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.

Apesar da importância do uso de modelos animais nas pesquisas científicas os debates éticos que envolvem estes usos vêem direcionando diversas áreas à busca de alternativas a esta prática, visto que em alguns casos os animais são tratados da forma bárbara durante os experimentos. Já são realizados diversos testes in vitro que se mostraram muito eficientes, como testes de toxicidade em culturas celulares e de viabilidade celular, porém uma barreira são os testes regulatórios, pois cada organismo reage de uma forma diferente. Todo novo dispositivo médico ou fármaco deve ser submetido a uma avaliação dos efeitos biológicos de sua exposição ao corpo humano, que inclui testes de citotoxicidade. Estes testes são priorizados como indicadores de toxicidade, pois são simples, rápidos e possuem alta sensibilidade. A realização de testes de citotoxicidade é importante para os extratos de espécies vegetais nativas brasileiras com potencial medicinal, e que estão ainda em fase de identificação e padronização de seus usos. Devido ao uso no Brasil de plantas medicinais como tratamentos alternativos diversos é fundamental que a população seja previamente avisada sobre os riscos envolvidos com os usos destes extratos naturais. Este projeto visa à aplicação de testes de citotoxicidade in vitro, avaliando os efeitos de extratos de Lafoensia glyptocarpa em células, buscando demonstrar os níveis de sensibilidade destes testes de forma a contribuir para a redução (e possível substituição) de modelos animais.

INTRODUÇÃO: Indivíduos com amputação de membro superior podem ter melhor qualidade de vida com uso de próteses que podem ser do tipo estética, mecânica, mioelétrica ou híbrida. Segundo os usuários de próteses, os modelos atuais produzidos por métodos convencionais são desconfortáveis e pesados, por isso existe uma taxa de abandono de uso muito alta. Na última década, modelos open source de próteses personalizadas de membro superior têm sido disponibilizados para produção com o uso da tecnologia de manufatura aditiva. No entanto, apesar desses modelos serem mais leves, funcionais, acessíveis e oferecerem opção de cores, as próteses mecânicas ativas acionadas pelo movimento do punho ou cotovelo requerem esforço contínuo dessa articulação para realizar a preensão de objetos. OBJETIVO: Desenvolver e avaliar um protótipo de prótese mecânica transradial acionado pelo cotovelo, com um dispositivo tensor de força, para regular a tração exercida na preensão de objetos e diminuir o esforço do usuário em relação as próteses convencionais e próteses produzidas por manufatura aditiva. MATERIAL E MÉTODOS: A metodologia adotada na pesquisa foi a Design Science Research, método adequado para projetar artefatos de engenharia que possam solucionar um problema real. As etapas de desenvolvimento do artefato incluíram a realização de um ciclo de prototipagem de modelos de prótese, com aquisição das medidas antropométricas, modelagem 3D, manufatura e montagem da prótese e tensor de força, avaliação da prótese montada em testes de bancada e simulações. RESULTADOS: Os protótipos de prótese equipados com o dispositivo mecânico tensor de força permitiram o acionamento gradual das funções de abrir e fechar a mão, bem como permanecer com a mão fechada para preensão de objetos com dosagem gradual da força aplicada e menor esforço para o usuário. O quarto protótipo possibilitou uma preensão palmar variada, com a centralização e articulação do dedo polegar, possibilitou preensões do tipo pinça e cilíndrica, favorecendo também na diminuição de massa e menor tempo de impressão do arquivo 3D. As principais limitações da pesquisa estão relacionadas a diminuição da resistência mecânica de algumas peças, por possuírem um tamanho relativamente menor quando comparadas a peças com tamanhos maiores. Para melhorar o rendimento do tensor de força gradual, conforto, segurança e uso da prótese, outras opções de acionamentos precisam ser testadas com voluntários.

A doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa crônica que afeta o complexo dopaminérgico nigroestriatal, causando uma variedade de sintomas motores e não-motores. Uma das principais formas de tratamento da doença no seu estágio avançado é a neurocirurgia para estimulação cerebral profunda (DBS), a qual visa reduzir sobretudo os sintomas motores. O avanço dos protocolos de estimulação para neurocirurgia de DBS possibilitou acesso à eletrofisiologia de estruturas cerebrais profundas relacionadas à DP, em especial, os núcleos da base, tais como o núcleo subtalâmico (STN) e globo pálido interno (GPi). O presente estudo visa caracterizar os sinais eletrofisiológicos de pacientes com DP utilizando métodos clássicos de estimação da densidade espectral de potência (PSD) e métodos mais recentes que se baseiam em uma parametrização mais elaborada do espectro em frequência explorando suas características elétricas particulares (e.g., perfil de decaimento).  O objetivo principal é identificar possíveis biomarcadores do estado motor (i.e., repouso ou movimento) em pacientes com DP e elucidar possíveis mecanismos da doença, permitindo futuramente um ajuste mais preciso dos protocolos de DBS alinhados com  as necessidades individuais dos pacientes. Os resultados obtidos demonstram que existem diferenças nos atributos dos sinais entre os estados de repouso e movimento tanto na análise em frequência clássica quanto na parametrização espectral, mas ocorrem em diferentes intervalos do ritmo beta presente nos potenciais de campo local, a depender do método de análise. Em especial, a inclinação da reta aperiódica, parâmetro obtido por meio da parametrização espectral, foi o melhor indicador individual do estado motor quando analisado na frequência central na faixa estreita de 24 a 32 Hz, com a área abaixo da curva Característica de Operação do Receptor (AUROC) de 0,7, demonstrando seu potencial como biomarcador do estado motor da doença de Parkinson. A combinação de atributos, incluindo a inclinação da reta com atributo da análise em frequência clássica, aumentou a acurácia da classificação para 71%, destacando a importância dos métodos de parametrização espectral baseados no perfil de decaimento para discriminar estados motores da DP. Dessa maneira, uma profunda discussão da interpretação desses parâmetros para a análise das características eletrofisiológicas da DP pode contribuir na busca por biomarcadores e estratégias terapêuticas mais precisas e protocolos de DBS mais personalizados e eficazes.

As doenças cardiovasculares representam uma ameaça significativa à saúde global, contribuindo com aproximadamente 15 milhões de óbitos em todo o mundo. Essas enfermidades complexas são influenciadas por diversos fatores, e sua gestão eficaz é de extrema importância. Na busca por um entendimento abrangente dessas condições, a comunidade médica identificou fatores desencadeantes que desempenham um papel crucial no acompanhamento de pacientes, particularmente aqueles com Insuficiência Cardíaca. Esses fatores incluem elementos inalteráveis, como gênero, idade e predisposição genética, bem como fatores passíveis de intervenção, como tabagismo, hipertensão, diabetes e consumo de álcool. Alguns estudos têm destacado que pacientes com Insuficiência Cardíaca frequentemente enfrentam desafios significativos em relação ao autocuidado, ressaltando a necessidade de soluções inovadoras. A integração da tecnologia tornou-se uma prática comum tanto para profissionais de saúde quanto para pacientes no gerenciamento de diversas condições médicas. Quando aplicada à Insuficiência Cardíaca, essa abordagem oferece oportunidades valiosas para enfrentar os desafios associados ao manejo dessa enfermidade complexa. Nesse contexto, o monitoramento regular do paciente assume um papel crucial para manter a estabilidade da doença e garantir uma melhor qualidade de vida. Neste estudo, foi feita uma análise abrangente da literatura disponível, com o objetivo de estabelecer os critérios essenciais para a construção de um modelo de dados eficaz. Esse conjunto de critérios inclui variáveis prognósticas fundamentais para a gestão de pacientes com Insuficiência Cardíaca. Com base nesses requisitos bem definidos, este estudo descreve a implementação de um banco de dados relacional projetado para gerenciar as informações provenientes de um sistema dedicado ao monitoramento de indivíduos afetados por essa condição médica complexa.

The human brain relies on a consistent supply of oxygen and energy substrates through cerebral blood flow (CBF). The occurrence of ischemic stroke can severely impact this supply by altering cerebral perfusion, which depends on cerebral arteries, collateral circulation, and compensatory mechanisms. The mechanism of cerebral autoregulation (CA) maintains a constant CBF during changes in systemic blood pressure (BP) between 60 and 140 mmHg. However, when compromised, CBF becomes dependent on BP, resulting in critical conditions for the brain. There is evidence that CA is compromised in the acute phase of ischemic stroke (AIS), but these findings are based on single-center studies with a limited number of participants. A better understanding of CA function in AIS could contribute to the development of neurological outcome prediction indicators as well as therapeutic strategies. The research project aims to investigate the relationship between CA methods and clinical and hemodynamic data of AIS patients. Data from 110 patients (50 control and 60 AIS) were provided by two research centers, one national and one international, associated with the Cerebral Autoregulation Research Network (CARNet). To assess CA, preprocessing methods such as resampling, calibration, and filtering are applied, followed by the application of four CA calculation metrics: Transfer Function Analysis (TFA), Classic Cerebral Autoregulation Index (Classic ARI), Cerebral Autoregulation Index calculated by the Autoregressive with Moving Average model (ARI-ARMA), and non-invasive Mean Flow Index (nMx). After applying the metrics, a comparison of normative CA values obtained from the mentioned methods is made, dividing the results into groups of mild, moderate, and severe AIS patients. These results are then compared with the clinical data of patients to investigate their relationship. In addition, machine learning methods (Support Vector Machine, Decision Tree, Naive Bayes, and K-Nearest Neighbors) are used for CA classification, potentially revealing groups of AIS patients with similar behaviors that were not apparent through Classic ARI alone, assisting in translating TFA, ARI-ARMA, and nMx indices into clinical practice. The results of this study are pioneering in their use of a significant amount of data to assess CA in a complex disease, with the goal of incorporating them into the first Open Source platform developed for CA calculation, called the Cerebral Autoregulation Assessment Open Source Platform (CAAos). It should be noted that this platform was developed by the research group at the Federal University of ABC, of which the student is a part and participated in the development of three of the four CA metrics present in the platform today. Up to the present moment, this study has encompassed various stages, from preprocessing to the application of CA metrics, statistical analysis of clinical and hemodynamic features, and the development of a classification model using machine learning. By combining patient data from two clinical centers, the study has enhanced the generality and robustness of its findings, providing insights into the influence of clinical and hemodynamic factors on AIS. The analysis has revealed that the severity of AIS, assessed by the modified Ranking scale (mRS), is associated with functional disability, while differences in hemodynamic metrics suggest possible associations between blood pressure and AIS. Notably, the absence of differences in CA between affected and unaffected hemispheres can be attributed to collateral blood flow. CA metrics also showed significant differences between AIS subgroups and the control group, highlighting the importance of CA in pathophysiology and outcome prediction. Although further refinement is required for result classification, the findings point to the feasibility of developing more precise diagnostic tools. In summary, this study underscores the relevance of CA in AIS and validates the CAAos platform as a reliable tool for CA measurements.

Introduction: The cerebral autoregulation (CA) mechanism plays a crucial role in brain homeostasis, being responsible for maintaining constant cerebral blood flow (CBF) despite variations in arterial blood pressure (ABP) between the limits of 60 to 140 mmHg. Transfer function analysis (TFA) and Autoregulation index (ARI) are worldwide used techniques to characterize CA through interaction between ABP and CBF. TFA models the process of CA as a linear system in which spontaneous ABP variations (system input) reflect in the CBF speed (system output) to report gain, phase and coherence values. The TFA method uses spontaneous BP and CBF velocity (CBFv) response measurements to compute the transfer function of the system. The CA system in healthy subjects tends to attenuate large ABP variations to have stable CBFv values. ARI is a dimensionless index (0 to 9) for which a response of CBFv to a hypothetical impulse change in ABP is estimated using TFA of spontaneous fluctuations in ABP and CBFv. An ARI of 9 describes a system in which CBF returns quickly to baseline levels after step-changes in ABP, whereas an ARI value of 0 describes a system in which there is no compensatory change in CBF, indicating completely impaired CA. ARI estimation is somehow dependent on TFA. Previous studies have assessed how different parameter settings in the TFA analysis have distorted its outcome, in order to understand the influence of each parameter variation.  Currently, researchers at the Cerebral Autoregulation Network (CARNet) have concentrated efforts to standardize the TFA parameters used to quantify CA. In this context, this study aims to analyze the impact CA assessment through ARI by varying the TFA model parameters, such window length, type of tapered window and percentage of overlap. 

Methods: ABP and bilateral CBFv of 12 healthy participants and 12 ischemic stroke patients were recorded for 5 minutes on baseline (Fs: 100 Hz; CAPPesq no.126713 HCFMUSP). Signals were uploaded and analyzed in the Cerebral Autoregulation Open Source (CAAos) platform, a new free software research tool, created by the researchers.  Signals were pre-processed including calibration and filtering. For each beat, detection of systole and end-diastole is carried out in both signals. The mean value of ABP and CBFv of each cardiac cycle was computed and associated to the time instant of the central sample of the cardiac cycle. The averaged values become the samples of the beat-to-beat ABP and CBFv signals. It is followed by a 5 Hz resampling through a cubic spline interpolation. Welch’s method is applied to calculate the ABP auto spectrum (Sxx) and cross spectrum of ABP and CBFv (Sxy). Transfer function H(f) is obtained by the division between (Sxx(f)/Sxy(f))*. The CBFv response to a step change in ABP was estimated from the inverse FFT of the H(f). The subject’s ARI index, from left and right cerebral hemispheres, was obtained by the minimum root mean square error (RMSE) fitting error of the corresponding Tiecks model responses using the first 6 seconds of the step response. In summary, this model uses a second-order differential equation to predict CBFv response, V(t), corresponding to a relative ABP modulation, dP(t), by the formula: V(t) = 1 + dP(t) − K × x2(t), where K represents a gain parameter, an x2 (t) is a state variable obtained based in three parameters gain (K), time constant and dampening factor. Ten combinations of these three parameters were proposed to represent a different value of ARI. The template curve corresponding to the minimum RMSE determines the corresponding value of ARI of the subject.  TFA parameters and ARI were obtained for each parameter changed window type (Rectangular, Hanning, Hamming and Tukey), window length (25, 50, 75, 100, 120) and overlap percentage (25%, 50% and 75%). Results were compared with the recommended literature (length 100s, Hanning window and 50% overlap). 

Results: Gain values over the frequency range for healthy participants were low, specifically for lower frequency ranges, phase presented higher values for very low frequency (VLF) and LF, decreasing its values for high frequency (HF). Coherence values were not much higher than 0.5 n.u. for all frequency ranges, demonstrating then that both ABP and CBFv signals in the TFA were not related. For Stroke patients, gain showed slightly higher values in all frequency ranges when compared with healthy participants, phase also showed higher values in the VLF range as previous literature results. The coherence showed higher values in both VLF and HF, suggesting that for stroke patients the ABP and CBFv signals are more similar than in healthy participants. Varying the window length during the Welch Method affected differently the TFA results for healthy and stroke patients. For gain, a higher number of differences in the statistical analysis were found among the different window lengths in healthy participants than in stroke participants, suggesting that in a healthy cerebral autoregulatory system varying the window length results in a wider range of results. The same differences concerning the type of window applied in the Welch Method was observed for coherence results, in which rectangular x Hanning and rectangular x Haming presented significant differences. Both stroke patients and healthy participants presented differences for gain results by varying the overlap in the Welch Method. For all window lengths the ARI results from the affected side showed lower results when compared with the corresponding window length in the healthy participants group. For healthy participants, the higher ARI value was observed for 100 s and 120 s windows, whereas for stroke participants it was for 75 s and 100 s windows. The window type did not seem to interfere in the difference between healthy and stroke patients, lower ARI values continued to be observed in the stroke patients’ group, even by using different windows in both groups. The overlap also did not affect the lower ARI values in the stroke patients’ group. The statistical analysis performed by the ANOVA test indicated the influence of using different window lengths during the Welch Method for both healthy participants and stroke group. In both cases it was found that only the 25 s windows differ from the other windows, the other lengths used to estimate the ARI did not show statistical differences at all. Neither varying the window type nor the overlap affected the ARI estimation, in other words, varying window type and overlap during the Welch Method in both groups did not result in a different ARI estimation.

Conclusions: Concerning the importance of estimating the better clinical parameter to quantify the CA, the TFA and ARI seems to perform well trying to establish the difference between a healthy participant and stroke patient. By changing the parameters, the TFA presented more differences in among the parameters combination when compared with the ARI, nevertheless the TFA comprehension is wider by quantifying the CA in three parameters, while the ARI does it in one.

Indivíduos com doença de Parkinson (DP) apresentam alterações na marcha devido às complicações da patologia, como maior rigidez muscular, bradicinesia, menor automaticidade dos movimentos e problemas de equilíbrio postural. O tratamento padrão ouro da DP é a terapia farmacológica, que melhora sintomas motores e não motores da doença. Estudos reportam os efeitos da medicação, principalmente dopaminérgica, sobre os parâmetros espaço-temporais da marcha, mas poucos estudos avaliaram os efeitos sobre os parâmetros cinemáticos e cinéticos. Um fator que altera os parâmetros da marcha desses indivíduos é a presença de congelamento da marcha (CM). No entanto, não é documentada a interação entre CM e medicação antiparkinsoniana na marcha da DP. Dessa forma, o objetivo deste estudo é a avaliação dos efeitos da medicação antiparkinsoniana e da presença de congelamento da marcha nos parâmetros cinemáticos e cinéticos da marcha de indivíduos com DP. Participaram deste estudo 22 indivíduos com diagnóstico clínico de DP idiopática (17 homens e 5 mulheres; idade média = 64,1 anos, DP = 10,5; altura média = 166,8 cm, DP = 7,1; peso médio = 71,4 kg, DP = 12,3), sendo 11 com congelamento de marcha (CM+) e 11 sem congelamento de marcha (CM-). Os participantes com DP foram avaliados no período ON e OFF medicação. Para o grupo controle, foram selecionados 18 participantes saudáveis pareados pela idade de uma base de dados aberta (FUKUCHI et al., 2018). Todos os participantes andaram no chão em uma passarela com 10 metros de comprimento com uma velocidade confortável e autosselecionada. As variáveis cinemáticas e cinéticas da marcha e as características clínicas dos grupos em cada condição foram comparadas nas seguintes análises: Grupo DP CM+ e DP CM- ambos na condição ON e grupo controle; Grupo DP CM+ e DP CM- ambos na condição OFF e grupo controle; Grupo (DP CM+ e DP CM-) e condição (ON e OFF). Modelos lineares de efeitos mistos foram ajustados, controlando para diferenças entre grupos encontradas nas características demográficas e escalas clínicas para comparação entre grupos com DP. Para comparação entre os grupos DP e o grupo controle foi utilizado a análise de variância (ANOVA). O nível de significância para todas as análises foi estabelecido em p < 0,05 e para análise de interações foi utilizado o post hoc de Bonferroni.  As diferenças cinemáticas apresentadas entre os grupos CM+ e CM- foram principalmente em articulações distais, (maior flexão do joelho no contato inicial, maior flexão mínima do joelho no apoio terminal, menor pico de flexão-plantar do tornozelo na resposta a carga e maior dorsiflexão do tornozelo durante a fase de balanço em comparação ao grupo CM-). Com relação a condição medicamentosa, os grupos em estado ON apresentaram alterações na amplitude de movimento de articulações tanto distais quanto proximais (maior pico de flexão do joelho durante a fase de balanço, maior amplitude de rotação pélvica e maior amplitude de adu/adbução do quadril em comparação ao estado OFF). Não foram observadas diferenças na análise de interação Grupo*Condição, ou seja, a medicação antiparkinsoniana apresentou melhoras nos parâmetros cinemáticos e cinéticos da marcha de indivíduos com DP CM+ e CM- de forma igualitária. A análise entre os grupos DP e Controle resultaram em uma maior quantidade de diferenças de parâmetros cinemáticos do grupo CM+; e ambos os grupos DP, independente da condição medicamentosa, apresentaram menor aplicação de força durante o segundo pico da componente vertical da FRS quando comparados ao grupo Controle. Conclui-se com este estudo que o congelamento de marcha afeta principalmente articulações ditais dos membros inferiores  e que a medicação antiparkinsoniana afeta a amplitude de movimento de articulações tanto distais quanto proximais na marcha de indivíduos com DP. Os efeitos da medicação nos parâmetros cinemáticos e cinéticos da marcha atuam de forma análoga entre os grupos com e sem CM. Em comparação a indivíduos saudáveis, o grupo CM+ apresenta maiores diferenças na marcha do que o grupo CM-; e de modo geral, indivíduos com DP apresentam menores aplicações de força durante o período de impulso.

Segundo a Organização Mundial da Saúde a violência é um dos principais problemas de saúde pública no mundo, com destaque à violência contra as mulheres. Muitas vítimas procuram serviços de saúde sem revelar que estão sendo vítimas e os profissionais de saúde possuem um papel fundamental no diagnóstico, identificação dos fatores de risco e conduta. Nesse contexto, as  soluções mHealth têm sido cada vez mais incorporadas por profissionais da saúde na prática clínica, assim, o presente estudo apresentou um projeto de solução mHealth para dispositivos móveis voltado a profissionais da saúde pela incorporação de diretrizes clínicas para o atendimento de vítimas de violência.

A radiação UV-C tem sido amplamente empregada para descontaminação de ambientes e de dispositivos médico-hospitalares, ganhando destaque principalmente durante a pandemia do Covid-19. Embora seja bastante eficaz, pouco se sabe sobre os efeitos de múltiplas exposições sobre a microestrutura de diferentes materiais, o que pode interferir principalmente na durabilidade dos mesmos. Assim, este estudo objetivou avaliar os efeitos composicionais, de tensão superficial e morfológicos exercidos pela radiação UV-C em dispositivos de uso rotineiro durante a pandemia do Covid-19, tais como máscaras e protetores faciais, após diferentes exposições à radiação. Para tal, amostras de máscaras N95, protetores faciais e máscaras de nebulização foram preparadas e submetidas à descontaminação por radiação UV-C empregando dispositivo comercial, em diferentes exposições: 0 exposição (grupo controle), 1, 10, 30 e 90 exposições. As mudanças composicionais foram avaliadas por espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR); a molhabilidade foi avaliada por análise de tensão superficial e ângulo de contato, e as alterações morfológicas analisadas por microscopia eletrônica de varredura. A análise estatística foi efetuada empregando-se o teste de Kruskal-Wallis e Student-Newmann-Keuls, considerando o nivel de significância estatística de 5%. Foi possível evidenciar uma relação positiva entre o número de exposições e as alterações composicionais nas amostras, relacionadas principalmente ao conteúdo de plastificante dos protetores faciais e máscaras de nebulização. O número de exposições ocasionou mudanças na molhabilidade das máscaras N95, provavelmente em decorência as alterações morfológicas observadas. Desta forma, pode-se concluir que a radiação UV-C pode alterar as características microestruturais de máscaras e protetores faciais, em uma relação positiva com o aumento do tempo de exposição.

A Terapia Fotodinâmica é baseada na ativação de um fotossensibilizador pela luz na presença de oxigênio, gerando espécies reativas de oxigênio que causam destruição celular. Uma das limitações da Terapia Fotodinâmica é a perda de capacidade para absorver luz (fotoclareamento), gerar espécies reativas, e assim, reduzir a eficiência do tratamento. 

Neste trabalho foram estudadas as cinéticas de fotoclareamento do azul de metileno, num meio que simula o tecido biológico (0,1mg/ml de colágeno hidrolisado em água milli-Q. As amostras foram irradiadas na presença de azul de metileno (50 μM, 62.5 μM, 75 μM, e100 μM) e medida a transmissão de um feixe de laser (Potência inicial (P₀) = 7mW e comprimento de onda (λ) = 635nm) através das amostras e se calcularam as taxas cinéticas de fotoclareamento (K). Além disso vídeos de cada amostra foram gravados simutaneamente durante o processo de fotoclareamento e o fluxo óptico foi demonstrada através da linguagem de programação Python.

Observou-se que as taxas cinéticas fotoclareamento do azul de metileno foram decrescentes, conforme a concentração de azul de metileno cresce. Deste modo verificou-se que o microambiente em que o azul de metileno está localizado influencia no seu fotoclareamento. 

O uso de modelos celulares 3D tem se desenvolvido muito rápido, dentre as metodologias para biofabricação desses modelos, a maioria deles tem a aplicação final como componentes de novos materiais - interação celular ou triagem de drogas. A forma esferóide é a forma mais fácil de se ter um modelo simples 3D. No entanto, esse modelo carece de padronização de suas características para uso posterior na biofabricação. Por conta disso, o objetivo deste trabalho é fornecer um conjunto de índices que possam ser utilizados como forma não destrutiva para utilizar o esferóide para outras aplicações. A metodologia escolhida para o preparo dos esferóides foi a não adesiva utilizando micromoldes com a linhagem celular NHI-3T3. Foi variado o número inicial de células para formar o esferóide, elas foram fotografadas em 3 e 7 dias de cultura. Os esferóides nas imagens foram analisados de acordo com a ASTM F1877-16 onde foram calculados o índice Diâmetro do Círculo Equivalente (ECD), A Razão de Aspecto (AR), Redondez (R) e Fator de Forma (FF). Redes Neurais Convolucionais (CNN) também foram aplicadas para identificar células vivas e mortas. Como resultados, os esferóides formados com a quantidade inicial de 100.000 células apresentaram os melhores índices de formação de esferóides, mais do que este número de células os esferóides tinham forma elíptica e menos do que isso é observada a formação de aglomerados aos 7 dias de cultivo. Dentre as CNNs utilizadas para classificar as células vivas e mortas nas imagens, a AlexNet foi a mais adequada para esta aplicação. Esta caracterização inicial aplicando a ASTM-F1877-16 mostrou-se adequada para parâmetros esferoides iniciais, que permitem traduzir os dados qualitativos em quantitativos. Quando os esferóides são usados para esta aplicação, como por exemplo na bioimpressão de materiais translúcidos, seguido do AlexNet CNN, é possível ter um novo material completo analisado e caracterizado antes do uso sem perder nenhuma amostra.

A Dieta Cetogênica (KD) tem sido utilizada para perda de peso por simular um estado
de jejum prolongado e para tratamento de epilepsia devido ao fato do jejum demonstrar
propriedades anticonvulsivantes. Evidências demonstram que a dieta também pode auxiliar
na redução da inflamação e aumento da longevidade, porém os mecanismos moleculares
e genéticos não estão bem compreendidos. Por esse motivo, a presente pesquisa buscou
investigar os efeitos da KD em fígados de camundongos usando conjuntos de expressão
gênicos públicos, sendo 3 conjuntos de microarranjos e 3 conjuntos de RNA-Seq. Após a
obtenção dos genes diferencialmente expressos, os mesmos foram submetidos ao plugin
Bingo, para análise de processos biológicos usando Gene Ontology e ao gProfiler, para
análise das vias metabólicas enriquecidas do KEGG. Ambas as analises utilizaram um teste
hipergeométrico com a correção do p-valor pela Razão de Falsas Descobertas de Benjamini
e Hochberg (FDR) menor que 0,05. Um dos conjuntos da análise de RNA-Seq não gerou
genes diferencialmente expressos e por esse motivo foi excluído das análises subsequentes.
A fim de verificar achados consistentes, a intersecção entre os dados foi realizada, porém
nenhum gene diferencialmente expresso foi obtido na intersecção entre todos os conjuntos e
por esse motivo foi realizada a união dos genes diferencialmente expressos obtidos. Além da
análise computacional, foi realizado um levantamento bibliográfico para avaliar a expressão
gênica em genes experimentalmente já validados. Na análise funcional da união, obtivemos
genes envolvidos em processos biológicos como o metabolismo de ácidos graxos e corpos
cetônicos. O levantamento gene a gene (bottom-up) revelou que há genes envolvidos nos
processos de apoptose, ciclo celular, inflamação, sistema imunológico e estresse oxidativo.
As vias metabólicas enriquecidas estavam relacionadas com o metabolismo e síntese de
ácidos graxos, sinalização de insulina, metabolismo do piruvato, sinalização de AMPK e
de PPARs. Porém, devido a complexidade das vias o exato mecanismo que a KD exerce
ainda não pode ser bem compreendido. A análise de microarranjos apresentou genes mais
bem anotados e foi plenamente executada em servidores remotos. Os resultados parciais
desse trabalho foram publicados no CBEB 2020 como um artigo completo.

A tomografia de impedância elétrica é um método não invasivo de obtenção de imagens do interior de tecidos biológicos, através da estimação da distribuição de impeditividade. Um dos fatores limitantes da qualidade das imagens é a informação a respeito da geometria do contorno da região imageada. Caso fosse possível, através de algum dispositivo, monitorar o contorno ao mesmo tempo em que se é realizada a tomografia, essa limitação poderia ser mitigada. O principal objetivo do projeto foi construir e fazer a prova de conceito para um dispositivo capaz de medir curvaturas locais de contornos e com isso estimar a sua geometria através das medidas. A ideia é que esse dispositivo seja feito de tal forma que possa ser futuramente anexado à equipamentos de tomografia. O dispositivo foi construído utilizando-se fibra óptica de material polimérico, juntamente com circuitos para amplificação, filtragem e amostragem dos sinais que foram processados e tratados no microprocessador Raspberry Pi. Para a construção, a fibra óptica foi desgastada em regiões específicas e periodicamente separadas, onde foram acoplados sensores de luz para que quando a fibra seja curvada a luz que escapa por essas regiões seja mensurada. O comportamento da luz que escapa nas regiões desgastadas foi modelado matematicamente em função das curvaturas locais e então foram feitos testes de calibração para estimar os parâmetros do modelo. Os testes consistiram em colocar a fibra sobre diferentes superfícies cilíndricas, com curvatura conhecidas, e medir a quantidade de luz que escapa na região desgastada. Com o modelo e os parâmetros foi possível utilizar o dispositivo para medir as curvaturas locais do contorno e então estimar a sua geometria. Ao final foram feitas medidas em contornos não puramente cilíndricos e então reconstruídas as geometrias sendo possível estimar o erro das medidas que o dispositivo consegue realizar.

O envelhecimento está associado com alterações estruturais e funcionais do pé que, por sua vez, podem explicar as alterações observadas nas potências da extremidade distal dos membros inferiores. Estas potências têm sido obtidas pela abordagem da dinâmica inversa onde os segmentos, incluindo os pés, são considerados corpos rígidos. Entretanto o pé sofre deformações durante o andar, e adotá-lo como rígido é uma limitação metodológica que restringe o entendimento sobre a função desempenhada pelo pé na marcha. Recentemente, foram propostos métodos mais completos para quantificar a potência mecânica do complexo tornozelo e pé, entretanto, estes estudos tiveram enfoque na população jovem saudável, não sendo possível identificar a aplicação destes métodos para entender a marcha nos idosos. Uma outra limitação dos estudos anteriores que compararam a marcha de jovens e idosos é a falta de controle da velocidade do andar mesmo que esta variável seja considerada confusora pela literatura. Tendo isso em vista, esse estudo visa comparar as potências mecânicas do tornozelo e pé por meio de uma abordagem mais completa em adultos jovens e idosos durante o andar no solo em diferentes velocidades. Para investigar o efeito da idade e da velocidade na potência do complexo tornozelo e pé, os dados cinéticos e cinemáticos de 39 sujeitos (23 jovens e 16 idosos) foram obtidos de um conjunto de dados públicos previamente publicado. Os resultados revelaram um efeito significativo da velocidade nas potências do tornozelo e pé. Por outro lado, o fator idade não apresentou efeito significativo para nenhuma das variáveis dependentes do estudo e não contribuiu significativamente, comparado à velocidade apenas, para explicar as mudanças na variável dependente.

A coarctação de aorta é uma doença cardiovascular congênita que pode levar ao óbito por dificuldades respiratórias e de bombeamento sanguíneo — sendo o caso pediátrico o mais crítico. Um dos tratamentos possíveis utiliza a implantação de stent na região fibrosa da aorta descendente, com possível reimplantação ao longo do tempo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver protótipos de stents biorreabsorvíveis de rápida expansão por balão para aplicação em coarctação de aorta. Foi realizada a caracterização do poli(l-ácido láctico) (PLLA) e poli(dl-ácido láctico) (PLDLA) para escolha do material mais adequado ao protótipo, avaliando resultados de TGA, DSC, microscopia ótica e de luz polarizada, MEV e resistência à tração.A geometria do stent foi modelada e simulada utilizando os softwares Abaqus® e MATLAB. O PLLA apresentou melhores propriedades mecânicas e térmicas e foi selecionado para a impressão 3D da geometria obtida. Foi desenvolvido o protocolo de avalição dos protótipos, incluindo ensaio de recuo elástico e de complacência. Os resultados indicam que o stent desenvolvido neste trabalho pode apresentar melhor aplicabilidade clínica do que os disponíveis no mercado atual.

A teoria dos grafos vem sendo extensivamente utilizada para descrever a relação entre objetos ou elementos em diferentes contextos. Recentemente, estratégias que transformam séries temporais em grafos atraíram atenção de pesquisadores, principalmente pela possibilidade de caracterizar processos (e.g. estados fisiológicos) por meio de suas medidas clássicas (grau, centralidade de autovetor, etc). A neurociência destaca-se entre os principais nichos de aplicação, dado que as interações das regiões corticais na distribuição espaço-temporal das atividades cerebrais pode ser representada por um grafo, sendo o estudo do conectoma a chave para funcionalmente tentar compreender diversas patologias cerebrais. Entre os tipos de conectividade cerebral, a conectividade funcional dinâmica destaca-se por fornecer informações relevantes sobre o curso temporal das medidas de grafos obtidas da similaridade estatística observada entre diferentes regiões, ganhando particular importância no desenvolvimento de sistemas BCI (interface cérebro-máquina, do inglês, brain-computer interface), onde aspectos dinâmicos da atividade cerebral são utilizados para controlar dispositivos externos em tempo de execução. Tendo isso por motivação, o objetivo deste trabalho é representar graficamente a conectividade funcional dinâmica em tempo de execução através de grafos variantes no tempo visando analisar padrões de EEG coletados no contexto de sistemas BCI durante a execução motora. Para atingir esses objetivos foi desenvolvido um serviço web na tecnologia Node.js, que captura os sinais de EEG vindos do headset do OpenBCI, uma plataforma de baixo custo para amplificação de biopotenciais, e os disponibiliza em uma rede de computadores. Também foi criada uma interface na linguagem Java utilizando a ferramenta GraphStream, a qual transforma os sinais de EEG advindos do OpenBCI em grafos, de acordo com diversos parâmetros de construção, que podem ser atualizados em tempo de execução.

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Foram obtidos e caracterizados arcabouços fibrosos de poli(L-co-D, L ácido láctico) (PLDLA) empregando a técnica de fiação por sopro em solução (FSS) para serem aplicados na Engenharia Tecidual (ET). Foi desenvolvido um bico e montado um sistema de FSS. Com o intuito de verificar o desempenho e reprodutibilidade do sistema e do bico propostos e avaliar a influência dos parâmetros do processo (vazão, pressão e distância do bico ao coletor) na morfologia dos arcabouços foi desenhado um planejamento experimental fatorial. O bico e o sistema foram testados sendo possível a obtenção de fibras poliméricas. Através da análise das imagens das amostras dos experimentos obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) verificou-se a reprodutibilidade do sistema. Os arcabouços de PLDLA apresentaram regiões com formação de fibras e regiões de filme polimérico que foram quantificadas através de processamento de imagens de MEV com auxílio do software ImageJ. A partir da avaliação do resultado do planejamento experimental verificou-se que apenas a distância do bico ao coletor é um fator importante para a área de fibras formadas. Baseado nos resultados, foi possível otimizar os parâmetros do sistema e a concentração da solução. Arcabouços de PLDLA em diferentes rotações do coletor foram obtidos e caracterizados quanto a morfologia e comportamento mecânico. 

A cárie de radiação é um dos efeitos secundários tardios mais prejudiciais aos pacientes submetidos à radioterapia na região da cabeça e pescoço. Caracteriza-se por ser indolor, rampante e acometer regiões do dente que são mais resistentes à ação de bactérias, como as margens cervicais. O tratamento desta patologia pode ser desafiador devido aos riscos de infecções oportunistas e de desenvolvimento de osteorradionecrose aos quais os pacientes oncológicos estão sujeitos. Assim, é necessário o desenvolvimento de procedimentos minimamente invasivos para o manejo deste tipo de cárie. Neste sentido, a associação de cerâmicas bioativas, que promovem a remineralização de tecidos ósseos, como o Biosilicato^®, com lasers em alta intensidade, como o Nd:YAG (l= 1064 nm), surge como uma alternativa viável para a paralisação da progressão de cárie de radiação em dentina radicular. Para atingir este objetivo, este estudo foi dividido em três fases experimentais. Na Fase 1, os efeitos da radiação ionizante sobre blocos de dentina bovina foram avaliados por meio da técnica de reflexão atenuada da espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (ATR-FTIR), tomografia por coerência óptica (OCT), microdureza Knoop e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Na Fase 2, por sua vez, induziram-se artificialmente lesões incipientes de cárie sobre os mesmos blocos de dentina e, novamente, estes foram caracterizados por ATR-FTIR e OCT. Na Fase 3, por fim, realizaram-se testes para a escolha dos parâmetros mais seguros e viáveis para a irradiação com laser de Nd:YAG (l= 1064 nm) por meio da difração de raios-X (DRX), o monitoramento de temperatura intrapulpar e a análise morfológica das amostras irradiadas de dentina por MEV. Os resultados da Fase 1 parecem indicar que a radioterapia promove alterações no arranjo conformacional das matrizes orgânica e inorgânica da dentina radicular. Tais alterações influenciam as propriedades ópticas e mecânicas da dentina. Os resultados parciais da Fase 2 corroboram que houve a indução artificial de lesões de cárie. E, por fim, os resultados da Fase 3 demonstram que o laser de Nd:YAG (l= 1064 nm) configurado com taxa de repetição de 10 Hz, largura temporal dos pulsos de 5 ns, diâmetro ajustado do feixe de 5000 µm e energia por pulso de 280 mJ (delay L-Q 220 µs) é seguro para aplicação clínica. 

Esta dissertação de mestrado tem por objetivo propor e implementar uma plataforma
de escaneamento, tratamento/modelagem 3D e impressão 3D voltados à confecção de
próteses de antebraço para amputados transradiais unilaterais. A proposta se justifica,
sobretudo, pelos recentes avanços na prototipagem 3D e pela disponibilização de diferentes
modelos de próteses mioelétrica de mão em plataformas abertas, os quais, no entanto, são
subutilizados devido a carência de um acoplamento customizado ao coto. Neste sentido, esta
dissertação propõem uma abordagem integrativa de diversos dispositivos/softwares
comercialmente disponíveis para prover uma prótese de antebraço leve, barata e ergonômica,
construída a partir das medidas do próprio usuário e passível de integração com próteses
mioelétrica de mão. Para tanto, o sensor de movimento desenvolvido pela Microsoft®,
denominado Kinect® foi utilizado para o escaneamento do coto e do antebraço do paciente,
seguido do tratamento do objeto e geração de malha 3D por meio do software Skanect®. De
posse desta malha do coto e antebraço, em formato STL, ajustes de tamanho de malha foram
realizados pelo software Meshmixer e a conversão de formato STL para SAT foi realizada em
Matlab®. O arquivo gerado permitiu o tratamento da geometria de membros superiores
escaneados em formato sólido utilizando software Solid Edge®. Neste ambiente foi possível
fazer a modelagem da prótese por meio de cortes, adição ou retirada de material, ajustes de
comprimento e diâmetro para o encaixe harmonioso da mesma com o coto do usuário. Após o
processo de modelagem, o arquivo gerado foi novamente convertido para formato STL,
seguindo para a confecção em impressoras de filamento fundido. Os resultados alcançados
foram a implementação de uma plataforma para escaneamento e a criação de um método para
replicar a forma e o tamanho do braço amputado, com o objetivo de minimizar, dentre muitos
os impactos causados devido à perda do membro, a mudança acentuada na aparência do
indivíduo. O estudo e projeto piloto desta técnica demostrou que é possível a recriação do
membro amputado e que que quando comparado aos custos de próteses de alta tecnologia, é
um método é viável que pode tornar as próteses mais acessíveis para indivíduos carentes.

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