LUCAS RAMOS DE PRETTO

LUCAS RAMOS DE PRETTO

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Laser speckle imaging for osteoporosis evaluation
2020 - AMARAL, MARCELLO M.; DEL-VALLE, MATHEUS; RAELE, MARCUS P.; PRETTO, LUCAS R. de
Osteoporosis is a common disease characterized by the reduction on Bone Mineral Density (BMD), leading to weakening of bone structure, Chronic pain, deformities and loss of quality of life. In addition to the clinical evaluation, dual-energy X-ray absorptiometry is one of the main techniques to diagnose it. However, this technique uses ionizing radiation to assess the bone structure and therefore cannot be used very often by patients, due to radiological safety reasons. On the other hand, optical techniques are known for its safe use, due to non-ionizing radiation, however, optical techniques do not easily allows the analysis of bone tissue. This limitation could be circumvented in the oral cavity area. In this work we used the Laser Speckle Imaging (LSI) technique to evaluate maxilla and mandible bones after demineralization prosses in an animal in vitro model. Osteoporosis lesions were simulated in sixteen mandible and twelve maxilla slabs using Ethylenediaminetetraacetic Acid (EDTA) 0.5 M for 0 (control) 7, 15 and 30 days. The roughness parameters Ra and Rq were analyzed with optical profilometry (ZeGage, Zygo, USA) to characterize the demineralization process. The LSI images were measured by custom experimental setup. A collimated laser beam at 635 nm and 1.3mW (Thorlabs CPS635R), expanded by a diverging lens (-75 mm), illuminates the sample. The scattered signal was imaged by a CCD camera (Thorlabs - DCC1645-HQ), an adapter (Thorlabs MVLCMC) and objective lens (Thorlabs/Navitar - MVL12X3Z) setting. A custom software was implemented to measure the speckle patches ratio and the speckle contrast ratio from speckle images obtained by a custom LSI setup. The speckle contrast ratio method only differentiate sound from osteoporotic tissue. The speckle patches ratio method presented a negative correlation with the roughness parameter, and consequently with the demineralization level. It was concluded that LSI is a promissory technique for assessment osteoporosis lesions on alveolar bone and, for that, the patches ratio is the best methodology for detecting and differentiating several degrees of demineralization.
Desenvolvimento de técnicas diagnósticas quantitativas baseadas em decorrelação de speckle presente nos sinais de Tomografia de Coerência Óptica
2019 - PRETTO, LUCAS R. de
Segundo dados da Organização Mundial da Saúde (OMS), doenças crônicas não transmissíveis (DCNT), são uma das principais causas de morte no mundo, principalmente diabetes mellitus (DM). De particular importância para a DM, a manutenção de elevados níveis glicêmicos contribui de forma direta para o prejuízo das funções vasculares. Ainda, a DM impacta diretamente na qualidade de vida através de outros fatores associados à doença. Destaca-se a Retinopatia Diabética (RD), uma das principais causas de cegueira no mundo. A Tomografia por Coerência Óptica (OCT, do inglês, Optical Coherence Tomography) é uma modalidade de diagnóstico por imagem baseada em interferometria óptica que não utiliza radiação ionizante. Análise das flutuações de intensidade do sinal de OCT, devido ao padrão de ruído denominado speckle, possibilita análises angiográficas e de fluxo. Este estudo apresenta, então, o uso de OCT como ferramenta diagnóstica tanto para medir níveis glicêmicos no sangue de forma sem-contato, como para analisar in vivo a microvasculatura retinal. Desta maneira, novas técnicas diagnósticas para controle do nível glicêmico e para acompanhamento e estudo da retinopatia diabética são propostas. Os resultados de diferenciação da concentração de glicose no sangue obtidos, com métodos de análise espacial e temporal, são animadores e mostram boa sensibilidade do OCT para aplicações ex vivo, indicando uma potencial técnica de monitoramento glicêmico não-invasiva. Adicionalmente, as novas formas de análise microvascular da retina possibilitam um diagnóstico precoce da severidade da RD, o que possibilita melhor indicação do tratamento adequado a cada caso. Ainda, esta análise revela informações novas sobre a angiogênese da RD. É necessário, entretanto, um conhecimento adequado sobre as imagens adquiridas e métricas utilizadas, e um relatório sobre estes fatores foi desenvolvido. Com isto, esta tese demonstra a importância do desenvolvimento de técnicas de OCT para aplicações clínicas e para saúde dos pacientes com DM.
Terapia fotodinâmica antimicrobiana combinada ao tratamento periodontal em ratos
2016 - SOUZA, E.R.L.B. de; ALVARENGA, L.H.; LEAL, C.R.L.; LEITE, C.G.; PEREIRA, T.R.; VIEIRA, D.C.; PRETTO, L. de; FREITAS, A.Z. de; FERNANDES, A.U.; PRATES, R.A.
Introdução: A Terapia Fotodinâmica antimicrobiana (aPDT) vem sendo utilizada como adjuvante ao tratamento da periodontite. Ela combina um fotossensibilizador (FS) e fonte de luz para produzir espécies reativas de oxigênio e matar células microbianas [1]. A PpNetNI é um derivado da protoporfirina, e tem um sítio de ligação química no biofilme e grande afinidade às células microbianas. Este estudo tem como objetivo investigar os efeitos da aPDT como adjuvante ao tratamento da periodontite. Materiais e Métodos: Este estudo (aprovado pelo Comitê de Ética da UNINOVE AN0029/2015) incluiu 18 ratos machos Wistar saudáveis (Rattus norvegicus). A periodontite foi induzida pela inserção de uma ligadura de algodão em posição subgengival no primeiro molar inferior. O primeiro molar inferior contralateral não recebeu a ligadura ou nenhum tipo de tratamento, e foi utilizado como controle. Após 7 dias, a ligadura foi removida e todos animais receberam raspagem e alisamento radicular (RAR) [2]. Os grupos (n=3) foram então divididos em: 1) grupo RAR (receberá RAR e irrigação com PpNetNI, 10 μM, sem irradiação) e 2) grupo PDT (irrigado com PpNetNI 10 μM seguido de irradiação com LED durante 90 s). Para irradiação foi utilizado um LED emitindo comprimento de onda de 630 nm com potência radiante de 400 mW (irradiância - 200 mW/cm2; exposição radiante - 18 J/cm2). As avaliações foram realizadas 24 h, 48 h e 7 dias após a intervenção e para isto, 3 animais de cada grupo foram eutanasiados em cada momento experimental. A área de perda óssea na região vestibular do primeiro molar inferior foi avaliada por Tomografia de Coerência Óptica (OCT, THORLABS LTD., Ely, UK). Os dados foram submetidos à análise estatística (teste Mann-Whitney, p˂0.05). Até o momento foram avaliados 6 animais, que foram tratados conforme descrito e eutanasiados 7 dias após o término do tratamento. Resultados: Dentre os animais que foram eutanasiados 7 dias após o término do tratamento, os animais do grupo PDT mostraram um ganho ósseo de aproximadamente 30% quando comparados ao grupo RAR. A OCT foi capaz de detectar a perda óssea nas amostras e foi um método não destrutivo para este modelo experimental. Conclusões: Com os dados obtidos até o momento e com os parâmetros utilizados neste estudo podemos concluir que a aPDT foi uma alternativa eficaz em garantir a saúde periodontal e foi capaz de regenerar os tecidos de suporte periodontal.
Optical evaluation of polymer deposition for 3D printing
2019 - AMARAL, MARCELLO M.; PRETTO, LUCAS de; RAELE, MARCUS P.
3D printing is a technology that is revolutionizing the productive sector [1]. It allows the production of free- form components and systems. It may ¯nd application from biomedical to aerospace engineering, as well as in the production of unique and speci¯c components needed in basic science laboratories. One of the most common approaches for 3D printing is the fused deposition modeling were a plastic ¯lament is fused and the component shape is modeled by layers deposition [2]. The success in the manufacture of the component is related to the addition between successive deposited layers. Increasing the temperature of the ¯lament to ensure perfect adhesion may compromise the desired shape and function characteristics for the component. Scanning Electronic Microscopy (SEM) is the gold standard technique to ensure the ideal condition for the 3D printing and evaluate the bonding between successive layers [2]. However, in this context, SEM is a destructive technique and do not allow real time application. Low Coherence Interferometry (LCI) is an optical technique capable to performing non-destructive tomography evaluation of scatter medium [3]. Using a Michelson interferometer to measure the backscattered light intensity as a function of depth position associated to a lateral scanning it is possible to obtain a cross-section image of the sample [3]. It is non-invasive, relatively inexpensive technique and could allow real time application during manufacturing. The aim of this work was to investigate the use of low coherence interferometry to evaluate the adhesion of successive layers on 3D printed plastic material. A set of samples were manufactured using a 3D printing (Cliever CL1, Brazil), with layer thickness from 100¡250¹m using PLA ¯lament. The sample were evaluated using a SEM and a commercial LCI (OCP930SR - Thorlabs Inc.) and the images were compared. It was possible to observe a correlation on the observed fused ¯laments between the images acquired by SEM and LCI proving that it is possible to use the optical technique as a alternative for 3D printing quality evaluation.
Efeito da porcentagem de fase monoclínica e profundidade da camada transformada na resistência mecânica da 3Y-TZP odontológica após o envelhecimento hidrotérmico pressurizado
2017 - ARATA, A.; PRETTO, L.R. DE; USSUI, V.; LIMA, N.B.; FREITAS, A.Z.; MACHADO, J.P.B.; TANGO, R.N.; SOUZA, G.M.D. DE; LAZAR, D.R.R.
O objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre a porcentagem de fase tetragonal para monoclínica (t-m) e profundidade da camada de transformação de fase com a resistência à flexão biaxial (FB) de uma cerâmica Y-TZP odontológica submetida ao envelhecimento hidrotérmico acelerado (EH). Discos sinterizados (Lava, 3M-ESPE) foram submetidos ao EH em reator pressurizado a 150°C por (n=8): 0, 5, 25, 70 e 140 horas e analisados por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) para calcular a profundidade de transformação de fase e a velocidade da frente de transformação. Após o EH os grupos foram submetidos ao teste de flexão biaxial (ISO 6872) e análise de variância 1 fator (ANOVA) (alfa=0,05). A relação entre profundidade da camada transformada e resistência a flexão biaxial foi avaliada pela Correlação de Pearson (alfa=0,05). Os resultados de DRX indicam que a Y-TZP apresentou comportamento sigmoidal de transformação de fase, devido à limitação da profundidade de penetração dos raios X (~6,3 microns). A porcentagem máxima de fase monoclínica observada foi de ~66%. Porém, a análise de MEV demonstrou o crescimento linear da frente de envelhecimento em função do tempo (0,52 microns/h). O ANOVA 1-fator apresentou redução, estatisticamente significante, de 1,3% e 15% da resistência a FB após 5 horas e 25 horas de envelhecimento hidrotérmico, respectivamente, em relação ao grupo controle (1123±75 Mpa). Houve correlação negativa entre profundidade da camada transformada e resistência à FB. Conclui-se que a porcentagem de fase monoclínica e a profundidade da zona de transformação de fase são informações críticas quanto a avaliação do efeito do envelhecimento hidrotérmico nas propriedades mecânicas da Y-TZP, uma vez que o aumento da camada transformada em função do tempo de EH a 150°C diminui a resistência à flexão biaxial da 3Y-TZP.
Novo algoritmo para visualização de fluxo através do speckle presente em imagens de tomografia por coerência óptica
2014 - PRETTO, L.R. de; NOGUEIRA, G.E.C.; FREITAS, A.Z.
Desenvolvimento de um algoritimo otimizado para caracterização de fluxos microfluídicos utilizando padrões de speckle presentes no sinal de tomografia por coerência óptica
2015 - PRETTO, LUCAS R. de
O presente trabalho abordou o sistema de Tomografia por Coerência Óptica (OCT) e sua aplicação à área de microfluídica. Para tanto, foram realizados testes de caracterização física de circuitos microfluídicos, utilizando modelos 3D (tridimensionais) construídos a partir de imagens de OCT destes circuitos. A técnica foi, assim, avaliada como potencial ferramenta de auxílio na aferição de microcanais. Indo além, este trabalho estuda e desenvolve técnicas de análise para fluxos microfluídicos, em especial técnicas baseadas no padrão de speckle. Em primeiro momento, métodos já existentes foram estudados e aprimorados, como o Speckle Variance OCT, em que foi obtido um ganho de 31% em tempo de processamento. Outros métodos, como o LASCA (Laser speckle Contrast Analysis), baseados na autocorrelação de speckle, são adaptados às imagens de OCT. Derivado do LASCA, o método de análise desenvolvido baseado na autocorrelação de intensidade motivou o desenvolvimento de um arranjo de OCT próprio e software de aquisição customizado, com taxa de amostragem da ordem de 8 kHz. O método proposto foi, então, capaz de distinguir fluxos volumétricos variados, e seus limites de detecção foram testados, comprovando sua viabilidade de aplicação para análise de movimento browniano e fluxos volumétricos abaixo de 10 μl/min.