicació de curt abast, utilitzant la inducció magnètica com a mitjà per a la transferència d'informació entre dues espires, i es va comprovar que és possible la comunicació de curt abast, en una àrea restringida i sense radiar senyal que pugi interferir amb altres sistemes. Les espires magnètiques són dispositius que es troben instal·lats en moltes autovies, per la qual cosa una comunicació de curt abast utilitzant aquests dispositius no requereix major inversió en la seua instal·lació, excepte el circuit de comunicació, que s'afegeix a la funcionalitat existent avui dia als controladors d'espires magnètiques. Al mateix temps en la tesi, també es va analitzar la utilització d'espires magnètiques fetes amb cable pla, la qual cosa obri la possibilitat d'utilitzar espires mòbils. La comunicació de curt abast utilitzant espires magnètiques, planteja una solució de comunicació entre vehicles i infraestructura, de baix cost. Aquesta característica permet que siga fàcil d'implementar en un major nombre de punts. Així mateix, a causa que la comunicació es fa per acoblament de camp magnètic, les condicions climatològiques no tindrien un efecte significatiu en la transmissió. / Arroyo Núñez, JH. (2016). Estudio del comportamiento magnético de espiras rectangulares para la transmisión de información de corto alcance en sistemas inteligentes de transporte [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62149 / TESIS

Recentemente, uma implementação de um conjunto universal de portas lógicas de um e dois qubits para computação quântica usando estados de spin de pontos quânticos de um único elétron foi proposta. Estes resultados nos motivaram a desenvolver um estudo teórico formal do correspondente modelo de dois spins colocados em um campo magnético externo e acoplados por uma interação mútua de Heisenberg dependente do tempo. Nós então consideramos a assim chamada equação de dois spins, a qual descreve sistemas quânticos de quatro níveis de energia. Uma útil propriedade dessa equação é que o correspondente problema para o caso de campos magnéticos externos paralelos pode ser reduzido ao problema de um único spin em um campo externo efetivo. Isso nos permite gerar uma série de soluções exatas para a equação de dois spins a partir de soluções exatas já conhecidas da equação de um spin. Com base neste fato, nós construímos e apresentamos neste estudo uma lista de novas soluções exatas para a equação de dois spins para diferentes configurações de campos externos e de interação entre as partículas. Utilizando algumas destas soluções obtidas, estudamos a dinâmica da entropia de emaranhamento dos respectivos sistemas considerando diferentes estados de spins inicialmente separáveis. / Recently, an implementation of a universal set of one- and two-qubit logic gates for quantum computing using spin states of single-electron quantum dots was proposed. These results motivated us to develop a formal theoretical study of the corresponding model of two spins placed in an external magnetic field and coupled by a time-dependent mutual interaction of Heisenberg. We then consider the so-called two-spin equation, which describes four-level quantum systems. A useful property of this equation is that the corresponding problem for the case of parallel external magnetic fields can be reduced to the problem of a single spin in an effective external field. This allows us to generate a series of exact solutions for the two-spin equation from the already known exact solutions of the one-spin equation. Based on this fact, we construct and present in this study a list of new exact solutions for the two-spin equation for different configurations of external fields and interaction between particles. Using some of these solutions obtained, we study the dynamics of the entropy of entanglement of the respective systems considering different initially separable spins states.

From ancient times, humans have had the need to repair tools with the aim of keeping using them. In the same way, the need for repairing ark work has been present along the History, to return the integrity of the pieces. The repairing procedures have evolved from the antiquity to present time. Following these premises, this doctoral thesis proposes the study and optimization of a joining method of fragments using magnetic systems. In this sense, it is proposed a joining method easy to implement that combines Material Physics and Conservation and Restoration of Sculpture and Ornaments. This method is presented as an alternative to the use of structural adhesives. It is reversible, little invasive and respectful with the original artwork, allowing new intervention criteria, viable in the field of Cultural Heritage. The main obtained result has been the development of a new theoretical model that allows determining the optimal distribution of the magnetic forces in the surface of the joining junction, making possible to stabilize it. In the experimental part of this thesis, the different materials, procedures and instrumental employed, are exposed. The model and results have been applied to real cases. As a main conclusions, the study reveals the viability of the use of magnetic systems in the joining of prosthesis and/or fragments in art pieces. / Desde sus orígenes, el hombre ha tenido la necesidad de reparar utensilios con el fin de seguir usándolos. De igual modo, en las obras de arte esta intención de reparar y devolver la integridad a la pieza ha estado presente a lo largo de la Historia. Los procedimientos de reparación han evolucionado desde la Antigüedad hasta nuestros días. A raíz de estas premisas, la tesis doctoral que se presenta, plantea el estudio y la optimización de un método de unión de fragmentos mediante sistemas magnéticos. En este sentido, se propone un método de unión sencillo de usar que combina principios de Física de Materiales con criterios de Conservación y Restauración de Escultura y Ornamentos. Se planea como una alternativa al empleo de adhesivos estructurales, siendo un método reversible, poco invasivo y respetuoso con la obra de arte original, haciendo viable nuevos criterios de intervención en el ámbito del Patrimonio Cultural. El resultado ha sido el desarrollo de un modelo teórico que posibilita la predicción del comportamiento de las uniones y determina la distribución de las fuerzas magnéticas por la superficie de la junta consiguiendo estabilizarlas. En el cuerpo experimental de esta tesis se señalan los diferentes materiales, los procedimientos e instrumental empleados, aportándose unos resultados aplicables sobre casos reales. Las conclusiones fundamentales extraídas ponen de manifiesto la viabilidad del uso de sistemas magnéticos en uniones de prótesis y/o fragmentos en obras de arte. / Des dels seus orígens, l'home ha tingut la necessitat de reparar utensilis amb la finalitat de seguir usant-los. De la mateixa manera, en les obres d'art aquesta intenció de reparar i tornar la integritat a la peça ha estat present al llarg de la Història. Els procediments de reparació han evolucionat des de l'Antiguitat fins als nostres dies. Arran d'aquestes premisses, la tesi doctoral que es presenta, planteja l'estudi i l'optimització d'un mètode d'unió de fragments mitjançant sistemes magnètics. En aquest sentit, es proposa un mètode d'unió senzill d'utilitzar que combina principis de Física de Materials amb criteris de Conservació i Restauració d'Escultura i Ornaments. Es planeja com una alternativa a l'ocupació d'adhesius estructurals, sent un mètode reversible, poc invasiu i respectuós amb l'obra d'art original, fent viable nous criteris d'intervenció en l'àmbit del Patrimoni Cultural. El resultat ha estat el desenvolupament d'un model teòric que possibilita la predicció del comportament de les unions i determina la distribució de les forces magnètiques per la superfície de la junta aconseguint estabilitzar-les. En el cos experimental d'aquesta tesi s'assenyalen els diferents materials, els procediments i l'instrumental emprats, aportant-se uns resultats aplicables sobre casos reals. Les conclusions fonamentals extretes posen de manifest la viabilitat de l'ús dels sistemes magnètics en unions de pròtesis i/o fragments en obres d'art. / Rodríguez Rodríguez, MA. (2017). Análisis de Sistemas Magnéticos Aplicados a Uniones de Fragmentos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90522 / TESIS

El objetivo de esta Tesis es diseñar sistemas multifuncionales que combinen funciones de diagnóstico y terapia, o teranósticos, a base de nanopartículas magnéticas (NPMs) de óxido de hierro (magnetita/maghemita) para su potencial aplicación en patologías oncológicas. Para ello se realizó un trabajo experimental que involucró la optimización de las metodologías de síntesis de las NPMs y la posterior incorporación secuencial de los distintos componentes, en conjunto con las caracterizaciones y ensayos tendientes a evaluar su funcionalidad en cada etapa. En primer término, se estudiaron las vías de síntesis de NPMs de manera de conseguir un control sobre las propiedades fisicoquímicas, y de la estabilidad de NPMs en suspensión acuosa. Se modificó la superficie de las NPMs con ácido fólico (AF) de manera de proporcionar a las NPMs selectividad para acumularse en células tumorales debido a que el receptor de folatos se encuentra sobreexpresado en células de varios tipos de cáncer. En una etapa posterior, se cargaron las NPMs modificadas con AF con fármacos oncológicos para impartir la función terapéutica. La Doxorubicina (Doxo) es uno de los agentes quimioterapéuticos más efectivos usados en el tratamiento de varios tipos de cáncer. A pesar de su gran uso, varios efectos secundarios se encuentran asociados a la distribución sistémica de este fármaco una vez administrado. Estos efectos secundarios están relacionados con la necesidad de administrar dosis elevadas del fármaco debido a la escasa selectividad y eficacia asociada con su distribución no específica en el cuerpo. Las siguientes instancias del desarrollo de este trabajo de tesis se dedicaron a evaluar las potencialidades de los agentes teranósticos para: (i) direccionamiento mediado por un campo magnético; (ii) actuar como medio de contraste en diagnóstico por imagen mediante resonancia magnética (RMI), (iii) ejercer su acción terapéutica. En el Capítulo I se introducen los conceptos básicos sobre nanotecnología, nanociencia y nanomateriales. Se describen en mayor detalle las razones por las cuales se seleccionaron las NPMs para el desarrollo de este trabajo de tesis. Dentro del conjunto de NPMs se puntualiza en las de óxido de hierro, en particular, magnetita (MAG, Fe3O4). Los métodos de síntesis de este óxido de hierro son brevemente reseñados, profundizando en la técnica de co-precipitación. Además se describen las diferentes estrategias de estabilización y funcionalización del núcleo magnético. Se resumen las aplicaciones de las NPMs en biomedicina. En este sentido, se describen las ventajas de las mismas como herramientas de diagnóstico, al actuar como agentes de contraste en RMI. También se muestran las formas de vectorización de fármacos mediante el empleo de NPMs y se enuncian las habilidades de las nanoformulaciones descriptas para actuar como agentes teranósticos. Finalmente se enumeran el objetivo general y los objetivos específicos, así como la hipótesis planteada en esta tesis. En el Capítulo II se describen los reactivos empleados y las técnicas de caracterización aplicadas a las diferentes nanoformulaciones junto con el tratamiento necesario de las muestras en cada caso. El Capítulo III se dedicó al estudio de las metodologías de síntesis, estabilización y control de la estabilidad de las NPMs de MAG. Se describen los resultados obtenidos al emplear dos métodos de síntesis: co-precipitación y su variante reducción-precipitación, con el fin de seleccionar una metodología adecuada para la obtención de NPMs de MAG en función de las aplicaciones propuestas. En base a los resultados, se seleccionó la técnica de co-precipitación como la más adecuada, y se incluyó un estudio exhaustivo de las variables experimentales asociadas a dicha técnica con el propósito de conseguir un control de las propiedades fisicoquímicas. Este análisis involucró el estudio de los mecanismos que conducen a la formación de las NPMs de MAG así como una completa caracterización y los ensayos necesarios para evaluar la estabilidad, en términos de la evolución del diámetro hidrodinámico (DH) en función del tiempo de almacenamiento en suspensión acuosa. En el Anexo I se informan los resultados que complementan a este capítulo. En el Capítulo IV se estudió la incorporación de un ligando selectivo, la vitamina B9 ó AF, a la superficie de MAG, previamente funcionalizada con 3-aminopropiltrietoxisilano (APTS). Para ello se evaluaron dos metodologías: la adsorción simple del AF y el anclaje covalente mediado por carbodiimida. Se combinaron los datos experimentales obtenidos con estudios teóricos. Esto permitió adquirir conocimientos acerca del mecanismo de interacción AF-MAG@APTS y corroborar la disponibilidad del grupo selectivo del AF posterior a su incorporación a la superficie de MAG@APTS. En una segunda instancia, se estudió la estabilidad de las nanoformulaciones obtenidas de acuerdo a dos criterios: (i) evolución del DH en función del tiempo de almacenamiento en dispersión acuosa y (ii) estudio de la capacidad de retención del AF incorporado. Finalmente, se incluye un estudio tendiente a predecir el comportamiento de las nanoformulaciones en un medio que simula el plasma sanguíneo en términos de osmolaridad, pH y contenido de proteína. En el Capítulo V se presentan y discuten los ensayos realizados para proveer a las nanoformulaciones de la acción terapéutica necesaria para constituir un agente teranóstico. La carga de la droga se realizó mediante adsorción superficial, explorando la influencia de diferentes parámetros asociados a dicho procedimiento. Se evaluó la liberación de Doxo in vitro mediante la implementación de una metodología que intenta simular la ruta que debería atravesar la nanoformulación una vez inyectada, vía intravenosa, en el torrente sanguíneo hasta su acumulación en el tumor. En el Capítulo VI se investigó la habilidad de las NPMs, presentadas en los Capítulos IV y V, para ser guiadas magnéticamente al exponerlas a un campo magnético externo mediante ensayos in vitro. Se propuso el empleo de un sistema de flujo continuo acoplado a un espectrofotómetro Uv-Visible, con el objetivo de monitorear la disminución del contenido de NPMs de la dispersión estudiada como consecuencia de la retención de las mismas por acción de un imán de NdFeB colocado en el sitio blanco. En este capítulo, se analizó además, la capacidad de las nanoformulaciones como agentes de contraste. Se determinó la eficiencia de contraste de cada formulación, comparando los valores obtenidos con los correspondientes a agentes de contrastes comerciales. En el Capítulo VII se incluyen ensayos in vitro, empleando una línea celular de cáncer colorrectal (CCR), con el fin de evaluar la capacidad del nanoteranóstico preparado de inhibir el crecimiento celular, a través de la internalización y la posterior liberación de droga en forma intracelular. En este mismo capítulo, se presentan, como complemento, los resultados correspondientes al estudio de la biocompatibilidad de las mismas nanoformulaciones utilizando un modelo animal de zebrafish. En el Anexo II se informan los resultados que complementan a este capítulo. Finalmente, en el Capítulo VIII, se puntualizan las conclusiones generales abordadas a partir de los resultados obtenidos y analizados en cada uno de los capítulos. Se definen además, los lineamientos de la proyección de futuros trabajos. / The aim of this thesis is to design multifunctional nanosystems combining the diagnostic and therapy or theranostics, based on magnetic nanoparticles (MNPs) of iron oxide (magnetite/maghemite) for their potential application in the treatment of oncological pathologies. To this end, an experimental work involving the optimization of MNPs synthetic procedures followed by a sequential incorporation of different components was performed. The synthesis of MNPs was carefully studied in order to achieve a control on their physicochemical properties and stability in aqueous suspension. The folate receptor is overexpressed in several types of tumor cells. Therefore, MNPs surface was modified with folic acid (FA) to provide them selectivity and affinity towards tumor cells. At a later stage, MNPs modified with FA were loaded with an oncological drug aiming to impart them therapeutic function. Doxorubicin (Doxo) is one of the most effective and used chemotherapeutic agents for the treatment of many types of cancer. In spite of this, several side effects are associated with the systemic distribution of this drug once administrated. These unwanted effects are related to large drug dosage, poor selectivity and low efficiency associated to the non specific distribution of drugs in the body. The following instances comprising this work were devoted to evaluate the capabilities of the theranostic agents concerning: (i) in vitro magnetic targeting, (ii) diagnostic as contrast agent for imaging magnetic resonance (MRI); (iii) therapeutic functions. In Chapter I, the fundamental concepts regarding the nanotechnology, nanoscience and nanomaterials are introduced. The abilities of MNPs to these kinds of applications are emphasized, justifying their selection for the development of this thesis. Magnetite (MAG, Fe3O4) was employed to formulate the MNPs. The methods of synthesis are briefly reviewed, highlighting the co-precipitation technique. Besides, different stabilization and functionalization strategies of the magnetic core are described. The applications of MNPs in biomedicine are summarized. Their capabilities as contrast agents in RMI, and target drug delivery are presented, as well as their potential as theranostic agents. Finally, the hypothesis followed by the general and specific objectives is defined. Chapter II describes all reagents and solvents employed in this work. Besides, the techniques used for the nanoparticles characterizations are described together with preparative treatment of the samples for each one. In Chapter III, the study of the synthesis methodologies, and stabilization of MAG are presented. Two methods of obtention are described; co-precipitation and its reduction-precipitation, both were evaluated in order to select a suitable methodology for achieving MAG. The co-precipitation technique was chosen based on the reached results. An exhaustive study of the experimental conditions associated to this methodology was included. This analysis involved the study of MAG formation mechanisms as well as a complete structural and surface characterization. The necessary tests to evaluate the stability, in terms of the evolution of the hydrodynamic diameter (HD) as a function of the storage time in aqueous suspension were performed. Complementary results are reported in Annex I. In Chapter IV the incorporation of FA to MAG surface, previously modified with APTS, was studied aiming to provide selectivity towards folate receptors. To do this, two methodologies were evaluated: simple adsorption and covalent linkage. The obtained experimental data were combined with theoretical studies to gain knowledge about the possible mechanisms to FA-MAG@APTS linkage. These data also provided evidence regarding the availability of the selective FA group after its incorporation into the MAG@APTS surface. The stability of the obtained nanoformulations was studied based on two criteria: (i) the evolution of the HD as a function of the storage time in aqueous dispersion and (ii) the study of the FA retention. Finally, a study tending to predict the behavior of nanoformulations in a medium simulating blood plasma in terms of osmolarity, pH and albumin content was developed. In this sense, the aggregation trend and the nanosystems stability were the analyzed parameters. In Chapter V, the assays devoted to provide the nanoformulations with therapeutic action are presented and discussed. The loading of the drug (Doxo) was carried out by simple adsorption. The influence of different parameters associated with the reaction was explored. The release of Doxo was analyzed by implementing an original procedure to simulate the pathways followed by MNPs once intravenously administered. In Chapter VI, the magnetic target ability of MNPs presented in Chapters IV and V, was in vitro investigated. To achieve this, a novel continuous flow system was fabricated to quantify the amount of MNPs retained in the magnet site in an environment mimicking the bloodstream. On the other hand, the efficiency of the nanosystems as selective contrast agents in MRI was analyzed using a clinical equipment. Chapter VII includes in vitro tests, using a human colorectal cancer cell line (CCR). The evaluated parameters were the MNPs internalization, cellular viability and the therapeutic action of the MNPs loaded Doxo. On the other hand, the results corresponding to biocompatibility studies of the same nanoformulations in vivo are presented. To this end an animal model, zebrafish (Danio rerio), was implemented. Complementary results are reported in Annex II. Finally, Chapter VIII lists the overall conclusions of this investigation work and establishes the guidelines for the future works.

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-07-06T19:06:18Z No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 4548404 bytes, checksum: f3c3be1c9d5bbc0d098d37be6674bd4b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-06T19:06:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 4548404 bytes, checksum: f3c3be1c9d5bbc0d098d37be6674bd4b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Estadual de Feira de Santana / Neste trabalho, utilizamos cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT - Density Functional Theory) para investigar a estabilidade energética e as propriedades magnéticas de compostos químicos. Foram estudados os complexos com metais de transição contendo radicais do tipo nitronilnitróxido [M(II)(Phtfac)2(NITpPy)2] [M = Co, Mn] e [M(II)(NITmPy)2(DMSO)2] [M = Cu, Ni, Co], bem como o silicato de cobre Na2Cu5(Si2O7)2. A partir do cálculo da energia total, determinamos a configuração de equilíbrio para os cinco complexos metálicos e os valores das constantes de acoplamento. Além disso, foram obtidas também as respectivas distribuições de densidade de magnetização, fundamentais para entender os mecanismos de acoplamento magnético nesse tipo de sistema. Para o silicato de cobre, cujos responsáveis pelas propriedades magnéticas são cadeias alternadas de trímeros e dímeros, calculamos a energia total das 32 configurações possíveis; determinamos o estado fundamental e as constantes de acoplamento magnético. / In this work we use first principles calculations based on density functional theory (DFT) to investigate the energy stability and the magnetic of chemical compounds. We studied the transition metal complexes with nitronyl nitroxide radical M(II)(P[htfac)2(NITpPy)2] [M = Co, Mn] and [M(NITmPy)2(DMSO)2] [M = Cu, Ni, Co], as well as the copper silicate Na2Cu5(Si2O7)2. By calculating the total energy, we determine the equilibrium configuration for the five metal complexes and the values of coupling constants. Moreover, we obtained their magnetization density distributions, fundamental for understanding the mechanisms of magnetic coupling in this type of system. For the copper silicate, whose magnetic properties are responsible for alternate chains of dimers and trimers, we calculate the total energy of the 32 possible configurations and determine the ground state and magnetic coupling constants.

Atualmente, a intensidade de campo elétrico, campo magnético e campo eletromagnético é um fator determinante não só para a implantação de novas instalações, mas também, para as instalações existentes no sistema elétrico. Apesar de não existir nenhum estudo conclusivo que comprove a evidência direta entre a exposição a estes campos e os efeitos nocivos na saúde das pessoas, muitos países, inclusive o Brasil, definiram em suas legislações limites básicos à exposição de campos elétrico e magnético provenientes dos sistemas elétricos. Este trabalho tem como objetivo contribuir para análise de campo magnético de linhas subterrâneas de alta tensão existentes ou linhas em fase inicial de projeto, visando atender os limites de exposição vigentes na legislação local. Nele é apresentada a metodologia de cálculo de campo magnético baseada na Lei de Biot-Savart e no princípio da superposição. Estudos analíticos para verificação da influência dos parâmetros de instalação e elétricos de linhas sobre o campo magnético são apresentados para linhas subterrâneas de alta tensão compostas por um e dois circuitos com diferentes tipos de instalação e aterramentos. Comparações entre valores analíticos e valores de medições de campo magnético de linhas subterrâneas de alta tensão existentes em operação também são abordadas neste trabalho. As principais técnicas de mitigação de campo magnético utilizadas em linhas subterrâneas de alta tensão, tais como técnicas de compensação envolvendo laços de cabos e técnicas de blindagens com materiais metálicos externos aos cabos, também são apresentadas. Devido ao campo elétrico externo ao cabo isolado ser praticamente zero, assuntos referentes a este campo não são abordados neste trabalho. Por simplicidade, campo magnético refere-se à densidade de fluxo magnético neste documento. / Nowadays, the intensity of electric field, magnetic field and electromagnetic field is a determining factor, not only for implantation of new installations, but also for existing installations in the power system. Although no exist conclusive study that proves the direct evidence between exposure to these fields and adverse effects on human health, many countries, including Brazil, have defined in their laws basic limits for exposure to electric and magnetic fields produced by the electric system. This work aims to contribute to analysis of magnetic field for both existing high voltage underground lines and lines in initial stage of project, aiming the actual exposure limits of the local legislation. In it, is shown the magnetic field calculation methodology based on the Biot-Savart\'s law and the superposition principle. Analytical studies to verify the influence of installation and electrical parameters of lines on the magnetic field are presented for high voltage underground lines consist of one and two circuits with different types of installation and earthing. Comparisons between analytical and measurement values of magnetic field of existing high voltage underground lines in operation are also addressed in this work. The main mitigation techniques of magnetic field used in high voltage underground lines, such as compensation techniques by loop of cables and shielding by metallic materials, are also presented. Due the electric field outside the insulated cable be practically zero, issues related to the electric field are not addressed in this work. For simplicity, the magnetic field refers to the magnetic flux density in this document.

A análise da Interferência Coulombiana-Nuclear (ICN) foi aplicada à distribuição angular experimental do espalhamento inelástico de 6Li de 28,0 MeV em 76Ge, na excitação do estado 2_1^+. Os dados foram adquiridos no sistema Pelletron-Espectrógrafo Magnético Enge do LAFN do IFUSP. Na detecção dos íons emergentes, no plano focal do imã, foi utilizado um detector sensível à posição (PSD) de barreira de superfície (área de detecção de 47 × 8 mm^2 e espessura útil de 500 m). No presente trabalho foi introduzida a técnica de processamento digital de pulsos (PDP) no sistema de aquisição. Foram medidos espectros associados a vinte e seis ângulos de espalhamento na região angular de interesse: 10^o_Lab 55^o. A análise foi realizada na aproximação de Born com ondas distorcidas (DWBA) utilizando o potencial nuclear de transição descrito pelo modelo do potencial óptico deformado (DOMP) e parâmetros ópticos globais. O ajuste das previsões sobre a distribuição angular experimental foi realizado pela minimização do ^2 através do método iterativo de Gauss. O ajuste permitiu a extração dos parâmetros correlacionados: _2^N, comprimento de deformação nuclear e C_2=(_2^C)(_2^N ), razão entre os comprimentos de deformação de carga e nuclear. Os valores dos parâmetros correlacionados obtidos neste trabalho foram C_2=1,101(20) e _2^N=1,08(21) fm. Testes estatísticos através da simulação de Monte Carlo de 5000 novos conjuntos de dados comprovaram a qualidade do método empregado no ajuste dos parâmetros correlacionados. A metodologia aplicada na análise da ICN, permitiu a extração da razão (B(E2))B(IS2) ,que é proporcional ao quadrado de C_2, com boa precisão devido ao cancelamento da incerteza no fator de escala, das seções de choque absolutas. Os resultados obtidos no presente trabalho são inéditos e permitiram análise da evolução da coletividade ao longo da cadeia de isótopos pares de germânio, em conjunto com os valores obtidos nos isótopos 70,72,74Ge estudados previamente. Os resultados ao longo da cadeia indicaram que, apesar de uma leve predominância da contribuição dos prótons em relação aos nêutrons na excitação dos primeiros estados quadrupolares dos 70,72,76Ge, a contribuição dos nêutrons é consideravelmente maior para o 74Ge. Este aumento sugere forte mistura de configurações na descrição do estado fundamental deste isótopo. / The inelastic scattering of 28,0 MeV 6Li on 76Ge in the excitation of the 2_1^+ state, has been studied with the Coulomb-Nuclear Interference (CNI) analysis. The data were measured at the Pelletron-Enge-Spectrograph facility at LAFN-IFUSP. A solid-state position sensitive silicon detector (PSD) (500 m thickness and 47 × 8 mm^2 area) was used to measure the data at the spectrometer focal plane. Digital pulse processing (DPP) was implemented in the acquisition system. Twenty-six spectra were measured at carefully chosen scattering angles in the range of 10^o_Lab 55^o to obtain an angular distribution. The analysis was performed with the Distorted Wave Born Approximation (DWBA) and applied for the nuclear transition potential, the Deformed Optical Potential Model (DOMP), under well-established global optical parameters. The fit of the predicted cross sections to the experimental data through ^2 minimization, using the iterative method of Gauss, allowed for the extraction of the correlated parameters, _2^N, the mass deformation length, and C_2=(_2^C)(_2^N ), the ratio between charge and mass deformation lengths. The correlated parameters obtained in the present work were C_2=1,101(20) and _2^N=1,08(21) fm. Statistical tests, through a Monte Carlo simulation of 5000 new data sets, validated the method employed in the correlated parameters fit. The methodology applied for the CNI analysis allowed the extraction of ratio(B(EL))(B(ISL)), which is proportional to the square of C_2, with a good precision due to the scale uncertainties cancellation of the absolute cross sections. The values of B(IS2) and of the ratios (B(E2))(B(IS2)) obtained in the present work have not been reported before and allow the study of the evolution of the collectivity throughout the even-A germanium chain together with former results obtained for the 70,72,74Ge isotopes. The results along the chain indicate that although the protons relative to the neutrons reveal a small predominant contribution in 70,72,76Ge to the first quadrupole excitation, the neutron role is strongly enhanced in 74Ge. This behaviour suggests a strong mixing configuration in the 74Ge ground state description

Neste trabalho, apresentamos estudos sobre o magnetotransporte em um sistema de bicamadas com uma rede de antipontos triangulares em campos magnéticos baixos sob a aplicação de campos elétricos externos, que são produzidos por voltagens de porta. A bicamada é feita em poços quânticos largos (wide quantum well) de alta densidade eletrônica, formado em heteroestruturas semicondutoras de AlxGa1xAs=GaAs. Oscila- ções magneto-inter-sub-banda (MIS) são observadas em poços quânticos largos de alta densidade eletrônica com duas sub-bandas ocupadas. Estas são originadas pelo espalhamento inter-sub-bandas e tem um máximo para campos magnéticos B que satisfazem a condição de alinhamento entre os leques dos níveis de Landau de cada sub-banda. Oscila- ções de comensurabilidade são observadas na magnetoresistência que é sensível ao arranjo do potencial dos antipontos. A aplicação de campos elétricos faz diminuir o número de oscilações na magnetoresistência para campos magnéticos compreendidos entre 0; 1T e 0; 4T, observando-se uma transição das oscilações MIS aos efeitos de comensurabilidade. Aplicando voltagens de porta podemos variar a amplitude do potencial dos antipontos. / In this work, we present studying about magnetotransport in a bilayer system with triangular antidot lattices in low magnetic elds under the application of external electric eld. The bilayer forms inside a wide quantum well of high electron density in semiconductor heterostructures formed by AlxGa1xAs=GaAs. Magneto-inter-subband (MIS) oscillations are observed in a wide quantum wells of high electron density with two subbands occupied, and they are caused by intersubband scattering and have a maximum for a magnetic eld B that satises the alignment condition between the staircase of Landau level. Commensurability oscillations are observed in magnetoresistance, which is sensitive to the potential of antidot arrangements. The application of electric elds decrease the number of oscillations in the magnetoresistance for magnetic elds between 0; 1T and 0:4T, showing a transition of MIS oscillations to commensurability oscillations. We varied the amplitude of the potential of the antidots applying dierent gate voltages.

Os principais objetivos deste trabalho são estudar e caracterizar as perdas em acoplamentos magnéticos a ímãs permanentes, quando da existência de uma barreira de material condutor entre seus rotores. Tais perdas são originadas da circulação de correntes parasitas de Foucault na barreira e implicam um torque resistivo ao torque transmitido pelo acoplamento, diminuindo, dessa maneira, a eficácia de sua transmissão. Com este estudo pretendeu-se investigar também a influência desse efeito resistivo na curva característica do acoplamento, ou seja, na curva torque em função do deslocamento angular entre os rotores. A determinação dessa influência da placa condutora no comportamento do acoplamento magnético é de suma importância, uma vez que permite seu correto dimensionamento em aplicações como bombas seladas e agitadores. Para a determinação da influência da barreira, recorreu-se a uma abordagem analítica para o cálculo das perdas geradas pelas correntes parasitas, que são induzidas na placa condutora. Desta forma, foi possível obter o torque resistivo em função dos parâmetros construtivos do acoplamento e da velocidade de rotação. A validação da metodologia empregada será feita pela comparação dos resultados teóricos com os experimentais, através de ensaios num protótipo já construído. / The main objectives of this work are to study and to determine losses in permanent magnet couplings in the presence of a conductive barrier between its rotors. These losses are originated from eddy currents that circulate in the barrier and entail a resistive torque to the torque that is transmitted by the coupling and therefore, reduces the efficiency of its transmission. With this study, it was also intended to investigate such resistive effect influence in the coupling characteristic curve, i.e. in the torque versus angular shift between rotors curve. The determination of the conductive barrier influence on the magnetic coupling behavior is of major importance, since it allows the correct designing in applications as sealed pumps and magnetic stirrers. In order to determine the barrier influence, an analytical approach was used in order to calculate the losses generated by the eddy current circulation, which are induced in the conductive wall. As a result, it was possible to obtain the resistive torque as a function of the magnet coupling geometrical parameters and angular speed. The validation of the employed methodology will be made comparing the theoretical results with the experimental ones, obtained from tests in the existing prototype.