Você está aqui: Página Inicial curitiba Estrutura do Câmpus Diretorias Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação Mestrado e Doutorado CPGEI Edital de Defesas 2013 CPGEI (Doutorado) Walter Duarte de Araújo Filho-26/04/13

CPGEI (Doutorado) Walter Duarte de Araújo Filho-26/04/13

Defesa Pública de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 26/04/2013
das 09h00 até 13h00
Onde Sala I002 (Poty)
Nome do Contato Prof. Fábio Kurt Schneider
Participantes Prof. Fábio Kurt Schneider , Dr. Orientador - UTFPR
Prof. Rigoberto E M Morales, Dr. Co-orientado - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Fábio Kurt Schneider, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Nádia Kriger, Dr. - UFPR
Prof. Patrícia Maria Stuelp Campelo, Dr.- PUCPR
Prof. Jeferson Ferreira de Deus, Dr. - UTFPR
Prof. Joaquim Miguel Maia, Dr. - UTFPR
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Geração de micro bolhas mono dispersas utilizando o óleo de girassol como revestimento lipídico

Resumo: As micro bolhas foram inicialmente introduzidas como agentes de contraste para ultrassonografia, elas são capazes de modificar a relação de sinal-ruído das imagens, melhorando assim a avaliação da informação clínica sobre o tecido humano investigado. Desenvolvimentos recentes têm demonstrado a viabilidade do uso de micro bolhas como portadores na entrega localizada de fármacos. Nos dispositivos micros fluídicos, as micro bolhas são formadas na interface de gás-líquido por meio de um processo de estrangulamento. Um dispositivo que utiliza tais funcionalidades pode produzir micro bolhas com um pequeno coeficiente de variação percentual em uma única etapa. O dispositivo entroncamento em T(T-junction) proposto para a geração de micro bolhas mono dispersas, foi fabricado utilizando a técnica de impressão 3D. O óleo de girassol foi utilizado como camada lipídica de revestimento das micro bolhas. Foram realizados estudos da estabilidade das micro bolhas com diâmetros diferentes geradas a partir de uma fase líquida de mesma viscosidade para avaliar a viabilidade da utilização das micro bolhas como unidades carregadoras de fármacos. A biocompatibilidade da camada de revestimento, a capacidade de resistir à variação de pressão ambiental com ecogenicidade, é um fator essencial para que as micro bolhas possam desempenhar com segurança o papel de transportadoras de fármacos. A curva de distribuição normal com pequena dispersão do diâmetro valida o processo de geração de micro bolhas com baixo coeficiente de variação percentual, isto é 0,381 a 1,90%. Os resultados também mostraram a viabilidade do uso do óleo de girassol, como matriz lipídica de revestimento das micro bolhas. A população de micro bolhas manteve-se estável por 217 minutos para aquelas com diâmetro médio de 313,04 m e 121 minutos para micro bolhas com um diâmetro médio de 73,74 µm, tendo o ar como fase gasosa. Foi realizada a caracterização dos padrões de fluxo e elaboração do mapa do regime de fluxo, enfatizando a região limítrofe à geração de micro bolhas mono dispersas isoladas, mantendo as características físicas das fases líquida e gasosa. Os resultados apontam que o dispositivo concebido pode ser utilizado na produção de micro bolhas, com baixo coeficiente de variação percentual, utilizando óleo de girassol como matriz de revestimento. Estas unidades transportadoras mostraram-se estáveis por períodos de tempo suficientemente longos para aplicações clínicas, mesmo com a utilização do ar como fase gasosa. A estabilidade das micro bolhas pode ser melhorada com a utilização de gases biocompatíveis de maior peso molecular e de menor permeabilidade em relação à água (i.e perfluorobutano ou perfluorocarbono). A caracterização dos padrões de fluxo e a obtenção do mapa de regime de fluxo para a região mencionada, além de ilustrar objetivamente as características dinâmicas do processo de geração, proporciona a identificação exata dos parâmetros físicos relacionados com a produção de micro bolhas mono dispersas isoladas.
Palavras-chave: micro bolhas, ultrassom, micro fluídica, controle, fármacos.

Monodisperse micro bubbles generation using sunflower oil coating as lipid

Abstract: Micro bubbles were initially introduced as contrast agents for ultrasound examinations as they are able to modify the signal-to-noise ratio in imaging, thus improving the assessment of clinical information on human tissue. Recent developments have demonstrated the feasibility of using these bubbles as drug carriers in localized delivery. In micro fluidics devices for generation of micro bubbles, the bubbles are formed at interface of liquid gas through a strangulation process. A device that uses these features can produce micro bubbles with small size dispersion in a single step. A T-junction micro fluidic device constructed using 3D prototyping was made for the production of mono dispersed micro bubbles. These micro bubbles use sunflower oil as a lipid layer. Stability studies for micro bubbles with diameters different generated from a liquid phase of the same viscosity was conducted to evaluate whether micro bubbles can be used as drug carriers. The biocompatibility of the coating layer, the ability to withstand pressure variations with environmental echogenicity, which are essential for the micro bubbles, can safely perform the role of drug transporters. The normal distribution curve with a small dispersion diameter of the micro bubbles validates the process of generating micro bubbles with a low percentage coefficient of variation, i.e. 0.381 to 1.90%. The results also showed the feasibility of using sunflower oil as the lipid matrix coating of micro bubbles. The population of micro bubbles remained stable for 217 minutes to micro bubbles with a mean diameter of 313.04 m and 121 minutes to micro bubbles with a mean diameter of 73.74 m, with air as the gas phase. Was performed to characterize the flow patterns and drawing the map of the flow regime, emphasizing the adjacent region to the generation of micro bubbles monodisperse isolated, keeping the physical characteristics of gas and liquid phases. The results indicate that the micro fluidic device conceived can be used to produce micro bubbles with low percentage coefficient of variation, using sunflower oil as a coating matrix. These conveyor units shown to be stable for periods of time long enough for clinical applications, even when using air as gaseous phase. The stability of the micro bubbles can be improved with the use of biocompatible gases of higher molecular weight and lower permeability relative to water (i.e. perfluorobutane or perfluorocarbon). The characterization of flow patterns and obtaining map flow regime in the region mentioned, besides objectively illustrate the dynamic characteristics of the generation process provides accurate identification of the physical parameters related to the production of micro bubbles isolated monodispersed.
Keywords: Micro bubbles, Ultrasound, Micro fluidics, Control, Drugs.

Lista de publicações:
Filho, W. D. D., F. K. Schneider, et al. (2012). "Evaluation of stability and size distribution of sunflower oil-coated micro bubbles for localized drug delivery." Biomedical Engineering Online 11.

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