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This paper describes the trajectory of a northeastern migrant who arrived in Roraima in the 1980s.The choice for the theme is based on two important moments: the first was the memories of childhood, of culture, something very strong in my life; the second occurred when, during the master's course classes, I became aware of the historicity and identity that I built throughout this period mediated by the social relations of living environments, feeling the need to register these re-significations of territorial identities. At each instance lived there was a growth, with the aggregation of new cultural values, where it was influenced and also influenced. The narrative research proposes to reveal the memories and stories of a 51-year-old man, who arrived in the state of Roraima at the age of 18, from the state of Goiás. We conclude that school is important for. The development of the systematic knowledge process that guides the subjects' lives during their existence, providing opportunities for a better quality of life and more conscious actions about the problems they experience. O presente relato descreve a trajetória de um migrante nordestino, que chega em Roraima na década de 80. A escolha pela temática se fundamenta em dois momentos importantes: o primeiro diz respeito as lembranças da infância, da cultura, algo muito forte na minha vida; o segundo ocorreu quando, durante as aulas do curso de mestrado tomei consciência da historicidade e identidade que construí ao longo deste período mediatizado pelas relações sociais dos meios viventes, sentindo a necessidade de registrar estas ressignificações das identidades territoriais. A cada instância vivida houve um crescimento, com agregação de novos valores culturais, onde sofreu-se influencia e também influenciou. A pesquisa narrativa propõe revelar as memórias e histórias de um homem de 51 anos, que chegou ao estado de Roraima aos 18 anos, oriundo do Estado de Goiás. Concluímos que a escola é importante para. O desenvolvimento do processo de conhecimento sistemático que norteia a vida do sujeito, durante sua existência, oportunizando uma melhor qualidade de vida e ações mais conscientes acerca dos problemas que vivenciam.

O presente documento relata o trabalho desenvolvido, no âmbito do estágio curricular que frequentei durante o presente ano letivo. Estando a entidade acolhedora inserida no ramo do Controlo de Acessos, o desafio que me foi lançado, consistiu no projeto de um circuito eletrónico, com capacidade de abrir remotamente os equipamentos da empresa, através da tecnologia de comunicação LoRa. Para além do circuito, foi também definido como requisito, a criação de uma interface gráfica, onde o utilizador possa tirar partido da solução desenvolvida, em termos de hardware. Sendo assim, este relatório de estágio, descreve as várias fases do trabalho desenvolvido, nomeadamente, a definição dos requisitos do sistema, tanto a nível do hardware como do software/firmware, a apresentação do estudo realizado sobre a comunicação LoRa, incluindo o seu principio de funcionamento, as suas características, as suas mais-valias e limitações, bem como as principais áreas de aplicação e finalmente, a descrição mais detalhada da solução desenvolvida. Desta forma, pretende-se descrever, com o detalhe possível, todo o trabalho realizado ao longo de seis meses de estágio. This document reports the work developed within the scope of the curricular internship which I attended during this school year. As the company is part of the Access Control business, the challenge that was set for me was the design of an electronic circuit, with the ability to remotely open the company’s equipment, through the LoRa communication protocol. In addition to the circuit, the creation of a graphical interface was also defined as a requirement, where the user can take advantage of the developed solution, in terms of hardware. Therefore, this internship report describes the various phases of the developed work, namely, the definition of the system requirements, both at the hardware and software/firmware level, the presentation of the study carried out on the LoRa communication, including its working principle, its characteristics, its strengths and limitations, as well as the main areas of application and finally, a more detailed description of the developed solution. Thus, it is intended to describe, with as much detail as possible, all the work carried out over the six months of the internship. Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações

The therapeutic effect of three polyvinyl alcohol (PVA) membranes loaded with electrically conductive materials - carbon nanotubes (PVA-CNTs) and polypyrrole (PVA-PPy) - were tested in vivo for neuro-muscular regeneration after an axonotmesis injury in the rat sciatic nerve. The membranes electrical conductivity measured was 1.5 ± 0.5 × 10

Polyvinyl alcohol hydrogel (PVA) is a water-soluble synthetic polymer with an increasingly use in biomedical applications including vascular grafting. It was argued that the copolymerization of PVA with dextran (Dx) can result in an improvement of blood/biomaterial interactions. The focus of this experimental work is to assess that interaction through an in vivo and in vitro evaluation of the coagulation system activation. The thrombogenicity of the copolymer was determined by quantification of the adhered platelets, by the lactate dehydrogenase assay (LDH), quantification of whole blood clotting time and by quantification of platelet activation assessed by flow cytometry. The thrombin-antithrombin complex value was also determined. The obtained results for the in vitro assays suggested a non-thrombogenic profile for PVA/Dx. Additionally; the in vivo determinations were focused in the coagulation and hematological profile assessment in the animal model (sheep) after PVA/Dx vascular graft implantation. For coagulation homeostasis assessment, the intrinsic and extrinsic pathway activation was measured by the determination of prothrombin time (PT), activated partial thromboplastin time (APTT). Other coagulation activation and inflammatory markers like D-dimers, interleukin-6 (IL-6) and C-reactive protein (CRP) were also assessed. The PVA/Dx (90/10, v/v) copolymer tended to inhibit the platelet adhesion/activation process and the contact activation process for coagulation. Those results were also confirmed with the in vivo experiments where the measurements for APTT, IL-6 and CRP parameters were normal considering the species normal range values. The response to those events is an indicator of the in vitro and in vivo hemocompatibility of PVA/Dx and it allows us to select this biomaterial for further pre-clinical trials in vascular reconstruction.

Polyvinyl alcohol hydrogel (PVA) is a synthetic polymer with an increasing application in the biomedical field that can potentially be used for vascular grafting. However, the tissue and blood–material interactions of such gels and membranesare unknown in detail. The objectives of this study were to: (a) assess the biocompatibility and (b) hemocompatibility of PVA-based membranes in order to get some insight into its potential use as a vascular graft. PVA was evaluated isolated or in copolymerization with dextran (DX), a biopolymer with known effects in blood coagulation homeostasis.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Metalúrgica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor F. J. Monteiro

Periodontal disease, or periodontitis, is a problem that many people suffer from, and no treatment can eliminate without any doubt the issue. Periodontal disease causes the breakdown of periodontal structure, leading to a search on creating structures capable of facilitating periodontal tissue regeneration. In this master's thesis, the approach to overcome the problem was to manufacture fibrous membranes through the electrospinning technique to mimic the extracellular matrix. Electrospun membranes of poly(caprolactone) (PCL) and PCL loaded with natural products such as aloe vera (AV) and curcumin (CUR), were produced, to provide an antibacterial effect, using benign solvents, as acetic and formic acids. Electrospun membranes of PCL, PCL/AV and PCL/CUR were successfully produced, with a diameter range of fibers of 120-180 nm, having been observed in some of them, the formation of nano-nets between the fibers, reaching diameters of 25-45 nm. The fibers were analyzed using Scanning Electron Microscope (SEM). The loading of aloe vera and curcumin in the fibers was confirmed using Attenuated Total Reflectance – Fourier Transform Infrared (ATR-FTIR). Wettability tests and antibacterial assay (E. coli and S. Aureus) were performed in every produced membrane. The study demonstrated that aloe vera and curcumin can be successfully loaded into a PCL membrane without changing the wettability of the membrane. The diffusion disks method, that quantifies the diameter of inhibition halo, it was not detected any antibacterial activity with the loading of aloe vera and curcumin. Overall, PCL membranes loaded with the different content percentages of aloe vera and curcumin were produced successfully, with nanostructure mimicking the extracellular matrices found in the periodontal structure. From a morphological perspective, these membranes are promising scaffolds for tissue engineering. The possibility of controlling the production of nano-net and a more systematic study of these membranes' antibacterial activity thus appears as aspects of great interest for the continuation of the work developed. A doença periodontal, ou periodontite, é um problema de que muitas pessoas sofrem e não existe um tratamento que elimine eficazmente o problema. A periodontite é uma doença que provoca o colapso da estrutura periodontal, levando à necessidade de criação de estruturas capazes de facilitar a regeneração do tecido danificado. Nesta dissertação de mestrado a abordagem para ultrapassar o problema foi fabricar membranas fibrosas através da técnica de eletrofiação, para mimetizar a matriz extracelular, usando poli(caprolactona) (PCL) à qual se adicionaram produtos naturais, como aloé vera (AV) e curcumina (CUR) para fornecer um efeito antibacteriano, e recorrendo a solventes não tóxicos, como os ácidos acético e fórmico. As membranas eletrofiadas de PCL, PCL / AV e PCL / CUR foram produzidas com sucesso, com uma gama de diâmetros de fibras de 120-180 nm, tendo-se observado, em algumas delas, a formação de nano-teias entre as fibras, atingindo diâmetros entre 25-35 nm. As fibras foram analisadas em Microscópio Eletrónico de Varrimento e a presença de curcumina e aloé vera nas fibras foi confirmada por espectroscopia de Infravermelho por transformada de Fourier em modo de reflexão total atenuada (ATR-FTIR). Testes de molhabilidade e testes antibacterianos (E. coli e S. Aureus) foram realizados em todas as membranas produzidas. O estudo demonstrou que a curcumina e a aloé vera podem ser carregadas com sucesso em membranas de PCL sem alterar a molhabilidade da membrana. O método de difusão em disco, que quantifica os diâmetros dos halos de inibição, não permitiu identificar atividade antibacteriana quer da curcumina quer da aloé vera. No geral, foram produzidas com sucesso membranas de PCL, de PCL/AV e de PCL/CUR com diferentes concentrações de produto natural, com microestruturas mimetizando, à escala nanométrica, as matrizes extracelulares encontradas na estrutura periodontal. Sob o ponto de vista morfológico estas membranas apresentam-se como promissores scaffolds para engenharia de tecidos. A possibilidade de controlar a produção das nano-teias e o estudo mais sistemático da atividade antibacteriana destas membranas surgem assim como vertentes de grande interesse para a continuação do trabalho desenvolvido. Mestrado em Materiais e Dispositivos Biomédicos

Tese de Doutoramento em Engenharia Biomédica., Bone is a dynamic, highly vascularized tissue that remodels itseif continuousiy over an individual lifetime. However, this regenerative capacity is limited and, as in the case of large bone defects, where the template for an orchestrated regeneration is absent, surgical procedures are needed. In this context, bone tissue engineering is a very chailenging and promising field given the limitations of traditional methods and the need to create substitutes that mimics bone mechanical, structural, physicai-chemical and biological features, achieving better clinical outcomes. The general concept consists in the deveiopment of 3D scaffolds, from biocompatibie materiais (natural or synthetic), which confer temporary support for the regeneration of bone tissue, while the scaffold itself will be resorbed and replaced by newiy formed tissue. Hydrogels are 3D hydrated, biocompatible, polymeric networks, which mimics native extraceilular matrix and could promote a suitable environment for celis or unstable drugs. These features make them attractive materiais in the biomedicai fieid for celi encapsulation, drug or gene delivery or to act as an interface between tissue and materiais. Dextrin is a iow molecular weight carbohydrate, generaily regarded as safe (GRAS), obtained from partiai hydroiysis of starch or glycogen. It is a glucose poiymer linked by a-1,4 glycosidic linkages with some degree of branching due to the presence of ct-1,6 bonds. It is usually biocompatible and non-immunogenic, degradable by a-amyiases and can undergo renal clearance avoiding tissue accumulation. This work aims to develop an injectable multifunctionai dextrin-based hydrogel through dextrin oxidation (oxDex) fotlowed by crossiinking with a dihydrazide molecuie, intended to be ciinically used as carrier for Bonelike® a synthetic bone graft (Biosckin, SA). The oxDex hydrogei performance as a muitifunctional matrix incorporating dextrin nanogeis, native ECM and ceils was also evaluated. The structural characterization of several commercial avaiiabie dextrins aiiowed the determination of the polymerization and branching degrees, which ranged from 6 to 17 glucose residues and 2 to 13%, respectively. The combination of hydrogel with a dextrin nanogel and urinary bladder matrix was achieved without compromising the mechanical properties or morphoiogy. These features support the proposai of this material as a piatform for drug delivery with improved bioactivity. The cytotoxicity of the free dihydrazide was evaivated and only a miid inhibitory effect on ceil proliferation was observed for the concentration used in the hydrogei crossiinking. The encapsulation of cells, preserving its viabiiity, confirmed the biocompatibiiity of the injectable hydrogeis, which have therefore great potential for biomedicai applications. One key aspect when developing a biomateriai for clinical use is its susceptibility to sterilisation. Optimization of this process is essential to avoid degradation or modification, especialiy for sensitive natural materiais. The effects of autoclaving and ionizing irradiation (í3 and y) on oxDex soiutions were investigated through rheoiogical analysis. Heat treatment has proven to be an inadequate method for the steriiization of this material, since its effects on dextrin chain prevented hydrogei formation. According to the rheologicai behaviour observed, ali materiais remained gelabie after 0 or y-irradiation. Both kinds of radiation induced slight differences in hydrogei storage modulus, suggesting the occurrence of chain scission/crossiinking effects on the dextrin chains. Nevertheiess, these effects did not seem to be dose or temperature dependent for the tested conditions; furthermore, those differences could not be attributed to free radicais generation since its presence was not detected. ionizing radiation seems to be a safe method for the steriiization of oxidised dextrin without compromising of hydrogei formation or its rheologicai properties. In vivo performance of oxDex hydrogel was evaivated, according to 150 10993-6, for inflammatory response assessment in subcutaneous implants. The effects of the combination with human mesenchymal stem ceiis (hMSCs), urinary biadder matrix (UBM) and bone graft granules (Bonelike®) were also evaluated. Histological anaiysis after 3 and 15 days showed typical acute and chronic infiammatory responses, respectiveiy, with the Bonelike® groups exhibiting a more severe reaction and the hydrogel was abie to better stabiiize Boneiike granules in the impiant site. The presence of viable hMSCs couid be confirmed by HuNu ceiis and by severai infiammatory and immunomoduiatory cytokines and growth factors in the peripheral biood. Dextrin hydrogei was scored as siight irritant after 3 days of impiantation, simiiarly to its combination with UBM and as non-irritant after 15 days. Successfui encapsuiation of hMSCs into hydrogei matrix was achieved and its presence seemed to modulate infiammatory response by acceierating its progression when compared to the aceliuiar groups. Pre-ciinicai triais in New Zeaiand rabbits demonstrated that oxDex hydrogei did not induce any adverse effects in regeneration of bone defects. Complete regeneration was observed after 8 weeks in non-criticai tibiae defects, both for sham control and in the presence of tested formuiations (hydrogei; hydrogei/Boneiike®; hydrogei/UBM). Bone regeneration of caivaria modeis (criticai and non-critcai) was improved by oxDex hydrogel, comparing with sham control, since areas of trabecuiar extensions were observed, proionging from the defect edges and composed by dense and organized coiiagen fibers. Better outcomes were obtained with Boneiike® aione and its combination with oxDex hydrogei in criticai size defects. in both cases, despite complete regeneration being stiil absent, areas of interconnected dense bone tissue were observed in the center of the defect. Furthermore, UM seemed to improve the bone matrix apposition when compared with controi and oxDex hydrogei aione. This injectabie dextrin-based hydrogei provides a system that can carry and stabiiize ceils, nanogeis, Boneiike® granules and other biomoiecuies. Although further investigation is needed for the assessment of hydrogei in vivo performance during bone regeneration, it seems a promising biomateriai due to its biocompatibiiity, easiness of processing, steriiization and handling, and potentiai to promote an adequate environment to moduiate infiammatory response, by hMSCs encapsulation., O osso é um tecido dinâmico e altamente vascularizado com capacidade de remodelação ao longo da vida do indivíduo. No entanto, esta capacidade é limitada e, no caso de defeitos ósseos de grandes dimensões, onde não existe suporte para regeneração, torna-se necessário recorrer a procedimentos cirúrgicos complexos. Neste contexto, a Engenharia de Tecidos é um campo promissor e desafiante devido às limitações dos métodos tradicionais e à necessidade de criar novos substitutos ósseos que mimetizem as propriedades mecânicas, estruturais, físico-químicas e biológicas do osso nativo, com melhores resultados clínicos. O conceito geral consiste no desenvolvimento de suportes 3D, a partir de materiais biocompatíveis (naturais ou sintéticos), que conferiram suporte temporário para a regeneração do tecido, sendo reabsorvido e substituído por novo tecido. Os hidrogéis são redes poliméricas 3D, altamente hidratadas e biocompatíveis, com estrutura semelhante à matriz extracelular nativa, e que podem promover um ambiente adequado para as células ou fármacos instáveis, tornando-se assim atractivos na área biomédica. O dextrino é um hidrato de carbono de baixo peso molecular, geralmente considerado como seguro (GRAS), obtido a partir da hidrólise parcial do amido ou glicogénio. É constituído por resíduos de glucose ligados por ligações glicosídicas a-1,4 e com alguma percentagem de ramificação conferida por ligações a-1,6. É um polímero biocompatível, não imunogénico e degradável por a-amilases, o que possibilita a sua depuração renal evitando a sua acumulação nos tecidos. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um hidrogel injetável de dextrino através da oxidação do dextrino (oxDex) e posterior reticulação com uma dihidrazida, para aplicação clínica como veículo de administração do Bonelike®, um enxerto ósseo sintético (Biosckin, SA). O desempenho do hidrogel como uma matriz multifuncional para a incorporação de nanogéis de dextrino, de matriz extracelular da bexiga (UBM) e de células foi também avaliado. A caracterização estrutural de vários dextrinos permitiu determinar que os graus de polimerização e de ramificação variavam entre 6 e 17 resíduos de glucose e 2 a 13%, respectivamente. A combinação do hidrogel com o nanogel e com UBM foi alcançada sem comprometer a morfologia ou propriedades mecânicas, o que reforça a utilização deste material como uma plataforma para a entrega de fármacos de moléculas bioativas. A avaliação da citotoxicidade da dihidrazida livre revelou apenas um efeito de ligeira inibição sobre a proliferação celular, para a concentração utilizada na formulação. A incorporação de células no hidrogel, preservando a sua viabilidade, confirmaram a biocompatibilidade dos hidrogéis injetáveis, bem como o seu potencial para aplicações biomédicas. Um aspecto chave no desenvolvimento de um biomaterial para uso clínico é a sua suscetibilidade à esterilização. Os efeitos da autoclavagem e radiação ionizante (13 e y) nas soluções de oxDex foram avaliados através da análise reológica dos hidrogeis. O tratamento térmico demonstrou não ser adequado para a esterilização deste material, uma vez que os seus efeitos sobre a cadeia de dextrino impediram a gelificação, contrariamente ao observado para a radiação ionizante. Os dois tipos de radiação induziram ligeiras diferenças no módulo de armazenamento do hidrogel, sugerindo a ocorrência de efeitos de quebra de cadeia / ligação cruzada nas cadeias de dextrino mas que não parecem ser dependentes da dose ou da temperatura. Contudo, estas diferenças não poderão ser atribuídas à geração de radicais livres uma vez que a sua presença não foi detectada. A radiação ionizante parece ser um método seguro para a esterilização de soluções de dextrino oxidado, sem comprometer a formação de hidrogel ou afetar negativamente as propriedades reológicas. O desempenho in vivo do hidrogel foi estudado, de acordo com a norma ISO 10993-6, para a avaliação da resposta inflamatória em implantes subcutâneos bem como a sua combinação com células mesenquimatosas humanas (hMSCs), UBM e Bonelike®. A análise histológica após 3 e 15 dias revelou respostas inflamatórias agudas e crónicas típicas, respectivamente, com os grupos de Bonelike® a exibirem uma reacção mais grave. A presença de hMSCs viáveis foi confirmada pela presença de Hunu e pela presença de citocinas inflamatórias e imunomoduladoras e factores de crescimento no sangue periférico. O hidrogel e a sua combinação com UBM foram classificados como ligeiramente irritantes (3 dias) e como não irritante após 15 dias. A incorporação de hMSCs no hidrogel parece modular a resposta inflamatória, acelerando a sua progressão. Ensaios pré-clínicos realizados em coelho demonstraram que o hidrogel de dextrino não provocou efeitos adversos na regeneração de defeitos ósseos. Após 8 semanas de implantação observou-se que os defeitos não críticos na tíbia apresentavam regeneração total, quer no controlo vazio, quer nas formulações teste (hidrogel; hidrogel/Bonelike'; hidrogel/UBM). Nos modelos de calvária (defeitos críticos e não críticos) a presença do hidrogel, por comparação com o controlo vazio, melhorou a regeneração do defeito, apresentando prolongamentos trabeculares a partir dos limites para o interior do defeito, compostos por fibras de colagénio densas e altamente organizadas. Os resultados mais promissores foram obtidos com o Bonelike® e a combinação hidrogel/Bonelike® nos defeitos críticos. Nestas condições experimentais, apesar da regeneração do defeito não ter sido total, observaram-se áreas de tecido ósseo denso na zona central do defeito. Além disso, a UBM parece melhorar a aposição de matriz óssea quando comparada com o controlo vazio e o hidrogel. O hidrogel de dextrino provou ser um sistema viável para o transporte e estabilização de células, nanogéis, Bonelike® e outras biomoléculas. Embora sejam necessários mais estudos para a avaliação do desempenho do hidrogel durante a regeneração óssea, este parece ser um biomaterial promissor devido à sua biocompatibilidade, facilidade de processamento, esterilização, manipulação, promovendo um ambiente adequado para modular a resposta inflamatória, através da incorporação de hMSCs.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica), Every day thousands of surgical procedures are performed to replace or repair tissue that has been damaged through disease or trauma. The developing field of Tissue Engineering (TE) aims to regenerate damaged tissues by combining cells from the body with highly porous scaffold biomaterials, which act as templates for tissue regeneration, to guide the growth of new tissue. Cells, scaffolds and growth-stimulating signals are generally referred to as the TE triad, the key components of engineered tissues. Scaffolds, typically made of polymeric biomaterials, provide the structural support for cell attachment and subsequent tissue development. However, researchers often encounter an enormous variety of choices when selecting scaffolds for Tissue Engineering. The aim of this project is to develop a new hydrogel made of Dextrin (Dex), Hyaluronic acid (HA) and Extracellular matrix (ECM) from Small Intestine Submucosa (SIS), using different types of HA, mixed different proportions. In this study, HA and Dex were oxidized by sodium periodate to create aldehyde functional groups, which could be cross-linked by Adipic Acid Dihidrazide (ADH). Their characterization was performed based on gelation period and degradation rate. In addition, cell viability tests were performed through a Resazurin assay, a MTS assay and Live and Dead (LD) using osteoblastic cell line MC3T3 calvaria from mouse. Results showed a low gelation time for all the hydrogels and low degradation rates for mixed hydrogels with high contents of high molecular weight (MW) HA. The degradation tests demonstrated that the selected hydrogel could maintain the gel matrix over 70 days. Interactions between the hydrogel, MC3T3 cells, and the extracellular matrix (ECM) were also evaluated, as were the effects of the hydrogels on MC3T3 cell growth. The hydrogels possess several clinical advantages, including sterilizability and rapid gelation time for injection. Cultured MC3T3 cells did not adhere to hydrogels, but survived and maintained their round morphology, evidencing that the hydrogel is biocompatible, but does not promote cell growth., Diariamente, milhares de procedimentos cirúrgicos são realizados para substituir ou reparar tecido danificado resultante de um trauma ou doença. O campo em desenvolvimento de Engenharia de Tecidos (ET) ambiciona regenerar tecidos danificados através da combinação de células provenientes do corpo humano com matrizes altamente porosas provenientes de biomateriais, que irão atuar como modelos na regeneração dos tecidos, orientando o crescimento do tecido novo. As células, a matriz extracelular e os sinais de estimulação de crescimento são constantemente referenciados como a tríade da ET, considerando-se os principais componentes desta. As matrizes, normalmente construídas a partir de biomateriais poliméricos, permitem um suporte estrutural para a fixação das células e consequente desenvolvimento dos tecidos. No entanto, os investigadores frequentemente encontram uma enorme e variada oferta de opções quando selecionam matrizes na ET. O objetivo deste projeto é desenvolver um novo hidrogel usando diferentes proporções de Dextrino, diferentes tipos de ácido hialurónico (AH) e Matriz Extracelular (MEC) proveniente da submucosa do intestino delgado. No presente estudo, AH e Dextrino foram oxidados com periodato de sódio para criar grupos funcionais de aldeído, o que pode ser reticulado por ácido adípico dihidrazida. A sua caracterização foi realizada com base no tempo de gelificação e taxa de degradação. Para além disso, os testes de viabilidade foram executados através de um ensaio de Resazurin, um ensaio de MTS e um ensaio de Live and Dead utilizando uma linha celular osteoblástica MC3T3 derivada de rato. Os resultados evidenciaram um tempo de gelificação reduzido para todos os hidrogéis e taxas de degradação baixas para hidrogéis misturados com elevados teores de AH de elevado peso molecular. Os testes de degradação comprovaram que o hidrogel escolhido poderia-se manter ao longo de 70 dias. As interações entre o hidrogel, as células MC3T3 e a MEC também foram avaliadas, tal como os efeitos dos hidrogéis no crescimento das células. As células em cultura não aderiram aos hidrogéis, mas sobreviveram e mantiveram a sua morfologia redonda, demonstrando que o hidrogel é biocompatível, mas não propicia o crescimento celular.

Tese de mestrado. Engenharia Biomédica. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010

Estágio realizado na MedMat Innovation e orientado pelo Doutora Marta Alves da Silva Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado. Engenharia Biomédica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado. Engenharia Biomédica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Faculdade de Medicina Dentária. Universidade do Porto. 2008

Tese de doutoramento. Ciências da Engenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Departamento de Engenharia Cerâmica e do Vidro. Universidade de Aveiro. 2008

Tese de mestrado. Engenharia Biomédica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Instituto de Engenharia Biomédica. 2007

Doutoramento em Ciência e Engenharia de Materiais A presente tese tem como principal objectivo o desenvolvimento de filmes de diamante nanocristalino (NCD) sobre substratos cerâmicos de nitreto de silício (Si3N4) visando aplicações biomédicas. Os filmes de NCD foram produzidos por deposição química em fase de vapor pelas técnicas de filamento quente e plasma de microondas (HFCVD e MWCVD, respectivamente). Optimizaram-se os parâmetros de deposição por HFCVD de modo a obter filmes aderentes e de boa qualidade. Filmes de NCD com cristalites de ~15 nm e ~1 μm×h-1 de velocidade de crescimento obtêm-se nas seguintes condições: razões Ar/H2=0.1 e CH4/H2=0.04, pressão total de 50 mbar, fluxo gasoso de 50 ml·min-1, temperaturas de filamento e substrato de 2200ºC e 750ºC, respectivamente. A rugosidade dos filmes varia entre 13-16 nm para razões Ar/H2 na gama 0-0.63. Com o aumento da temperatura do filamento para 2300ºC é possível uma velocidade de crescimento de 1.6 μm×h-1 mas o tamanho das cristalites quase duplica para 28 nm. A optimização da deposição por MWCVD permitiu o crescimento de filmes pouco rugosos (Ra~22 nm), cristalite de tamanho ~10 nm, e velocidades até 3.0 μm·h-1. Filmes de NCD foram também crescidos em substratos compósitos Si3N4- biovidro por HFCVD. Para evitar a formação de bolhas no filme e garantir uma elevada adesão, a temperatura do substrato não deve ultrapassar a temperatura de transição vítrea do vidro (637ºC). A velocidade de arrefecimento ideal para evitar delaminação é cerca de 2ºC×min-1. A avaliação biotribológica dos filmes de NCD foi realizada por ensaios homólogos pino-placa em movimento alternativo, sob uma carga aplicada de 45 N e na presença de líquidos fisiológicos: solução salina de Hanks (Hanks' balanced salt solution (HBSS)) e soro bovino fetal (fetal bovine serum (FBS)). Na presença de HBSS obtiveram-se valores de atrito inferiores (0.01-0.02) aos verificados em FBS (0.06-0.09), explicados pela adsorção de proteínas na superfície do filme neste último caso. Os coeficientes de desgaste obtidos k ~ 10-10 mm3·N-1m-1 para o HBSS e k ~10-9 - 10-8 mm3·N-1m-1 para o FBS, revelam regimes de desgaste muito suaves. Substratos pré-atacados por plasma de CF4 revelaram maior adesão em relação a substratos polidos, sem sinais de fissuração durante os 6 km de teste. A avaliação do desempenho biológico in vitro foi efectuada por culturas celulares com células do tipo fibroblástico (linha celular L929 e fibroblastos humanos gengivais) e osteoblástico (linha celular MG63 e medula óssea humana), não revelando quaisquer indícios de toxicidade. Os revestimentos de NCD promovem a adesão, proliferação e crescimento das células do osso, permitindo ainda a estimulação de actividades metabólicas específicas tais como segregação de fosfatase alcalina e expressão do fenótipo osteoblástico, ou seja, a formação de uma matriz mineralizada. As características mecânicas, a biocompatibilidade, a resistência química e nano-topografia semelhante à dos tecidos ósseos, tornam o NCD um óptimo candidato para aplicações ortopédicas e dentárias. The main objective of the present PhD thesis is the development of nanocrystalline diamond (NCD) films on silicon nitride (Si3N4) substrates for biomedical applications, like joint implants. NCD films were produced by hotfilament and microwave plasma chemical vapour deposition techniques (HFCVD and MWCVD, respectively). The HFCVD deposition parameters were optimized in order to obtain welladhered and good-quality NCD coatings on Si3N4 substrates. NCD films with ~15 nm of crystallite size with a growth rate of ~1 μm×h-1 are obtained using a set of conditions as follows: Ar/H2 gas ratio of 0.1, CH4/H2 ratio of 0.04, total gas pressure of 50 mbar, total mass flow of 50 ml×min-1, filament and substrate temperatures of 2200ºC and 750ºC, respectively. The surface roughness of the films also depends on the Ar/H2 ratio presenting values between 13-16 nm for Ar/H2 in the range 0-0.63. When the filament temperature is raised from 2200ºC to 2300ºC, the growth rate increases from ~1 μm×h-1 to a value of 1.6 μm×h-1 but the crystallite size doubles from 15nm to 28nm. Optimal deposition conditions in MWCVD result in NCD growth rates up to 3.0 μm×h-1 with low roughness (Ra ~ 22nm) and grain size of about 10 nm. NCD deposition on Si3N4 biocomposites (Si3N4-bioglass) was also carried out by HFCVD. To avoid blistering and guarantee high adhesion, the substrate temperature must be lower than the bioglass transition temperature (637ºC). The cooling rate has a further influence on the adhesion level. No delamination was verified for a slow cooling rate of 2ºC·min-1. Biotribological characterization of NCD coatings was assessed by self-mated reciprocating pin-on-flat experiments under an applied load of 45 N in simulated physiological fluids: Hanks’s balanced salt solution (HBSS) and dilute fetal bovine serum (FBS). Very low friction coefficient values are attained (0.01-0.02) in HBSS media, while FBS lubricated tests result in increased friction coefficients (0.06-0.09) due to protein attaching effect. Wear rates of k ~10-10 mm3·N-1m-1 in HBSS and k ~10-9 - 10-8 mm3·N-1m-1 for FBS are characteristic of very mild wear regimes. CF4 plasma etched substrates show increased adhesion relatively to polished ones and withstand 6 km of sliding distance without any evidence of film fracture but with slightly higher friction values. In vitro biological characterization was performed with osteoblastic (MG63 cell line and human bone marrow) and fibroblastic (L929 cell line and human fibroblasts from gingival tissue) cell type cultures, denoting no deleterious or cytotoxic responses. NCD coatings provide a suitable surface for cell attachment, spreading and proliferation and allowed reproduction of the typical features of the cell populations. Results demonstrate an improved human osteoblast proliferation and the stimulation of specific metabolic activities, like ALP activity and matrix mineralization. The high chemical resistance and unique mechanical properties of NCD associated with its nano-topography, which mimics nanometric features of bone tissue, anticipates a wide range of applications in the dental and orthopaedics biomedical fields.

Tese de mestrado. Engenharia Biomédica. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Tese de Doutoramento. Ciências de Engenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

Relatório de estágio PRODEP III Estágio realizado na JSM-Esterilizadores e Equipamento Hospitalar e orientado pela Eng.ª Manuela Brás Relatório de estágio curricular da LEMM 2003/2004

Relatório de estágio PRODEP III Estágio realizado no Centro de Reabilitação Profissional de Gaia e orientado pelo Eng.ª Cristina Crisóstomo Relatório de estágio curricular da LEMM 2001/2002

Estágio realizado na DURIT - Metalurgia Portuguesa do Tungsténio, Lda. Relatório de estágio curricular da LEMM 1999/2000

Tese de mestrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais - especialização em Fundição. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Estágio financiado por: PRODEP II, Medida 5/Acção 5.2 - Estágios Relatório do Estágio Curricular da LEMM 1997/1998. Estágio realizado na empresa Minas e Metalurgia, S.A. e orientado pelo Eng.º João Miguel S. Teixeira.