Dissertations / Theses on the topic 'OLCO model'

The absolute clarity of the lens of the eye is vital in the visual system. The unique structural and physiological properties of the lens are tightly integrated with highly ordered protein content to allow the lens to remain transparent. Consequently, any alteration or disturbance of these highly ordered proteins can affect the optical properties of the lens. In humans, cataracts are the major cause of blindness, yet the exact aetiology of cataract formation (cataractogenesis) is not fully understood. The purpose of the current research was to investigate whether deregulation of the Ca²⁺-dependent enzyme, calpains, following changes in lens Ca²⁺ homeostasis, is a key mechanism leading to undesired cleavage of a number of proteins that are linked with maintaining lens transparency and contributing to cataractogenesis. An ovine lens culture (in vitro) system and the heritable ovine cataract (in vivo) model were used to test the research hypothesis. The Ca²⁺ ionophore, ionomycin, was used to induce a Ca²⁺ overload and in vitro opacification during lens culture. Opacity in the lens was graded by a computer image analysis program. Protein profile (SDS-PAGE, 2-DE and Western detection), calpain activity (casein zymography), lens structure (microscopic view) and cytotoxicity level (LDH leakage assay) were analysed in Ca²⁺-induced opaque lenses. The involvement of calpain during opacification was further examined by applying synthetic exogenous calpain inhibitors to the in vitro system. Two novel exogenous calpain inhibitors were also assessed for their therapeutic potential in preventing the progression of cataracts in the in vivo cataract model by topical administration of the inhibitor direct to the sheep's eye over a 11 week period. HPLC was used to detect the penetration of these compounds into ocular tissues. Sustained Ca²⁺ influx into cultured lenses caused dense opacification. The opacity was characterised by formation of a turbid fraction and cell death in the outer cortex of the ovine lens. There was increased calpain autolysis associated with the progress of opacification, indicating increased calpain activity. Major degradation of the cytoskeletal proteins, spectrin and vimentin, was observed whilst there was limited degradation of the lens structural soluble proteins, crystallins, in response to a Ca²⁺ flux. Lens proteins were protected from degradation by adding synthetic calpain inhibitors to the culture medium. Topical administration of novel anti-calpain molecules failed to retard the progression of cataractogenesis in the ovine inherited cataract model. Further investigation of drug penetration showed that efficacy of inhibitory compounds was limited by permeability of these molecules across the cornea and the ability of the molecules to reach and penetrate into the lens. The ovine lens Ca²⁺-induced opacification (OLCO) model in this thesis has provided a model to understand the role of Ca²⁺ homeostasis in lens transparency. With sustained intracellular Ca²⁺ level, the degradation of cytoskeletal elements is highly correlated with calpain activity. Cataractogenesis is the pathological response to the loss of lens Ca²⁺ homeostasis in this model. The current results support the hypothesis that the deregulation of calpain activity is a trigger for a series of cascading events, leading to death of the cells in the lens.

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica
Objectivo: Este trabalho teve como objectivo desenvolver um simulador óptico dinâmico do olho humano combinando as ferramentas Zemax (desenho óptico) e MATLAB (programação) e utilizando os estudos existentes sobre as variações dos diversos componentes com a idade e acomodação. Pretendeu-se que, ao introduzir no programa os parâmetros relevantes de um sujeito e situação de funcionamento do olho, e com base nestas, este altere os parâmetros do desenho óptico, de forma a poder-se analisar o comportamento óptico deste. Método: O simulador, a que se chamou dEYEnamic, baseou-se no modelo óptico de Dubbelman, dependente do nível de acomodação e idade. O modelo foi adaptado para contemplar a dispersão cromática no olho humano e devidamente testado. Seguidamente foi implementado na ferramenta desenvolvida que assegura a introdução dos dados e comunicação com o Zemax, através do protocolo de comunicação Microsoft Windows DDE, facilitada pelo conjunto de funções MZDDE. Resultados: O simulador foi testado com o olho em várias situações que permitiram a sua validação em termos de implementação do modelo óptico base, bem como em termos de customização do modelo ocular por parte do utilizador. Conclusões: Conclui-se que o simulador construído replica as condições de funcionamento do olho dito normal. O programa desenvolvido permite ainda que o utilizador modifique o modelo ocular como pretendido, possibilitando a customização do modelo. O facto de estar construído numa plataforma de traçado de raios não sequencial permite que no futuro possam ser contemplados e implementados parâmetros com vista a obtenção de um modelo virtual completo. O simulador apresenta um grande potencial de expansão na investigação da performance visual em função de várias fontes de luz.

Introdução: As queimaduras alcalinas da córnea fazem parte dos ferimentos mais devastadores para o olho. Objetivo: Os objetivos foram investigar o efeito aditivo do olho seco na atividade de proteases na superfície ocular e complicações corneanas apos lesão ocular alcalina e também investigar a eficácia da terapia anti-inflamatória controlar este processo. Métodos: Um modelo combinado (CM) de olho seco e queimadura alcalina unilateral foi usada. Resumidamente, camundongos C57BL /6 foram submetidos à queimadura alcalina unilateral (AB) com ou sem olho seco concomitante por 2 ou 5 dias. Um grupo separado de animais foram submetidos a ambos modelos (AB e olho seco) foram tratados topicamente com a Dexametasona, ou Doxiciclina ou colírio controle de solução salina balanceada (BSS). Os camundongos foram observados diariamente para verificar o aparecimento de perfuração da córnea. Córneas inteiras foram colhidas e homogeneizadas para extração de RNA. PCR quantitativo em tempo real foi realizada para medir a expressão de citocinas inflamatórias, metaloproteinases de matriz (MMP). Ativdade da MMP-9, atividade da gelatinase e da atividade da mieloperoxidase (MPO) foram avaliados em córneas homogeneizadas. A presença da infiltração de neutrófilos foi avaliada por imunohistoquímica e citometria de fluxo. Resultados: Os olhos submetidos ao modelo combinado de AB e olho seco (CM) tiveram 20% de taxa de perfuração estéril da córnea 1 dia após a lesão inicial; que aumentou para 35% em 5 dias. Houve um atraso no fechamento da ferida e aumento de opacidade residual da córnea. Aumento dos níveis de IL-1, IL-6, e as MMPs 1, -3, -8, -9, 13 e CXCL1, foram encontrados após 2 dias no CM comparando com córneas AB. Um aumento da imunorreatividade da MMP-1, -3, -9 e -13 e atividade gelatinolítica da MMP-9 foram observadas em comparação com córneas do grupo CM comparado com AB. O aumento da infiltração de neutrófilos e a atividade da mieloperoxidase foi observado no grupo CM comparando-se com córneas do grupo AB após dois dias da lesão inicial. Não foram observadas perfurações nas córneas tratadas com Dexametasona. Nos olhos tratados com Doxiciclina, 100% do fechamento da ferida pós-lesão no dia 2 e pontuação significantemente menor na escala de opacidade da córnea em relação ao BSS também foram observadas nos dias 4 e 5. Córneas tratadas com Dexametasona apresentaram a menor pontuação de opacidade da córnea. Tratamento com Dexametasona diminuiu significativamente os níveis de mRNA da IL-1, IL-6, e MMP-1, -9, -13, e o TIMP-1 depois de 2 dias, e aumentou os níveis de MMP-8, enquanto que o tratamento com Doxiciclina diminuiu significativamente IL-1, IL-6, MMP-8, -9 e, em comparação com córneas tratadas com BSS. A diminuição da imunorreatividade da MMP-1, -9 e -13 e atividade gelatinolítica foram vistos em córneas tratadas com Doxiciclina e Dexametasona em comparação com o veículo BSS. O aumento da infiltração de neutrófilos e a atividade da mieloperoxidase foi observado no grupo BSS comparação com o grupo Dexametasona 2 dias pós-lesão. Conclusões: O olho seco ambiental piora o resultado da queimadura ocular alcalina, criando uma tempestade de citocinas e proteases, aumentando o risco de perfuração corneana. Entretanto, o tratamento inicial com terapia anti-inflamatória é muito eficaz na preservação da transparência corneana e facilita a cicatrização de feridas, enquanto controla a produção de MMP e a migração de neutrófilos.
Introduction: Alkali burns to the cornea are among the most devastating injuries to the eye. Purpose: To evaluate the effects of dry eye on ocular surface protease activity and sight threatening corneal complications following ocular surface chemical injury and also to investigate the efficacy of anti-inflammatory therapy controlling this. Methods: A combined model (CM) of unilateral alkali burn and dry eye was used. Briefly, C57BL/6 mice were subjected to unilateral alkali burn (AB) with or without concomitant dry eye for 2 or 5 days. A separate group of mice subjected to both AB and dry eye were topically treated with Dexamethasone (Dex), Doxycycline (Doxy) or saline control (BSS). Mice were observed daily for appearance of corneal perforation. Whole corneas were harvested and lysed for RNA extraction. Quantitative real time PCR was performed to measure expression of inflammation cytokines, matrix metalloproteinases (MMP). MMP-9 activity, gelatinase activity and myeloperoxidase (MPO) activity were evaluated in corneal lysates. Presence of infiltrating neutrophils was evaluated by immunohistochemistry and flow cytometry. Results: Eyes subjected to the combined model of AB and dry eye (CM) had 20% sterile corneal perforation rate as soon as 1 day after the initial injury, which increased to 35% by 5 days, delayed wound closure and increased corneal opacity. Increased levels of IL- 1, IL-6, and MMPs 1,-3,-8,-9, 13, and CXCL1 transcripts were found after 2 days in CM compared to AB corneas. Increased MMP-1, -3,-9 and -13 immunoreactivity and gelatinolytic activity were seen in CM corneas compared to AB. Increased neutrophil infiltration and MPO activity was noted in the CM group compared to AB 2 days post injury. No perforations were observed in the Dex treated corneas. Doxy treated eyes had 100% of wound closure 2D post-injury, and significant lower corneal opacity scores at days 4 and 5 compared to BSS. Dex-treated corneas showed the lowest corneal opacity score. Dex treatment significantly decreased mRNA levels of IL-1, IL-6, and MMPs -1,-9, -13, and TIMP-1 after 2 days with increased levels of MMP-8, while Doxy treatment significantly decreased IL-1, IL-6, MMP-8, and -9, compared to BSS-treated corneas. Decreased MMPs -1,-9 and -13 immunoreactivity and gelatinolytic activity were seen in corneas treated with Doxy and Dex compared to BSS vehicle. Increased neutrophil infiltration and MPO activity was noted in the BSS group compared to Dex 2 D post-injury. Conclusions: Desiccating stress worsens outcome of ocular alkali burn, creating a cytokine and protease storm with greater neutrophil infiltration, increasing the risk of corneal perforation. However, early treatment with anti-inflammatory therapy is very efficacious in preserving corneal clarity and facilitating wound healing, while controlling MMP production and migration of neutrophils.

Dissertação de Doutoramento em Ciências Veterinárias
A circulação ocular compreende dois compartimentos: o retiniano possui receptores autonómicos e é autoregulado, enquanto que o coroideu possui inervação adrenérgica e existe controvérsia acerca da presença de autoregulação. Nesta tese criámos e optimizámos um modelo experimental de olho isolado de coelho para ajudar a clarificar os mecanismos de controlo locais da circulação ocular independentemente de outras interferências presentes num modelo in vivo. Surpreendentemente, antes da administração de qualquer fármaco, observámos respostas de vasomotricidade intrínseca em todos os modelos experimentais. Validámos o modelo utilizando fármacos adrenérgicos de efeitos conhecidos. A injecção de fenilefrina (α1-adrenérgico) desencadeou uma resposta vasoconstritora e diminuiu a frequência e aumentou a amplitude das oscilações enquanto que a prazozina (α1-bloqueador), a fentolamina (α1,2 -bloqueador) e o labetalol, (αβ-bloqueador) provocaram vasodilatação e diminuíram a intensidade das oscilações de vasomotricidade intrínseca. Analisámos as variações de pressão decorrentes da injecção intraarterial de outros neurotransmissores: a Endotelina-1, o L-NAME (antagonista do Óxido Nítrico) e o Neuropéptido Y induziram uma resposta vasoconstritora e aumento da frequência e amplitude das oscilações enquanto que a L-Arginina (precursor do Óxido Nítrico), o Péptido Vasointestinal e a amlodipina (bloqueador dos canais de cálcio) desencadearam os efeitos opostos. Estes resultados abrem novas perspectivas para a manipulação terapêutica das doenças oculares isquémicas como sejam a retinopatia diabética e o glaucoma
ABSTRACT: Ocular circulation has two compartments: the retina has autonomic receptors and is also autoregulated, while the choroid has adrenergic innervation but there is still some controversy about the presence of autoregulation. In the current investigation we developed an experimental model of isolated rabbit eye to help clarifying the local mechanisms of control of ocular circulation, independently of other interferences present in an “in vivo” model. Surprisingly, before any drug administration, we observed intrinsic vasomotricity in every animal model. We validated the model using adrenergic drugs of known effects. The injection of phenylefrine (α1-adrenergic) elicited vasoconstriction and decreased the frequency but increased the amplitude of the oscillations while prazozin (α1-blocker), phentolamine (α1,2 -blocker) and labetalol, (αβ-blocker) evoked vasodilation and a decrease in both the frequency and amplitude of the oscillations of intrinsic vasomotricity. We analysed the perfusion pressure changes following the intraarterial injection of other neurotransmitters: Endotelin-1, L-NAME (Nitric Oxide antagonist) and Neuropeptide Y elicited vasoconstrition and increased the frequency and amplitude of the oscillations while L-Arginine (Nitric Oxide precursor), Vasointestinal Peptide and amlodipine (calcium channel blocker) evoked the opposite effects. These results open new perspectives to the therapeutical handling of isquemic ocular diseases such as diabetic retinopathy and glaucoma
Trabalho realizado ao abrigo do Projecto de Investigação 71/Oftalmologia financiado pelo Centro de Investigação Interdisciplinar em Sanidade Animal da Faculdade de Medicina Veterinária de Lisboa.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017.
Made available in DSpace on 2018-02-13T03:10:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 350335.pdf: 4161626 bytes, checksum: 1ed45eb7d7f9cf62e58019648356348f (MD5) Previous issue date: 2017
O craqueamento térmico é um processo onde ocorre a quebra das cadeias de hidrocarbonetos na ausência de oxigênio, com geração de uma quantidade expressiva de produtos de cadeia menor, alguns deles com características muito semelhantes ao diesel e à gasolina, por exemplo, quando a reação é conduzida em temperaturas na faixa de 500 °C e utilizando como matéria-prima os triacilglicerois. Neste trabalho foram realizados experimentos em um sistema reacional que opera em regime contínuo, com o intuito de propor modelos cinéticos para a reação de craqueamento térmico de óleo de soja, com base nos agrupamentos químicos presentes nos produtos. A constituição de modelos, levando-se em conta os balanços de massa do processo, assim como os mecanismos de reação envolvidos, possibilitaram uma melhor compreensão do processo e podem vir a contribuir para o aumento da eficiência e possível ampliação industrial. As propostas de mecanismos cinéticos feitas com agrupamentos de 6 lumps permitiram melhorar as regressões realizadas, bem como representar de maneira satisfatória as reações que ocorrem no craqueamento térmico, principalmente no que diz respeito ao consumo de biomassa. Os resultados obtidos com a mudança na geometria do reator, bem como a caracterização dos produtos e modelos cinéticos propostos evidenciam o potencial deste tipo de processo na obtenção de combustíveis renováveis provenientes de biomassa.
Abstract : Thermal cracking is the process of breaking the molecules of large hydrocarbons in the absence of oxygen, with the generation of an expressed amount of smaller chain products. Some compounds have very similar characteristics to biodiesel and biogas when the reaction is conducted at temperatures around 500 °C and using triacylglycerol as feedstock. This work was carried out in a continuous reaction system aiming on propose kinetic models for the thermal cracking of commercial soybean oil, based on the chemical groups present in the products. The constitution of models takes into account the mass balance of the process and the reaction mechanisms involved, allowing a better understanding of the process. Furthermore, it can contribute to increase reaction efficiency and a possible industrial expansion. A 6- lump kinetic mechanism proposed in this work allowed to improve the regressions performed, as well as representing satisfactorily the reactions that occur in the thermal cracking, mainly regarding to biomass consumption. The results obtained with the change in the reactor geometry, along with the characterization of the proposed kinetic products and models, showed the potential of this type of process in the production of renewable fuels from biomass.

Estima-se que, em 2013, cerca de 382 milhões de pessoas eram portadoras de diabetes mundialmente. Já o diabetes mellitus do tipo 1 (DMT1) representa de 5-10% desse total de casos, cujo tratamento atual se pauta na administração de insulina exógena. Contudo, desde a publicação do protocolo de Edmonton, o transplante de ilhotas pancreáticas se apresenta como nova técnica no tratamento para o DMT1, inclusive obtendo a independência de insulina em alguns casos. Apesar disso, a escolha do sítio receptor ainda é essencial para diminuir efeitos adversos e permitir o acompanhamento do enxerto. Nesse sentido, destaca-se o transplante de ilhotas para a câmara anterior do olho, pois permite, além do restabelecimento do controle glicêmico, o estudo da fisiologia dos enxertos in vivo. Dessa forma, o objetivo foi estabelecer metodologia de isolamento e transplante de ilhotas de alta reprodutibilidade e baixo custo, utilizando a câmara anterior do olho como sítio receptor. O isolamento foi realizado via injeção de solução de colagenase (1 mg/mL via ducto colédoco) em camundongos machos C57BL/6 hígidos de 8 semanas de idade e posterior transplante dessas ilhotas para camundongos machos da mesma espécie com diabetes induzido por injeção de aloxana (60 mg/kg, i.v.). Esses camundongos foram submetidos a infusão de aproximadamente 250 equivalentes de ilhotas (IEQs) para a câmara anterior do olho e tiveram sua glicemia e alteração de massa corpórea acompanhadas por 14 dias após o transplante. Também foi realizado teste de tolerância a glicose via injeção de solução de glicose (2g/kg i.p.) e realização da curva glicêmica. Obteve-se, na etapa de padronização, que a adição de 0,5% (%p/v) de albumina de soro bovino à solução de colagenase foi capaz de aumentar o número de IEQs isolados por animal. Quanto ao transplante, obteve-se que 50% dos animais submetidos à técnica tiveram diminuição significativa na sua glicemia (172,5 ± 6,4 mg/dL), quando comparados com o grupo controle diabético (582,8 ± 27,5 mg/dL) (p < 0,05). Entretanto, todos os animais tiveram aumento significativo da massa corpórea no período de acompanhamento e glicemia de jejum significativamente menor que os animais diabéticos (p < 0,05). Ademais, a curva glicêmica dos animais que tiveram transplante considerado bem sucedido, no teste de tolerância a glicose, se aproxima da curva do grupo controle sadio. Conclui-se que o modelo de transplante de ilhotas pancreáticas para a câmara anterior do olho foi bem estabelecido neste projeto, confirmado pelos resultados que evidenciam o transplante de ilhotas funcionais capazes de reduzir sensivelmente a glicemia e promover o ganho de peso em camundongos diabéticos.
It is estimated that, in 2013, around 382 million people had diabetes worldwide. Of that number, 5-10% represented cases of T1DM, which treatment is based in the administration of exogenous insulin. However, since the Edmonton protocol was published, islet transplantation presented itself as novel technique for T1DM treatment, achieving insulin independence in some cases. Although, recipient site choice is still essential to diminish side effects and enable graft follow up. In that sense, transplantation to the anterior chamber of the eye stands out, since it allows, beyond the reestablishment of glycemic control, study of islet physiology in vivo. That way, the objective was to establish a low cost and high reproducible model of islet isolation and transplantation, using the anterior chamber of the eye as receptor site. Islet isolation was made by injection of collagenase solution (1 mg/mL via common bile duct) in 8 week old healthy male C57BL/6 mice and followed by transplantation of these islets to male mice of the same age and species with diabetes induced by alloxan injection (60 mg/kg i.v.). These mice were subject of 250 islet equivalents (IEQs) infusion to the anterior chamber of the eye and had their blood glucose and change in body mass monitored for 14 days after transplantation. A glucose tolerance test (GTT) was also made, by injection of glucose solution (2g/kg i.p.) and a glycemic curve was plotted. In the standardization period, was observed that the addition of 0,5% (%w/v) bovine serum albumin is capable of increasing the number of IEQs isolated from each animal. About the transplants, was obtained that 50% of animals subject to transplantation had their blood glucose decreased significantly (172,5 ± 6,4 mg/dL), when compared to the diabetic control group (582,8 ± 27,5 mg/dL) (p < 0,05). However, all animals subject to the procedure had significant body mass increase, when compared to the same control group and fasting blood glucose significantly lower than diabetic animals (p < 0,05). Moreover, the glycemic curve of animals, who had their transplantation considered successful, was similar to that found in healthy control animals, in the GTT. We conclude that the model of transplant to the anterior chamber of the eye is well established in this project, which is confirmed by results that shows transplantation of functional islets, capable of promoting a significant decrease in blood glucose and an increase in total body mass in diabetic animals.

Orientadores: Rubens Maciel Filho, Dailton de Freitas Rezende
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica
Made available in DSpace on 2018-08-04T02:31:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Custodio_AlineFerrao_M.pdf: 1962631 bytes, checksum: 51b733d6a4d5cc5f583e63880f05a9eb (MD5) Previous issue date: 2003
Resumo: Até as duas primeiras décadas do século XX, a extração industrial de oleaginosas se fazia, exclusivamente pelo uso de prensas. As prensas, embora extraíssem um óleo de muito boa qualidade, deixavam resíduos no material sólido (torta) superiores, por exemplo a 5% para grãos como o de soja. Tais resíduos além de implicarem em perda de óleo, afetavam a qualidade da torta, que é também um dos produtos efluentes do extrator. A extração por solvente, por outro lado, é capaz de retirar o óleo, deixando resíduos inferiores a 1%. Após a extração, os sólidos são encaminhados ao dessolventizador e a micela (mistura óleo-solvente) ao sistema de destilação, composto por dois evaporadores em série e uma coluna de dessorção (stripping). A unidade de evaporação é uma das que mais demandam energia em uma planta de processamento. Assim, a modelagem matemática dinâmica deste processo com vistas à otimização do consumo energético e à avaliação do desempenho de políticas de controle torna-se um requisito decisivo para operação economicamente viável. O objetivo geral deste trabalho é desenvolver um modelo dinâmico efetuando análises de sensibilidade paramétrica para um evaporador típico da indústria de extração de óleos vegetais, visando a otimização deste processo, ou seja, a recuperação máxima de solvente e o consumo mínimo de energia. A fim de analisar as condições de operação do sistema, propôs-se um modelo matemático do sistema de evaporação com base no de TONELLI et al. (1990), consistindo em balanços mássicos global e de óleo e de balanço energético em torno do sistema de evaporação. O programa simulador foi construído em linguagem FORTRAN. Este programa, a partir de informações tais como temperatura, pressão e concentração de alimentação, assim como de quais são os componentes envolvidos, calcula propriedades termodinâmicas tais como temperaturas de ebulição, capacidades térmicas e entalpias de misturas. Desse modo, um mínimo de informações são requeridas, permitindo simulações rápidas do processo de evaporação. O programa computacional elaborado permitiu simulações rápidas e com baixos erros numéricos para o processo de evaporação do solvente em uma unidade de dessolventização do óleo após extração convencional. Este programa permitiu ainda avaliações de efeitos para os fatores influentes na evaporação. Considerando-se a intensidade das perturbações realizadas e o nível central dos fatores, o fator fração mássica de óleo na entrada foi o que apresentou o maior efeito. Já a velocidade de escoamento do vapor de água de aquecimento foi o fator com o menor efeito no teor de óleo da micela efluente
Abstract: Until the two first decades of century XX, the industrial extraction of oleaginosas were carried out exclusively by mechanical process. This process allow to extracted oil of very good quality, but it leads the left residues in the solid material (pie) to be very high, for example 5% for grains as of soy. Such residues besides implying in loss of oil, affected the quality of the pie, that is also one of the effluent products of the extractor. The extraction for solvent, on the other hand, is capable to remove the oil, leaving residues to be smaller (1%). After the extraction, the solids are directed to the dessolventizador and miscella (oil-solvent mixture) to the distillation system. Witch is composed by two evaporators in series and a stripping column. The unit of evaporation is one that demands for high energy consumption in a processing plant. Thus, the dynamic mathematical modeling of this process with sights to the reduction of the energy consumption and to the evaluation of the performance of control politics becomes a decisive requirement for economically viable operation. The general objective of this work is to develop a dynamic model of the process witch allow for parametric sensitivity analyze for a typical evaporator for the vegetal oil industry extraction. The aim is to have a tool for either process optimization or maximum recovery of solvent. The deterministic mathematical model is developed through mass and energy balance equation together with heat and mass transfer parameter correlations. The simulator was build up in FORTRAN. The software uses operational information as feed temperature, concentration and pressure witch allows for the calculation of the thermodynamic properties such as thermal temperatures of boiling, capacities and enthalpies of mixtures. In this way, a minimum of information is required, allowing fast simulations of the evaporation process. Through experimental design procedure applied to the deterministic model was possible to identify the main operational variables effects as well as the impact of the extraction array variables has on the process behaviors. The mass oil fraction in the feed was found to have the largest effect. The speed of the water vapor draining for the heating zone was the factor with the loweit effect in the oil miscella effluent
Mestrado
Desenvolvimento de Processos Químicos
Mestre em Engenharia Química

A pressão intra-ocular (PO) é um importante parâmetro na avaliação da saúde ocular, sendo que o diagnóstico e a monitorização do glaucoma dependem de sua adequada mensuração. Entretanto estudos recentes mostram uma redução na PO medida através de tonômetros de aplanação após a cirurgia, o que provavelmente, é provocado por alterações da forma, estrutura e espessura da córnea em decorrência de procedimento cirúrgico freqüente no tratamento da miopia. A medida da PO é realizada aplicando uma pressão externa sobre o centro da córnea até que essa esteja totalmente plana. A deformação provocada pela pressão externa depende não somente da pressão intra-ocular mas também da energia de interação entre as moléculas da córnea, entre as moléculas do humor aquoso assim como, da interação mútua entre as moléculas do humor aquoso e da córnea. A quantidade e o tamanho das moléculas que formam estas estruturas (humor aquoso e córnea) também influenciam a deformação. Portanto, propomos neste trabalho, um modelo computacional que permite representar as moléculas da córnea e do humor aquoso com suas devidas espessuras e arranjos em função das energias de interação. O trabalho foi desenvolvido utilizando o programa DICE, o qual tem a finalidade de simular sistemas moleculares densos, compostos por diferentes tipos de partículas interagindo através de uma função (U) que descreve como a energia potencial de interação varia com a distância entre elas. Após diversas modificações dos parâmetros iniciais verificamos a tendência para o equilíbrio do sistema provando que o modelo é viável e factível de ser aplicado a avaliação da PO.
Intraocular pressure is an important parameter in the evaluation of eye health so that the diagnosing and monitoring of glaucoma depend on their correct measuring. However recent studies show a reduction in intraocular pressure measured by means of plaining tonometers after surgery, what is probably caused by alterations in the form, structure and thickness of the cornea as a result of the surgical procedure frequent in treatment of miopy. Intraoculoar pressure is measured by applying an external pressure on the center of the cornea until it is completely plain (flat). The deformation caused by external pressure depends not only on intraocular pressure but also on the interaction force among the molecules of the cornea, among the molecules of the aqueous humour and also on the mutual interaction among the molecules of the aqueous humour and those of the cornea. The quantity and size of the molecules that make up these structures (aqueous humour and cornea) have an influence on the deformation as well. So, we propose in this work a computational model that allows to represent the molecules of the cornea and aqueous humour with their respective thickness and arrangements in relation to the interaction forces. The work has been developed with the program DICE, whose objective is to simulate dense molecular systems, composed by different types of particles interacting by means of a function (U) that describes how the potential interaction force varies according to thedistance between them. After various modifications of the initial parameters we verified the tendency to the balance of the system, proving that the model is viable and feasible of being applied in evaluation of intraocular pressure.

O filme lacrimal é o principal mecanismo de proteção da superfície ocular contra agentes externos e a quebra de sua homeostase pode levar à síndrome do olho seco, causando desde desconforto leve a dano severo na superfície ocular com prejuízo irreversível para a visão. A produção de lágrima pela glândula lacrimal está intimamente relacionada a fatores neuroendócrinos, hormonais e imunológicos e o estresse oxidativo pode ter um papel importante na sua regulação. Induzimos, neste estudo, o olho seco em modelo animal por supressão hormonal e realizamos a suplementação dietética com ácidos graxos poli-insaturados ômega 3 (AGPI n-3) e ácido lipoico, objetivando avaliar o estresse oxidativo e a resposta antioxidante na superfície ocular e glândula lacrimal e o papel destas substâncias no tratamento do olho seco. A produção lacrimal, medida através do teste de Schirmer, mostrou recuperação com a suplementação dietética com ácidos graxos poli-insaturados ômega 3 e ácido lipoico. O estresse oxidativo foi levemente modificado pelo ômega 3, enquanto o ácido lipoico teve um efeito pró-oxidante e antioxidante sítio específico, com influência importante na preservação da integridade da superfície ocular e melhora do olho seco. O dano oxidativo em proteínas foi medido através da quantificação dos níveis de carbonil e a peroxidação lipídica pela formação de MDA, defesas antioxidantes enzimáticas através da atividade da SOD total e GPx, defesas não enzimáticas através dos níveis de vitamina C, glutationa total e medida indireta de óxido nítrico. De acordo com nossos achados, o estresse oxidativo na glândula lacrimal não tem um papel importante no desenvolvimento do olho seco através de espécies reativas de oxigênio, mas o ácido lipoico altera o metabolismo de espécies reativas de nitrogênio e de vias de sinalização na superfície ocular ocasionando um aumento na atividade da peroxidase lacrimal e melhora da produção de lágrima com recuperação do teste de Schirmer.
The tear film is a major mechanism of ocular surface protection against harmful external agents and the breaking of its balance can lead to dry eye syndrome, causing from mild eye discomfort to scarring damage of the ocular surface with irreversible prejudice to vision. The production of tears by the lacrimal gland is closely related to neuroendocrine, hormonal and immunological factors and the oxidative stress can play an important role in its regulation. In this study, the dry eye was induced in an animal model by hormone suppression and the diet supplemented with omega 3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) and alpha-lipoic acid for evaluation of oxidative stress and antioxidant response in the ocular surface and lacrimal gland and the role of these substances in the treatment of dry eye. The lacrimal production, measured by the Schirmer test, showed recuperation when diet was supplemented with omega 3 polyunsaturated fatty acids and alpha-lipoic acid. PUFA omega 3 seems to have little oxidative stress effect while alpha-lipoic acid has site-specific pro-oxidant and antioxidant effect with important influence in ocular surface integrity preservation and dry eye improvement. Oxidative damage in protein was measured by carbonyl levels and lipids peroxidation by MDA production, enzymatic antioxidant defenses by tSOD and GPx activity, non-enzymatic defenses by vitamin C, glutathione and indirect oxide nitric levels. It appears that oxidative stress in the lacrimal gland does not play an important role in the dry eye through reactive oxygen species, but alpha-lipoic acid alters the metabolism of reactive nitrogen species and signaling pathways on the ocular surface with increased activity of lacrimal peroxidase and improved in Schirmer test and lacrimal production.

Orientadores: Jose Luiz Boldrini, Petronio Pulino
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica
Made available in DSpace on 2018-08-03T19:11:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_MarcioRodolfo_D.pdf: 1760591 bytes, checksum: 452f8484e34eec8c114fe0777dd36bb1 (MD5) Previous issue date: 2003
Doutorado
Doutor em Matemática Aplicada

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção.
Made available in DSpace on 2012-10-20T15:02:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 197194.pdf: 2079833 bytes, checksum: 70442010ef6fe6737522308c8b8487eb (MD5)
O presente trabalho consiste no estabelecimento de inter-relações entre variáveis distintas, compostas por ações estratégicas e indicadores de desempenhos, que compõem as áreas econômicas e ambientais das empresas. A pesquisa utilizou como base os indicadores das dimensões econômica e ambiental do modelo Estrutura - Conduta - performance Triplo (ECP - Triplo), os quais tem como objetivo refletir as estratégias das companhias sob pressão de um determinado mercado, e seu conseqüente desempenho, dando um mesmo peso para os resultados econômicos e ambientais. Identificou-se uma série de posturas estratégicas e indicadores refletindo os desempenhos econômicos e ambientais, no conjunto de empresas pesquisadas, realizando um posterior cruzamento entre os dados ambientais e econômicos, ligando as condutas de dimensões contrárias, performances de esferas distintas e as relações cruzadas entre as condutas de um lado com indicadores de desempenho do outro. Os dados dos cruzamentos foram relacionados de duas formas, onde a primeira coloca como as ações estratégicas gerais, agrupadas por suas funções empresariais, ambientais e econômicas, e cada ação individualmente, estão se relacionando com a esfera contrária do modelo. Para tal, utilizou-se alguns índices que procuram refletir o grau de relação, classificados em abaixo, médio baixo, médio alto e alto. O segundo formato dos resultados, utiliza-se de gráficos, onde é correlacionado para cada empresa, os lados econômicos e ambientais, individual refletido permitindo ter uma noção do comportamento da indústria. As 9 empresas analisadas pertencem ao grupo das 30 maiores companhias de óleo & gás do mundo, mercado o qual a análise de sua estrutura também fez parte desta pesquisa.

Orientador: Edson Tomaz
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica
Made available in DSpace on 2018-08-03T15:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morais_JorgeAugustoDarozde_M.pdf: 8426929 bytes, checksum: bd26c72ac8f7e0b1a50f58c5d3cc4548 (MD5) Previous issue date: 2002
Resumo: A região de Campinas - SP na qual está o município de Paulínia é geradora de 9% do Produto Interno Bruto Nacional (PIB), e é a terceira maior região industrial do País. Nesta região, Paulínia é o município com o maior número de indústrias químicas e petroquímicas e onde está instalada a maior refinaria de petróleo do País e por isto possui as distribuidoras de combustíveis e gás liqüefeito de petróleo. O município é uma das regiões industrializadas, cujo cenário ambiental apresenta um quadro evolutivo preocupante no que diz respeito ao esgotamento dos recursos naturais. Seu potencial de crescimento em função da capacidade industrial instalada, de sua localização e proximidade dos transportes rodoviários e ferroviários é muito grande. O presente trabalho tem objetivo estudar as possíveis alterações na qualidade do ar provenientes das emissões de poluentes atmosféricos em Paulínia em diversos cenários, bem como auxiliar na continuidade de um outro trabalho desenvolvido na Unicamp pelo Laboratório de Poluição do Ar, que é a monitorização da qualidade do ar na região com a utilização de um laboratório móvel. Estes cenários poderão ocorrer devido a disponibilidade do gás natural na região, desde 2.000, através do gasoduto Bolivia-Brasil, que poderá substituir o óleo combustível em muitas indústrias. Com o início do consumo do gás natural a estimativa das emissões para o Nox são de 15,45t/dia e para o S02 de 85,47t/dia. Esta estimativa da qualidade do ar está baseada num inventario de emissões das principais industrias da região, dados de projetos, um banco meteorológico e um modelo matemático, utilizado por vários órgãos ambientais do Brasil e de outros países. O modelo permite a simulação para diversas fontes de emissão de poluentes atmosféricos. Os resultados obtidos são curvas de isoconcentração dos poluentes na área de estudo. Sua análise permite a identificação das regiões mais críticas quanto aos efeitos da dispersão dos poluentes, a adequada localização de novas fontes de emissões e também o fornecimento de subsídios para decisões visando o crescimento industrial baseado na preservação da qualidade ambiental
Abstract: The region of Campinas - SP in which is the city of Paulínia is responsible by 9% of the National Gross Domestic Product (NGDP) and is the third bigger industrial region of the country. 1n this region, Paulínia is the city with the biggest number of chemical and petrochemical industries and where it is installed the biggest refinery of the country and for this also possesses fuel and liquefied gas deliverers. The city is one of the industrialized regions, whose environmental scenario presents a worrying evolution condition in aspect the exhaustion of the natural resources. 1ts potential of growth in function of the installed industrial capacity, of its location and highways and railroad so is expressive. The present work has as objective to study the possible alterations in air quality due to the emissions of atmospheric pollutants in Paulínia in the different scenarios, as well as assisting in the continuity of one another work developed in the Unicamp for the Laboratory of Pollution of the Air that is the air quality monitoring in the region of with the use of a mobile laboratory. These scenarios had become possible due to the availability of the natural gas in region, since 2.000, through the Bolivia-Brazil gas-line that will go to change the fuel oil in many industries. The beginning of the natural gas consumption gives an emissions estimation for NOx is of 15,45t/day and for SO2 of 85,47t/day. Air quality estimation is based on emission inventories of the main industries in the region, design data, meteorological data and a mathematical model, used for several environmental agencies of Brazil and other countries The results gotten are isoconcentration curves of pollutants for studied area The model allows the simulation for diverse emission sources of atmospheric pollutants. Its analysis allows the identification of the most critical regions and the effect of the pollutants dispersion, the adjusted location of new emissions sources and also supply subsidies in order to get an based decisions on industrial growth in the preservation of environmental quality
Mestrado
Desenvolvimento de Processos Químicos
Mestre em Engenharia Química

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2015-05-28T14:41:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Olga Pinheiro Garcia.pdf: 3086549 bytes, checksum: 2bb203850c4c9ae5c00adb581521858f (MD5)
Made available in DSpace on 2015-05-28T14:41:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Olga Pinheiro Garcia.pdf: 3086549 bytes, checksum: 2bb203850c4c9ae5c00adb581521858f (MD5) Previous issue date: 2015-03-05
O estudo da distribuição de temperaturas no olho humano é capaz de fornecer subsídios para tratamentos hipertérmicos e para o cálculo dos danos causados pela exposição à radiação de uma fonte de laser. Um exemplo é a termoterapia transpupilar a laser (TTT), aplicada no tratamento de um melanoma de coroide. Neste trabalho, foi desenvolvido, através do software comercial SolidWorks®, um modelo tridimensional do olho humano portador de um melanoma de coroide, utilizado para simular o tratamento por TTT, com uso do software comercial ANSYS-CFX®. Para as simulações computacionais, foi utilizado um laser de diodo (810 nm), com 3 mm de diâmetro do feixe e 400 mW a 1000W de potência, com tempo de aplicação de 60 s. A principal contribuição deste trabalho é que o humor vítreo foi considerado completamente liquefeito, o que é esperado à medida que a idade do paciente se torna mais avançada, e passível de movimento convectivo. Ao mesmo tempo, utilizou-se uma estratégia numérica para representar a frente móvel de destruição do tumor. Foram estudados os efeitos da convecção natural no humor vítreo sobre a temperatura e o dano térmico nos diversos tecidos do olho. Os resultados indicam que a presença de convecção no humor vítreo reduz os valores de temperatura e de dano térmico no tumor, embora não influencie significativamente a profundidade do dano térmico irreversível no melanoma de coroide. Tais efeitos aumentam gradualmente quando a viscosidade do humor vítreo diminui do seu valor normal até o valor da viscosidade da água. Também foram realizadas simulações para diversos valores de potência do laser, verificando que seu aumento provoca valores mais elevados de dano térmico, de profundidade do dano térmico e de temperatura na região do tumor. Para valores acima de 800 mW, o dano térmico na córnea foi maior do que o limite de dano térmico reversível, o que é indesejável. Por fim, ao comparar o modelo atual com um modelo 2D, os resultados indicam que este último pode subestimar a temperatura dos tecidos oculares.

Orientador: Niederauer Mastelari
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2018-08-24T20:16:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Casari_MatheusPuttinati_M.pdf: 7346334 bytes, checksum: 21f16ea44e6fdefa2b0445fe1a0b6b3a (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: A concentração volumétrica de água na produção de óleo cru é um parâmetro constantemente monitorado para acompanhar as sempre inconstantes propriedades do reservatório assim com para razões de otimização; resumindo, o que é importante é o volume de óleo na produção. A medição da concentração volumétrica de água é geralmente feita em bancada (colhendo uma amostra da produção e analisando-a em um laboratório) ou por sensores que monitoram a concentração em tempo real. Uma das técnicas utilizadas para a medição online da concentração de água é a espectroscopia por impedância. De fato, propriedades dielétricas e condutivas formam a impedância elétrica da solução. Na presente análise foram considerados os dois tipos básicos de emulsão: água em óleo (A/O) e óleo em água (O/A). O objetivo deste trabalho foi comparar a concentração de água medida com a predição do modelo matemático baseado nas medições das propriedades dielétricas e condutivas da solução. As emulsões de água e óleo foram sintetizadas em condições de laboratório. A concentração de água variou entre 13,1% à 41,1% em volume para as emulsões A/O e de 50% à 60% em volume para as emulsões O/A à temperaturas de 25°C à 62°C e salinidade da água de 0 (água deionizada), 1Kg/m³ e 10Kg/m³ de NaCl. A constante dielétrica e condutividade das emulsões foram medidas em um sensor composto por dois cilindros concêntricos cuja área dos eletrodos é bem maior que a distância entre eles. Essa geometria favorece os efeitos polarização e é apropriada para materiais dielétricos como as emulsões A/O, além de aumentar o erro de medição em soluções condutivas. Para melhores resultados com as emulsões O/A foi utilizado em sensor de placas paralelas com uma distância entre eletrodos bem maior que a sua área o que favorece os efeitos de transporte de carga. Os dados foram medidos por uma Ponte RLC de precisão Agilent E4980A em uma faixa de frequência de 20Hz à 1MHz. Os dados obtidos nos testes foram proporcionais à concentração de água na solução e seguiram o modelo matemático de Maxwell com um erro máximo de 4%. Os resultados também mostraram que a constante dielétrica não sofre influência significativa da temperatura e salinidade da água, assim como a medida do volume de água. Já para as emulsões O/A os testes mostraram grande influência da temperatura e salinidade da água nas medições, onde o conhecimento prévio destas condições é imprescindível ao método
Abstract: The volumetric concentration of water in crude oil production is a parameter constantly monitored to access the ever changing reservoir properties as well as for economical purposes; after all what is needed is the net oil production. The measurement of water concentration is usually done in over-the-bench (sampling the crude stream and screening in a chemistry lab) or by online instruments which continuously monitor the concentration. One of the techniques for online assessment of water concentration is the impedance spectroscopy. In fact, the dielectric and conductive property of the liquid phase is proportional to the electrical impedance. In the present analysis it was considered the two basic types of emulsions: the water in oil (W/O) and the oil in water (O/W). The objective of this work was to compare the measured water concentration against model's prediction based on the measured dielectric and conductive properties of the emulsions. The water and oil emulsions were synthesized in laboratory conditions. The water concentration range was 13.1% to 41.1% (v/v) for W/O emulsions and 50% to 60% (v/v) for O/W emulsions at temperatures of 25oC to 62oC and water salinity of 0 (de-ionized water), 1Kg/m³ and 10Kg/m³ of NaCl. The emulsion dielectric constant and conductivity were measured in a sensor made by two concentric cylinders whose electrodes area is much bigger than the distance between them. This geometry favors the polarization effects and is appropriate for dielectric solution as A/O emulsions. For better results for the O/A emulsion it was used a parallel electrode sensor where the distance between the electrodes is much bigger than the electrodes area which favors the charge transport effects. The data were measured by the Precision LCR Meter Agilent E4980A in a frequency range of 20Hz to 1MHz. The experimental data was found proportional to the volumetric concentration and follows Maxwell correlation within 4%. The experimental tests also disclosed that the dielectric constant, or the volumetric concentration, were almost insensitive to the changes in temperature and in salinity and so the water concentration of W/O emulsions. For O/W emulsions the tests showed a great influence of the temperature and salinity on the conductivity measurements. So, for O/W emulsions the temperature and water salinity must be considered
Mestrado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Mestre em Engenharia Mecânica

A cirurgia da catarata tem vindo a evoluir ao longo dos anos, tendo sido realizado o primeiro implante de uma lente intra-ocular em 1949. Desde então, várias técnicas foram utilizadas e descontinuadas devido a insucessos. Actualmente é utilizada a técnica de facoemulsificação. Tal como a técnica cirúrgica a lente implantada também tem vindo a evoluir, tanto a nível do material como a nível de design. Com as evoluções, tanto a nível de técnica cirúrgica como a nível de forma e material das lentes o número de sucessos é cada vez maior. Existem vários tipos de LIO: LIO monofocais, multifocais refractivas e multifocais difractivas. Antes da cirurgia é importante fazer uma análise da história clínica de cada paciente, ver as indicações e contra-indicações, fazer as medidas biométricas, calcular a potência da LIO a implantar, entre outras. Existem várias fórmulas para o cálculo da potência da LIO. Os parâmetros fundamentais para este cálculo devem ser tomados em conta, são eles, o comprimento axial do olho, a potência corneal, o astigmatismo, a posição da lente e a profundidade da câmara anterior. Se algum destes for mal medido, ou não for devidamente realizado, o resultado final será afectado. Depois da cirurgia devem ter-se alguns cuidados pós-operatórios, seguir o tratamento pós-cirúrgico e fazer as visitas necessárias, para ir confirmando os resultados, e por fim fazer a refracção final. Para o estudo das LIO asférica e multifocal difractiva, no programa Oslo, foi primeiramente feito um estudo de vários modelos esquemáticos do olho humano, com o intuito de encontrar o que melhor se aproxima do olho humano. Para tal foram utilizados para a base do estudo os descritores ópticos, MTF, racio de Strhel e diagrama de pontos. Foi utilizado o modelo de Liou-Brennan para avaliar o desempenho das lentes intra-oculares asférica e multifocal difractiva. Os detalhes do projecto e optimização são dados, e o desempenho óptico é avaliado através da MTF, do diagrama de pontos e da acuidade visual. Considerando uma pupila de 3mm de diâmetro, quando a aberração esférica está totalmente corrigida pela LIO asférica, a melhor AV chega a 1.5. Na LIO multifocal difractiva a luz é desviada para dois focos, sendo a melhor qualidade da imagem atingida para longe, com a ordem de difracção -1 e para perto com a ordem de difracção +1. Através do mesmo método verifica-se que para longe a acuidade visual tanto para a lente intra-ocular asférica como para a multifocal difractiva é de 1.3, podemos então concluir que para longe as duas lentes são igualmente eficazes.

O ganho crescen te de desempenho nos computadores modernos tem impulsionado os trabalhos científicos nas áreas de simulação computacional. Muitos autores utilizam em suas pesquisas ferramentas comerciais que limitam seus trabalhos ao esconder os algoritmos internos destas ferramentas e dificultam a adição de dados in-vivo nestes trabalhos. Este trabalho explora esta lacuna deixada por aqueles autores. Elaboramos um arcabouço computacional capaz de reproduzir os fenômenos óticos e fisiológicos do sistema visual. Construímos com superfícies quádricas os modelos esquemáticos do olho humano e propomos um algoritmo de traçado de raio realístico. Então realizamos um estudo nos modelos esquemáticos e a partir deles mais a adição de dados in-vivo obtidos de um topógrafo de córnea extraímos informações óticas destes modelos. Calculamos os coeficientes e Zernike dos modelos para tamanhos diversos de pupila e obtivemos medidas de aberração do olho humano. Os resultados encontrados estão de acordo com os trabalhos relacionados e as simulações com dados in-vivo estão consoantes com as produzidas por um aparelho de frente de onda comerciais. Este trabalho é um esforço em aproveitar as informações adquiridas pelos equipamentos modernos de oftalmologia, além de auxiliar o entendimento de sistemas visuais biológicos acabam também em auxiliar a elaboração de sistemas de visão artificial e os projetistas de sistemas óticos
The increase in performance of the modern computers has driven scientific work in the areas of computer simulation. Many authors use in their research commercial tools that use embedding algorithms, which sources are not provided, and it makes harder and sometimes impossible, the development of novel theories or experiments. This work explores this gap left for those authors. We present a computational framework capable to reproduce the optical and physiological phenomena of the human visual system. We construct schematical models of the human eye from quadrics surfaces and consider an algorithm of realistic ray tracing. Afterward, we performed a study on schematics models and in addition we introduce, in these models, in-vivo data obtained from corneal topography machine and extract optical information. We calculate the Zernike coefficients in the models for different sizes of pupil and measures of aberration of the human eye. The results are in agreement with related work and simulations with in-vivo data are according with the produced by a commercial wave-front device. This work is an effort in using to advantage the information acquired for the modern equipment of ophthalmology, besides assisting the understanding of biological visual systems, it also helps the development of artificial vision systems and the designing of optical systems

Relatório de Estágio do Mestrado em Economia apresentado à Faculdade de Economia
O presente relatório foi elaborado no âmbito do meu estágio curricular, um requisitopara a conclusão do Mestrado em Economia da Faculdade de Economia da Universidade deCoimbra. O estágio decorreu de 5 de setembro de 2016 a 15 de dezembro de 2016 na Olbo&Mehler, Lda e teve por base o ramo da Gestão Estratégica.O ambiente que as empresas enfrentam atualmente é marcado por uma grande competição, por uma procura constante de diminuição dos custos e de melhorias da produtividade, tendo sempre como foco os resultados. Considerando este contexto, é fundamental para as empresas elaborarem um conjunto de estratégias sustentáveis que tenham em vista a criação de vantagens competitivas afim de, entre outras aspetos, criarem valor esatisfação aos seus clientes. Aliado à estratégia, a existência de um modelo de negócio é importante pois permite à empresa compreender as várias vertentes do negócio.Começo este relatório fazendo uma abordagem aos conceitos de estratégia, realçandoas perspetivas de Porter e Mintzberg, e de modelo de negócio, destacando as contribuições de Osterwalder e Pigneur. Depois, apresento a entidade de acolhimento e o estudo de caso e explico as tarefas que desenvolvi durante o estágio. O estudo de caso prende-se com a realização da análise das cinco forças de Porter e da análise SWOT para a Olbo&Mehler e, em seguida, do estudo dos conceitos que constam no quadro de modelo de negócio da entidade. A realização destas tarefas tem como principal objetivo apresentar um quadro de modelo de negócio mais completo e propor, para alguns mercados, estratégias diferentes.daquelas seguidas pela entidade.
This report was prepared within the scope of my curricular internship, a requirementfor the completion of the Master's Degree in Economics from the Faculty of Economics of the University of Coimbra.The internship took place from September 5th to December 15th, 2016 at Olbo & Mehler, Lda and it was based on the Strategic Management branch.The environment that companies face nowadays is marked by high competition, aconstant search for cost reduction and productivity improvements, always focusing on results. Taking this context into account, it is fundamental for companies to develop a set of sustainable strategies aiming for the creation of competitive advantages in order to, among other aspects, create value and satisfaction for their customers. Allied to the strategy, the existence of a business model is important since it allows the company to better understand the several business strands.I start this report I approach the concepts of strategy and business model, highlighting the perspectives of Porter and Mintzberg, and Osterwalder and Pigneur, respectively. I present the host company, the case study and explain the tasks that I developed during the internship. The case study deals with the analysis of Porter's five forces and the SWOT analysis for Olbo&Mehler and then the study of the concepts that are part of the company´s business model. The main objective of these tasks is to present a more complete business model and propose, for some markets, different strategies from those followed by the company.

Tese de doutoramento em Ciências Biomédicas, apresentada à Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra
As gap junctions (GJ) são estruturas intercelulares multiméricas que permitem a comunicação directa entre células eucariotas, nomeadamente, a transferência de pequenos metabolitos, iões e mensageiros secundários. Para formar uma GJ, duas células adjacentes precisam de contribuir com um hemicanal, ou conexão, sendo este, por sua vez, composto por seis subunidades de uma proteína denominada conexina (Cx). A Cx43, um membro da família alfa das conexinas, pode ser encontrada em tecidos tão diversos como o coração, cristalino, retina, epiderme, cérebro, rim e medula óssea. A extensão da comunicação intercelular através de gap junctions (CIGJ) está directamente relacionada com o número e estado funcional dos canais presentes na membrana plasmática. Por isso, processos que influenciam a estabilidade de conexinas na membrana plasmática são críticos para regular a comunicação intercelular. Apesar da CIGJ poder ser regulada através da abertura e do fecho do poro do canal, a degradação de conexinas, particularmente da Cx43, desempenha um papel fundamental na regulação da CIGJ. De facto, e quando comparada com outras proteínas da membrana plasmática, a Cx43 tem um tempo de vida invulgarmente curto, de menos de 5 horas. Assim, é previsível que a desregulação da CIGJ tenha impacto em vários órgãos e tecidos. Por exemplo, no olho, o cristalino e o epitélio pigmentado da retina dependem da CIGJ para a manutenção da sua homeostase, e eventos que interfiram com a comunicação através de gap junctions poderão comprometer irreversivelmente a viabilidade destes tecidos ou ter importantes implicações funcionais. Nesta tese começamos por investigar os eventos moleculares que levam à disrupção da CIGJ em células epiteliais do cristalino. Procedemos depois com a investigação dos eventos moleculares que levam à internalização e degradação da conexina43, e que contribuem assim para a regulação da comunicação intercelular através de gap junctions. A comunicação intercelular no cristalino depende de uma extensa rede de gap junctions que são essenciais para a manutenção da transparência do cristalino. Como o cristalino está continuamente exposto a insultos oxidativos e as membranas plasmáticas do cristalino contêm a maior proporção de colesterol de qualquer membrana biológica, investigámos se a acumulação de produtos de oxidação do colesterol poderia interferir com a comunicação intercelular. Os resultados apresentados neste trabalho demonstram, pela primeira vez, que o oxisterol 7- ketocolesterol induz aumentos na CIGJ, que são muito provavelmente devidos a um aumento da estabilidade da proteína na membrana plasmática e a um consequente aumento na formação de placas de gap junctions. A sobreregulação da CIGJ no cristalino poderá afectar uma variedade de eventos altamente regulados, incluindo a diferenciação das células epiteliais do cristalino em fibras, o que, em último caso, poderá comprometer a transparência do cristalino levando ao desenvolvimento da catarata. A degradação da Cx43 como forma de regular a CIGJ, tem sido motivo de debate há mais de duas décadas, e tanto o proteassoma como o lisossoma já foram implicados neste mecanismo. Enquanto que a degradação da Cx43 pelo lisossoma está bem estabelecido, o papel do proteassoma no “turnover” da Cx43 é ainda pouco compreendido. No entanto, foi sugerido recentemente que o efeito da inibição do proteassoma na internalização de GJ está relacionado com a deplecção de ubiquitina livre, uma vez que está descrito que a conjugação da ubiquitina a uma variedade de proteínas membranares funciona como um sinal de endocitose. Alternativamente, o proteassoma poderá mediar a degradação de uma proteína ainda desconhecida, envolvida na regulação da estabilidade da Cx43 ao nível da membrana plasmática. Apesar de já ter sido demonstrado que a Cx43 é ubiquitinada, e que a fosforilação poderá servir como um sinal para a ubiquitinação da proteína, os mecanismos moleculares envolvidos na regulação da internalização e degradação da Cx43 continuam por esclarecer. Dados apresentados neste trabalho demonstram, pela primeira vez, que a ubiquitinação da Cx43 é mediada pela E3 ligase Nedd4 e que a conjugação de ubiquitina à Cx43 é necessária para a subsequente interacção com a proteína endocítica Eps15. De forma consistente, demonstramos ainda que a interacção entre os motivos de interacção com a ubiquitina da Eps15 e a forma ubiquitinada da Cx43 é necessário para que ocorra a internalização da Cx43. Demonstramos também que a ubiquitinação da Cx43 induz a internalização da proteína através de um mecanismo que é independente do motivo de endereçamento YXXØ, que medeia a internalização constitutiva da proteína por uma via dependente de clatrina. É provável que este mecanismo necessite da ubiquitinação de algumas, mas não de todas, as subunidades de um hemicanal. Ao passo que o papel da clatrina na internalização da Cx43 está bem estabelecido, os resultados apresentados neste estudo sugerem que, alternativamente, a Cx43 ubiquitinada poderá ser internalizada através de um mecanismo independente de clatrina. Está descrito que a ubiquitinação de algumas proteínas membranares também funciona como um sinal de endereçamento intracelular, que direcciona proteínas membranares para degradação no lisossoma. Neste estudo demonstramos que a ubiquitinação da Cx43 também pode sinalizar o seu tráfego intracelular para o lisossoma, através de um mecanismo que envolve a Hrs e a Tsg101, que são subunidades dos complexos ESCRT. Também foi demonstrado que a enzima de desubiquitinação UBPY poderá estar envolvida na modulação do tráfego intracelular da Cx43, promovendo o seu endereçamento para o lisossoma, onde é degradado. Por último, fornecemos provas de que a Cx43 internalizada pode ser reciclada de volta à membrana plasmática através de vias de reciclagem rápida e lenta, dependentes de Rab4 e Rab11 respectivamente, constituindo assim um novo nível de regulação para controlar a CIGJ. Apesar de caracterizarmos parcialmente as vias de internalização e de tráfego intracelular seguidas pela Cx43, muitas questões continuam por resolver, incluindo os mecanismos moleculares que determinam a via de internalização seguida pela Cx43 ubiquitinada bem como os mecanismos de interacção entre enzimas desubiquitinantes e proteínas Rab envolvidas no redireccionamento de Cx43 internalizada de volta à membrana plasmática. No entanto, este trabalho providencia uma base sólida para estudos futuros que tenham como objectivo uma melhor caracterização dos determinantes moleculares e mecanismos envolvidos na internalização e degradação da Cx43.
Gap junctions (GJ) are specialized cell–cell contacts that provide direct intercellular communication (IC) between eukaryotic cells, allowing for the transfer of small metabolites, ions and second messengers. Each of two adjacent cells contributes with one hemichannel to form a complete gap junction channel. Each hemichannel, or connexon is, in turn, composed by six subunits of a protein called connexin (Cx). Cx43, a member of the alpha connexin family, is the most widely expressed connexin protein, being found in tissues as diverse as the heart, lens, retina, skin, brain, kidney and bone marrow. The extent of gap junction intercellular communication (GJIC) is directly related to the number and functional state of gap junction channels present at the plasma membrane. Therefore, processes that influence the stability of connexins at the plasma membrane are critical for regulating intercellular communication. Although GJIC can be regulated through the gating of the channel pore, degradation of connexins, particularly Cx43, appears to play an unexpected and critical role in regulating GJIC. Indeed, Cx43 has a remarkably short half-life, of less than 5 hours, when compared to other plasma membrane proteins. Disruption of GJIC is likely to have an impact upon a variety of organs and tissues. For example, the eye lens and retinal pigmented epithelium rely on GJIC and disruption of communication through gap junctions is likely to have important functional implications. In this thesis we start by investigating the molecular events that lead to disruption of GJIC in lens epithelial cells. We further proceed by investigating the molecular events that lead to internalization and putative degradation of connexin43, and thus contribute to regulating intercellular communication through gap junctions. Intercellular communication in the eye lens relies on an extensive network of gap junctions essential for maintenance of lens transparency. Since the lens is continuously exposed to oxidative insult and lens plasma membranes contain the highest cholesterol content of any biological membrane we investigated whether accumulation of cholesterol oxidation products might interfere with intercellular communication. Results presented in this work show, for the first time, that the oxysterol 7-ketocholesterol induces an increase in GJIC, which is most likely due to an increased stability of the protein at the plasma membrane and to an increased abundance of Cx43 assembly into gap junction plaques. The upregulation of GJIC in the lens may disrupt a variety of highly regulated events, including differentiation of lens epithelial cells into fibres, which ultimately compromises lens transparency leading to the formation of cataract. Degradation of Cx43 as a means to regulate GJIC, has been a matter of debate for over the last two decades and both the proteasome and the lysosome have been implicated. Whereas degradation of Cx43 by the lysosome has long been established, the role of the proteasome in Cx43 turnover is poorly understood. However, recently it has been suggested that the proteasome may act by regulating the availability of free ubiquitin, as the conjugation of ubiquitin to a variety of plasma membrane proteins is known to function as an endocytic signal. Alternatively, the proteasome could mediate the degradation of a putative and still unknown protein involved in the regulation of Cx43 stability at the plasma membrane. Indeed, it has been shown that Cx43 is a substrate for ubiquitination and that treatments that promote Cx43 internalization, such as phosphorylation, also induce the ubiquitination of the protein. However, the molecular players and regulatory mechanisms involved in the internalization and degradation of Cx43 have remained elusive. Data presented in this work show, for the first time, that Cx43 ubiquitination is mediated by the E3 ligase Nedd4 and that the conjugation of ubiquitin to Cx43 is required for subsequent interaction with the endocytic protein Eps15. Consistently, we show that the interaction between the ubiquitin-interacting motif of Eps15 and the ubiquitinated form of Cx43 is required for Cx43 internalization. We have further shown that ubiquitination of Cx43 induces the internalization of the protein through a mechanism that is independent on the YXXØ sorting motif of Cx43, that mediates the constitutive internalization of the protein. This mechanism is likely to require the ubiquitination of some, but not all, subunits of one hemichannel. While the role of clathrin in Cx43 internalization has been well established, the results presented in this study suggest that ubiquitinated Cx43 can also be internalized through a clathrin-independent mechanism. Ubiquitination of some integral membrane proteins is also known to function as an intracellular sorting signal, which directs membrane proteins for degradation in the lysosome. In this study we show that ubiquitination of Cx43 can also act as a signal for its intracellular sorting to the endolysosomal compartment, through a mechanism involving the ESCRT machinery components Hrs and Tsg101. The deubiquitinating enzyme UBPY was also shown to modulate the intracellular trafficking of Cx43, by promoting its intracellular sorting to the lysosome for degradation. Finally, we provide evidence that internalized Cx43 can be recycled back to the plasma membrane through both a rapid and a slow recycling pathway, thus adding a new level of regulation to control GJIC. Although we partially characterize the internalization and intracellular trafficking routes followed by Cx43, many questions remain unresolved, these include the molecular mechanisms that determine the internalization pathway followed by ubiquitinated Cx43 as well as the interplay between deubiquitinating enzymes and Rab proteins in redirecting internalized Cx43 back to the plasma membrane. Nevertheless, this study provides a solid basis for future research aiming at further characterizing the molecular players and mechanisms involved in Cx43 internalization and degradation.
Bolsa de de Doutoramento atribuída pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (SFRH/BD/20139/2004)

Einleitung: Trotz jahrzehntelanger Forschung bleibt die lungenprotektive Beatmung bei Menschen mit Lungenkontusion und daraus resultierendem ARDS ein kontrovers diskutiertes Thema. Als bisheriger Goldstandard gilt das ARDSnet Protokoll. Es zeichnet sich durch ein niedriges Tidavolumen (6ml/kg), einen maximal zu erreichenden Plateaudruck von 30cmH2O und tabellarisch festgelegten Kombinationen von Positivem Endexspiratorischen Druck (PEEP) und Inspiratorischer Sauerstoffkonzentration (FiO2) aus. Die Generierung einer akzeptablen Oxygenierung bei minimaler Volu- und Barotraumabelastung ist das Ziel. Im Gegensatz dazu steht das OPEN LUNG Konzept (OLC), bei welchem zu Beginn der Therapie ein Rekrutierungsmanöver zum Öffnen aller Alveolen durchgeführt wird. Anschließend erfolgt die Beatmung mit titriertem, hohem PEEP Niveau, sodass die Lunge offen gehalten werden kann. Tidalvolumen und Sauerstoffpartialdruck werden so gering wie möglich eingestellt. Ziele der Arbeit: Ein Ziel dieser Arbeit war es, auf histologischer Basis zu evaluieren, ob es einen beatmungsassoziierten Unterschied der Lungenschädigung nach experimentell erfolgtem Thoraxtrauma am Modell Schwein gibt. Darüber hinaus sollten als zweites Ziel dieser Arbeit zwei histologische Analysemethoden in ihrer Anwendbarkeit überprüft und miteinander verglichen werden. Tiere, Material und Methoden: Als Versuchstiere gingen 17 weibliche, 10-12 Wochen alte Schweine der Deutschen Landrasse in den Versuch ein. Nach experimentell induziertem Thoraxtrauma (Fallrohr-assoziiert) wurden die Tiere in zwei Beatmungsgruppen randomisiert und über 24 Stunden nach ARDSnet oder OLC Protokoll beatmet. Nach erfolgter Euthanasie der Tiere am Ende des Versuches wurden Lungenproben aus insgesamt 9 Arealen der Lobi caudales (rechts dorsal, rechts medial, rechts ventral, rechts Kontusion, rechts Randkontusion, links dorsal, links medial, links ventral und links Contre Coup) gewonnen und fixiert. Als Analysemethoden standen der DAD Score (semiquantitative Analyse) und ein für diese Arbeit entwickelter Grid Score, der an Hand eines Punktegrids die Auswertung der Präparate erweitern und verfeinern sollte, zur Verfügung. Die statistische Auswertung des Datenpools erfolgte durch die Anwendung des Kolmororov-Smirnov-Tests, gefolgt von dem Mann-Whitney-U-Test (p<0,05). Für die Analyse der Interobserver- und Intraobserver-Übereinstimmung wurde die Bland-Altman-Methode genutzt. Ergebnisse: Es konnte ein klarer Unterschied im histologischen Schädigungsbild zwischen den Beatmungskonzepten OLC und ARDSnet in beiden Analysemethoden detektiert werden. Dieser beschränkte sich auf den Bereich „rechts dorsal“. In allen Kriterien des DAD Scores (intraalveoläres Ödem, Hämorrhagie und Inflammation) zeigte sich ein signifikant geringeres Schädigungsbild der Lunge im OLC verglichen mit dem ARDSnet Protokoll (Mittelwerte der Scoringpunkte für intraalveoläres Ödem: 1,2 im OLC und 4,2 im ARDSnet; Hämorrhagie: 1,2 im OLC und 3,3 im ARDSnet; Inflammation: 3,3 im OLC und 7,5 im ARDSnet). In der Grid Score Methode wurde diese Aussage bei den Kriterien „Luft“ (51,2% im OLC und 17,9% im ARDSnet), „Zellen“ (24,6% im OLC und 41,2% im ARDSnet), „Blut“ (1,9% im OLC und 12,5% im ARDSnet), „Ödem-Blut-Gemisch“ (2% im OLC und 9% im ARDSnet) und „Gewebe gesamt“ (48,8% im OLC und 82,1% im ARDSnet) bestätigt. Das Kriterium „Hyaline Membran“ wurde im OLC signifikant häufiger ermittelt (0,9% im OLC und 0,3% im ARDSnet). Im Kriterium „Ödem“ des Grid Scores konnte kein signifikanter Unterschied zwischen beiden Beatmungskonzepten evaluiert werden (19,6% im OLC und 19,3% im ARDSnet). Schlussfolgerung: Der histologisch sichtbare Lungenschaden nach Thoraxtrauma ist nach 24 Stunden OLC-Beatmung signifikant geringer als mit ARDSnet-Beatmung. Damit bietet das OLC die bessere Möglichkeit zur Regeneration. Da sekundäre Schäden bis hin zum Multiorganversagen auf ein Thoraxtrauma folgen können, sollte in weiteren Untersuchungen zusätzlich die Reaktion des gesamten Körpers verglichen werden. In Abhängigkeit des Schädigungsmusters ist dann eine entsprechende intensivmedizinische Behandlung zu wählen. Im Vergleich der Scoringmethoden kann zusammengefasst werden, dass beide Methoden durchaus die histologischen Unterschiede des Lungenschadens beider Beatmungskonzepte quantifizieren konnten, allerdings Vor- und Nachteile bergen. Deutlich wurde im Verlauf der Untersuchungen, dass in der Grid Score Methode einzelne Kriterien genauer definiert werden müssen. Generell verspricht die Grid Score Methode jedoch einen erheblichen Informationszuwachs im Vergleich zum DAD Score.:Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Anatomie und Physiologie der Lunge 2 2.1.1 Makroskopischer Aufbau und Funktion 2 2.1.2 Histologie des Alveolarraumes 3 2.2 Thoraxtrauma und Lungenkontusion 5 2.2.1 Lungenkontusion 5 2.2.1.1 Definition und Charakter der Lungenkontusion 5 2.2.1.2 Geschichtlicher Hintergrund der Forschung zur Lungenkontusion 6 2.2.1.3 Modellmöglichkeiten zur Nachstellung einer Lungenkontusion in der Forschung 6 2.2.2 Thoraxtrauma und Lungenkontusion in der Tiermedizin- Vorkommen, Häufigkeit und Ursachen 7 2.3 Diffuse Alveolar Damage und Acute Respiratory Distress Syndrome- Definition und histologischer Hintergrund 9 2.3.1 Diffuse Alveolar Damage 9 2.3.2 Acute Respiratory Distress Syndrome 10 2.4 Therapiekonzepte einer Lungenkontusion 12 2.4.1 Das ARDS Netzwerk Protokoll 12 2.4.2 Das Open Lung Concept 13 2.4.3 Beatmungsassoziierte Schäden- VALI/VILI 14 2.4.4 Behandlung einer Lungenkontusion in der Tiermedizin 16 2.5 Histologische Analysen pulmonaler Schädigung 17 2.5.1 Der Diffuse Alveolar Damage Score 17 2.5.2 Der Grid Score zur Quantifizierung histologischer Veränderungen des Lungenparenchyms 19 3 Tiere, Material und Methoden 20 3.1 Versuchstiere 20 3.2 Versuchsablauf 21 3.2.1 Prämedikation und Instrumentierung 22 3.2.2 Ablauf aller Messmanöver eines Messzeitpunktes 25 3.2.3 Thoraxkontusion und Prähospitale Phase 27 3.2.4 Randomisierung und Einstellung der Beatmung 29 3.2.5 Euthanasie des Tieres und Probenentnahme 30 3.2.5.1 Sektion des Versuchstieres 30 3.2.5.2 Probenentnahme 31 3.2.5.3 Probenentnahme aus der Lunge zur histologischen Auswertung – Fokus dieser Arbeit 31 3.3 Aufbereitung des Gewebes für die histologische Auswertung 32 3.3.1 Fixierung und Einbettung 32 3.3.2 Hämatoxylin-Eosin-Färbung 33 3.3.3 Mikroskopie und Digitalisierung der histologischen Präparate 34 3.4 Auswertung der histologischen Schnitte 34 3.4.1 Diffuse Alveolar Damage Score nach SPIETH et al. 2007 und 2011 34 3.4.2 Grid Score 35 3.4.3 Statistische Auswertung 38 4 Ergebnisse 39 4.1 DAD Score Übersicht 39 4.2 Grid Score Übersicht 40 4.3 Parallele Betrachtung des DAD und GRID Scores im dorsalen Bereich des Lobus caudalis dexter (RD) 42 4.4 Ergänzende Betrachtung des dorsalen Bereiches des Lobus caudalis dexter (RD) durch die Grid Score Methode 44 4.5 Ergebnisse der erweiterten Grid Score Methode 46 4.6 Gesamtübersicht des dorsalen Bereiches des Lobus caudalis dexter (RD) 47 4.7 Probleme der Grid Score Methode und Neubewertung der Vorgehensweise 48 4.8 Evaluierung der Scoringmethoden mittels Inter- und Intraobserververgleichen 51   4.9 Ergebnisse der Gebiete „Kontusion- rechte Lunge“, „Randkontusion- rechte Lunge“ und „Contre-Coup Bereich der linken Lunge“ 54 4.10 Entwicklung eines ARDS nach Berlin Definition in den unterschiedlichen Beatmungsgruppen 55 5 Diskussion 57 5.1 Vergleich der Beatmungskonzepte auf histologischer Ebene 57 5.2 Vergleich der Methoden DAD Score und Grid Score 66 6 Zusammenfassung 69 7 Summary 71 8 Literaturverzeichnis 73 9 Anhang 81 10 Danksagung 87