Among students, interest in Science is decreasing, despite the fact that knowledge of Science can be useful in many real life situations, such as medicine, conservation etc. Science education can also simply help to form a positive attitude towards nature. There are many possibilities of increasing students' interest in Science that could increase their motivation to study. Apart from Inquiry Based Education or Prescribed Practical Activities, working with devices used in research practice is one of the possibilities. If a school doesn't own such devices, there is a possibility to borrow them, or to work with them via the Internet. Possibilities of remote access to these devices are subject to research abroad, and this trend is also starting to appear in the Czech Republic. One example of a device that can be borrowed by schools is a fluorescence microscope at the Department of Didactics and Education of Biology, Faculty of Science, Charles University in Prague. In my thesis, I was investigating the influence of the presence or absence of this fluorescence microscope on the knowledge of students. Research was carried out in four different classes at two secondary schools in Prague. Students who took part in this research were from the first year of a four year secondary school or from the third...

This thesis deals with the topic of 3D image processing for digital holographic microscopy - numerical refocusing. This method allows to perform mathematically accurate defocus correction on image of a sample captured away from the sample plane and it was applicable only for images that were made made using coherent illumination source. It has been generalized to a form in which it is also applicable to devices that use incoherent (non-monochromatic or extended) illumination sources. Another presented achievement concerns hologram processing. The advanced hologram processing method enables obtaining more data mainly concerning precision of quantities from one hologram — normally, one would have to capture multiple holograms to get those. Both methods have been verified experimentally.

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O objetivo deste estudo foi avaliar o pH e a liberação de íons cálcio dos cimentos AH Plus, MTA Fillapex e Sealapex, em diferentes períodos, quando empregados em obturações de canais radiculares, bem como, a qualidade das obturações, após 1 ano de realizadas. O pH e a liberação de íons cálcio foram avaliados por meio de um peagômetro e espectrofotômetro de absorção atômica, respectivamente. A qualidade das obturações foi avaliada por meio de um estereomicroscópio. Cento e vinte e quatro pré-molares inferiores humanos extraídos, unirradiculados, foram divididos em 01 grupo controle e 02 grupos experimentais, de acordo com a padronização do diâmetro do forame apical. Em seguida, os 02 grupos experimentais foram divididos em 4 subgrupos, considerando as técnicas de instrumentação e obturação empregadas. Após o preparo dos canais radiculares cada subgrupo teve o número de dentes divididos por dois, formando novos subgrupos, de acordo com os cimentos obturadores utilizados. Imediatamente após a obturação, a raiz de cada dente foi imersa em 15 mL de água ultrapura para avaliação do pH e liberação de íons cálcio nos seguintes períodos: 1 h, 1, 3, 7, 30, 180 e 365 dias, após a obturação. Após o período de 1 ano, os dentes foram seccionados transversalmente a 2, 4, 6 mm do forame apical para análise da qualidade das obturações, analisando-se a porcentagem de cimento, guta-percha e espaços vazios na massa obturadora. Os cimentos apresentaram pH neutro, porém, aos 180 dias, os valores mostraram um ligeiro aumento quando utilizados em canais com forames de diâmetro 0,25 mm. Quando utilizados em canais com forames de diâmetro 0,45 mm, o pH mostrou-se com valores maiores para todos os períodos sem distinção do cimento. Todos os cimentos liberaram íons cálcio, com menores valores para o AH Plus. Na estereomicroscopia, observaram-se variações nas porcentagens de cimento e guta-percha, considerando-se os diâmetros foraminais e técnicas obturadoras, e porcentagem insignificante de espaços vazios. / The objective of this study was to evaluate the pH and calcium ion release of AH Plus, MTA Fillapex and Sealapex cements at different time periods when used in root canal obturations, as well as the quality of the obturations one year after being performed. The pH and calcium ion release were evaluated by means of a pH meter and an atomic absorption spectrophotometer, respectively. The quality of the obturations was evaluated using a stereomicroscope. One hundred and twenty-four extracted human uniradicular mandibular premolars were divided into 1 control and 2 experimental groups, according to the standardization of the apical foramen diameter. Next, the 2 experimental groups were divided into 4 subgroups, considering the instrumentation techniques and obturations employed. After the preparation of the root canals, each subgroup had the number of teeth divided by two, forming new subgroups, according to the sealers used. Immediately after the obturation, the root of each tooth was immersed in 15 mL of ultrapure water for the evaluation of the pH and calcium ion release in the following time periods: 1 hr, 1, 3, 7, 30, 180 and 365 days after the obturation. After the period of one year, the teeth were transversely sectioned at 2, 4 and 6 mm from the root apex to examine the quality of the obturations, analyzing the percentage of cement, gutta-percha and voids in the obturator mass. The cements presented a neutral pH, which showed slightly increase as of 180 days when used in canals with foramens of 0.25 mm diameters. When used in canals with foramens with diameters of 0.45 mm, the pH presented higher values in all periods for all cements. All cements released calcium ions, with lower values for the AH Plus. In the stereomicroscopy, there were variations in the percentages of cement and gutta-percha, considering the foraminal diameters and obturation techniques and an insignificant percentage of voids.

O propósito deste trabalho foi avaliar a interação de matriz óssea bovina inorgânica, (Gen-ox®) como material de enxerto e implantes de titânio em mandíbula de coelhos. A amostra constituiu-se de 32 coelhos da raça Botucatu de aproximadamente 4kg. Os incisivos inferiores destes animais foram extraídos e foi realizada um defeito de aproximadamente 4mm de diâmetro. Um dos lados foi mantido apenas com coágulo (grupo controle) e o outro lado (grupo experimental) recebeu o enxerto do material proposto. Após 60 dias foram instalados implantes bilateralmente na região do defeito. Os animais foram eutanaziados imediatamente após a instalação dos implantes e após 1, 2 e 6 meses (n=6) para o grupo microscópico a após 2 e 6 meses para o grupo do teste biomecânico (n=4). A análise constituiu de medidas da distância da crista óssea alveolar à plataforma do implante, da densidade radiográfica em valores de pixel ma região do alvéolo, de teste biomecânico de torque de remoção e microscópico através de medidas de contato osso-implante (BIC) (em µm e %) e área de osso (em µm2 e %). Os resultados demonstraram que não houve diferenças significantes nem durante o tempo e nem entre os grupos na analise de distancia entre crista óssea alveolar e plataforma do implante. Na medida de densidade óssea, não houve variação significante ao longo do tempo, mas houve diferença estatisticamente significante entre os grupos, sendo maior no grupo experimental. Para o teste biomecânico também não houve variação significante do torque de remoção ao longo do tempo e nem houve diferença significante entre os grupos. Na análise de contato osso implante (BIC) não houve variação significante ao longo do tempo, mas houve diferença estatisticamente significante entre os grupos, sendo maior no grupo experimental e houve interação entre tempos e grupos. E com relação a medida de área de osso não houve diferenças significantes nem durante o tempo e nem entre os grupos controle e experimental nos períodos analisados. Os resultados sugerem que o material foi bem aceito na região e teve comportamento semelhante ao coágulo em contato com a superfície do implante. / The aim of this study was to evaluate the interaction of an inorganic bovine bone matrix (Gen-ox®) as bone graft and titanium implants in rabbits mandible. Thirty-two Botucatu rabbits weighting about 4kg were used on this experiment. The mandible incisives were extracted and a defect of 4 mm of diameter was performed. One socket and defect was filled with experimental material. The opposite site was left to heal naturally and served as control. After 60 days, the implants were installed on the defect region. The animals were killed immediately after the implant installation and after 1, 2 and 6 months. Vertical bone height, bone density, biomechanical test, bone implant contact (BIC) and bone area near to implant threads were evaluated. The results showed that there was no significant differences on the distance between the alveolar bone crest to the implant platform (vertical bone height) along the time, neither between groups. On the bone density (pixel value) there was no significant difference along the time, but there was significant difference between groups, being the experimental group higher. For the biomechanical test there was no significant difference along the time, neither between groups. There was no significant differences on the bone implant contact (BIC) measures along the time, but there was significant difference between groups, being the experimental groups higher and there was interaction between time and groups. On bone area evaluation, there was no significant difference along the time, neither between the groups during the analyzed time. The graft behavior observed by the authors was similar to that of the control group, suggesting high acceptance of the material as graft option associated to titanium implants.

Algumas indicações morfológicas sugerem que as superfícies de paisagem tropicais onde encontram-se os duricrusts ferruginosos, podem apresentar idades que variam desde o Quaternário até o Cretáceo, e que a laterização sobre estas superfícies pode ter sido iniciada simultaneamente ou não, estabelecendo-se uma sequência cronológica de formação escalonada de acordo com a elevação, em função da evolução geomorfológica das superfícies. Sabendo-se que no Planalto de Diamantina na Serra do Espinhaço Meridional (SdEM) são reconhecidos três níveis geomorfológicos correlatos aos ciclos de aplainamento da plataforma Sul-americana, o objetivo deste trabalho foi estudar as variações mineralógicas, geoquímicas e morfológicas de duricrusts ferruginosos da Serra do Espinhaço Meridional buscando entender os processos genéticos envolvidos e as implicações disto sobre a distribuição e evolução da paisagem regional e suas relações com os ciclos de aplainamento do continente Sul-americano. Para atingir estes objetivos, foram realizadas análises de difratometria de raios X, suscetibilidade magnética, microscopia eletrônica de varredura com sistema de energia dispersiva acoplado e análise elementar a partir da dissolução total dos minerais constituintes. Os resultados mostraram que no Planalto de Diamantina na SdEM coexistem níveis de ferricretes e lateritas na superfície correspondente ao ciclo erosivo Pós-Gondwanico. As superfícies lateríticas são provavelmente as formações supérgenas mais antigas da paisagem regional, originadas durante os processos denudacionais que ocorreram ao longo do ciclo erosivo Pós-Gondwanico. A erosão parcial de seu perfil laterítico constituíram o material fonte de Fe e Al para a gênese dos ferricretes distribuídos em superfícies elevadas (> 1200 m), especialmente aqueles em superfícies em torno de 1400 m de altitude. As variações paleoclimáticas do ciclo Pós-Gondwanico também proporcionaram ciclos erosivos alternados que resultaram no subescalonamento desta superfície, criando condições geomorfológicas favoráveis à gênese de ferricretes mais recentes (1200 - 1400 m). Além disso, os duricrusts ferruginosos do Planalto Diamantina (SdEM) sob influência do maciço quartzítico do Supergrupo Espinhaço e situados superfícies erosivas elevadas (> 1200 m), além de policíclicos, também podem apresentar características poligenéticas. / Some morphological indications suggest that the tropical landscape surfaces where the iron-rich duricrust are present may have ages varying from the Quaternary to the Cretaceous, and that the laterization on these surfaces may have been initiated simultaneously or not, establishing a sequence chronological formation according to the elevation, according to the geomorphological evolution of the surfaces. Three geomorphological levels correlated to the South American platform planing cycles are known on the Diamantina Plateau, for this the objective of this work was to study the mineralogical, geochemical and morphological variations of the iron-rich duricrust of the SdEM, trying to understand the genetic processes involved and the implications of this on the distribution and evolution of the regional landscape and its relations with the planning cycles of the South American continent. In order to reach these objectives, X-ray diffraction, magnetic susceptibility, scanning electron microscopy with dispersive energy system coupled and elemental analysis carried out from the total dissolution of the constituent minerals. The results showed that in the Diamantina Plateau at the SdEM, coexist levels of ferricretes and laterites on the surface corresponding to the Post-Gondwanic erosive cycle. The laterite surfaces are probably the oldest surviving formations of the regional landscape, originated during the denudation processes that occurred along the Post-Gondwanic erosive cycle. Partial erosion of its lateritic profile was source material of Fe and Al for the genesis of ferricretes distributed on high surfaces (> 1200 m), especially those on surfaces at 1400 m of altitude. The paleoclimatic variations of the Post-Gondwanic cycle also provided alternating erosive cycles that resulted in sub-scaling of this surface, creating geomorphological conditions favorable for genesis of earlier ferricretes (1200 - 1400 m). In addition, the ferricretes of the Diamantina Plateau (SdEM) under influence of the Quartzite massif of the Espinhaço Supergroup and located in elevated erosive surfaces (> 1200 m), besides polycyclics, may also present polygenetic characteristics.

Na prática clínica, a queixa de dor no joelho em pacientes, a partir da quinta década de vida, é muito freqüente e comumente atribuída à lesão meniscal degenerativa. A relação entre a lesão degenerativa do menisco e a artrose é controversa, assim como a relação do varo e a evolução para artrose do joelho. Foram estudadas as alterações macroscópicas e microscópicas dos meniscos em 21 pacientes com deformidade em varo submetidos a artroplastia total do joelho, decorrente de artrose do joelho. Analisou-se, também, a relação destas lesões com o grau de artrose e varismo dos pacientes. Foram encontrados 9 de 21 meniscos com lesões, sendo o menisco mais acometido o medial e a lesão mais freqüente em clivagem horizontal. Neste modelo clínico de artrose com joelho em varo, afirma-se que: 1) Não foi possível estabelecer correlação entre o grau de artrose e a maior ocorrência de lesões meniscais macroscópicas; 2) Não se observou relação entre a maior gravidade da deformidade angular em varo dos joelhos com o aumento da ocorrência de lesões meniscais; 3) Quando ocorreram, as lesões meniscais preponderaram no menisco medial e as mais freqüentes foram as em clivagem horizontal; 4) Os meniscos apresentaram alterações microscópicas significativas resultantes do processo de artrose dos joelhos; no entanto, não há evidência que a presença de lesões é estatisticamente diferente entre os meniscos lateral e medial / In clinical practice, the knee pain complaint by patients from the fifth life decade is very frequent and commonly assigned to degenerative meniscal injury. The relationship between degenerative meniscal injury and arthrosis is controversial, as well as the relationship between genu varum and evolution to knee arthrosis. Macroscopic and microscopic meniscal changes in 21 patients with varum deformities undergoing total knee arthroplasty secondary to knee arthrosis were also studied. The relationship between these injuries and the degree of arthrosis and varism of patients were also studied. Of 21 menisci, 9 were found to have injuries, the most affected being the medial meniscus and the most frequent was the horizontal cleavage meniscal injury. In this clinical model of arthrosis with varum knee (1) it was not possible to establish any correlation between the degree of arthrosis and the higher occurrence of macroscopic meniscal injuries; (2) no relationship was observed between higher severity of genu varum angular deformity and increase of meniscal injury occurrence; (3) meniscal injuries prevailed in the medial meniscus, horizontal cleavage meniscal injuries being the most frequent; (4) the menisci presented significant microscopic changes resulting from the knee arthrosis process; however, no evidence was found that the presence of injuries is statistically different between lateral and medial menisci

O microscópio é um instrumento de grande relevância para o contexto científico. Dentre as variadas montagens desse instrumento óptico, os microscópios sem lentes têm chamado atenção por serem robustos, reduzidos em tamanho e custo, e ainda possibilitarem imagens com amplo campo de visão (usualmente da ordem de algumas dezenas de mm2). Dentro dessa categoria, existem os microscópios holográficos in-line, os quais obtêm a imagem da amostra a partir da reconstrução numérica de um holograma adquirido por um sensor digital de imagem. Este trabalho tem o objetivo de construir um desses microscópios para observar amostras semitransparentes. O microscópio desenvolvido ao longo deste trabalho tem sua iluminação baseada no uso de um LED associado a um pinhole, cuja finalidade é aumentar a coerência temporal da luz. Com isso, a iluminação proveniente do pinhole percorre uma distância de aproximadamente 10 cm até atingir a amostra, posicionada sobre uma lâmina de vidro. À uma distância mínima da amostra, está posicionado um sensor CMOS, responsável pela aquisição do padrão de interferência da parcela da luz que foi transmitida sem desvio pela amostra e da parte da luz que foi difratada por ela. Esse padrão de intensidade, chamado holograma, é reconstruído numericamente de modo a obter uma boa imagem do objeto-alvo. A reconstrução da imagem medida é feita considerando a propagação da luz de volta ao plano de do objeto e, depois, estimando a fase referente à luz incidente no sensor no instante da medida. Essa primeira etapa resulta na imagem da amostra com a influência de um artefato muito conhecido na holografia: a imagem gêmea. Enquanto a reconstrução de fase reconstrói a imagem de uma forma mais completa, reduzindo a influência de tais artefatos. A reconstrução de fase é feita com o método multialturas, o qual faz uso de mais de uma imagem medida, com distâncias diferentes entre a amostra e o sensor, como entrada para o algoritmo desenvolvido. Utilizando um sensor de 10 MP (3856 x 2764 pixels), com o pixel de 1,67 μm, construímos um microscópio holográfico sem lentes com um campo de visão de quase 30 mm2 e resolução de aproximadamente 3 μm. / The microscope is an instrument of great relevance in the scientific context. Among various assembly of this optic instrument, the lensless microscope have had drawing attention by been robust, with small size and low cost and, in addiction, enable imaging with a large field of view (usually about tens of mm2). Inside this category, there is the in-line holographic microscopes, which achieve the sample image from the numerical reconstruction of a hologram acquired by an image digital sensor. This study have the objective of develop one of these microscopes to image semitransparent samples. The microscope developed over this study has its illumination based on the use of an LED associated with a pinhole, whose purpose is to increase the light temporal coherence. Therefore, illumination from the pinhole goes 10 cm until reach the sample, positioned over the glass slide. From a minimal distance of the sample, a CMOS sensor is positioned, which is responsible to acquire the interference pattern of the transmitted light with the diffracted light. This intensity pattern, called hologram, is numerically reconstructed in order to get a great image of target object. The reconstruction of the measured image is performed considering the back propagation of the light to the object plane and, then, estimating the phase related to the incident light over the sensor at the time of the measurement. This first step results in a sample image influenced by an artifact well-known in the holography: the twin-image. Whereas phase reconstruction reconstruct the image more fully, reducing the artifact influence. Phase reconstruction is performed using the multiheigh method, which uses more than one measured image, with different distances between the sample and sensor, as input to the developed algorithm. Using a 10 MP (3856 x 2764 pixels) sensor, with a pixel size of 1.67 μm, we built a lensless holographic microscope with a field of view near of 30 mm2 and resolution of approximately 3 μm.

Correlações do tipo processo-estrutura-propriedade de filmes têm sido objeto de extensos estudos já a várias décadas, tanto do ponto de vista científico como tecnológico. Mais recentemente, atenção crescente tem sido dada a filmes cada vez mais finos, principalmente para atender as necessidades de novas tecnologias. Para compreender melhor a correlação processo-estrutura, vários pesquisadores propuseram Modelos de Zonas Estruturais para filmes com espessuras, tipicamente, de algumas unidades a dezenas de micrometros. Neste trabalho, propomos Modelos de Zonas Estruturais para filmes finos de elementos do Grupo IV-B (Ti, Zr e Hf) e estudamos os mecanismos de formação da microestrutura dos filmes. Durante o desenvolvimento de nosso trabalho, curiosos aglomerados de grãos, com tamanhos de vários micrometros e com geometria fractal, foram observados nos filmes de Zr. As características geométricas dos aglomerados e os possíveis mecanismos que os originam e levam à sua evolução também são considerados aqui. / Correlations type processing-structure-property of films have been the subject of extensive studies for the last several decades, both from the point of view of science and technology. More recently, growing attention has been given to ever-thinner films, especially to satisfy the needs of newer technologies. To better understand the correlation processing-structure, many researchers have proposed Structure Zone Models for films typically a few to a few tens of micrometers thick. In this work, we propose Structure Zone Models for Group IV-B (Ti, Zr and Hf) thin films and study the microstructure forming mechanisms of the films. During the development of our work, intriguing grain aggregates several micrometers Jorge and with fractal geometry were observed in the Zr films. The geometrical characteristics of the aggregates, their possible origin and evolution mechanisms are also considered here.

Candidate active pharmaceutical ingredients (APIs) are routinely tested to determine such parameters as physical stability, chemical stability, and bioavailability. Preformulation analysis of APIs does not currently attemept to determine whether they will perform to an acceptable level once they have been formulated. In practice, the APIs are subjected to extensive in vitro testing of their performance in a formulation, combined with optimisation of the formulation. This formulation testing is both time-consuming and expensive. In the field of pulmonary drug delivery from dry powder inhalers (DPIs), the API has to be aerosolized effectively in order to penetrate the lunfs and reach its deposition target. In a conventional ternary DPI fromulation, the API is combined with carrier lactose and fine lactose particles. The inter-particle forces between these three components and the bulk properties of the formulation determine the structure of the formulation and the aerolization performance of the API. In this study, physicochemical properties of salbutamol base and several of its salts were investigated both quantitatively and qualitatively. The in vitro deposition characteristics of the formulated APIs were also determined. The relationship between these parameters and the deposition was analysed to establish if a rapid preformulation screening technique could be applied to the APIs with respect to predicting the deposition performance of the formulated API. A clear relationship between the deposition of the unformulated API and the formulated API was observed that could be exploited as a screening technique.