Abstract: Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar os efeitos da luz azul na remineralização do esmalte. Adicionalmente foi desenvolvida uma metodologia de análise para a avaliação de alterações minerais do esmalte dental por meio da tomografia por coerência óptica. Lesões foram formadas em amostras de esmalte dental bovino por meio da imersão em solução tampão de acetato subsaturado (2 mL/mm2 e 6,25 mL/mm2) por 32 h. As amostras foram irradiadas com um LED azul com emissão em 455±20 nm, potência de 110 mW, irradiância de 1,4 W/cm2, tempo de irradiação de 10 s e exposição radiante de 13,8 J/cm2. Posteriormente, as amostras foram submetidas à ciclagem de pH durante oito dias à 37 oC para induzir a remineralização. A avaliação do conteúdo mineral foi realizada por meio do teste de dureza seccional e por tomografia por coerência óptica (OCT). Na avaliação por dureza observou-se que as amostras do grupo irradiado apresentaram menor conteúdo mineral que as amostras do grupo não irradiado. A diferença entre os grupos foi mais evidente nas amostras submetidas à formação de lesão em maior volume de solução desmineralizadora. Por meio da técnica de OCT foram observadas diferenças significativas entre o sinal do esmalte hígido e desmineralizado. Após a remineralização, as amostras irradiadas apresentaram menor conteúdo mineral que as não irradiadas; porém, não foram observadas diferenças significativas entre os grupos. Com base nos resultados deste estudo, pode-se concluir que a irradiação com luz azul (l=455nm) promoveu a inibição da remineralização do esmalte dental. A metodologia empregada nas análises por OCT permitiu a avaliação quantitativa da perda mineral no esmalte; porém, este resultado não foi alcançado na avaliação da remineralização.

Palavras-Chave: dentistry; enamels; mineralization; hardness; materials testing; laser radiation; light emitting diodes; optical properties; tomography; in vitro

KATO, ILKA T. Avaliacao dos efeitos promovidos pela radiacao azul na remineralizacao do esmalte dentario in vitro. Orientador: Denise Maria Zezell. 2009. 107 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2009.tde-16112009-143932. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11521. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Um estudo das propriedades ópticas do cromóforo hipocrelina B (HB) e de seus complexos com os íons lantânio (La3+), európio (Eu3+) e térbio (Tb3+) em soluções em etanol foi realizado. Tal pigmento enquadra-se como um promissor fotossensibilizador de segunda geração dadas suas ótimas propriedades, tais como rápido metabolismo in vivo e principalmente elevado rendimento quântico de geração de oxigênio singleto (FD). O presente trabalho foi desenvolvido em duas etapas: a primeira consistiu do estudo espectroscópico dos complexos de hipocrelina B (HB) com os íons lantanídeos (Ln3+), e a segunda, de testes de PDT in vitro em cultura do fungo Candida albicans. Na primeira etapa do trabalho, a melhor razão molar entre HB e Ln3+ foi verificada através do monitoramento do pico de absorção em maior comprimento de onda de cada um dos complexos. O maior deslocamento do pico de absorção da HB (de 589 nm para 614 nm) foi notado para os complexos com razão de 1 mol de HB para 2 mols de íon lantanídeo. Observou-se que a emissão da HB e de seus complexos ocorre desde cerca de 600 nm até 750 nm. Foi possível, com base nos espectros de absorção e de emissão, calcular os valores de níveis de energia da molécula e de seus complexos. Todos os fotossensibilizadores apresentaram como menor nível de energia valor superior a 0,98 eV, o que é um indício de sua capacidade de geração de oxigênio singleto. Foram determinadas as constantes de dimerização das amostras, de maneira a identificar sua tendência à formação de dímeros ou agregados de ordem superior, e os valores obtidos para a HB e seus complexos com lantânio, európio e térbio foram, respectivamente, de 4,7.104, 3,6.105, 2,1.105 e 1,0.105 M-1. Todas as amostras mostraram-se estáveis perante a ação de luz de 532 nm de até 400 mW/cm2 de intensidade pelo período de uma hora de irradiação. As capacidades de geração de oxigênio singleto das amostras foram determinadas tanto através do método espectroscópico direto (detecção da emissão do oxigênio singleto em torno de 1270 nm) quanto do método químico indireto (variações na absorção em 440 nm do composto RNO). Notou-se que para a HB o método direto indicou haver geração de oxigênio singleto, e o método químico revelou que esta espécie é gerada à taxa de 2,8.10-4 s-1; para HB:La3+ (1:1) obteve-se aumento de 32% na geração de oxigênio singleto em relação à HB, e para HB:La3+ (1:2), determinou-se taxa de 3,0.10-4 s-1 pelo método indireto. Com base nos dados experimentais obtidos, verificou-se que o melhor dentre os complexos estudados foi o HB:La3+ (1:2), sendo este e seu precursor HB então aplicados em testes de PDT antimicrobiana in vitro, constituindo a segunda etapa do trabalho. A concentração de HB ideal para trabalho obtida foi de 10 M. Notou-se eliminação total de microorganismos com apenas 30 segundos de irradiação com LED de 460 nm e intensidade de 333 mW/cm2 tanto para o complexo como para o seu precursor. Porém, com excitação em 660 nm com esta mesma intensidade, apenas HB:La3+ (1:2) se mostrou efetivo, chegando ao efeito fotodinâmico total após 6 minutos de irradiação; a redução causada pela HB no mesmo intervalo de tempo foi bem menos pronunciada, o que comprova a eficiência do fotossensibilizador produzido.

Palavras-Chave: rare earth compounds; optical properties; lanthanum; europium; terbium; oxygen; spectroscopy; photosensitivity; animal tissues; therapy; in vivo

TOFFOLI, DANIEL J. Caracterizacao espectroscopica de complexos hipocrelina B: lantanideos para uso em terapia fotodinamica. Orientador: Lilia Coronato Courrol. 2008. 110 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-22062009-104816. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9374. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os métodos de diagnóstico óptico são muito utilizados na odontologia e se baseiam nas propriedades ópticas dos tecidos duros dentais esmalte e dentina. Estes, podem detectar doenças da cavidade oral precocemente possibilitando uma intervenção mais rápida e eficaz. O laser Nd:YAG (λ=1064nm) é bastante difundido na clínica para a prevenção e tratamento de cárie e erosão dentária. Após a irradiação dos tecidos duros com Nd:YAG, suas propriedades ópticas são modificadas, há alta penetração de fótons deste comprimento de onda e baixa absorção, assim é necessário o uso de fotoabsorvedores para que os fótons sejam absorvidos na superfície e se evite a necrose da polpa dental. Atualmente a pasta de carvão, usada como fotoabsorvedor, causa escurecimento no tecido irradiado implicando na baixa adesão ao tratamento por questões estéticas. O objetivo deste estudo in vitro foi caracterizar os tecidos duros dentais quanto à irradiação com laser de Nd:YAG com pulsos na ordem de microssegundos e nanossegundos, descrever as alterações promovidas pela irradiação e se essas interferem nos métodos de diagnóstico e também como o uso de um fotoabsorvedor alternativo, como a tinta de lula, influencia nas propriedades ópticas dos tecidos. Esses lasers também são propostos como alternativa de prevenção de lesões de erosão dentária. Foram determinados os protocolos de irradiação eficiente e seguros para o laser de Nd:YAG (0,6W;84,9J/cm2;120μs) e também para o Q-Switched Nd:YAG (4W;1,05J/cm2;5ns) baseados na medida da temperatura intrapulpar com termopares de resposta rápida e superficial com termografia no infravermelho durante a irradiação de dentes humanos; concentração de flúor nos fotoabsorvedores; mudança de cor de acordo com o fotoabsorvedor e também na análise da morfologia superficial por microscopia eletrônica de varredura após a irradiação de dentes bovinos. Após a determinação dos protocolos, foram calculados o índice de refração, coeficiente de atenuação óptica para determinar se o protocolo foi eficiente na prevenção de lesões de erosão e também foram utilizados neste cálculo os índices refração calculados anteriormente. Ambos protocolos apresentaram aumento menor do que 5,5ºC da temperatura intrapulpar, indicando que estão na faixa de manutenção da vitalidade pulpar. A temperatura superficial durante a irradiação foi maior do que 200ºC. A concentração de flúor na pasta de carvão é 0,03±0,01μgF/mL e na tinta de lula é 3,92±0,32μgF/mL. A tinta de lula promoveu menor escurecimento. As eletromicrografias mostraram que os lasers promoveram fusão nas superfícies dos tecidos exceto a dentina irradiada com o Nd:YAG Q-Switched. Não houve diferença estatística significante entre os índices de refração calculados, porém, o cálculo do coeficiente de atenuação óptica mostrou diferenças significativas e os protocolos que se utilizaram da tinta de lula se mostraram mais eficientes na prevenção das lesões de erosão. A composição química em profundidade foi determinada utilizando-se a espectroscopia Raman confocal. Lasers de Nd:YAG são eficientes para a prevenção de lesões de erosão dentária independente da largura de pulso, a tinta de Lula se mostrou eficaz e viável esteticamente. Os protocolos são seguros para aplicação clínica e alteram os tecidos duros dentais química e opticamente influenciando no diagnóstico por técnicas ópticas, por exemplo OCT.

Palavras-Chave: raman spectroscopy; infrared thermography; lasers; diagnostic techniques; optical models; optical properties; tomography; hardness; animal tissues; teeth; enamels; dentin; dentistry

PEREIRA, DAISA de L. Caracterização óptica de tecidos duros dentais irradiados com lasers de Nd:YAG. Orientador: Denise Maria Zezell. 2019. 122 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-07112022-154124. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33603. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A terapia fotodinâmica, do inglês photodynamic therapy (PDT) é uma fototerapia baseada na utilização de um fotossensibilizador (FS) na presença da luz em baixa intensidade em comprimento de onda ressonante à absorção do FS e que podem sensibilizar sistemas biológicos, gerando espécies reativas de oxigênio. Estudos mostram que a PDT apresenta um efeito letal em Candida albicans. O biofilme formado por C. albicans é a causa mais freqüente de infecções associadas a cateteres, possuindo uma comprovada resistência a antifúngicos, sendo que a remoção do cateter colonizado é quase sempre necessária. No entanto, poucos trabalhos na literatura relatam o comportamento e a resposta de C. albicans organizado em biofilme frente à PDT. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver uma metodologia para formação in vitro de biofilme de C. albicans, verificar a sensibilidade do biofilme de C. albicans frente à terapia fotodinâmica antimicrobiana utilizando como FS o azul de metileno (AM) e a hipocrelina B:La+3 e analisar o biofilme através da Tomografia de Coerência Óptica (OCT) antes e depois da PDT. Para a formação do biofilme, foram confeccionados discos de silicone elastomérico oriundos de cateteres. Os fotossensibilizadores foram diluídos em solução de PBS, sendo que o AM teve duas concentrações diferentes testadas no biofilme: 100M e 1mM e a HBLa+3 somente uma de 10M. A irradiação de ambos os corantes com os microrganismos foi feita através de dois LEDs diferentes, um vermelho com = 630nm ± 20nm e outro azul com = 460nm ± 30nm. Foi realizada uma curva de fração de sobrevivência em função do tempo de irradiação de cada amostra com biofilme e de suspensão do microrganismo em formato de leveduras para verificar a susceptibilidade destes frente à PDT. As leveduras apresentaram 100% de redução em ambos os fotossensibilizadores, porém em tempos de irradiação diferentes (30s para a HBLa+3 e 6 min para o AM na concentração de 100M). Quando a terapia foi aplicada em biofilme, o AM em 100M não apresentou nenhuma redução significativa, enquanto que em concentração de 1mM houve redução de 100% após 6 min de irradiação. Já a HBLa+3 mostrou pouca redução em biofilme na concentração de 10M (menos de 1 log de redução. Concluímos que o microrganismo C. albicans se organizou em biofilme padronizado nos discos elastoméricos oriundos de cateteres e através do OCT, o biofilme medido apresentou 110m de espessura, informando uma mudança óptica ao ser submetido pela PDT com o AM 1mM.

Palavras-Chave: laser radiation; therapy; optical properties; tomography; laser radiation; microorganisms; in vitro; photosensitivity

SUZUKI, LUIS C. Desenvolvimento de biofilme formado por Candida albicans in vitro para estudo da terapia fotodinamica. Orientador: Martha Simoes Ribeiro. 2009. 34 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-17112009-103750. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9456. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A operação dinamicamente estável com zonas conjuntas foi obtida para um ressonador laser contendo dois bastões de Nd:YAG com módulos laser comerciais. O ressonador não polarizado gerou 115 W de potência no modo transversal fundamental TEM00. Quando polarizado por lâmina de Brewster atingiu 100,5W de potência de saída com 91% de polarização. Quando o ressonador foi polarizado com um polarizador de filme fino, obteve-se melhora na qualidade de feixe e um aumento na polarização, com o valor de M2 sendo 1,56 e 1,84 nas direções x e y respectivamente com 95,4% de polarização. A potência de saída foi, ao nosso conhecimento, a mais alta obtida para lasers polarizados operando no modo fundamental e usando módulos lasers comerciais de Nd:YAG bombeados lateralmente por diodos sem nenhuma preparação especial.

Palavras-Chave: polarization; optical properties; optical activity; diode-pumped solid state lasers; oscillator strengths; lasers; thin films; yttrium compounds; wave power; beam currents; beam dynamics; process development units; quality control

BERECZKI, ALLAN. Desenvolvimento de um laser DPSSL polarizado com mais de 100 W de potência e parâmetro de qualidade próximo de um. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. 2016. 64 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-27062016-142722. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26822. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Um método dosimétrico para avaliação da exposição à radiação ultravioleta foi estabelecido com os detectores Al2O3:C InLight e com o sistema leitor OSL microStar e software, da Landauer, associados às técnicas de Luminescência Opticamente Estimulada (OSL) e Luminescência Opticamente Estimulada Fototransferida (PTOSL). As etapas principais do trabalho foram: caracterização dos detectores Al2O3:C InLight, sem pré-condicionamento, em relação às fontes de RUV solar e artificial, utilizando a técnica OSL; caracterização dos detectores Al2O3:C InLight, pré-condicionados, em relação às fontes de RUV solar e artificial, utilizando a técnica PTOSL; e aplicações práticas dos detectores Al2O3:C InLight, sem pré-condicionamento e pré-condicionados, em locais de exposição à RUV solar e RUV artificial proveniente de processos de soldagens elétrica e TIG (Tungsten Inert Gas). Os detectores Al2O3:C InLight apresentaram respostas OSL e PTOSL satisfatórias em relação aos parâmetros: comprimento de onda, tempo de iluminação UV, irradiância, exposição radiante e dependência angular, quando expostos à RUV. Esses detectores mostraram estimulação máxima OSL e PTOSL para o comprimento de onda de 330 nm, o que os torna uma opção viável para detecção e dosimetria da radiação na faixa UVA.

Palavras-Chave: beta dosimetry; radiation doses; aluminium oxides; luminescent dosemeters; occupational exposure; ionizing radiations; ultraviolet radiation; optical properties; luminescence

GRONCHI, CLAUDIA C. Estabelecimento de um metodo dosimetrico para avaliacao da exposicao a radiacao ultravioleta. Orientador: Linda Viola Elhin Caldas. 2009. 146 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2009.tde-10112009-105318. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11525. Acesso em: $DATA.

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