Teses e Dissertações (BDTD USP - IFSC)
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Item Theranostic nanomaterials applied to the cancer diagnostic and therapy and nanotoxicity studies(2016-11-01) Marangoni, Valeria SpolonMultifunctional plasmonic nanoparticles have shown extraordinary potential for near infrared photothermal and triggered-therapeutic release treatments of solid tumors. However, the accumulation rate of the nanoparticles in the target tissue, which depends on their capacity to escape the immune system, and the ability to efficiently and accurately track these particles in vivo are still limited. To address these challenges, we have created two different systems. The first one is a multifunctional nanocarrier in which PEG-coated gold nanorods were grouped into natural cell membrane vesicles from lung cancer cell membranes (A549) and loaded with β-lap (CM-β-lap-PEG-AuNRs). Our goal was to develop specific multifunctional systems for cancer treatment by using the antigens and the unique properties of the cancer cell membrane combined with photothermal properties of AuNRs and anticancer activity of β-lap. The results confirmed the assembly of PEG-AuNRs inside the vesicles and the irradiation with NIR laser led to disruption of the vesicles and release of the PEG-AuNRs and β-Lap. In vitro studies revealed an enhanced and synergic cytotoxicity against A549 cancer cells, which can be attributed to the specific cytotoxicity of β-Lap combined with heat generated by laser irradiation of the AuNRs. No cytotoxicity was observed in absence of laser irradiation. In the second system, MRI-active Au nanomatryoshkas were developed. These are Au core-silica layer-Au shell nanoparticles, where Gd(III) ions are encapsulated within the silica layer between the inner core and outer Au layer of the nanoparticle (Gd-NM). This theranostic nanoparticle retains its strong near infrared optical absorption properties, essential for in vivo photothermal cancer therapy, while simultaneously providing increased T1 contrast in MR imaging by concentrating Gd(III) within the nanoparticle. Measurements of Gd-NM revealed a substantially enhanced T1 relaxivity (r1 ~ 17 mM-1 s-1) even at 4.7 T, surpassing conventional Gd(III)-DOTA chelating agents (r1 ~ 4 mM-1 s-1) currently in clinical use. The observed relaxivities are consistent with Solomon-Bloembergen-Morgan (SBM) theory, describing the longer-range interactions between the Gd(III) and protons outside the nanoparticle. These novel multifunctional systems open the door for the development of more efficient nanoplatforms for diagnosis and treatment of cancer.Item Avaliação da gordura hepática utilizando ressonância magnética(2016-06-16) Marques, Marcia Renata HidalgoA esteatose hepática, que se caracteriza pelo acúmulo excessivo de gordura nas células do fígado, é um problema que vem preocupando a comunidade médico-científica, pois sua incidência vem aumentando a nível global, com expectativa de se tornar a doença crônica hepática de maior predominância em várias partes do mundo. Apesar de ser considerada uma doença benigna, a esteatose pode evoluir para doenças mais graves como cirrose, fibrose avançada, esteato hepatite (com ou sem fibrose) ou carcinoma. Entretanto, é potencialmente reversível, mesmo em quadros mais graves, o que reforça a urgência de se desenvolver métodos confiáveis para detecção e avaliação, inclusive ao longo de tratamento. Os métodos atuais para diagnóstico e quantificação da gordura hepática ainda são falhos: com a ultrassonografia não se é capaz de realizar quantificação; a tomografia computadorizada faz uso de radiação ionizante; a punção (biópsia), considerada o padrão ouro, é precisa, mas invasiva e pontual. A Ressonância Magnética (RM), tanto com espectroscopia (MRS) como com imagem (MRI), são alternativas completamente não invasivas, capazes de fornecer o diagnóstico e quantificação da gordura infiltrada no fígado. Entretanto, os trabalhos encontrados na literatura utilizam sequências de pulsos desenvolvidas especialmente para esse fim, com métodos de pós-processamento extremamente rebuscados, o que não é compatível com o estado atual dos equipamentos encontrados em ambientes clínicos nem mesmo ao nível de experiência e conhecimento das equipes técnicas que atuam em clínicas de radiodiagnóstico. Assim, o objetivo central do presente trabalho foi avaliar o potencial da RM como candidato a método de diagnóstico e de quantificação de gordura em ambientes clínicos, utilizando, para isso, sequências de pulsos convencionais, disponíveis em qualquer sistema comercial de RM, com protocolos de aquisição e processamento compatíveis com àqueles realizados em exames clínicos, tanto no que se refere à simplicidade como ao tempo total de aquisição. Foram avaliadas diferentes abordagens de MRS e MRI utilizando a biópsia hepática como padrão de referência. Foram avaliados pacientes portadores de diabetes tipo II, que apresentam alta prevalência de esteatose hepática não alcoólica, além de grande variabilidade nos percentuais de gordura. Foram realizadas medidas de correlação, acurácia, sensibilidade e especificidade de cada uma das abordagens utilizadas. Todos os métodos avaliados apresentaram alto grau de correlação positiva (> 87%) com os dados obtidos de maneira invasiva, o que revela que os valores obtidos utilizando RM estão de acordo com aquilo observado pela biópsia hepática. Muito embora os métodos de processamento utilizados não sejam tão complexos quanto seriam necessários caso uma quantificação absoluta fosse desejada, nossas análises mostraram alta acurácia, especificidade e sensibilidade da RM na avaliação da esteatose. Em conclusão, a RM se apresenta, de fato, como uma excelente candidata para avaliar, de forma não invasiva, a fração de gordura hepática, mesmo quando se considera as limitações impostas por um ambiente clínico convencional. Isso sugere que essas novas metodologias podem começar a migrar para ambientes clínicos sem depender das sequências complexas e dos processamentos exóticos que estão descritos na literatura mais atual.Item Aplicação da imagem por Ressonância Magnética para avaliação de injúrias mecânicas e tecidos deteriorados em sementes(2016-04-28) Marassi, Agide GimenezOs danos mecânicos são considerados um dos principais fatores que afetam negativamente o potencial fisiológico de sementes e seus efeitos podem ser evidenciados após a sua ocorrência ou durante o armazenamento pela deterioração de tecidos causados por fungos. Entretanto, não existe nenhum estudo detalhado em Ressonância Magnética que vise analisar a morfologia interna de sementes. A finalidade desta pesquisa é estudar sementes de Milho e Soja com o objetivo de otimizar os parâmetros de aquisição de Ressonância Magnética para a visualização adequada da morfologia interna de sementes e analisar comparativamente imagens de raios X, micro-CT e RM. A imagem por Ressonância Magnética é uma técnica completamente não invasiva originada a partir da interação de certos núcleos do objeto com um campo magnético externo, devido a codificação espacial das frequências de precessão destes núcleos, permitindo a visualização de estruturas internas com alta resolução e contraste. As técnicas de micro-CT e raios X baseiam-se na densidade e composição química dos tecidos dos objetos, como também na atenuação devido a absorção ou dispersão do feixe incidente. Os dados resultantes mostram a ocorrência de danos mecânicos em sementes de Milho e tecidos internos deteriorados em sementes de Soja com relação à profundidade e extensão. Conclui-se que a imagem por Ressonância Magnética pode ser uma ferramenta auxiliar para a investigação de danos mecânicos e tecidos deteriorados em sementes, devido à técnica ser completamente não destrutiva.Item Otimização do contraste em Arterial Spin Labeling multifase(2015-09-30) Paschoal, André MonteiroImagem por ressonância magnética tem sido um dos principais métodos para a aquisição de imagens para diagnósticos na medicina, em especial para a obtenção de medidas do cérebro. Apesar de se mostrar muito eficiente, o método atualmente utilizado para a realização da ressonância em hospitais e centros de diagnósticos, em alguns casos, necessita da aplicação de um contraste de gadolínio intravenoso. Essa injeção do contraste pode mostrar-se um tanto quanto invasivo, podendo em alguns casos resultar em algumas reações indesejadas nos pacientes. Em vista disso, um método que tem sido bastante estudado recentemente e muito promissor é o de Arterial Spin Labeling (ASL). Este método tem como sua principal vantagem o fato de não ser invasivo e de possibilitar a quantificação da perfusão sanguínea cerebral (CBF). No presente trabalho, foi feita uma otimização do contraste na aquisição das fases mais tardias da metodologia de ASL em múltiplas fases. Isso foi feito através de uma modulação do angulo de flip e é particularmente importante para a análise das imagens de pacientes com problemas neurovasculares, principalmente aqueles associados ao retardo nos tempos de trânsito do sangue arterial. Também, foi realizada toda a obtenção e processamento de dados para a avaliação da perfusão sanguínea cerebral utilizando o método proposto.Item Desenvolvimento e construção de bobinas de gradiente com blindagem ativa (Active Shielding) com aplicação em imagens por RMN(2013-12-09) Xavier, Rogério FerreiraAs bobinas ativamente blindadas (actively shielded) melhoram a performance das bobinas de gradiente ao cancelar o campo magnético na parte externa da bobina primária, evitando a degradação do campo no seu interior devido às correntes induzidas (eddy currents). O presente trabalho resultou na construção de um conjunto de bobinas de gradientes ativamente blindadas (Gx, Gy e Gz ), de geometria cilíndrica e acesso axial, com diâmetro de volume útil de 10cm para imagens (field of view), com campos de gradiente de aproximadamente 8.0 G/cm para r=0, com uma máxima distorção de campo de 5% neste volume, onde foi observado um efetivo cancelamento do campo externo, o que evita correntes induzidas nas partes metálicas internas do magneto OXFORD de 2.0 Tesla horizontal de 30cm de diâmetro, no qual serão empregadas. Alguns resultados prévios foram obtidos com um protótipo transversal, em apenas uma direção, e também com um conjunto de bobinas de gradiente para utilização em obtenção de imagens microscópicas de ESR pulsado. As bobinas foram projetadas utilizando-se a técnica de densidade de corrente, que se baseia na abordagem de campo alvo (target field) e também foi empregado o método de \"simulated annealing\" para otimização do desenho. Este sistema de gradientes apresenta também uma baixa indutância, o que permitirá chaveamentos rápidos (~0.1 ms). Na análise do campo de gradiente gerado foi utilizado o método de diferença de fase, confirmando a eficiência da técnica de densidade de corrente utilizada nos cálculos para a construção destas bobinas de gradienteItem Projeto de transdutores e otimização do sistema de recepção do tomógrafo de RMN de campo magnético ultrabaixo(2008-03-13) Vidoto, Edson Luiz GéaO objetivo deste trabalho foi melhorar a relação sinal-ruído de um sistema de imagens por ressonância magnética nuclear (TORM 005), através do desenvolvimento de bobinas de recepção mais eficientes, de circuitos de sintonia balanceados, circuitos de desacoplamento de potência para as bobinas receptoras e da melhoria do ambiente eletromagnético no qual os transdutores trabalham. Para isso, houve necessidade de se modificar a blindagem eletromagnética interna ao TORM 005 e incorporar filtros nas linhas de sinal mais críticas para o sistema. Novas bobinas para imagem foram desenvolvidas, melhorando a relação sinal-ruído e permitindo a execução de exames clínicos de diversas anatomias com qualidade superior. Sistemas de sintonia balanceados para as bobinas foram estudados e implementados, garantindo uma redução nas perdas destas bobinas devido a presença de um paciente em seu interior e permitindo uma maior reprodutibilidade da sintonia delas quando um paciente é substituído por outro. Circuitos para proteção da entrada do receptor e para desacoplamento da bobina receptora durante os pulsos de RF na transmissão foram desenvolvidos, construídos e incorporados ao TORM 005. O conjunto destas implementações garantiram ao TORM 005 uma melhora na relação sinal-ruído, na confiabilidade de operação e na reprodutibilidade dos resultados e conseqüentemente uma melhor qualidade da imagem,, o que tem permitido o uso constante do aparelho para aplicações clínicas e no desenvolvimento de novos trabalhos relacionados com imagem por RMN em ultra-baixo campo magnético.Item Aquisição rápida de imagens com técnicas tipo Echo Planar Imaging - Implementação das sequências EPI e SEPI.(2007-11-12) Bueno, Lucian SoaresO objetivo deste trabalho é o desenvolvimento e implementação de metodologias de imagens por Ressonância Magnética Nuclear, para diminuição do tempo de aquisição, já que nos exames clínicos convencionais esse tempo é muito superior ao utilizado nessas seqüências, que é da ordem de T_ 2 , essas seqüências são baseadas na varredura única do espaço-k, convencionalmente denominada Echo Planar Imaging. Os propósitos de utilização dessa metodologia compreendem desde exames clínicos convencionais, em que se pretende analisar, em projetos futuros, eventos não periódicos de curta duração e a dinâmica dos sistemas biológicos estudados, até imagens de cavidades utilizando gases hiperpolarizados. As técnicas implementadas em comparação com as inicialmente propostas por Masfield apresentam uma diferença que é a inexistência do pulso de RF de inversão e, com isso, o tempo de duração das seqüências implementadas é ainda menor. Apenas não se deve esperar muito da qualidade das imagens sem o pós-processamento, uma vez que esse trabalho já está em andamento.Item Transdutores de RF para experimento de imagens em pequenos animais(2007-09-21) Papoti, DanielO objetivo deste projeto é o desenvolvimento de transdutores de RF tipo gaiola (birdcage coil) e sela (saddle coil), com desenho especial inovador, que mantém elementos com comprimento elétrico constante, para um campo magnético de 2 Tesla. Este transdutor deve permitir o estudo e também o desenvolvimento de novas metodologias em imagens e espectroscopia por RMN de pequenos primatas como marmosets, exigidos pela interação deste grupo com o programa CInAPCe (Cooperação Interinstitucional de Apoio a Pesquisas sobre o Cérebro). Essas bobinas também se destinam ao uso em metodologias de imagens e espectroscopia ?in vivo? por Ressonância Magnética Nuclear (RMN), que utilizem pulsos de RF caracterizados como Pulsos Adiabáticos. Outra perspectiva é a continuação do desenvolvimento de bobinas de RF que operam segundo as características de bobinas de superfície, que pode resultar deste trabalho. Os resultados nos mostram que para as dimensões e freqüência utilizadas, a interação entre os condutores que compõe os transdutores é mais relevante do que a perda de fase da corrente elétrica devido às diferenças no comprimento elétrico. O cruzamento entre os condutores consiste num bom desenho alternativo, melhorando a homogeneidade de campo de RF e a relação sinal/ruído.Item Projeto e construção de um equipamento de imagens por ressonância magnética para uso em rotina clínica e em pesquisa(2007-09-14) Vidoto, Edson Luiz GéaNeste trabalho medidas de condutividade alternada e de corrente versus tensão foram realizadas em dispositivos emissores de luz baseados em poli(2-metoxi-5-(2\'-etil-hexiloxi)-1,4-fenileno vinileno)-MEH-PPV com óxido de zinco (ZnO) como eletrodo transparente e injetor de buracos e alumínio (Al) como eletrodo metálico e injetor de elétrons. MEH-PPV é um derivado do PPV que emite no vermelho. O ZnO tem função trabalho similar à do ITO, mas é menos agressivo ao polímero, menos caro e mais fácil de ser processado. A curva I vs. V retificada mostrou que a corrente direta depende da temperatura. As componentes real e imaginária da condutividade (ac) apresentam comportamento típico de alguns materiais desordenados: a componente imaginária aumenta como função da freqüência e a componente real mostrou-se independente da freqüência para baixas freqüências e varia como uma lei de potência no domínio de freqüências mais altas O modelo de energias livres aleatórias-RFEB e uma resistência em série para o fenômeno de interface foram desenvolvidos e ajustados para os resultados ac. Com base neste ajuste teórico-experimental, obtemos importantes parâmetros do dispositivo, bem como informações quantitativas sobre o fenômeno de transporte no MEH-PPV.