Submitted by PPG Medicina e Ci?ncias da Sa?de (medicina-pg@pucrs.br) on 2018-09-17T18:15:32Z No. of bitstreams: 1 KARINE_KAPPAUN.pdf: 4206975 bytes, checksum: b450fa28646271e7dfac9389de975825 (MD5) / Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2018-09-18T12:20:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 KARINE_KAPPAUN.pdf: 4206975 bytes, checksum: b450fa28646271e7dfac9389de975825 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-18T12:54:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KARINE_KAPPAUN.pdf: 4206975 bytes, checksum: b450fa28646271e7dfac9389de975825 (MD5) Previous issue date: 2018-07-06 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Ureases (urea amidohydrolases, EC 3.5.1.5) are nickel-dependent enzymes, widely spread in bacteria, fungi and plants, which catalyze the hydrolysis of urea to ammonia and carbon dioxide. Jaburetox is a peptide derived from a urease isoform of the Canavalia ensiformis plant. Structurally, jaburetox is an intrinsically disordered peptide, demonstrated by bioinformatics tools, and experimentally, by circular dichroism (CD) and nuclear magnetic resonance (NMR). Several biological properties of jaburetox have already been described, such as insecticidal activity, ability to interact with lipid bilayers, fungitoxic effect, among others. Soyuretox is a peptide colinear to jaburetox derived from the soybean ubiquitous urease. One of the objectives of this thesis was to carry out structural studies of the soyuretox peptide by CD and NMR, which revealed its intrinsically disordered nature and that its secondary structure content is modified in the presence of SDS micelles. Biological properties of soyuretox were evaluated. The peptide has entomotoxic activity, inducing aggregation of hemocytes from Rhodnius prolixus, the vector of Chagas disease, both in vivo and in vitro. The fungitoxic effect of soyuretox on yeast Candida albicans involves the production of superoxide anions, and the peptide was immunolocalized on the surface of the yeast. Finally, the behavioral and morphological effects of soyuretox on zebrafish larvae (Danio rerio) were evaluated, aiming to deepen the understanding of the mechanism of toxic action and the toxicological profile of this molecule, which presents biotechnological potential as a biopesticide. / Ureases (ureia amido-hidrolases; EC 3.5.1.5) s?o enzimas n?quel dependentes, amplamente distribu?das em bact?rias, fungos e plantas, que catalisam a hidr?lise da ureia ? am?nia e di?xido de carbono. O jaburetox ? um pept?deo derivado de uma isoforma de urease da planta Canavalia ensiformis. Estruturalmente, o jaburetox ? um pept?deo intrinsecamente desordenado, demonstrado por ferramentas in silico de bioinform?tica, e experimentalmente, por dicro?smo circular (CD) e resson?ncia magn?tica nuclear (RMN). Diversas propriedades biol?gicas do jaburetox j? foram descritas, tais como atividade inseticida, capacidade de interagir com bicamadas lip?dicas, efeito fungit?xico, dentre outras. O soyuretox ? um pept?deo colinear ao jaburetox, por?m derivado da urease ub?qua de soja. Um dos objetivos dessa tese foi realizar estudos estruturais do pept?deo soyuretox por CD e RMN, que revelaram sua natureza intrinsecamente desordenada e aumento no conte?do de estrutura secund?ria na presen?a de micelas de SDS. Propriedades biol?gicas do soyuretox foram avaliadas. O pept?deo tem atividade entomot?xica, induzindo agrega??o de hem?citos de Rhodnius prolixus, o vetor da doen?a de Chagas, tanto in vivo como in vitro. O efeito fungit?xico do soyuretox na levedura Candida albicans envolve a produ??o de ?nions super?xido, sendo o pept?deo imunolocalizado ligado na superf?cie da levedura. Por fim, foram avaliados os efeitos comportamentais e morfol?gicos do soyuretox em larvas de zebrafish (Danio rerio), visando aprofundar o entendimento do mecanismo de a??o t?xica e o perfil toxicol?gico dessa mol?cula, que apresenta potencial biotecnol?gico como biopesticida.

Esse trabalho partiu da reflexão sobre interfaces gráficas sofisticadas e pouco intuitivas e o impacto das mesmas na modelagem tridimensional. A partir dessa reflexão, a pesquisa foi direcionada para o estudo de interfaces gestuais. Adotou-se, como foco do estudo, a técnica de geração de modelos tridimensionais, chamada origami por seu caráter exploratório, sistemático e sua aproximação com a área da matemática, engenharia, arquitetura e design. O problema de pesquisa consistia em identificar padrões de gestos da mão e diretrizes para uma interface gestual voltada à construção de modelos tridimensionais, a partir das técnicas de origami. A pesquisa buscou fundamentação na bibliografia e na análise sistemática de vídeos de modelagem física referentes aos movimentos da mão e ao comportamento dos modelos. Com os dados levantados foram gerados esquema e gráficos para análise. Os dados gerados auxiliaram na seleção de um vocabulário de gestos e de diretrizes para interface e comportamento dos modelos no ambiente digital que passaram por testes de aplicabilidade no ambiente físico. Os resultados gerados visaram direcionar para desenvolvedores de softwares sobre as principais características da modelagem de origami no meio digital com utilização de interface gestual. / This work was based on the consideration of sophisticated and somewhat intuitive graphical interfaces and their impact on three-dimensional modeling. Based on this discussion, the research is directed towards the gestural interfaces studies. It was adopted, as the focus of study, the threedimensional models generating technique, called origami. Because of his approach to the mathematics, engineering, architecture and design field and his exploratory and systematic characteristic. The research problem was to identify gestures hand patterns and guidelines for a gestural interface focused on building three-dimensional models, from the origami techniques. The work sought, justification in the literature and systematic analysis of physical modeling video related to hand movements and models behavior. With the collected data, graphics and analysis scheme were generated. The generated data helped in the selection of a gestures vocabulary and guidelines for interface and behavior of the models in the digital environment. Those were submitted on applicability tests in the physical environment. The results generated, aims give some directions for developers of software about the main features of the origami modeling in digital media using gestural interface.

A indústria de pedras preciosas de Soledade/RS e região gera em seus processos de beneficiamento grande quantidade de rejeitos gemológicos, que acabam sendo depositados nos pátios das empresas, podendo causar danos ao meio ambiente. A gema de maior volume de beneficiamento na região é a ágata. Este trabalho propõe uma técnica para efetuar a reutilização de rejeitos oriundos do beneficiamento da ágata e transformá-los em matériaprima para a fabricação de objetos via impressão tridimensional a jato de tinta (3DP). Através da utilização de metodologia adequada para moagem e classificação dos rejeitos, foi possível obter pó com granulometria adequada ao processo. Foram efetuadas duas formulações de matéria-prima, utilizando o método de aglutinação orgânico, com material de ligação misturado ao pó e líquido de deposição reologicamente simples. Foram efetuados testes de bancada para interação entre o pó e o aglutinante, testes em equipamento de prototipagem rápida e confecção de corpos de prova, que mais tarde foram submetidos a medição e ensaios de resistência mecânica à flexão a 4 pontos. Das análises efetuadas, a primeira formulação não foi considerada satisfatória, pois teve grandes deformações durante a construção e manipulação e pós-tratamento. Já a segunda formulação alcançou a mesma resistência mecânica do material disponibilizado pelo fabricante, com coerência nas formas geométricas e desvios dimensionais reduzidos. Com a utilização desta nova matéria-prima, estima-se que o custo final de fabricação das peças seja reduzido em até 70%, viabilizando a utilização do processo por empresas de micro e pequeno porte. / The gem processing industries of Soledade/RS and region generate a large amount of waste which is eventually deposited in the companies’ grounds and may damage the environment. The gem with largest volume of processing in the region is the agate. This work is a review of the reuse of wastes of agate as raw materials for inkjet three-dimensional printing (3DP). Through the use of appropriate methodology for grinding and classification of waste it was possible to obtain powder with a particle size indicated to the process. Two formulations of raw material were made, using the organic binding method with the binder material mixed into the powder and using the deposition simple rheological liquid. Bench tests were performed for powder binder interaction, and equipment was used for produce of test specimens which were later subjected to measurement and testing of mechanical strength. Based on the analysis the first formulation was not considered acceptable as it had large deformations during construction, manipulation and post-treatment. The second formulation reached the same mechanical strength of the manufacturer material with consistency in geometric shapes and dimensional deviation. Using this new raw material the estimated final cost of parts manufacturing is reduced by 70% making the use of the process available to micro and small businesses.

A restauração de imagens obtidas através de microscopia de seccionamento óptico computacional, utilizando técnicas de fluorescência, é um problema relevante em muitas aplicações biológicas. Diversos métodos foram propostos nos últimos anos com diferentes graus de sucesso para melhorar a qualidade destas imagens, mas a complexidade dos dados e o custo computacional do processamento ainda permanecem como fatores limitantes neste tipo de problema. Consideramos, neste trabalho, várias metodologias para a deconvolução de imagens tridimensionais obtidas em microscopia de fluorescência wide-field, onde propomos métodos lineares não iterativos e também algoritmos iterativos não lineares, que incorporam a presença do ruído Poisson nas observações devido à baixa contagem de fótons. Ainda, propomos duas abordagens específicas para a redução do ruído Poisson, sendo a primeira baseada em um critério de máximo a posteriori e a segunda na transformação de Anscombe. O primeiro algoritmo de deconvolução linear não iterativo é um método de dois passos baseado em um filtro de restauração não linear derivado a partir de um critério de máximo a posteriori, que considera uma distribuição de Poisson para modelar o ruído presente na imagem observada. O segundo, é um filtro de mínimo erro médio quadrático derivado usando o princípio da ortogonalidade no domínio de Fourier a partir de um modelo para o ruído Poisson. Os métodos iterativos não lineares são baseados na teoria de Projeções sobre Conjuntos Convexos, sendo que propomos o uso de cinco conjuntos de restrições convexas. Estas restrições são derivadas de forma a deconvoluir a imagem observada com a função de espalhamento pontual do microscópio, recuperar parte das freqüências perdidas devido à função de transferência óptica do sistema, garantir a positividade da solução e, também, prevenir erros introduzidos pelo processo de regularização. Os algoritmos foram analisados utilizando imagens sintéticas, com diferentes níveis de ruído Poisson e com imagens de espécimes reais. Os métodos também foram comparados com os algoritmos Maximum Likelihood Expectation Maximization e Regularized Linear Least Squares, apresentando boa performance em termos visuais e também uma boa relação custo-benefício. Ainda, propomos uma metodologia eficiente para a esqueletização tridimensional de estruturas tubulares, como neurônios e artérias, através do cálculo numérico de campos vetoriais e da estimação de curvaturas principais usando o mapa de Weingarten. Dada uma imagem binária, o método consiste em gerar uma imagem em tons de cinza, correspondente à magnitude de um campo de vetores, seguido por uma busca de pontos que pertencem aos vales de potenciais. Pode-se mostrar que estes pontos correspondem à transformação do eixo médio. Apresentamos resultados para contornos bidimensionais e também para imagens tridimensionais de neurônios e artérias. O algoritmo demonstrou uma boa performance, uma vez que o campo vetorial pode ser rapidamente calculado usando algoritmos de transformada rápida de Fourier / The deconvolution of images obtained by means of optical-sectioning widefield fluorescence rnicroscopy, is a relevant problem in biological applications. Several methods have been proposed in the last few years, with different degrees of success, to improve the quality of the images, but the data complexity and the computational cost remain a limiting factor in this problem. We present in this work several methodologies to perform the deconvolution of three-dimensional data obtained by wide-field fluorescence microscopy. We present both linear, non-iterative and non-linear, iterative methods that take into accont the nature of the noise due to the low leve1 of photon counts. We also propose two algoritms to reduce the Poisson noise. The first one is based on a maximum a posteriori approach and the second one is based on the Anscombe transformation. The first linear, non-iterative algorithm is a two-pass method based on a nonlinear maximum a posteriori restoration filter derived using the Poisson noise model. The second linear, non-iterative deconvolution algorithm is a pointwise, space invariant, minimum mean square restoration filter for the Poisson image noise model derived using the orthogonality principle in the Fourier domain. The non-linear, iterative methods are based on the Projection onto Convex Sets theory. In the restoration algorithms, we combine five constraints sets in order to restore the out-of-focus blur, to retrieve the missing frequencies due to the transfer function of the optical system, to guarantee positiveness, and also to prevent the regularization errors. The methods were analysed using phantoms with several degrees of Poisson noise and with real ceil images. Also, they were compared with the Maximum Likelihood Expectation Maximization and Regularized Linear Least Squares algorithms. All the metodologies demonstrate good performance in terms of both visual results and cost-benefit analysis. We also propose an approach for efficient three-dimensional skeletonization of tubular structures, such as neurons and arteries, through fast numerical calculation of vector fields and curvature estimation by using the Weingarten formulae. In short, given a binary image, the method consists in generating a grayscale image corresponding to the magnitude of a vector field followed by a search of the points that belong to the botton of the potencial valleys. It can be shown that these points correspond to the media1 axis transformation. We present results for both two-dimensional shapes and three-dimensional arteries and neurons images. The algorithm has demonstrated a good performance due to the fact that the vector field can be easy and fastly calculated using the fast Fourier transform algorithm

Orientador: Paola Castro Moraes / Resumo: O escopo do presente trabalho visa a análise da reparação tecidual traqueal, viabilidade e biocompatibilidade de implante manufaturado tridimensionalmente por método de modelagem por fusão e deposição de co-poliamida associado a elastômero termoplástico aplicado por técnica de anastomose, em coelhos. Quinze animais foram divididos em três grupos homogêneos, referentes aos momentos das eutanásias programadas: sete, 15 e 30 dias. Sinais de caráter clinico e cirúrgico foram observados diariamente durante o tempo de sobrevida de cada grupo, indicando ausência de sinais respiratórios e complicações com a técnica de implantação. Avaliações macroscópicas foram realizadas, para verificar o comportamento tecidual perante a inserção do biomaterial por inspeção direta, assim como análise histopatológica em coloração hematoxilina-eosina para investigação das reações celulares locais. Os resultados dos estudos citado à cima foram aplicados ao teste Exato de Fisher, sob significância de 5% (p<0,05). Não houve deformidade traqueal, deiscência de sutura e luxação da prótese em nenhum animal do projeto. Processo inflamatório de padrão misto foi notado em todos os tempos explorados de forma decrescente, presença de crescimento tecidual sob implante conforme a reparação do organismo frente a prótese ocorreu de forma progressiva e houve escassez de células gigantes, comprovando ausência de reação tipo corpo estranho, revelando boa aceitação do implante e do material proposto na reparação de teci... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The scope of the present work aims at the analysis of the tracheal tissue repair, viability and biocompatibility of a three-dimensional manufactured implant by fusion molding and co-polyamide deposition associated with thermoplastic elastomer applied by anastomosis technique in rabbits. Fifteen animals were divided into three homogeneous groups, related to the euthanasia moments programmed: seven, 15 and 30 days. Signs of clinical and surgical character were observed daily during the survival time of each group, indicating absence of respiratory signs and complications with the implantation technique. Macroscopic evaluations were performed to verify the tissue behavior before insertion of the biomaterial by direct inspection, as well as histopathological analysis in hematoxylin-eosin staining to investigate the local cellular reactions. The results of the above-mentioned studies were applied to Fisher's exact test, in a significance of 5% (p <0.05). There was no tracheal deformity, suture dehiscence, and dislocation of the prosthesis in any animal of the project. Inflammatory process of mixed pattern was observed at all times explored decreasingly, presence of tissue growth under implant as the repair of the organism before the prosthesis occurred progressively and there was a shortage of giant cells, proving absence of foreign body type reaction, revealing good acceptance of the implant and of the proposed material in the repair of tracheal tissue. Thus, it is concluded that... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Desde que aparecieron las impresoras 3D, han venido evolucionando tanto desde las máquinas para imprimir, así como los materiales que se pueden utilizar para crear los resultados finales. En ese sentido, las aplicaciones van en aumento, debido no solo a la variedad de resultados, sino que también en base al menor costo de los insumos y acceso a las tecnologías diversas tales como, software con código abierto, escáner, drones, entre otros. Las aplicaciones varían desde piezas muy resistentes, hasta cosas impensadas como la impresión de comestibles, en ese sentido estamos ante un cambio importante a nivel tecnológico. Esto sin embargo no es nuevo y tiene como todo un proceso de maduración para ingresar a todos los segmentos. Las empresas Mineras en Perú, invierten parte de su presupuesto en investigación de nuevas tecnologías, pero siempre con el cuidado de no arriesgar en demasía sus procesos productivos ya que alguna parada de producción significa pérdidas cuantiosas para todos los interesados sean directos o indirectos. Luego de realizar algunas entrevistas y conocer acerca de la industria minera, se puede notar que ingresar al sector minero, dependerá del trabajo conjunto tanto de los proveedores de la tecnología de impresión 3D, como de los usuarios de las empresas mineras que puedan encontrar en sus áreas maneras de incluir esta tecnología. Es importante trazar una ruta de confianza para esta tecnología, a fin de que pueda ingresar con pasos específicos al sector minero, y sin perjuicio de las partes. / Since 3D printers appeared, there have been and evolution, both from the machines to print, as well as the materials that can be used to create the final results. In that sense, the applications are increasing, due not only to the variety of results, but also based on the lower cost of inputs and access to various technologies, such as open source software, scanners, drones, among others. Applications vary from very resistant pieces, to unthinkable things, like the printing of groceries, in that sense, we are facing a major change at a technological level. This however, is not new and has as a whole maturation process to enter all the segments. Mining companies in Peru invest part of their budget in research of new technologies, but always with the care of not risking too much their productive processes, because if there is some production stop, they will have significant losses for all those interested, whether direct or indirect. After conducting some interviews and learning about the mining industry, it can be noted that entering the mining sector will depend on the joint work of both the 3D printing technology providers and the users of the mining companies that they can find in their areas ways to include this technology. It is important to draw a reliable route for this technology, so that it can enter with specific steps to the mining sector, without prejudice to the parties. / Trabajo de investigación

Introdução: A avaliação endometrial à ultrassonografia, em geral, tem sua aplicação clínica em larga escala dentro do ciclo reprodutivo feminino, porém, (até onde se sabe), sem uma forma padronizada para a realização dessas medidas. Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar se a padronização do exame ultrassonográfico tridimensional (US-3D) do útero ao modo multiplanar -\"standardization of the multiplanar view\" - (SMV) melhora a confiabilidade intra e interobservador e a concordância em relação às medidas endometriais. Casuística e Métodos: Foram realizados exames utrassonográficos, ao modo bidimensional (US-2D) e tridimensional (US-3D) em 30 mulheres submetidas a tratamento em reprodução assistida. Dois observadores mediram a espessura endometrial utilizando US-2D e US-3D. O volume endometrial foi avaliado por meio do sistema computadorizado VOCAL(TM) em planos longitudinal (A) e coronal (C) utilizando o exame multiplanar de forma não padronizada - \"unmodified multiplanar view\" (UMV) e aquele sob a forma padronizada - \"standardized multiplanar view\" (SMV). O coeficiente de correlação intraclasse (CCI) foi empregado para avaliar a confiabilidade entre as medidas. A concordância foi avaliada colculando-se a média das diferenças e dos \"limites de concordância de Bland-Altman (LoA)\". O grau de facilidade em delimitar e contornar a interface endométrio-miométrio ao plano A ou C foi determinado de forma subjetiva. Resultados: A medida do volume endometrial utilizando o SMV ao plano A mostrou-se mais confiável (IC intra e interobservador 0,979 e 0,975) do que a medida da espessura endometrial utlizando US-2D (CCI = 0,742 e 0,702) ou US-3D (CCI = 0,890 e 0,784). Os limites de concordância interobservadores e confiabilidade intraobservador para medidas do volume endometrial foram maiores ao método padronizado (SMV) utilizando o plano A, do que aquele não padronizado (VUM), tanto ao plano A quanto ao plano C. Chama a atenção os intervalos de confiança serem ainda mais estreitos ao plano A. Não houve diferença significativa com relação à confiabilidade ou concordância entre as medidas realizadas, tanto ao plano A quanto ao plano C, utilizando-se o método padronizado (SMV). No entanto, os observadores concordaram que o delineamento da interface endométrio-miométrio a partir do plano A foi mais fácil (50,0% para o primeiro observador e 46,7% para o segundo observador), ou comparáveis aos planos A e C (50% para o primeiro observador e 53,3% para o segundo observador), mas nunca ao plano A mais difícil do que ao plano C. Conclusões: As medidas do volume endometrial são mais confiáveis do que as da espessura endometrial, sendo melhor realizadas quando utilizado o método padronizado (SMV) ao plano A. / Introduction: Endometrial assessment with ultrasonography usually has its clinical application on a large scale in female reprodutive cycle but (as far as we know) without a standard way to perform these measures. Objective: The objective of this study was to evaluate if standardization of the multiplanar view (SMV) when assessing the uterus using three-dimensional ultrasonography (3D-US) improves the intra- and interobserver reliability and agreement with regard to endometrial measurements. Casuistic and Methods: Ultrasound imaging exams were performed, using the bidimensional ultrasonography (2D US) and 3D-US, in 30 women undergoing assisted reproduction treatment. Endometrial thickness was measured by two observers using 2D-US and 3DUS. Endometrial volume was measured with VOCAL(TM) in the longitudinal (A) and Coronal (C) planes using an unmodified multiplanar view (UMV) and a standardized multiplanar view (SMV). Measurement reliability was evaluated by intraclass correlation coefficient (ICC) and agreement was evaluated by calculating mean difference and limits of agreement (LoA). The ease to contour the endometrial-myometrial interface was compared between the A and C plane using subjective assessment. Results: Endometrial volume measurements using the SMV and A plane were more reliable (Intra- and interobserver IC 0.979 and 0.975) than measurements of endometrial thickness using 2D-US (ICC=0.742 and 0.702) or 3D-US (ICC=0.890 and 0.784). The interobserver agreement and intraobserver reliability for endometrial volume measurements was better using SMV and A plane than UMV using A or C plane LoA being narrower for the former. No significant difference in reliability or agreement was demonstrated between the A and C plane when using SMV. However the observers agreed that delineating the endometrial-myometrial interface using the A plane was easier (50.0% and 46.7%, first and second observer) o \'comparable\' (50% and 53.3%), but never more difficult than using the C plane. Conclusion: Endometrial volume measurements are more reliable than endometrial thickness measurements and are best performed using SMV and A plane.

Estágio realizado na TNL e orientado pelo Eng.º Nuno Silva / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Bioengenharia (Área de Especialização de Engenharia Biomédica). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012