Abstract: A fusão em leito de pó a laser (FLP-L) se destaca entre os principais processos da manufatura aditiva (MA) pela fabricação de peças de geometrias complexas e com alívio de peso, especialmente nas indústrias aeroespacial e biomédica. A adequação de parâmetros do processo da FLP-L e a realização de pós-processamento por tratamentos térmicos são fundamentais para assegurar a qualidade e otimizar a vida útil de próteses e implantes médicos. As ligas de Co-Cr-Mo fabricadas por FLP-L são foco de pesquisa recorrente por possuir grande potencial na fabricação de próteses médicas e odontológicas personalizadas. Até o momento os estudos anteriores enfatizam a otimização de propriedades macroscópicas, como o comportamento de envelhecimento. Nas ligas de Co-Cr-Mo existe pouca literatura abrangendo a janela de processamento e sua relação com as características microestruturais e mecânicas. Este trabalho apresenta uma investigação dos principais parâmetros do processo de FLP-L em uma liga normatizada de Co-Cr-Mo ASTM F75 por meio dos efeitos e das influências da fabricação aditiva por laser por meio de análises mecânicas e microestrutura obtida nas amostras. Adicionalmente, foi feito tratamento térmico por solubilização na liga de Co-Cr-Mo processada por FLP-L. As análises obtidas foram comparadas com a rota convencional de fundição de precisão (FP). Os resultados obtidos permitiram determinar os parâmetros adequados para o processo FLP-L da liga de Co-Cr-Mo, possibilitando uma microestrutura com ausência de defeitos, obtendo densificações superiores que 99 %. As relações investigadas de processo-propriedade são importantes para definir a influência dos parâmetros analisados no processamento e pode embassar o estabelecimento de protocolos na padronização do processo de FLP-L da liga de Co-Cr-Mo.

Palavras-Chave: biological materials; biosynthesis; heat treatments; mechanical properties; impact fusion; lasers; melting; nanostructures; cobalt base alloys; chromium alloys; molybdenum alloys; comparative evaluations; site characterization

MERGULHAO, MARCELLO V. Fusão em leito de pó a laser da liga de Co-Cr-Mo: propriedades mecânicas e microestrutura após tratamentos térmicos. Orientador: Maurício David Martins das Neves. 2022. 154 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-08112022-104308. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33608. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Este estudo procurou avaliar as mudanças físicas e/ou químicas que ocorrem na hidroxiapatita (HAP) sintética e na presente no esmalte dental sob ação de aquecimento térmico em forno ou irradiação com o laser de Er,Cr:YSGG (2,79 m). Busca-se obter variações em sua estrutura a fim de torná-los mais resistentes à desmineralização, visando e prevenir a formação da cárie dental. A HAP sintética foi produzida pela reação das soluções de Ca(NO3) e (NH4)2HPO4 com controle de temperatura e pH. O esmalte foi coletado do dentes bovinos e triturados. As amostras em pó de HAP sintética e esmalte foram submetidas a aquecimento térmico em forno nas temperaturas de 200 °C, 400 °C, 600 °C, 800 °C e 1000 °C. Foram feitas irradiações laser com 5,79 J/cm2, 7,65 J/cm2, 10,55 e 13,84 J/cm2 para a HAP sintética e de 7,53 J/cm2, 10,95 J/cm2 e 13,74 J/cm2 para o esmalte. As amostras foram avaliadas por difração de raios-X(DRX) para análise das fases cristalográficas presentes e análise pelo método de Rietveld para comprovação destas fases cristalográficas e determinação de respectivas proporções no material. Foram obtidos também as variações de parâmetros de rede da cela unitária (eixo-a, eixo-c e volume), tamanho dos cristalitos e taxas de ocupações dos sítios dos átomos de Ca e P de ambos os materiais. As amostras foram ainda analisadas por espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), que mostrou as variações composicionais ocasionadas pelos tratamentos calculando-se as áreas das bandas referentes aos radicais carbonato, fosfato, água adsorvida e hidroxila. A termografia no infravermelho foi usada para medir a temperatura superficial gerada pelo feixe do laser nas amostras sólidas de esmalte. Com relação às fases cristalográficas presentes só foram encontradas além da fase majoritária de hidroxiapatita, as fases de fosfato de octacálcio (OCP) nas amostra de HAP sintética e tricálcio 9 fosfato da fase b (b -TCP) no esmalte aquecido a 800 °C. Apresentaram-se mudanças nos parâmetros de rede da cela unitária da HAP sintética e do esmalte, com diminuição do eixo-a, volume e tamanho dos cristalitos até as temperaturas entre 400 °C e 600 °C e também nas amostras irradiadas a laser. Acima da temperatura de 600 °C há o aumento destes parâmetros de rede. A relação Ca/P em todas as amostras sofreram diminuições, sendo que na amostra de esmalte irradiada a 7,53 J/cm2 apresentou Ca/P igual a 1,6817 e a irradiada a 13,74 J/cm2 apresentou Ca/P igual a 1,6831. A espectroscopia mostrou que os efeitos tanto do aquecimento como da irradiação laser podem ser observados principalmente nas bandas de carbonato, água adsorvida e hidroxila e que as mudanças da rede cristalográfica podem ser correlacionadas com substituições de carbonato em sítios de hidroxilas e fosfatos. Ambos os tratamentos causam também diminuição da concentração de carbonatos, sendo que este efeito ocorreu com maior intensidade nas irradiações a laser e houve ainda diminuição na quantidades de água adsorvida e hidroxilas. Todas estas alterações modificam as propriedades do material, como sua solubilidade e consequentemente influenciam na resistência à desmineralização de interesse para processos como prevenção da cárie dental e erosão dental.

Palavras-Chave: lasers; laser-radiation heating; fourier transform spectrometers; x-ray diffraction; dentistry; caries

RABELO NETO, JOSE da S. Hidroxiapatita sintetica nanoestruturada e esmalte dental aquecidos e irradiados por laser de Er, Cr:YSGG. Caracterizacao por FTIR e por DRX. Orientador: Denise Maria Zezell. 2009. 120 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-06112009-152905. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9402. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Lasers sintonizáveis ao redor de 2,3 μm são interessantes para várias áreas, como detecção de gases, sensoriamento remoto e aplicações médicas. O túlio é o principal sistema entre os lasers de terras-raras com essa emissão e pode ser bombeado diretamente ou por meio de um sensibilizador como o itérbio. Neste trabalho, apresenta-se a obtenção de um laser de Yb:Tm:YLF com emissão de 620 mW em 2,3 μm bombeado em 960 nm por diodo-laser de 20 W do tipo barra em regime quase-contínuo. Investiga-se o bombeamento de um cristal de Tm:YLF em 685 nm e obtém-se de forma inédita um laser de Yb:Tm:YLF bombeado simultaneamente em 685 e 960 nm. Demonstra-se teórica e experimentamente sua maior eficiência em relação ao bombeamento apenas por 960 nm. Por meio de simulações numéricas e soluções analíticas, mostra-se a melhor relação de potência de bombeamento de cada comprimento de onda para se otimizar o laser.

Palavras-Chave: lasers; diode-pumped solid state lasers; thulium; ytterbium; wavelengths; doped materials; pumping; fluorides

MATOS, PAULO S.F. de. Investigação de lasers de fluoreto dopados com túlio e bombeados por diodo-laser. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. 2006. 96 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2006.tde-04062007-161705. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11422. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A mucosite oral (MO) é uma lesão frequente em pacientes oncológicos e que pode ser causada tanto por radioterapia em região de cabeça e pescoço ou por certos quimioterápicos. Podendo variar no grau clínico de sua manifestação, a MO quando causa ulcerações gera severo quando álgico, risco de infecção local e sistêmica e aumento de custo no tratamento, principalmente quando causada por radiação ionizante. Não há um consenso terapêutico quanto ao manejo da MO e, nas últimas décadas, há um destaque para a fotobiomodulação (PBM), com laser de baixa intensidade, nos comprimentos de onda vermelho e infravermelho. Esta é uma opção não medicamentosa capaz de diminuir o desconforto e acelerar a cicatrização das feridas. Os mecanismos de ação da PBM na evolução do reparo da MO não são esclarecidos. Visando elucidar a atuação da PBM na evolução da maturidade epitelial em úlceras de MO induzidas por radiação ionizante, o presente estudo avaliou o efeito da PBM com comprimento de onda (λ) vermelho, de 660 nanometros (nm) e infravermelho, de 780 nm em feridas de MO radioinduzidas, na língua de ratos, oito e vinte dias após irradiação, em tempo único, com 20 Gy, de fonte de raios gama. Avaliou-se, na área epitelial das lesões, a área percentual correspondente a marcação positiva para as proteínas citoqueratinas 10 (CK10) e 14 (CK14), por meio de técnica de imunohistoquímica (IHQ), após 8 e 20 dias da indução das lesões, e comparou-se com um grupo controle não tratado. A CK10 é uma proteína relacionada a células epiteliais de maior grau de maturidade e diferenciação, sendo capazes de colaborar com a resposta de defesa inata tecidual, e foi significativamente mais expressa no grupo tratado com PBM de 660 nm. A CK14, que é característica de células epiteliais de menor maturidade, menos diferenciadas, importante para o reparo e resistência mecânica epitelial e, normalmente, devendo estar restrita à camada basal de epitélios saudáveis, não apresentou diferenças quantitativas entre os grupos avaliados. No entanto, seu padrão de distribuição no epitélio das amostras do grupo controle no vigésimo dia, ainda se apresentava alterado, ao passo que nos grupos tratados com PBM, a CK14 já aparecia restrita à camada basal do epitélio, como esperado em epitélios saudáveis. O estudo permitiu concluir que a PBM foi capaz de melhorar indicadores de maturidade epitelial da ferida de MO reparada, o que potencialmente se traduz em um epitélio funcionalmente mais competente para um mesmo tempo clínico do grupo controle, na qual as lesões seguiram seu curso natural de cicatrização.

Palavras-Chave: oral cavity; mucous membranes; inflammation; radiotherapy; radiation induced mutants; cytology; keratin; biological markers; immunoassay; biological repair; lasers

SARDO, ARIANE V. da N. Laser de baixa intensidade no tratamento de mucosite oral induzida por radiação : avaliação imunohistoquímica com marcadores de citoqueratinas CK 10 e CK 14. Orientador: Denise Maria Zezell. 2022. 77 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18082022-144812. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33270. Acesso em: $DATA.

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