O óleo de cravo é um produto natural muito utilizado na indústria alimentícia, que possui características de interesse na área da saúde, como propriedades antimicrobianas, antioxidantes, anti-inflamatórias, analgésicas e anestésicas. A atividade antimicrobiana se destaca pela eficácia em inibir e causar a morte de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Dadas essas características, o óleo de cravo torna-se um insumo promissor para a criação de filmes antimicrobianos, podendo ser impregnado em polímeros para formar sistemas capazes de liberar seus componentes ao longo do tempo. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a atividade antimicrobiana dos polímeros policarbonato (PC) e poli (L-acido láctico) (PLLA) impregnados com óleo de cravo via CO2-sc, assim como analisar durante 3 meses a liberação deste óleo essencial dos polímeros impregnados. Foram utilizadas amostras dos polímeros impregnadas com óleo de cravo sob pressão de 10 MPa e temperaturas de 35 ^oC, 47,5 ^oC ou 60 ^oC, formando os grupos: PC35, PC47,5, PC60, PLLA47,5, PLLA60, PC_Ctrl (PC puro), PLLA_Ctrl (PLLA puro). No teste de disco difusão, as amostras dos polímeros foram aplicadas sob a superfície de placas de Petri previamente inoculadas com Escherichia coli ou Staphylococcus aureus. A medida do diâmetro da zona de inibição foi efetuada após 24h de incubação e a cada 3 dias, durante 27 dias de incubação à 35 ºC. Para a contagem de bactérias viáveis em placa, amostras dos polímeros foram inoculadas em suspensão bacteriana em meio líquido, e após 3h e 8h de incubação, foi realizada a quantificação microbiana. No teste de liberação do extrato de cravo, as amostras foram imersas em etanol 95% e armazenadas durante 3 meses a 4ºC. A quantificação do extrato liberado foi feita pela medida da absorbância em espectrofotômetro de absorção no UV-vis após 1h e durante os 3 meses de armazenamento. No teste disco-difusão, apenas o PLLA47,5 apresentou halo de inibição do crescimento para as duas bactérias testadas, e o diâmetro do halo permaneceu o mesmo durante os 3 meses de análise. Na contagem microbiana em placa foi possível observar atividade contra E. coli em outras amostras e este efeito aumentou com o tempo de incubação dos polímeros com as bactérias. Foi obtida a redução microbiana significativa de 2-3 logs nas amostras PC47,5, PC60 e PLLA60, até a morte de todas as bactérias no PLLA47,5. Até o presente momento é possível concluir que com exceção da amostra PC impregnada a 35 ^oC, todas as amostras de PC e PLLA impregnadas com óleo de cravo via CO2-sc apresentaram atividade antimicrobiana significativa. Dentre os polímeros testados, o PLLA impregnado a 47,5 ^oC foi capaz de eliminar todas as células viáveis após 3h de incubação. A eficácia antimicrobiana das amostras pode ser atrelada ao rendimento de impregnação dos polímeros com óleo de cravo.

A Engenharia Clínica é uma área que tem como missão principal cuidar de todo o ciclo de vida útil da tecnologia médico hospitalar. Um setor de Engenharia Clínica inserido dentro de um Estabelecimento Assistencial de Saúde cuida desde o planejamento de aquisição de um equipamento até o seu descarte em destino apropriado, de acordo com a legislação vigente. Dito isso, é de suma importância entender como esse setor funciona e identificar quais são os profissionais envolvidos. O presente trabalho buscou caracterizar setores de prestação de serviços em Engenharia Clínica. Foram selecionados 135 hospitais a partir de critérios como a localização, prestação de serviços ao Sistema Único de Saúde, tipo de administração, gestão e classificação do tipo do hospital. A classificação do hospital determina se ele é hospital geral ou especializado. Esses 135 hospitais selecionados foram definidos como população-alvo. Os requisitos mínimos de um setor que cuida do ciclo de vida de um equipamento médico hospitalar estão presentes na norma brasileira NBR 15943:2011 e na resolução RDC 509/2021. Esses dois documentos foram utilizados como base para a elaboração das questões presentes no instrumento de coleta de dados, para a verificação dos hospitais participantes quanto ao alinhamento em relação às disposições presentes nesses documentos. Os hospitais que fizeram parte da população-alvo foram contactados por telefone, de modo individual, para participar dessa pesquisa e posteriormente receberam os respectivos convites por e-mail. Os hospitais que aceitaram participar da pesquisa indicaram o responsável pelo cuidado com os equipamentos médico hospitalares dentro desse hospital para que fosse respondido o formulário eletrônico. Esses hospitais que preencheram o formulário eletrônico foram definidos como a amostra voluntária do estudo. Diante dos resultados, foi possível investigar uma série de informações, dentre elas, a estrutura do setor técnico, inventário contendo informações sobre os equipamentos, equipe assistencial como usuário dessas tecnologias, e por fim, definir o perfil do participante voluntário. O participante voluntário é o gerente ou coordenador do setor, responsável pelo cuidado e manutenção dos equipamentos médicos hospitalares. Concluiu-se que a maioria dos hospitais participantes estão alinhados com a disposições da NBR 15943:2011 e da RDC 509/2021.

Introduction: The heart is a vital organ that acts as an electrical-mechanical pump, which transports essential substances to different tissues and organs in the body. Any impairment in its ability to effectively pump blood can lead to dysfunction and irreversible organ damage, even death. Factors like genetics, aging, poor diet, sedentary lifestyle, and excessive alcohol consumption can affect heart health and contribute to heart diseases, including cardiac arrhythmias. Arrhythmias, such as atrial tachycardia (AT), flutter (AFL) and fibrillation (AF), have a high prevalence, been 1-2% for AF in adult population, increasing the risk of thromboembolism, heart failure and stroke. Electrophysiological examinations are typically used to identify arrhythmic regions in the heart but are usually invasive, time-consuming, and costly. Body surface potential mapping (BSPM) is a non-invasive alternative to obtain spatiotemporal information of the electrophysiologic behavior of the heart. The Electrocardiographic imaging (ECGi) is a technic that allows the non-invasive reconstruction of the epicardial signals by using the BSPM signals and the torso and heart geometries, extracted from medical imaging.  From this, the present work aims to develop maps and classifiers, based on BSPM and ECGi, that could help the clinicians by providing information about the nature of the arrhythmia and the location of its maintaining mechanism.

Hypothesis: The non-invasive analysis of high-density mapping, such as the BSPM, can provide useful information for the clinicians, aiding their decision making and easing the invasive procedure, consequently reducing the intervention time.

 General Objective: Study and develop pipelines to better understand atrial arrhythmias, with possible applications in clinics by given information about the nature of the arrhythmia and the location of its maintaining mechanism.

Specific objectives: Extract biomarkers from BSPM signals and rank them by its contribution in the discrimination of the kind of arrhythmia and the location of the mechanism; Construct classifiers based on the best ranked biomarkers; and Create maps based on the optical flow of reconstructed atrial signals, and locate the maintaining arrhythmic mechanism with these maps.

Methods: This work is divided in two parts: the first part consists in the extraction of biomarkers from BSPM and ECGi, the ranking of the biomarkers based in three metrics, and the creation of classifiers based in logistic regression, using the best ranked classifiers. These classifiers aim to discriminate different arrhythmia mechanism and find its location between left and right atria. The second part of this work consists in a creation of maps based in the optical flow of the reconstructed ECGi signals, and its use in the location of functional rotors (FR) and ectopic foci (EF).

This work used a dataset composed of 22 signals from realistic in silico models of the atria in arrhythmic conditions (AF=10, AT=8, AFL=4), composed of 284,578 nodes and 1,353,783 tetrahedrons.

In the first part of the work, 40 biomarkers were ranked, been extracted from Phase, Dominant Frequency, Organization Index, Local Activation Time and Optical Flow maps. The pipeline ranked the biomarker’s contribution in the classification of the maintaining arrhythmic mechanism and its location, basing on a combination of three different indexes: Analysis of variation (ANOVA), Kendall tau and Lasso. The two best biomarkers for each arrythmia classification were used in a logistic-regression-based algorithm. For the classification of the mechanism location, the same biomarkers were extracted from 4 different areas of the maps (anterior posterior, left, and right) and ranked based in its contribution to the spatial location (left or right atrium) of the mechanism or circuit.

In the second part of the work, the reconstructed signals of the atrial, obtained through ECGi, was used in the Farnebäck Optical Flow (FO) algorithm, by using an element-wise projection, interpolation and bidimensional processing. That is, all processing was computed for each vertex of the atria geometry. The processing consists in the obtention of the motion vector field (MVF) with FOF, and the computation of the curl and the divergent of this MVF, generating two maps, curl map (CM) and divergent map (DM). Then the value obtained in the center of the CM and the DM computed for each vertex was assigned to this vertex, generating a three-dimensional CM (CM3D) and DM (DM3D).  The vertex with maximum absolute value in the CM3D was considered a FR, and the maximum value of the DM3D was considered an EF. The accuracy of the mechanism location was calculated by comparing the results for the reconstructed atrial signals and the original signals, and considering the location within a normalized error of 10% as a true positive. Also, was calculated the accuracy of detecting the mechanism in the correct atrium and the mean normalized error between the original and located positions.

Results: For the classification section, the mechanism classification obtained an overall accuracy of 0.864, with the location accuracy of 0.818, on the torso maps, and on epicardium maps the accuracy is yet to be calculated. The novel Optical Flow (along with phase and frequency) related biomarkers showed a great contribution in the location and classification of the arrhythmias’ mechanisms.

For the second section, the proposed method could locate the mechanisms with a mean normalized error of 7% for the EF mechanism, and 19% for FR. Different values of signal to noise ratio (SNR), did not seem to affect the accuracy.

 Conclusions: Noninvasive maps allow extraction of biomarkers to classify arrhythmia and locate its mechanism in the atria non-invasively. Also, the analysis of the spatial dynamic of the signals with optical flow applied to reconstructed atrial signals showed a great contribution to the location of arrhythmic mechanisms even before the invasive intervention. Analysis with BSPM and ECGi seems to have a great potential in aiding the treatment and diagnosis of atrial arrhythmias.

Dado o estágio atual da pandemia de coronavírus no Brasil e considerando a capacidade do sistema de saúde nacional para lidar com os pacientes afetados, é imperativo continuar implementando medidas que visem a redução dos sintomas da doença e a prevenção de complicações adicionais. Neste contexto, a terapia fotodinâmica (PDT, do inglês PhotoDynamic Therapy) pode ser uma alternativa viável, não invasiva e de baixo custo para inativar o vírus que se encontra nas cavidades oral e nasal, tendo em vista sua eficácia comprovada na geração de espécies reativas de oxigênio que promovem a morte de bactérias, fungos e vírus. Assim, o presente estudo buscou avaliar os efeitos da aplicação oral e nasal da PDT em pacientes diagnosticados com coronavírus e sob internação. Buscava-se comprovar se tal estratégia seria efetiva na redução dos sintomas. Para tal, após parceria com um hospital de referência da região do ABC, foram selecionados 84 pacientes adultos com diagnóstico positivo para coronavírus, para um estudo clínico não controlado. A PDT foi efetuada por meio da aplicação de azul de metileno 200 μM em solução, utilizando um borrifador, nas cavidades oral e nasal através de bochecho e aspiração, respectivamente, e, após 5 minutos, foi efetuada a irradiação com laser vermelho ( = 660 nm e potência de 100mW) por 12 minutos em cada cavidade. Ao término da PDT o paciente retornava para sua residência. A avaliação dos pacientes foi efetuada por monitoramento da febre e de outros sintomas em retorno ao Hospital de referência, após uma semana da PDT e exames laboratoriais (SWAB NASAL), além de acompanhamento por 30 dias. Esse acompanhamento semanal foi através de mensagem de texto, por telefone. A pesquisa ocorreu de março de 2021 até maio de 2021 sendo que dos 84 pacientes participantes da pesquisa 82 tiveram redução de sintomas e não apresentaram efeitos clínicos adversos como consequência da aplicação da terapia fotodinâmica.

O tecido ósseo é um tipo de tecido conjuntivo especializado constituído por células e uma matriz extracelular calcificada. Apresenta capacidade regenerativa intrínseca, alta rigidez e baixa flexibilidade, característicos de ossos humanos e que auxiliam em funções de suporte a tecidos moles, de proteção de órgãos vitais e de sustentação do esqueleto. No caso de lesão ou patologia pode ocorrer a substituição por tecido cicatricial e subsequente remodelação óssea, com preenchimento da área por tecido neoformado. Porém, em casos específicos ou com o comprometimento de áreas extensas, pode ser necessária a utilização de biomateriais que favoreçam a regeneração óssea e que também mantenham a estrutura funcional, associados ou não a estruturas metálicas, como placas e pinos, para a estabilização da das extremidades ósseas acometidas. Deste modo, este trabalho busca estudar a interação biológica das ligas de titânio para aplicação em tecidos ósseos. Utilizou-se como amostras de testes as ligas Ti64, TNHF e TNTM.  O teste de interação celular foi realizado com células de linhagem Vero, mantidas em cultura com meio HAMF, 10% de soro fetal bovino e antibiótico. Foram inoculadas 10.000 células, com viabilidade de 93,9%, em placas de cultura de 96 poços, sobre amostras das ligas de titânio. As células foram mantidas em cultura por 24 horas para a avaliação da citotoxicidade das amostras de titânio. Foi utilizado controle positivo (látex) e negativo (condições ideais de cultura). Após esse período, foram observadas as células em contato com as ligas de titânio, utilizando microscopia de luz com contraste de fase para caracterização da citotoxicidade qualitativa das amostras de teste.  Para a análise quantitativa, foi utilizado o ensaio por extrato e MTT, de modo a avaliar o impacto das ligas de titânio na viabilidade celular, e entender a possível citotoxicidade do material, foi feita a análise espectrofotométrica da placa de 96 poços, tratando-se dos dados estatísticos utilizando o software Graph Pad e o teste ANOVA one-way para determinar se alguma amostra apresentou variações estatisticamente significativas. Os resultados obtidos condizem com o ensaio por contato direto, indicando que as ligas testadas, não apresentaram citotoxicidade, e tiveram uma porcentagem de absorbância celular acima do mínimo exigido (70%). Os resultados indicaram que as células permaneceram viáveis e apresentam um potencial promissor para serem utilizadas como alternativas aos biomateriais existentes em aplicações biomédicas, pois observou-se boa resposta celular, sem sinais de citotoxicidade, demonstrando-as como biologicamente compatíveis.

Este trabalho de mestrado marcou um avanço importante ao realizar um estudo de viabilidade técnico-cientifica do MapECor: o primeiro sistema nacional de mapeamento eletroanatômico do coração, sendo também o primeiro sistema no mundo a dispor de um sistema integrado de mapeamento de superfície, combinando a topologia eletroanatômica invasiva e não invasiva para a otimização da localização dos tecidos anomalos no endocárdio. Inicialmente, desenvolveu-se uma prova de conceito de mapeamento de superície com base na plataforma OpenEphys, junto a um modelo animal com corações isolados de coelhos, reperfundidos retrógradamente em um sistema Langendorff, utilizando um torso de coelho em um tanque acrílico translúcido com parafusos (eletrodos). Esta prova de conceito foi integrada ao sistema de eletrofisiologia cardíaca do grupo HeartLab da UFABC e incluiu: desenvolvimento de uma veste de eletrodos para o tanque; estudos com arritmias induzidas; caracterização de mapas isopotenciais, de fase e de frequência dominante.  Em paralelo, estudos de viabilidade do MapECor foram realizados abordando aspectos sociais, macroeconômicos, de mercado, estratégicos e de recursos de infraestrutura, humanos e financeiros. Foi determinado que o setup estimado para o MapECor será composto por uma workstation com o software de interface e navegação, além do desenvolvimento de uma plataforma composta por front-ends especificos: compatibilização com OEMs (polígrafo para o sensoreamento dos eletrogramas intracardiacos e gerador de ablação por radiofrequência); sistema de navegação para mapeamento por impedância elétrica; sistema de amplificação de alta densidade (64 canais) para o mapeamento elétrico invasivo e não invasivo. Foi proposta a estruturação do controle de design do MapECor a atender as principais normas: ISO 13485 (gerenciamento de dispositivos médicos); IEC 60601 (segurança, testes e desempenho essencial); ISO 14971 (gerenciamento de riscos); IEC 62366-1 (usabilidade) além de outras dezenas de normas aplicáveis ao produto, demonstrando um compromisso com os mais altos padrões internacionais para tornar o MapECor capaz de ser registrado nas principais agências regulatórias no mundo, tais como a ANVISA, o FDA e EU MDR. Este trabalho estabeleceu as bases para um dispositivo inovador com aplicações clínicas promissoras, contribuindo para o avanço da eletrofisiologia cardíaca e oferecendo soluções avançadas para a saúde pública no Brasil, em particular ao SUS.

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um modelo que abrange a mecânica pulmonar, a troca de gases e parte do sistema circulatório, além de um componente de controle dos parâmetros respiratórios em resposta às concentrações dos principais gases envolvidos na respiração. O modelo foi implementado computacionalmente com o intuito de ser didático e simplificado mas reproduzindo o comportamento observado na literatura desses sistemas, além da possibilidade da mudança de parâmetros para simulação de condições diversas de atividade e patologias. O modelo da mecânica pulmonar foi baseado em um modelo obtido da literatura, sem alterações significativas, com um circuito elétrico análogo ao pneumático que foi solucionado para chegar às equações diferenciais que descrevem a sua dinâmica, e então foram resolvidas por meio de métodos de integração numérica computacionalmente. O modelo compartimental da troca de gases foi desenvolvido com base em outro trabalho encontrado na literatura, com a diminuição do número de compartimentos, parâmetro de entrada alterado para poder receber um fluxo de ar variável periódico, e considerando como gases de interesse e que realizam trocas somente o oxigênio e o dióxido de carbono através de difusão simples. O componente do controle respiratório é uma relação da ventilação total com as pressões parciais de oxigênio e dióxido de carbono, incluindo a atividade de quimiorreceptores, que atuam para regular o ritmo respiratório, e do estímulo dos músculos envolvidos na respiração. Para a implementação computacional, foi utilizada a linguagem de programação Python. Os modelos foram desenvolvidos e testados isoladamente antes de serem integrados com o componente de controle da respiratório, sendo validados com os artigos de referência e literatura disponível. O sistema integrado contendo os modelos e componente de controle foi implementado após a validação e simulado para cenários de repouso, atividade física e recuperação. Seus resultados foram validados da mesma forma, e a ação do controle respiratório foi avaliada com base nos valores de frequência respiratória, débito cardíaco, pressões parciais nos capilares e volumes que foram gerados, estando dentro do esperado para o nível de atividade simulado. Para simular condições patológicas de doença pulmonar obstrutiva crônica foram avaliados os impactos isolados e agregados da alteração da resistência de ar alveolar e coeficiente de difusão dos gases, e a simulação dos mesmos cenários de atividade foram realizados. Observou-se efeitos significantes no controle respiratório, com o aumento da frequência mais rápido e maior tempo necessário para a recuperação. Apesar do modelo desenvolvido ter aspectos simplificados em relação a outros modelos encontrados na literatura, foi possível reproduzir um comportamento esperado para o sistema respiratório.

A osteoporose é uma doença prevalente caracterizada pela fragilidade óssea progressiva devido à perda mineral. É diagnosticada pela associação de sintomas clínicos com imagens de absorciometria de raios X de dupla energia, uma técnica que requer radiação ionizante e, portanto, o número de aplicações é limitado. A tomografia de coerência óptica (OCT) pode ser uma estratégia promissora porque permite o imageamento em tempo real, com alta resolução e sem radiação ionizante. No entanto, a OCT tem uma limitação de penetração devido ao espalhamento e reflexão de superfície e, portanto, o uso de agentes clareadores ópticos (optical clearing agentes, OCAs) pode melhorar as imagens obtidas. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da aplicação de quatro diferentes OCAs em imagens obtidas a partir do osso. Blocos de maxila e mandíbulas suínos foram preparados e imageados usando um sistema SD-OCT (930nm) em cinco condições diferentes: sem nenhum agente, com nanopartículas de prata em solução aquosa, com nanopartículas de prata adicionadas ao glicerol, com água destilada pura e com glicerol puro. Após imageamento inicial, a simulação da osteoporose foi feita por meio da imersão destes blocos em solução de EDTA 0,5M. Após 5, 10 e 15 dias de imersão, os blocos foram novamente avaliados por OCT. Os valores do coeficiente de atenuação óptica (µ) foram determinados a partir das imagens. Todos os OCAs alteraram os valores de µ quando comparados às amostras sem OCA, além de permitir melhor visualização dos poros no interior da estrutura óssea. A nanopartícula de prata adicionada ao glicerol foi a que causou maior aumento no valor de µ, enquanto a água promoveu diminuição significativa. Concluiu-se que todos os OCAs podem melhorar a detecção da microestrutura interna do osso pela OCT, mas a nanopartícula de prata adicionada ao glicerol é o agente mais promissor para evidenciar alterações mínimas nessa organização decorrentes do processo de desmineralização.

A cárie de radiação é uma das complicações mais prevalentes da radioterapia de cabeça e pescoço, e sua rápida progressão pode levar à perda do elemento dental em poucos meses. Para evitar seu desenvolvimento e progressão, estratégias como aplicação profissional de fluoreto, uso de bochechos com fluoreto ou clorexidina, assim como de dentifrícios remineralizantes têm se mostrado eficientes. Contudo, isso requer muita cooperação do paciente, o que pode ser difícil em pacientes em fase de reabilitação. Assim, estratégias que modifiquem a estrutura do tecido dentário, tais como o uso de lasers em alta intensidade, se mostram promissoras. Ainda, alguns biomateriais, como as vitrocerâmicas, também podem ser eficientes neste processo devido à formação de hidroxiapatita carbonatada sobre as superfícies. Portanto, o presente estudo in vitro objetivou avaliar a ação do laser de Nd:YAG Q-switched (com duração de pulso de 5 ns), emitido no infravermelho (1064 nm) ou no ultravioleta (355 nm), seja isoladamente ou em associação com a aplicação de flúor fosfato acidulado (FFA) ou de Biosilicato®, na remineralização de lesões incipientes de cárie de radiação radicular. Para tal, foram empregados blocos de dentina radicular bovina sadia, submetidos à radioterapia in vitro e, após, desmineralizados por 32h para desenvolvimento de lesão incipiente de cárie. Para a realização dos tratamentos, as amostras foram distribuídas em 9 grupos experimentais e, em seguida, a ativação da remineralização foi feita por meio de ciclagem de pH com duração de 8 dias. As avaliações das amostras foram feitas por espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), tomografia por coerência óptica (OCT) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) em dois momentos distintos: antes e após a ciclagem de pH. Para todas as variáveis resposta, foi efetuada análise estatística ao nível de significância de 5%. Observou-se que ambos os lasers isoladamente modificam a microestrutura da dentina, tais como alterações na matriz orgânica e inorgânica, assim como derretimento e ressolidificação da superfície da dentina; porém, as modificações são mais evidentes no uso do comprimento de onda de 1064nm. Na associação com Biosilicato®, a radiação laser aumentou sua bioatividade e, como consequência, a formação de hidroxiapatita carbonatada. A associação da irradiação laser, seja com Biosilicato® ou com FFA, aumentou a remineralização das lesões incipientes de cárie. Portanto, foi possível concluir que o laser de Nd:YAG Q-switched pode aumentar a bioatividade do Biosilicato®, assim como modificar a microestrutura da dentina irradiada. Para isso, o comprimento de onda de 1064 nm é o mais recomendado.  

Devido ao seu alto potencial proliferativo e capacidade de diferenciação, as células tronco mesenquimais vêm sendo amplamente estudadas na aplicabilidade da terapia celular em conjunto com a engenharia biomédica como, por exemplo, no reparo do tecido cartilaginoso articular. Dentre as diversas fontes de Células- Tronco Mesenquimais, a polpa do dente têm sido uma opção de escolha na engenharia de tecido devido ao fácil processo de obtenção celular e a alta capacidade de expansão. A engenharia de tecidos é uma área interdisciplinar que têm como pilar, três componentes: as células, os scaffolds ou arcabouços e os fatores indutores, sendo que os arcabouços devem apresentar uma estrutura biocompatível. Protocolos foram estabelecidos e seguidos para direcionar a diferenciação celular nas linhagens condrogênica, osteogênica e adipogênica, garantindo deste modo o seu potencial de diferenciação de células tronco mesenquimais obtidas por meio de dente decíduo e adulto do terceiro molar. A caracterização celular se deu pelo acompanhamento da análise morfológica por meio de microscopia de luz sem contraste de fase, caracterização por marcação de citometria de fluxo, com os anticorpos CD90, CD44 e CD73, além de controle negativo, as curvas de crescimento também foram aplicadas. As células-tronco mesenquimais foram obtidas pelo processamento de polpa de dente decíduo e permanente do terceiro molar. Os resultados obtidos resultaram em adesão ao plástico e boa capacidade proliferativa, apresentando maior proliferação celular nas células provenientes dos dentes decíduos, a análise morfológica de ambos seguiu os padrões esperados de células em formato mais alongado, como de fibroblasto.

A busca por biomateriais e técnicas que minimizem o número de intervenções cirúrgicas e que propiciem um reparo eficiente ainda se faz necessária. Neste sentido, biomateriais que promovam o reparo de tecidos duros e moles, e que associem a atividade de descontaminação simultânea do sítio cirúrgico se tornam interessantes principalmente nos procedimentos de enxertia óssea intraorais, considerando que a cavidade bucal possui microrganismos que podem comprometer o sucesso do procedimento. Assim, este estudo objetivou desenvolver um biomaterial que facilite um procedimento de enxertia óssea com descontaminação simultânea local. O biomaterial proposto possui base de gelatina associado ao fosfato tricálcico (TCP), um potente agente que promove a remineralização óssea, e ao azul de metileno, um fotossensibilizador empregado em terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT). Para tal, filmes densos de gelatina com TCP foram preparados usando a técnica de dissolução da gelatina em solvente 2,2,2 trifluoretanol-TFE 5%. Após, a incorporação de azul de metileno a 0,005% foi efetuada por meio de intumescimento. A caracterização dos filmes foi efetuada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), testes de intumescimento, espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análise termogravimétrica (TGA). Também foram efetuados testes de citotoxicidade, usando células Vero, assim como testes de redução microbiana com S. aureus. Foi possível notar a formação de um filme estável, com o predomínio de TCP na porção inferior, e de coloração azul uniforme, o que sugere a incorporação de ambos os solutos na membrana de gelatina. A comprovação desta incorporação foi confirmada pelas análises de FTIR e de MEV. Tais filmes não se apresentaram citotóxicos na ausência de luz; contudo, após a irradiação dos filmes com laser vermelho, de comprimento de onda de 660 nm, observou-se mais de 90% de redução bacteriana. Pode-se concluir que o hidrogel desenvolvido apresenta-se promissor para futura aplicação clínica.

A Tomografia por Impedância Elétrica (TIE) é uma técnica não-invasiva utilizada para monitorização da distribuição da ventilação pulmonar. Através de eletrodos fixados no tórax do paciente o equipamento fornece à equipe médica informações sobre a estrutura pulmonar do paciente em tempo real, com a vantagem de poder ser utilizado por longos períodos.

O objetivo deste projeto foi desenvolver um equipamento de TIE modular com baixo custo financeiro utilizando equipamentos e componentes eletrônicos usualmente utilizados e comercialmente viáveis.

A realização de uma pesquisa sobre arquiteturas de equipamentos de TIE possibilitou a construção de uma visão inicial sobre a estrutura básica do equipamento. Cada módulo desenvolvido nesse projeto foi simulado e submetido a testes de funcionamento para posteriormente serem desenvolvidas placas de circuito impresso para integração do equipamento. Com a integração de todos os módulos projetados foi possível realizar testes de desempenho do funcionamento do equipamento de TIE.

Os resultados dos testes mostraram o funcionamento correto das características e das funções projetadas para o equipamento. O protótipo construído possibilita sua utilização em 4 frequências diferentes - 200kHz, 125kHz, 100kHz e 50kHz -, permitindo o acréscimo de outras frequências futuramente sem alteração do hardware. O equipamento, durante sua operação, oferece a possibilidade de alterações nos parâmetros definidos inicialmente, sem a necessidade de interromper a coleta de dados. É possível alterar diversos parâmetros, como frequência da senóide utilizada, número de pontos amostrados utilizados na demodulação, e a alteração no padrão de injeção de corrente dos eletrodos. Durante os testes, o equipamento de tomografia foi utilizado em conjunto com uma interface do usuário já disponível no laboratório, na qual conseguiu gerar imagens em tempo real a uma taxa de aproximadamente 9 frames por segundo.

A ressonância magnética (IRM) é uma técnica diagnóstica poderosa, permitindo a visualização detalhada de tecidos moles e órgãos sem o uso de radiação ionizante. Este projeto concentra-se no design e desenvolvimento de uma bobina de RF tipo birdcage para melhorar a qualidade das imagens de IRM em ultra-alto campo (≥7T). Foram realizadas simulações no software Birdcage Builder para estimar os parâmetros da bobina, seguidas de simulações elétricas no Advanced Design System (ADS) e simulações eletromagnéticas no XFDTD REMCOM  para otimizar o desempenho da bobina. As análises indicam que parâmetros como não uniformidade de campo e uniformidade relativa podem ser estimados por simulações, enquanto a inomogeneidade pico a pico não pôde. A caracterização em bancada da bobina, utilizando um analisador de redes vetoriais (VNA), proporcionou informações essenciais sobre sua resistência intrínseca. Além disso, foram feitos desenhos detalhados das peças mecânicas no SolidWorks, com a fabricação usando impressão 3D.O birdcage foi testado em polarização linear em phantoms de óleo e em comparação com uma bobina SIEMENS. Embora tenha mostrado menor homogeneidade de imagem em comparação com a SIEMENS, apresentou uma relação sinal-ruído significativamente maior. Os testes in vivo demonstraram a capacidade do birdcage em distinguir diferentes tecidos do joelho humano.  Além disso, foram realizadas simulações no software ADS para construir um circuito que permitisse a polarização em quadratura do birdcage. Uma das versões do circuito foi construída e caracterizada em bancada, demonstrando seu funcionamento. Como perspectivas futuras, planeja-se testar o birdcage com o circuito acoplador/desacoplador híbrido em quadratura e explorar a construção de um array de oito canais para possíveis melhorias e aplicações clínicas adicionais.

As fraturas do rádio distal (FRD) são as mais comuns na ortopedia e ocorrem principalmente em jovens durante acidentes de alta energia e em idosos durante acidentes de baixa energia. Alguns casos não requerem tratamento com intervenção cirúrgica, apenas a redução fechada e uso de imobilizador como gesso ou órtese confeccionada com placa termoplástica. O processo de manufatura aditiva por extrusão de material tem sido utilizado na fabricação de órteses personalizadas como alternativa ao uso do gesso e órteses termoplásticas, porém, a modelagem 3D de uma órtese personalizada requer conhecimentos específicos que limitam a produção de órteses impressas. O objetivo dessa pesquisa foi desenvolver um modelo parametrizado de órtese em quatro tamanhos para o tratamento de FRD. A metodologia da pesquisa foi dividida em duas fases: 1) Desenvolvimento do modelo da órtese e tamanhos a partir de uma análise estatística de oito parâmetros antropométricos de mãos e 2) Avaliação das órteses em biomodelos de membro superior pela realização de um ciclo de prototipagem acompanhado por duas terapeutas ocupacionais. A altura da palma foi o parâmetro com melhor correlação com os demais (r entre 0,45 e 0,78) e foi utilizado como guia na divisão dos tamanhos P, M, G e GG. Seis modelos virtuais de órtese foram desenvolvidos e a órtese com o design mais adequado para tratamento de FRD foi modelada virtualmente nos quatro tamanhos, impressas em material termoplástico Poli(ácido lático) pelo processo de extrusão de material e foram testadas nos biomodelos criados especialmente para essa pesquisa. A órtese criada para tratamento de FRD é ergonômica, permite transpiração da pele, e pesa cerca de 28,12% de um gesso de tamanho correspondente. Além disso, o processo utilizado de manufatura da órtese evita desperdício de material e pode ser realizado com impressoras 3D de baixo custo. Para a definição do tamanho adequado de órtese, o profissional de saúde precisa apenas medir a altura da palma do paciente, escolher o tamanho da órtese, realizar a impressão 3D e moldar a órtese com um soprador térmico diretamente no antebraço do paciente. Apesar desse modelo de órtese ter sido desenvolvido considerando todos os requisitos para a imobilização do antebraço no tratamento de FRD, o modelo de órtese ainda deve ser testado em um grupo de voluntários em tratamento para que a sua eficácia possa ser avaliada e ela possa ser introduzida no mercado.

A miografia por impedância elétrica (MIE) é uma técnica de medição não invasiva
capaz de determinar alterações fisiológicas e morfológicas do tecido muscular esquelético.
O método consiste em injetar um pequeno fluxo de corrente elétrica alternada sobre a pele
através de dois eletrodos equidistantes e medir a oposição do meio a essa corrente determinando
a bioimpedância. A MIE tem contribuído para o estudo de doenças degenerativas como a
esclerose lateral amiotrófica (ELA) que altera as características elétricas do músculo com a
evolução da doença. O objetivo desse trabalho é desenvolver um instrumento de medição
de impedância portátil e de baixo custo para auxiliar nas atividades relacionadas ao estudo
e diagnóstico de doenças musculares. O equipamento, denominado Medidor de Impedância,
utiliza a configuração tetrapolar, onde dois eletrodos injetam a corrente de excitação e outros
dois medem a queda de tensão sobre a região de interesse. Para esse proposito, o Medidor de
Impedância é composto por dois canais de medição analógica, um para determinar amplitude e
fase da tensão e o outro da corrente. Com esses dados, a bioimpedância é determinada através da
Lei de Ohm dividindo os valores de amplitude e fase demodulados da tensão pelos valores de
amplitude e fase da corrente. O Medidor de Impedância está em fase de desenvolvimento e um
protótipo foi construído. Cada canal de medição do equipamento construído utiliza um conversor
analógico-digital (ADC) de 24 bits de resolução e frequência de amostragem de 625 kHz. Uma
plataforma open source Arduino Due é utilizada para registrar as amostras discretizadas pelo
ADC e efetuar o cálculo de demodulação necessário para determinar a amplitude e fase da
onda senoidal medida. O microcontrolador efetua também o controle de periféricos utilizados
para a Inteface Homem Máquina enviando os dados calculados para um display digital, bem
como, para o microcomputador através da porta USB. Nessa fase do projeto os testes estão
sendo efetuados em um fantoma com impedâncias conhecidas construído exclusivamente para o
Medidor de Impedância. O fantoma foi construído através de associações em série entre resistores
e capacitores comerciais para simular a bioimpedância real características de tecidos orgânicos.
O equipamento ainda está em fase de desenvolvimento, entretanto, os testes em laboratório
indicam que o Medidor de Impedância pode ser uma alternativa promissora e de baixo custo
para o estudo e pesquisas relativas a miografia por impedância elétrica.

Neste trabalho, relatamos a geração de um dataset público, contendo dados de múltiplos esportes praticados por corredores de longa distância. Através de técnicas de web scraping, extraímos informações relacionadas a 37 esportes dos meses de 2019 e 2020 da plataforma Strava. Foram extraídas 14.644.391 atividades de 37.595 atletas de todo o mundo. Neste primeiro momento focamos na análise dos dados de corrida, no contexto individual e em grupos, além de análises dos volumes de treinamentos semanais comparados aos tempos médios de conclusão da maratona. Avaliamos como o treinamento de corredores foi afetado pela pandemia COVID-19, restringindo o dataset a 10.703.690 atividades de corrida de 36.412 atletas. Em 2020, relativamente a 2019, houve uma diminuição de 7\% no volume de treinamento de corrida e de 7\% do número de corredores. Também observamos grandes variações destas variáveis ao longo de 2020, chegando a 35\% menos volume de corrida em setembro de 2020.

O presente estudo desenvolvido durante a pandemia, apresenta uma estratégia de saúde móvel voltada à detecção de quedas em idosos. São objetivos específicos: Oferecer apoio a decisão por meio de alertas; apresentar uma avaliação de soluções mHealth voltadas à detecção de quedas; e prover detecção de quedas por meio de Machine Learning. Estudo descritivo de natureza tecnológica organizado nas seguintes etapas: avaliação de soluções mHealth; implementação do aplicativo e backend, banco de dados, dataset e algoritmo. Com relação à avaliação de aplicativos feita nas lojas Google Play e Apple Store, pode-se concluir que os aplicativos de detecção de quedas em idosos disponíveis para Android e IOS apresentaram boa qualidade. A estratégia de saúde móvel voltada à detecção de quedas em idosos foi viabilizada por meio de um módulo backend e um aplicativo que realiza a detecção de quedas por meio de modelo de Machine Learning desenvolvido a partir do algoritmo Random Forest e dados do sensor acelerômetro, e possibilita localizar o usuário pelo sensor GPS, ambos oriundos do smartphone do usuário. Ainda, foi disponibilizado apoio à decisão a partir de alertas para os contatos de emergência pré-cadastrados  (contato telefônico, e-mail e SMS). Nos testes realizados para simular a queda (n=100), verificou-se acurácia de 96,0% (IC95% 92,2% – 99,8%).

O presente estudo iniciado durante a pandemia global do COVID-19 apresenta os resultados da comparação dos modelos desenvolvidos a partir dos algoritmos Random Survival Forest (que considera dados censurados de sobrevida no algoritmo Random Forest) e regressão multivariada de Cox (baseado na estatística multivariada de sobrevida) voltados à análise de sobrevida de pacientes diagnosticadas com câncer de mama. O estudo considerou uma amostra que continha dados de 4024 pacientes do sexo feminino diagnosticadas no período de 2006 a 2010 com câncer de mama (carcinoma ductal invasivo e carcinoma lobular). O modelo desenvolvido a partir da regressão multivariada de Cox revelou a idade, tamanho do tumor, estadiamento, estrogênio e progesterona como fatores de risco, que também foram considerados relevantes entre os atributos com maior ganho de informação pelo modelo apresentado pelo algoritmo Random Survival Forest.  No geral, as medidas de avaliação dos modelos foram semelhantes. Temos evidências de que o modelo apresentado pelo algoritmo Random Survival Forest considerado na análise de sobrevida de câncer de mama apresentou-se em concordância com o modelo desenvolvido a partir regressão  multivariada de Cox; e que os resultados são promissores para a prática clínica.

O Biosilicato® tem sido extensivamente investigado na regeneração de tecido ósseo e dentário, devido as suas excelentes propriedades bioativas e osteindutoras. Entretanto, a maioria dos estudos na obtenção de scaffolds desse biocerâmico utiliza-se de métodos com agentes que não possibilitam controle seguro no tamanho de poros ou técnicas que demandam tempo, custo ou que são de difícil processamento. Como alternativa, o uso de técnicas da manufatura aditiva (MA) para obtenção de estruturas tridimensionais (3D) tem sido uma abordagem explorada como campo da Engenharia Tecidual. Comumente, a técnica utilizada na obtenção de cerâmicas, conhecida como Robocasting, que utiliza como estratégia a impressão 3D baseada em extrusão pode ser uma interessante alternativa. Assim, o uso de hidrogéis (redes poliméricas capazes de absorver e reter grande quantidade de água) oferecem o potencial para projetar scaffolds pela técnica de extrusão devido ao seu comportamento pseudoplastico, característica não inerente aos materiais cerâmicos. Além disso, materiais como Laponita, um nanosilicato bidimensional, permitem o controle reológico de géis criando uma condição otimizada para impressão 3D. Desta forma, este trabalho teve por objetivo o estudo de hidrogéis desenvolvidos como tinta sacrificial para obtenção de um scaffolds cerâmico de Biosilicato pela técnica de robocasting. Para isso, foram desenvolvidas tintas à base de Polietilenoglicol (PEG), com diferentes adições de Laponita, como modificador reológico. Inicialmente, avaliou-se o comportamento reológico dos géis precursores com diferentes teores de Laponita 5, 7,5 e 10% (m/m). A viscosidade da solução de PEG 80% (v/v) teve aumento com adição do nanosilicato, demonstrando comportamento pseudoplástico e tixotrópico, ideais para a impressão 3D. Em seguida, foram realizados testes de fideliddae de forma pela impressão de filamentos, para avaliar a composição com maior potencial para aplicação como tinta sacrificial a ser utilizada na obtenção da pasta cerâmica. Observou-se que a tinta contendo 7,5% (P7,5L) demonstrou resultados promissores sendo esta escolhida para o teste de conceito, isto é, o desenvolvimento de scaffolds impressos de Biosilicato® com teor de 70% (v/v) de carga cerâmica. As estruturas tridimensionais foram secas a 20°C e sinterizadas a 900°C por um período de 5h, de acordo com resultado da dilatometria óptica. As amostras obtidas nesse processo foram analisadas quanto à sua reologia, composição química por FTIR, microestrutura por MEV, fases cristalinas presentes por DRX, e quanto à sua citotoxicidade por meio de teste in vitro com fibroblastos. Por fim, foi possível demonstrar a construção de scaffolds a partir da tinta P7L associada ao Biosilicato®,  com boa fidelidade de forma, sendo a tinta de sacrifício sendo removida por meio de tratamento térmico, sem comprometer a estruturas ou alterar a composição final do material. Em conclusão, o uso de géis de PL combinado com Biosilicato mostrou-se promissora para a composição de uma tinta cerâmica visando a obtenção de estruturas 3D por robocasting, visando a regeneração de tecido ósseo.

Background: Atrial fibrillation (AF) is the sustained cardiac arrhythmia most common in clinical practice, affecting between 1 and 2% of the world population. This disorder has high morbidity and mortality and has become a chronic, non-infectious cardiovascular epidemic that poses a serious threat to human health, making it a crucial public health problem, with a high burden on the National Health Service budget. In the last decades, basic and clinical research has made great progress in improving the diagnosis and treatment of AF, and its mechanism has been gradually elucidated, but not fully understood. During AF, the interpretations of the signals and maps provided by commercial electrical mapping systems is in many cases complex and uncertain, making it difficult to correctly characterize and locate arrhythmogenic sources for ablation. Correct identification of the type of mechanism and its location in the atria is the current challenge for electrophysiologists. Considering the complexity of this arrhythmia and the high sensitivity to errors in current commercial systems, it is important to develop and validate methods for AF diagnostics.

Objective: This study aims to present a customized torso and epicardium electrical mapping for AF patients.

Methods: AF patients underwent magnetic resonance imaging scanning, followed by simultaneous endocardial and body surface electrical mapping. From the body surface signals, the epicardial electrograms were estimated using the non-invasive electrocardiographic imaging (ECGi) method, where torso and atria geometries were obtained from MRI, discretized into triangular elements, followed by the Tikhonov regularization method. From endocardial signals, body surface signals were estimated through the forward solution, considering the torso and atria geometries, and the endocardial electrograms. Torso and atria segmentation were obtained through a pipeline of imaging processing and discretization; then the respective nodes and faces were identified for creation of personalized anatomical geometry from the torso and atria. Time and frequency domain metrics and 3D maps were calculated from the epicardial and body surface electrical signals, allowing for characterization and interpretation of the arrhythmia patterns.

Results: The segmentation of the atria and torso geometries was feasible, allowing for personalized anatomical geometry from the torso and atria from AF patients. In the case of the forward solution, the estimated torso potentials were observed in 3D BSPM AF maps in the time and frequency domain. Analogously, atrial potentials were estimated through the inverse solution, and electrophysiological 3D atrial maps were constructed in the time and frequency domain. The 2D and 3D phase maps were also constructed to visualize the spatiotemporal dynamics of activation and repolarization episodes and to identify the singularity points (SPs), in conjunction with the histogram of the SPs belonging to filaments through heatmaps (HMs). These maps show short filaments in the torso, and a high number of clusters in the SP distribution, which in turn had a small SP density. This strategy was shown to be important for the phase analysis and its biomarkers.

Conclusion: In this study, important and complex concepts about anatomy, cardiac electrophysiology, medical imaging and biomedical signal processing, mathematics, and physics, were unified; this allowed for the proof-of-concept and creation of non-invasive and invasive personalized mapping tools, for studying AF in patients. This proof-of-concept can be extrapolated to other cases of arrhythmias. The refinement and development of new techniques to be implemented as current health technologies represent an innovation for contribution to medical diagnosis and prognosis within medical environments.

As ftalocianinas são moléculas fotossensíveis com grande potencial de utilização na terapia fotodinâmica para tratar diversos tipos de câncer. O rendimento fotossensibilizador destes agentes depende das características do meio no qual estão inseridos. Neste sentido, o presente trabalho propõe-se a analisar três diferentes combinações de ftalocianinas em meio micelar polimérico e em mantas poliméricas com intuito de avaliar as propriedades dessas combinações. As micelas poliméricas estudadas são constituídas por copolímeros tribloco (LutrolÒF127, PluronicÒP123 e UltraricÒPE62) e a manta obtida pela técnica de eletrofiação será formada por polivinilpirrolidona (PVP).

Em meio micelar, o comportamento das ftalocianinas, será caracterizado por ensaios espectroscópicos (medidas de absorção, emissão de fluorescência e tempo de vida). As mantas poliméricas serão investigadas utilizando-se microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia no infravermelho. Posteriormente, pretende-se estudar a interação de alguns desses sistemas com células da linhagem Vero.

Neste trabalho é proposta a construção de fontes de corrente monopolar e bipolar para utilização em tomógrafo de impedância elétrica, cujo elemento amplificador principal é um amplificador de instrumentação (part number AD8250) da Analog Devices na configuração de buffer de corrente. Estas fontes são estáveis e de fácil calibração, pois aproveitam os resistores internos do amplificador AD8250. A impedância de saída da fonte de corrente depende apenas da relação entre os resistores internos de 10kΩ do AD8250, os quais são resistores precisos. A intensidade da corrente de saída é ajustada pelo ganho do amplificador de instrumentação via estrapes e através de um resistor externo. As fontes de corrente apresentam duas entradas, permitindo a aplicação de dois sinais de frequências diferentes, sem a necessidade de um somador de sinais. Por fim, como o ganho do conjunto amplificador de instrumentação, multiplexador e cabo coaxial de saída dependem da frequência, propõe-se a utilização de uma rede RC em paralelo no lugar do resistor de ajuste de ganho para compensar a queda do ganho com a frequência e melhorar a impedância de saída e resposta de corrente com relação ao aumento de frequência e de carga

A imensa diversidade de espécies vegetais na fauna e flora brasileira, cada vez mais vem despertando a atenção de pesquisadores em busca de novos estudos no setor. Os potenciais farmacológicos e terapêuticos encontrados nas espécies inspiram a busca por novos produtos à base das plantas. Dessa forma o presente estudo objetivou estudar a família Verbenaceae, selecionando duas espécies da família: Lantana Camara e Lantana Trifolia. Ambas as plantas possuem características fitoterápicas. Assim sendo, optamos por trabalhar com as folhas e caules a fim de analisar a ação in vitro dos respectivos extratos. Através do processo de trituração obtivemos as amostras vegetais para produção de extratos aquosos, etanólicos e metanólicos das duas espécies citadas. Esse processo foi escolhido para permitir que tanto as folhas como os caules apresentem maior superfície, e consequentemente maior interação, quando expostos aos solventes. As amostras trituradas foram mantidas em solvente por 24 horas. Posteriormente a esse processo realizamos a filtragem e congelamento das soluções obtidas. Para os extratos de meio aquoso realizamos o processo de liofilização, a fim de remover a água, enquanto que para os solventes orgânicos (etanol e metanol) realizamos o processo de rotaevaporação, que permite a evaporação destes solventes. Os materiais resultantes deste preparo foram diluídos em tampão fosfato para a obtenção dos extratos a serem usados sem concentrações de 25, 50, 75 e 100 µg/mL. Foram realizados ensaios qualitativos e quantitativos para avaliação da citotoxicidade in vitro dos extratos, e viabilidade celular. Foi utilizada a linhagem Vero, mantida com meio HAM-F10 suplementado com soro fetal bovino, em temperatura de 37ºC, e em atmosfera com 5% de CO₂, a partir de metodologias e ensaios padronizados, contribuindo para a determinação de potencial terapêutico e possíveis aplicações para a regeneração de tecidos. A avaliação in vitro revelou sinais de citotoxicidade dos extratos, concentração e solvente dependente.

A Engenharia Tecidual de Miocárdio (ETM) tem como objetivo fornecer uma alternativa às pessoas acometidas por doenças cardíacas que dependem, essencialmente, de técnicas invasivas e, nem sempre, efetivas no tratamento. As doenças cardíacas representam uma das maiores causas de morte no mundo. A ETM abrange um conjunto de técnicas e conhecimentos para regeneração do músculo cardíaco, empregando materiais naturais ou sintéticos com o uso, ou não, de células. Este trabalho teve como objetivo a escolha da matéria prima à base de colágeno para produção de hidrogéis na forma de filmes, bem como a escolha de um método e um agente reticulante eficientes. Como matéria prima foi utilizado gelatina. Como agente reticulante foi utilizado  (1-cloridrato de etil-3- (3-dimetilaminopropil) carbodiimida) (EDC). Os filmes foram produzidos utilizando como solvente etanol e solução salina tamponada com fosfato (PBS). Para a reticulação com EDC, foram utilizadas as técnicas de reticulação por
solução e por imersão. Os filmes foram caracterizados para verificação de suas propriedades e reticulação. Foram caracterizados através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia de Infra-vermelho com Transformada de Fourrier (FTIR), capacidade de intumescimento, por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e ensaio mecânico. Foi produzida amostra de arcabouço fibroso empregando a técnica de eletrofiação com reticulação por imersão, uma vez que foi comprovado a eficiência da reticulação de filmes por este método.

Introduction: Atrial fibrillation (AF) is the sustained cardiac arrhythmia most common in clinical practice, affecting between 1 and 2% of the world population. In the last decades, basic and clinical research has made great progress in improving the diagnosis and treatment of AF, and its mechanism has been gradually elucidated, but not fully understood. Invasive electrophysiological studies are the most straightforward approach to identifying regions maintaining AF. However, this strategy is technically complex, demanding a large amount of time, resources and with risks for the patients, motivating the development of non-invasive methods, such as body surface potential mapping (BSPM) and electrocardiographic imaging (ECGi). Among these techniques, BSPM is the simplest approach, demanding relatively simple hardware and software to analyse the signals, and yielding relevant clinical results, which can be of use both in early diagnosis and follow-up, being an important auxiliary tool.

Objective: The main objective of this study is to propose a robust approach for frequency analysis in AF BSPM signals allowing the development of more realistic maps related to the AF pathophysiology and automatically classify this arrhythmia noninvasively to closely related supraventricular atrial arrhythmias (atrial tachycardia - AT, atrial flutter – AFL).

Methods: in this study 567 BSPM leads from realistic 3D computer model of atria arrhythmias (4 ectopic activity - AT, 4 macro-reentrant mechanism - AFL and 11 functional reentry – AF) and 67 BSPM leads from 12 AF patients (9 paroxysmal and 3 persistent) were considered for analysis. The analysis consisted of generating 3D maps of dominant frequency (DF), phase and singularity points. DF maps of the atrial driving frequencies were estimated non-invasively by combining activation detection and DF in Welch periodograms, with a spatial mask to avoid harmonics, and compared with a proposed developed wavelet transform-based method. The robustness of proposed method was tested in different protocols (increasing levels of noise and harmonics presence). Phase maps were obtained applying Hilbert transform on signals filtered around the driver frequency (±1Hz) and the spatiotemporal distribution of phase singularity points (SPs) was analyzed using histograms (heatmaps) and connecting SPs along time (filaments). The impact of reducing the number of leads to realistic clinical scenario set of electrodes (252 to 16) was quantified using similarity measures and statistical tests. Three classifiers (least squares, k-nearest neighbors and random forests) were applied to distinguish automatically the arrhythmias (AT, AFL and AF) based on features extracted from frequency and phase analyses.

Results: analysis of BSPM signals undergoing AF showed that the wavelet-based proposed method outperformed the worldwide Welch approach both in models (correct HDF detection 81.82% vs 45.45%, respectively) and patients (75.00% vs 66.67%). The method was more robust to white Gaussian noise and harmonics and presented more consistent results in lead layouts with low spatial resolution (64 and 32 leads). Moreover, frequency and phase analyses revealed distinct behaviour between AF and other two arrhythmias (AT and AFL). Driver mechanism frequencies were estimated with the highest DF on the torso ignoring 6% of the highest DF values to avoid small harmonic regions, resulting in errors of 12.5 ± 4.8%, 5.21 ± 6.25%, and 9.94 ± 7.16% for AT, AFL and AF, respectively. These frequencies were reflected in a smaller portion of the torso for AF than AT or AFL (p<0.05), having a spatial correlation to the atrial position of the arrhythmic drivers. Filament durations were shorter in AF (p<0.05), followed by AT and AFL. Average rotation frequency from the filaments was similar to the estimated driver frequency. SP clusters in heatmaps were smaller in AFL than AF but had higher density (p<0.01); AT presented intermediate values (p>0.05). No significant differences were found in features extracted from frequency or phase analyses along the different leads’ layouts (252 to 16 leads), despite a loss in sensitivity and precision in SP detection. These features resulted in a automatic classification between AF, AFL and AT with a balanced accuracy of 87.94% using a random forest classifier (40 trees, depth 2).
Conclusion: through a pipeline of signal processing techniques, AF characteristics estimation were improved and more related with the AF pathophysiology. Frequency and phase domains showed intrinsic personalized characteristics across the AT, AFL and AF. The behavior of the arrhythmias could be detected even with low spatial resolution BSPM layouts and were enough for distinguishing automatically the different mechanisms.

Introduction: atrial fibrillation (AF) is the most common sustained cardiac arrhythmia in clinical practice, affecting 1-2% of the general population. The treatment of AF by antiarrhythmic drugs are of limited effectiveness, and radiofrequency catheter ablation (RFA) is the most effective treatment to terminate and prevent AF recurrence. AF non-termination or its recurrence, after RFA, can occur when the cauterized atrium tissue still conductive, or with its conduction's recovery. Different parameters during the RFA procedure influence durable electrical inactivity of the cells (tissue thickness, electrode-tissue interface temperature, electrode size, electrode-tissue contact pressure, and duration of RFA delivery). Through an experimental isolated mice atria model, different RFA times were performed, and a robust pipeline method for conduction velocity (CV) estimation is proposed to evaluate the RFA electrophysiological effects and lesion size on the atria tissue.

Methods: the electrical activity of the isolated right atrium of rats (n=2), under different RFA strategies on the epicardium (0.5, 1.5, 2, 2.5, 3, 4 s) applied in the center area was acquired in the endocardium through an Optical Mapping system (OM). Sequences of fluorescence images were acquired at a resolution of 82 x 82 pixels, at 868 Hz. Optical action potentials (OAPs) were filtered with an adaptive 3-D Gaussian low-pass filter. The robustness of local activation detection (LAT) under different RFA times delivery was evaluated with a proposed post-processing pipeline and two distinct LAT detection techniques (first derivative and 50% criteria). Then, 2D surface isochronous maps are calculated to allow estimation of CV, by a proposed method called a Circle Method (CM), allowing identification of the wavefront propagation direction, velocity of propagation, and estimation of the ablated lesion area. Action Potential Duration (APD30, 50, and 90), Dominant Frequency (DF), and Organization Index (OI) were calculated and compared between three distinct areas of the wavefront propagation (earliest activated, most delayed, and inside the ablated area). Moreover, the time and frequency metrics, calculated from electrograms acquired simultaneously in the epicardium are compared with those obtained in the respective endocardium optical recordings.

Results: post-processing improves signal-to-noise ratio enhancing LAT detection. After post-processing filters, we can see lower ∆LAT values, especially after 2.5 s of RFA, and the 50% criteria were the method with less difference, variations, and closer to the pattern (results outside the RFA area). Then, 2D surface isochronous maps are calculated based on 50% criteria and CV estimated with the proposed CM. In the ablated area, the CV decreases as the radius chosen for the circle is closer to the central point.  Lower values of CV were found in the ablated area, decreasing from 90 to 40 cm/s, highlighting the electrical inactive areas, and consequently the RFA lesion. The morphology of the optical and electrical signals with prolonged ablation time was altered as the ablation time increased. The APD90, especially in the ablated area, changes from 57 to 117 ms.  DF and OI decreased with the increase of the ablation time and resulted in fragmented electrograms.

Conclusion: for low levels of signal-to-noise ratio and inside the ablated areas, the 50% criteria method should be used. The proposed CM allowed robust estimation of wavefront direction, CV, and RFA lesion size. Atria electrophysiological modifications induced by the ablation were seen in traditional metrics calculated from both electrical and optical recordings.

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A monitoração contínua da hemodinâmica encefálica é importante para que alterações do fluxo sanguíneo cerebral sejam rapidamente detectadas, agilizando a tomada de decisão do médico no tratamento do paciente. Este trabalho parte da hipótese de que as mudanças de resistividade na cabeça podem ser detectadas pela Tomografia por Impedância Elétrica, seja a característica pulsátil do sangue nas artérias ou por condições patológicas como a presença de uma região isquêmica ou de uma região hemorrágica no cérebro. Foi desenvolvido um modelo dinâmico numérico da circulação cerebral capaz de retratar as variações de resistividades nas artérias dentro de um ciclo cardíaco. Esse modelo foi utilizado como informação a priori em algoritmos de geração de imagens para indivíduos saudáveis, isquêmicos e hemorrágicos, sendo possível diferenciar cada caso.

A Terapia Fotodinâmica antimicrobiana (aPDT) é uma modalidade terapêutica alternativa no tratamento de doenças infecciosas, tradicionalmente tratadas com fármacos que eventualmente desenvolve mecanismos de resistência em microorganismos. Através de um fotossensibilizador e uma fonte de luz, a terapia fotodinâmica produz espécies reativas de oxigênio que oxidam organelas, levando a morte celular. Candida albicans é um fungo que pode ser letal quando desenvolve resistência ao fármaco fluconazol, composto comumente empregado no combate desse microrganismo. No entanto, há diversos estudos que demonstram ótimos resultados no tratamento de infecções causadas por Candida albicans através da terapia fotodinâmica utilizando o azul de metileno como fotossensibilizador e um fonte de luz com λ=660nm. Atualmente, há pesquisas baseadas na associação entre modalidades terapêuticas, com o objetivo de minimizar efeitos colaterais no pacientes acometidos por determinadas doenças. Este trabalho visou estudar as alterações na inativação celular de C. albicans quando da prévia administração de fluconazol e posterior aplicação de aPDT associado ao fotossensibilizador azul de metileno, com o objetivo de estudar os efeitos na proliferação deste fungo por meio da associação destas duas terapias de tratamento de infecções fúngicas.

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