Abstract: A formação da planície costeira brasileira deve-se principalmente à flutuação do nível relativo do oceano no passado. A Armação dos Búzios é um município da Microrregião dos Lagos, no estado do Rio de Janeiro. Seu limite oeste se estende à região de terras baixas, 2 m acima do atual nível do mar atual. Faz parte da planície do rio Una, uma região chamada de Pântano da Malhada e vestígio de conchas são encontradas nessa região. Nesse estudo, conchas e sedimentos foram coletados da região do Pântano da Malhada e datados, no caso dos cristais de quartzo extraídos dos sedimentos foram utilizadas as técnicas de Termoluminescência (TL) e Luminescência Opticamente Estimulada (LOE), e para as conchas foram utilizadas as técnicas de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e datação por C-14. A taxa de dose anual (Dan) obtidas variou de 1,27 até 2,70 mGy/ano, os valores de dose acumulada (Dac) foram determinadas através do método de doses regenerativas para o LOE, utilizando o protocolo SAR "single-aliquot regenerative dose" e para TL e RPE as doses acumuladas foram determinadas através do protocolo MAAD "Multiple Aliquot Additive Dating". Os resultados das datações mostram idades entre 2480 e 5900 anos. As idades dos cristais de quartzo obtidas por LOE e TL são compatíveis e as idades das conchas obtidas por radiocarbono e RPE não estão compatíveis (foram realizados teste de compatibilidade nas respectivas comparações). Entretanto, alguns fatores podem influenciar na comparação das duas técnicas, como a quantidade de amostra; outro fator que pode afetar as idades obtidas das conchas no caso do método RPE é o teor de água. Como a água é um agente atenuante, a presença de água no local onde estavam as conchas poderiam proteger a concha da irradiação externa dos sedimentos ao redor. Apesar disso, todos os resultados obtidos referem-se às idades do período holocênico. Esse trabalho corrobora com a hipótese da presença natural das conchas, onde no passado houve uma transgressão do mar na região do Pântano da Malhada e com o passar do tempo o mar regrediu deixando na região vestígios de conchas de moluscos.

Palavras-Chave: thermodynamic cycles; thermoluminescent dosemeters; electron spin resonance; optical pumping; equivalent radiation doses; radiation monitoring; radiation sources; x-ray diffraction; fluorescence; carbon 14; isotope dating; age estimation; sample preparation; sediments; crystals; seas; surface waters; atlantic ocean; fluctuation; brazil

GOMES, MONISE B. Datação de conchas e sedimentos correlacionados à flutuação do mar na região de Búzios, RJ. Orientador: Shigueo Watanabe. 2020. 87 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-18092020-153820. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31510. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Tomografia por Coerência Óptica, ou simplesmente OCT (acrônimo do inglês: Optical Coherence Tomography), é uma técnica para geração de imagens de seções transversais de meios espalhadores ao comprimento de onda utilizado. A OCT é baseada em interferometria óptica e gera imagens comumente correlacionadas às imagens geradas exames histológicos com a vantagem de ser indolor, não invasiva e não utilizar radiação ionizante. Este estudo dividiu-se em dois objetivos distintos, um refere-se à aplicação de sinais interferométricos de autocorrelação para a formação de imagens de amostras com estruturas complexas. O segundo objetivo foi o estudo das estruturas denominadas de harmônicos e sua aplicação no aumento da resolução axial de um sistema OCT. Com relação à primeira parte, constatou-se que o sinal interferométrico de autocorrelação é muitas vezes ignorado ou descartado pela OCT tradicional. Análises mais profundas da teoria de interferometria, juntamente com alguns estudos anteriores, apontaram para a possibilidade de gerar imagens de maior complexidade morfológica utilizando o sinal de autocorrelação, com a vantagem de se utilizar um arranjo óptico mais simples e também possibilitar imagens estáticas de amostras em movimento axial. Para testar os benefícios e as limitações da técnica de autocorrelação (Au-OCT) foi montado em laboratório e foram realizadas imagens de amostras no repouso e em movimento e confrontadas com imagens geradas no sistema OCT convencional. O sistema de Au-OCT foi capaz de gerar imagens de estruturas diversas (dentes, filmes plásticos entre outros), e apesar de possuir uma qualidade de imagem inferior à OCT, ela apresentou vantagens quando a amostra sofre deslocamentos axiais. Já em relação as características harmônicas, que se apresentam em amostras de alta refletividade óptica como falsas estruturas em imagens OCT, todo um estudo para o entendimento do fenômeno foi desenvolvido. Demonstrou-se também a possibilidade de utilização dessas estruturas para aprimorar a resolução axial diferencial (entre estruturas da própria amostra) através de um estudo numérico e experimental. Para isso padrões dimensionais do tipo degrau foram mensurados e os resultados tratados de acordo com procedimentos metrológicos, mostrando que os harmônicos podem ser utilizados para promover o aumento de resolução axial de um fator de aproximadamente dois. Por fim uma análise crítica sobre os resultados e uma discussão sobre perspectivas dos temas abordados, foram realizada.

Palavras-Chave: image processing; image intensifiers; tomography; computerized tomography; coherence length; light scattering; axial symmetry; fourier transformation; fourier analysis; optical models

RAELE, MARCUS P. Desenvolvimento da técnica de tomografia por coerência óptica de autocorrelação e melhoramento de resolução axial por análise de sinal via transformada de Fourier. Orientador: Anderson Zanardi de Freitas. 2013. 138 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2013.tde-04022014-163341. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10599. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Eletrólitos sólidos cerâmicos de zirconato de bário dopado com ítrio foram preparados por meio de mistura de óxidos de bário, de zircônio e de ítrio seguida de tratamento térmico. Foram também preparados compostos segundo uma rota alternativa, baseada na adição de óxido de bário a zircônia estabilizada com ítria. As composições preparadas foram BaZr0,92Y0,08O3- e BaZr0,85Y0,15O3-. Os materiais de partida foram analisados por difração de raios X (fases cristalinas) e espalhamento laser (distribuição de tamanho de partículas). Análise térmica simultânea (termogravimétrica e térmica diferencial) foi feita para o estudo do comportamento térmico durante a formação dos compostos. Pós compactados foram sinterizados e caracterizados por meio de determinação de a) densidade aparente pelo método de Arquimedes com querosene como meio líquido, b) fases cristalinas por difração de raios X, e c) morfologia por microscopia eletrônica de varredura de superfícies de fratura. Melhor densificação foi obtida para o composto BaZr0,92Y0,08O3-. Células eletroquímicas planares unitárias do tipo (Pt)/condutor protônico/catodo (Pt ou La0,6Ca0,4Fe0,8Co0,2O3-) foram montadas para avaliação de potenciais de circuito aberto na faixa de temperaturas 300-600 C, potencial sob solicitação de carga a 600 C, ambos sob metano e hidrogênio e medidas elétricas de espectroscopia de impedância a 600 C. O composto La0,6Ca0,4Fe0,8Co0,2O3- foi preparado por mistura dos óxidos de lantânio, de ferro de cobalto e carbonato de cálcio, em seguida sinterizados. As células eletroquímicas com condutores protônicos BaZr0,8Y0,2O3- apresentaram os maiores valores de potencial de circuito aberto e de densidade de corrente sob metano.

Palavras-Chave: ceramics; barium oxides; zirconium oxides; yttrium oxides; solid oxide fuel cells; methane; x-ray diffraction; scanning electron microscopy

OLIVEIRA, OLAVO R. de. Desenvolvimento de condutores protonicos ceramicos para operacao de celulas a combustivel de oxido solido com combustiveis metano e hidrogenio. Orientador: Reginaldo Muccillo. 2009. 69 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-06112009-142500. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9439. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Atualmente, no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), as dimensões de espessura das placas de combustíveis são controladas em 21 pontos pré-estabelecidos, por meio da utilização de micrômetros externos manuais com arco profundo, fusos não rotativos e batentes de medição chanfrados. Esse procedimento acarreta a inclusão do fator humano no processo de medição, o que pode impactar negativamente na confiabilidade dos resultados obtidos e na garantia da integridade superficial das placas. No presente trabalho é proposto um método de controle de espessura das placas combustíveis, que motivou o desenvolvimento de um sistema de medição, materializado pela construção de um novo equipamento, composto por mecanismos automatizados de movimentação, captura, transcrição e processamento dos dados. Por meio dos resultados obtidos, evidenciou-se a adequabilidade do sistema de medição desenvolvido e da concepção e qualidade estrutural do equipamento construído, comprovando seu potencial para o aumento da confiabilidade metrológica nos processos de controle dimensional das placas combustíveis.

KOBAYOSHI, MARCELO. Desenvolvimento de equipamento para a medição automatizada de placas combustíveis através de sensores baseados em codificadores lineares por transmissão fotoelétrica. Orientador: Michelangelo Durazzo. 2023. 265 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-05102023-151147. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/34488. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O câncer de bexiga é o décimo tipo de carcinoma mais comum no mundo e representa cerca de 2.1% das mortes por câncer. O tratamento do câncer de bexiga se dá, primeiramente, por uma ressecção transuretral para a remoção do tumor visível, seguida por quimioterapia intravesical, de acordo com o estágio da doença. Entretanto, a instilação de medicamentos na bexiga humana apresenta alguns desafios, dentre os quais se destacam a permeação do ativo no urotélio - que é um tecido altamente impermeável - e o tempo de residência desse fármaco, que é limitado devido à presença da urina que acaba o diluindo e lavando-o completamente. Desta forma, o principal objetivo deste trabalho foi desenvolver estratégias para aumento da adesão, permeação e tempo de residência da terapia intravesical por meio da aplicação de hidrogéis mucoadesivos para administração de quimioterápicos como o cloridrato de gencitabina. A papaína, uma enzima proteolítica capaz de quebrar pontes peptídicas presentes nas glicoproteínas que compõem a mucina, foi adicionada aos géis com o intuito de favorecer a permeação do quimioterápico. Neste trabalho foi proposta a utilização dos polímeros goma gelana, CMC (carboximetilcelulose) e PVA (polivinil álcool) para o preparo dos hidrogéis em virtude de propriedades como ausência de toxicidade, elevada biocompatibilidade e biodegradabilidade. Os hidrogéis foram estudados e avaliados em relação à sua mucoadesividade e comportamento reológico. Também foram analisadas possíveis interações entre o ativo e as matrizes. Ensaios biológicos preliminares foram realizados visando fornecer conhecimento específico sobre a biocompatibilidade do material, a fim de investigar a segurança para um futuro uso clínico. As formulações apresentaram resultados promissores, com capacidade de mucoadesão, retenção no urotélio e interação com a mucina presente na mucosa da bexiga. A liberação do ativo foi sustentada por até 8 horas, prolongando de forma significativa o tratamento atualmente disponível que, de maneira geral, se limita ao tempo em que é possível evitar a micção do paciente. A permeabilidade das formulações também foi aumentada na presença da papaína. Além disso, as formulações apresentaram comportamento reológico pseudoplástico e, portanto, adequado para aplicação intravesical. Os ensaios de biocompatibilidade mostraram baixa ou nenhuma citotoxicidade e não irritabilidade por parte das formulações, indicando potencialidade para futuros estudos pré-clinicos. Desta forma, as formulações propostas podem representar uma alternativa de tratamento associado a uma melhor qualidade de vida aos pacientes.

LIMA, CAROLINE S.A. de. Desenvolvimento de hidrogéis biodegradáveis e mucoadesivos para a liberação controlada de drogas para o tratamento de câncer de bexiga. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. 2023. 103 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-24082023-081733. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/34484. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Queratinócitos são células bastante atrativas para a transferência gênica ex vivo e liberação sistêmica, uma vez que as proteínas secretadas por estas células podem atingir a circulação via um mecanismo similar ao processo natural. No presente trabalho, queratinócitos transduzidos mediante um vetor retroviral com o gene do hormônio de crescimento de camundongo (mGH) foram submetidos a um tratamento de aderência ao colágeno e à análise clonal, com o intuito de enriquecer esta população de queratinócitos em células-tronco. O principal resultado foi um aumento da viabilidade celular in vitro dos queratinócitos tratados, que poderá se refletir num aumento da durabilidade da secreção do hormônio in vivo, quando realizado o implante de culturas organotípicas em camundongos anões imunodeficientes (lit/scid). Foi também utilizado um modelo de terapia gênica in vivo, baseado na eletrotransferência de DNA plasmidial (naked DNA), contendo o gene do hormônio de crescimento humano (hGH), no músculo quadríceps de camundongos anões (lit/lit) e anões imunodeficientes (lit/scid). Foram padronizadas as condições de eletroporação em 8 pulsos de 50 V e 20 ms com 0,5 s de intervalo, utilizando um plasmídeo com o promotor da ubiquitina C e a sequência genômica do hGH. A administração de uma dose única de 50 g do plasmídeo pUC-UBI-hGH em camundongos lit/scid, seguida de eletroporação, propiciou pela primeira vez na literatura obtenção de níveis sustentáveis na circulação de 1,5-3,0 ng hGH/ml, durante 60 dias. Esses animais tratados com DNA apresentaram um aumento de peso altamente significativo (P<0,001) de 33,1%, comparado a uma perda de peso, não significativa, no grupo controle (camundongos injetados com salina + eletroporação). Os músculos quadríceps dos animais tratados apresentaram um aumento de 48%, quando comparados aos dos animais do grupo controle (P<0,001). Outro estudo de eletrotransferência foi realizado comparando a utilização da sequência genômica do hGH (gDNA) com a complementar (cDNA), em plasmídeos sob o controle do promotor de citomegalovírus (CMV). Foi observado que o cDNA do hGH foi expresso de maneira mais eficiente na circulação de camundongos lit/scid, por um período de 21 dias. Foram também construídos vetores lentivirais com os genes do hGH (cDNA e gDNA) e do mGH (cDNA), que serão utilizados num próximo estudo, tanto para a transdução de queratinócitos, como para a eletrotransferência in vivo. Vetores lentivirais serão de fato necessários para futuros estudos devido a sua reduzida toxicidade em comparação com os retrovirais. Os resultados deste trabalho, assim como as perspectivas de estudo abertas, têm como meta estabelecer condições para que a terapia gênica seja num futuro próximo uma alternativa viável e segura para o tratamento da deficiência de GH e de outras doenças sistêmicas.

Palavras-Chave: sth; gene therapy; keratin; animal growth; dna; plasmids; mice; immunity

OLIVEIRA, NELIO A. de J. Desenvolvimento de modelos animais de terapia genica para o hormonio de crescimento utilizando queratinocitos transduzidos e injecao direta de DNA plasmidial. Orientador: Cibele Nunes Peroni. 2010. 87 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2010.tde-12082011-161155. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9604. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os IFN-&alpha;2 são atualmente utilizados em terapia de hepatite B e C, leucemia, mieloma múltiplo, leucemia de células pilosas, melanoma, sarcoma de Kaposi, linfoma folicular e carcinoma de células renais, em associação ou não com outras drogas. Este trabalho descreve um processo de produção, purificação e caracterização de interferon-&alpha;2a secretado para o espaço periplasmico de E. coli utilizando um vetor baseado no uso constitutivo do promotor lambda PL. Foi validada também uma análise em cromatografia líquida de alta eficiência em fase reversa (RP-HPLC) para monitoração do processo. Dessa forma, este trabalho descreve inicialmente um método de RP-HPLC para análise qualitativa e quantitativa de interferon-&alpha;2a e interferon-&alpha;2b. O método foi desenvolvido e validado quanto à recuperação, precisão, linearidade, sensibilidade e especificidade. O teste de recuperação indicou erro menor que 1 % e as determinações quantitativas intra-dia e inter-dia apresentaram desvio padrão relativo sempre menores que 4 %, enquanto a sensibilidade experimental foi de 0,3 &mu;g (RSD = 5 %). Em relação à linearidade, o coeficiente de correlação assumiu o valor de 0,998 (p<0,0001), para o intervalo de massa analisada de 0,62 a 10 &mu;g de interferon. Essa metodologia permite a aplicação de RP-HPLC como uma ferramenta poderosa para monitoração de níveis de expressão e qualidade do interferon-&alpha;2 durante ou logo após a fermentação. A temperatura ótima de expressão foi avaliada nos intervalos de 30 a 42 °C, em cultivo em erlenmeyer. As produções volumétrica e específica foram maiores para temperaturas iguais ou superiores a 35 °C. Dessa forma, considerando a potencial degradação da proteína recombinante induzida pela temperatura, a temperatura ótima para a expressão de interferon neste processo foi definida como 35 °C. Os maiores valores de produção específica e volumétrica obtidos, em produção em erlenmeyer, foram 1,04 &mu;g/mL/A600 e 3,45 mg/L, respectivamente. Foi padronizado um método de purificação laboratorial, em duas etapas: uma cromatografia de troca iônica, seguida de uma etapa de cromatografia de exclusão molecular. A pureza final e a recuperação em massa foram de, respectivamente, 95,3 % e 66 %. O produto final também foi caracterizado por meio de análise em SDS-PAGE, western blotting, espectrometria de massas, HPLC de exclusão molecular e HPLC em fase reversa.

Palavras-Chave: interferon; proteins; bacteria; escherichia coli; recombinant dna; ion exchange chromatography; high-performance liquid chromatography; multiple production; mass spectroscopy; purification; site characterization

DIAS, PAULO V.S. Desenvolvimento de processo de produção e caracterização de interferon-α2a secretado no espaço periplásmico de Escherichia Coli. Orientador: Carlos Roberto Jorge Soares. 2017. 69 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2017.tde-04122017-150200. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/28422. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Segundo dados da Organização Mundial da Saúde (OMS), doenças crônicas não transmissíveis (DCNT), são uma das principais causas de morte no mundo, principalmente diabetes mellitus (DM). De particular importância para a DM, a manutenção de elevados níveis glicêmicos contribui de forma direta para o prejuízo das funções vasculares. Ainda, a DM impacta diretamente na qualidade de vida através de outros fatores associados à doença. Destaca-se a Retinopatia Diabética (RD), uma das principais causas de cegueira no mundo. A Tomografia por Coerência Óptica (OCT, do inglês, Optical Coherence Tomography) é uma modalidade de diagnóstico por imagem baseada em interferometria óptica que não utiliza radiação ionizante. Análise das flutuações de intensidade do sinal de OCT, devido ao padrão de ruído denominado speckle, possibilita análises angiográficas e de fluxo. Este estudo apresenta, então, o uso de OCT como ferramenta diagnóstica tanto para medir níveis glicêmicos no sangue de forma sem-contato, como para analisar in vivo a microvasculatura retinal. Desta maneira, novas técnicas diagnósticas para controle do nível glicêmico e para acompanhamento e estudo da retinopatia diabética são propostas. Os resultados de diferenciação da concentração de glicose no sangue obtidos, com métodos de análise espacial e temporal, são animadores e mostram boa sensibilidade do OCT para aplicações ex vivo, indicando uma potencial técnica de monitoramento glicêmico não-invasiva. Adicionalmente, as novas formas de análise microvascular da retina possibilitam um diagnóstico precoce da severidade da RD, o que possibilita melhor indicação do tratamento adequado a cada caso. Ainda, esta análise revela informações novas sobre a angiogênese da RD. É necessário, entretanto, um conhecimento adequado sobre as imagens adquiridas e métricas utilizadas, e um relatório sobre estes fatores foi desenvolvido. Com isto, esta tese demonstra a importância do desenvolvimento de técnicas de OCT para aplicações clínicas e para saúde dos pacientes com DM.

Palavras-Chave: diagnostic techniques; optical microscopy; scanning light microscopy; image processing; computerized tomography; interference; wave propagation; on-line measurement systems; dimensionless numbers; signal-to-noise ratio; glucose; control; blood chemistry; performance testing; angiography; endocrine diseases; metabolic diseases; diabetes mellitus; eyes; retina

PRETTO, LUCAS R. de. Desenvolvimento de técnicas diagnósticas quantitativas baseadas em decorrelação de speckle presente nos sinais de Tomografia de Coerência Óptica. Orientador: Anderson Zanardi de Freitas. 2019. 107 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-17092020-142834. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31506. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O presente trabalho apresenta um aperfeiçoamento e validação qualitativa de um método para obtenção de glioxal - GLI (gás) em escala laboratorial através de solução aquosa de GLI 40%, a qual também se aplica na obtenção de metilglioxal - MGLI em mesmas condições. As obtenções exitosas de GLI, bem como a provável aquisição da outra espécie serão utilizadas para testes futuros no microrreator. Em seguida, dois tipos de microcircuitos com misturadores foram propostos e produzidos para sistema bifásico (gás-líquido), sendo estes, um circuito Duplo - T com misturador do tipo serpentina e o microcircuito - II composto do Misturador de Quebra e Recombinação Rápida (MQRR). Os misturadores desenvolvidos foram capazes de diminuir o tamanho das bolhas formadas em certos fluxos aplicáveis à cinética de reação de um microrreator, a qual mediante a técnica de derivatização tornará possível a identificação e quantificação de GLI e MGLI na amostra gasosa. A técnica de ablação com laser de pulsos ultracurtos foi aplicada para a confecção dos microcircuitos propostos. Também foram desenvolvidos para esta técnica, melhorias na microusinagem de geometrias complexas em superfícies de vidro óptico de borosilicato - BK7, as quais apresentaram ótimos resultados. Posteriormente, foi implementada uma técnica de validação e análise das velocidades, tamanho e número de bolhas através de um sistema de captura de imagem (Embedded Supervisory Optical System "ESOS"). O sistema de captura validado, foi a principal ferramenta na caracterização e definição do tipo de circuito que melhor pode ser aplicado ao microrreator em função do seu volume máximo e o tempo de residência para a técnica de derivatização. Por fim, um laser randômico microfluídico foi desenvolvido com o mesmo processo de microusinagem em superfície translúcida, sendo apresentado como candidato para análise do material derivatizado contendo GLI na saída do microrreator.

Palavras-Chave: atmospheric chemistry; nanofluidics; fluid-structure interactions; fluid poison control; electromagnetic pulses; randomness; lasers; scattering; glyoxal; dimethylglyoxime; ablation; superconducting composites; optical systems; image processing; process development units

GOMES, ANTONIO A. Desenvolvimento de um circuito microfluídico para análise atmosférica através de microusinagem com laser de pulsos ultracurtos. Orientador: Wagner de Rossi. 2020. 188 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-06112020-114714. Disponível em: http://200.136.52.105/handle/123456789/31714. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Objetos simuladores (no inglês, phantoms), dispositivos que representam o corpo humano, têm sido usados nas áreas da física médica, física e engenharia biomédica desde o início. Logo após a descoberta dos raios-X, as notícias dos benefícios médicos da radiação se espalharam rapidamente. A geometria e a composição de um simulador são determinadas pela prática a qual será aplicado. Existem desde os mais simples, baseados em água para medir a saída de feixes de terapia de megavoltagem, aos de maior complexidade, antropomórficos para controle de qualidade em radioterapia. O uso de impressão 3D e filamentos comumente encontrados comercialmente para o desenvolvimento de simuladores está sendo investigado. A aplicação desta técnica para o desenvolvimento de simuladores de baixo custo requer um estudo complexo da interação dos materiais impressos com diferentes tipos e qualidades de radiação, bem como a caracterização de configurações de impressão. Realizando essas medições, é possível encontrar metodologias para que possam simular corretamente o tecido humano. O objetivo desse trabalho constitui no projeto e na construção de um objeto simulador antropomórfico de tireoide (pescoço), utilizando uma impressora 3D e materiais tecido-equivalentes, para ser utilizado em aplicações multidisciplinares. Estudos de equivalência a tecidos humanos para filamentos de PLA, ABS e ABS XCT desenvolvidos no IPEN foram realizados em feixes de fótons padrão. Utilizou-se como base anatômica e de modelagem 3D o simulador comercial ATOM MAX 711, da CIRS. Os dados experimentais mostram a possibilidade de alcançar condições de equilíbrio eletrônico com as mesmas especificações de espessura para PLA e ABS, possibilitando a substituição do PMMA em diversas aplicações dosimétricas. Os filamentos de ABS aditivados com BaSO4 desenvolvidos no IPEN possuem propriedades de atenuação aumentadas significativamente em relação ao ABS puro, PLA e PMMA e são equivalentes aos tecidos ósseos nos feixes estudados. Diferentes tecidos ósseos podem ser simulados com uso de diferentes percentuais de infill. A metodologia de modelagem do simulador 3D deste estudo abre possibilidades de uso de imagens tomográficas de quaisquer objetos, ou até mesmo pacientes, para realização de prototipagem 3D de simuladores cada vez mais específicos e customizados. O simulador desenvolvido apresenta todas as características desejáveis para aplicações em proteção radiológica, dosimetria utilizando detectores TL/OSL, medições de radioisótopos incorporados na tireoide (tanto contadores de contaminação, quanto detectores de medicina nuclear) e treinamento de técnicas de aquisição de imagens por raios-X. Constitui uma alternativa viável de simulador equivalente a tecido; e de baixo custo, se comparado com os simuladores importados.

Palavras-Chave: endocrine glands; thyroid cells; neck; tissue-equivalent materials; phantoms; pmma; computer-aided manufacturing; filaments; polyacrylates; biomedical radiography; nuclear engineering; x radiation; positron computed tomography; photon emission; radiothermoluminescence; uses; efficiency; performance; differential calculus; three-dimensional calculations

VILLANI, DANIEL. Desenvolvimento de um simulador antropomórfico de pescoço-tireoide tecido-equivalente impresso em 3D para aplicações multidisciplinares. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. 2021. 103 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-16062021-143936. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32238. Acesso em: $DATA.

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