University of Minho

Universidade do Minho: RepositoriUM
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    Estudos sobre a regulação da apoptose: o papel da acetilação e das vias de degradação N-terminal

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    Doctoral Program in Molecular and Environmental BiologyN-terminal (Nt)-acetylation has arisen as a highly multifunctional protein modification. The eight currently known eukaryotic N-terminal acetyltransferases (NATs) mediate Nt-acetylation of a wide range of proteins, resulting in the Nt-acetylome. NatB, composed of the catalytic subunit Naa20 and the auxiliary subunit Naa25, is after NatA the second major contributor to the Nt-acetylome. In spite of the well-known role of NatB-mediated Nt-acetylation on biological processes, such as actin cytoskeleton and cell proliferation, its impact on apoptosis is still poorly elucidated, in particular regarding its effect on protein stability and degradation through the recognition of specific residues at the N-terminus. Herein, we sought to assess the impact of NatB-mediated Nt-acetylation on apoptosis regulation. We show that inactivation of the NatB catalytic subunit Naa20 in mouse embryonic fibroblasts (MEFs) reduces the Nt-acetylation of about one third of the identified NatB substrates. As the inactivation of Naa20 is unable to eliminate Nt-acetylation of NatB substrates, another enzyme or paralog likely fills its absence. Moreover, Naa20-/- MEFs exhibit a significant reduction in protein levels of procaspase-8, -9, -3 and of Bid, associated with a decreased susceptibility to etoposide and TNF-a plus SMAC/DIABLO mimetics that, in this later case, was partially reverted by silencing the E3 ubiquitin protein ligase UBR4, a N-recognin of the Arg/N-degron pathway. We also show through an in silico systematic search that the main apoptotic components are NATs and N-recognins substrates, suggesting a complex interplay between Nt-acetylation and degradation by N-degron pathways with a relevant impact on apoptosis modulation. Additionally, a novel yeast-based system to study Bax regulation under conditions mimicking its function in the cellular context, was developed. Cell death in response to acetic acid was reverted by Bcl-xL, but not by its truncated form Bcl-xLAC. Yet, in the absence of NatB-mediated Nt-acetylation, Bax was unstable, and though Bcl-xL protects Bax from degradation it does not protect cells from the loss of plasma membrane integrity. Altogether, the work developed brought novel insights supporting the relevance of NatB-mediated Nt-acetylation for cellular proteostasis and proper function of apoptosis.A acetilação N-terminal tem surgido como uma modificação proteica altamente multifuncional. As oito acetiltransferases (NATs) atualmente conhecidas em eucariotas medeiam a acetilação de uma vasta gama de proteínas no seu N-terminal, resultando no acetiloma. A NatB, composta pela subunidade catalítica Naa20 e pela subunidade auxiliar Naa25, é a seguir à NatA, a que mais contribui para o acetiloma. Apesar do seu conhecido papel em vários processos celulares, como o citoesqueleto de actina e proliferação celular, o seu impacto na apoptose está ainda pouco elucidado, em particular o seu efeito na estabilidade e degradação de proteínas através do reconhecimento de resíduos específicos no seu N-terminal. Nesta tese, procurámos avaliar o impacto da acetilação N-terminal mediada pela NatB na regulação da apoptose. Dado que a inativação da Naa20 em fibroblastos embrionários de rato (MEFs) reduziu apenas para cerca de um terço a acetilação do N-terminal dos substratos da NatB identificados, outra enzima ou parálogo deve colmatar a sua ausência. Além disso, Naa20-/- MEFs exibiram uma redução significativa nos níveis de procaspase-8, -9 e -3 e de Bid, associada a uma diminuição da suscetibilidade das células ao etoposídeo e TNF-cL suplementado com SMAC/DIABLO que, neste último caso, foi parcialmente revertida através do silenciamento da E3 ubiquitin ligase UBR4, uma N-recognina da via de degradação Arg. Através de uma pesquisa sistemática in silico, mostrámos que os principais componentes das vias apoptóticas são substratos das NATs e das N-recogninas, suportando uma relação complexa entre a acetilação N-terminal e a degradação pelas vias N-degron com impacto na modulação da apoptose. Foi ainda desenvolvido um sistema para estudar a regulação de Bax na levedura em condições que mimetizam a sua função em contexto celular. A morte celular em resposta ao ácido acético foi revertida pela Bcl-xL, mas não pela Bcl-xLAC. Contudo, na ausência de acetilação mediada pela NatB, Bax mostrou-se instável e, embora a Bcl-xL proteja Bax da degradação, não protege as células da perda de integridade da membrana plasmática. Resumindo, o trabalho trouxe novos conhecimentos que suportam a importância da acetilação mediada pela NatB na proteostase celular e correto funcionamento da apoptose.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - bolsas SFRH/BD/132070/2017 e COVID/BD/151956/202

    Exogenous application of abscisic acid (ABA) as a strategy to simultaneously improve quality and abiotic stress tolerance of grape berry cells in vitro

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    Dissertação de mestrado de Biologia Molecular, Biotecnologia e Bioempreendedorismo em PlantasGrapevine (Vitis vinifera L.) is a plant species with a great socioeconomic importance worldwide. The intense climate changes around the globe have negatively impacted renowned viticultural regions putting at risk the development/productivity of vines and the wine quality. The development of mitigation strategies to ameliorate the stress resilience of the vines is imperative. The exogenous application of compounds has been tested as a strategy to increase abiotic-stress tolerance in grapevine, and in this context, abscisic acid (ABA) has the potential to become a protective compound to be applied in such stress mitigation strategies. In grapevines under a controlled environment, ABA is a hormone that stimulates secondary metabolism pathways and several mechanisms involved in drought resistance. However, the effect of the application of ABA in grape cells/plants under osmotic stress was so far unknown. Thus, the main scientific question posed in this study was if the exogenous application of ABA induced both grape berry cell tolerance to osmotic stress (10% (w/v) PEG 6000) and stimulation of secondary metabolic pathways associated with berry quality and known to be regulated by this phytohormone, such as flavonoids, stilbenes and phenylpropanoids. Indeed, 150 µM ABA had a remarkable protective role in grape berry cell (Gamay cv.) viability under osmotic stress. Its exogenous application led to a significantly higher concentration of intracellular ABA and potentiated some defensive mechanisms such as galactinol and raffinose synthesis capacity and stimulation of VvMTD1 and VvSDH1 involved in mannitol and sorbitol synthesis. Several genes encoding for enzymes of ABA signaling and secondary metabolism were stimulated in ABA-treated osmotically stressed cells, such as VvABF2, VvNAC17, VvPAL1, VvCHS3, VvDFR, VvLDOX, VvLAR1, VvUFGT1, VvGST4 and VvABCC1, which resulted in increased accumulation of anthocyanins in this condition, suggesting a cumulative role of ABA and osmotic stress. Norisoprenoids synthesis capacity was also enhanced as transcripts of VvCCDs were upregulated by ABA and cells subjected to this hormone displayed a much more pleasant and fruity aroma. In sum, the application of ABA in osmotically stressed cells not only reduces its harmful effects but also stimulates key molecular mechanisms underlying higher fruit quality that can be reflected in the organoleptic properties of the wines.A videira (Vitis vinifera L.) tem uma enorme importância socioeconómica a nível mundial. As intensas alterações climáticas sentidas em todo o mundo têm impactado negativamente regiões vinícolas de renome, colocando em risco o desenvolvimento/produtividade da vinha e qualidade do vinho. Existe a necessidade imperativa de desenvolver estratégias de mitigação para melhorar a resistência das vinhas ao stress provocado pelo aquecimento global. A aplicação exógena de compostos tem sido testada como estratégia para aumentar a tolerância ao stress abiótico na videira e, neste contexto, o ácido abscísico (ABA) tem potencial para se tornar um composto protetor e ser aplicado como estratégia de mitigação do stress. Em videiras em ambiente controlado, esta hormona estimula vias metabólicas secundárias e vários mecanismos envolvidos na resistência à seca. No entanto, o efeito da aplicação de ABA em células/plantas de uva sob stress osmótico era até então desconhecido. Assim, o principal desafio científico colocado neste estudo foi se a aplicação exógena de ABA induziu tanto a tolerância das células do bago de uva ao stress osmótico (10% (p/v) PEG 6000) como a estimulação de vias metabólicas secundárias associadas à qualidade do bago de uva e conhecidas por ser reguladas por esta fito-hormona, como a biossíntese de flavonoides, stilbenos e fenilpropanoides. Como era espectável, o ABA numa concentração extracelular de 150 µM mostrou um papel protetor notável na viabilidade de células de baga de uva (Gamay cv.) sob stress osmótico. A sua aplicação exógena levou a uma concentração intracelular de ABA significativamente maior e potencializou alguns mecanismos de defesa, como a capacidade de síntese de galactinol e rafinose e ainda a estimulação dos genes VvMTD1 e VvSDH1 envolvidos na síntese de manitol e sorbitol. Vários genes que codificam para enzimas de sinalização e envolvidas no metabolismo secundário do ABA foram estimulados em células stressadas tratadas com ABA, como VvABF2, VvNAC17, VvPAL1, VvCHS3, VvDFR, VvLDOX, VvLAR1, VvUFGT1, VvGST4 e VvABCC1, o que resultou em um aumento do conteúdo de antocianinas nesta condição, sugerindo um papel cumulativo do ABA e do stress osmótico. A capacidade de síntese de norisoprenóides também foi aumentada, os transcritos dos genes VvCCDs foram regulados positivamente pelo ABA e as células submetidas a este tratamento apresentaram um aroma muito mais agradável e frutado. Em suma, a aplicação de ABA em células sob stress osmótico não apenas reduz os seus efeitos nocivos, mas também potencia os principais mecanismos moleculares subjacentes à maior qualidade da fruta, que se podem refletir nas propriedades organoléticas dos vinhos

    Environmental characterization of systems affected by mining contamination

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    Dissertação de Mestrado em Ciências e Tecnologias do Ambiente (especialização em Monitorização e Remediação Ambiental)Sempre que ocorre exploração mineira são produzidas grandes quantidades de resíduos, em diferentes estados e com diferentes propriedades físicas e químicas. Estes resíduos não possuem valor económico, pelo que são descartados e depositados em escombreiras e barragens de rejeitados. Quando estes resíduos resultam da exploração de depósitos com sulfuretos possuem na sua constituição estes minerais sulfuretados, que na presença de oxigénio, água e de microrganismos acidófilos sofrem oxidação, o que leva à produção de iões H+ , e consequentemente de acidez. Este processo culmina na contaminação por drenagem ácida (AMD). De modo a compreender este fenómeno foi feita uma caracterização de águas de AMD em três áreas mineiras distintas: Valdarcas, localizada em Vila Nova de Cerveira (norte de Portugal); São Domingos, localizada em Mértola (setor português da Faixa Piritosa Ibérica (FPI)); e Campanário, localizada em Valverde del Camino (setor espanhol da FPI). Em todas as áreas mineiras verificam-se diferenças relevantes entre as situações de fundo regional e os efluentes. O fundo regional tem valores de pH próximos da neutralidade, enquanto para os parâmetros: condutividade elétrica (CE), sólidos totais dissolvidos (STD), potencial redox (Eh), acidez e sulfato, se obtêm valores relativamente baixos. Nos casos dos efluentes registou-se o contrário, com valores baixos de pH e valores altos de CE, TDS, Eh, acidez e sulfato. Também se verifica o efeito da atenuação natural, especialmente pelos fenómenos de diluição e precipitação, que são mais acentuados em Valdarcas e São Domingos. O parâmetro Eh está em concordância com as concentrações de Ferro(III) e Ferro(II), o que revela a influência das reações de oxidação-redução. Confirma-se assim, pela análise dos resultados, a existência de contaminação por AMD nas três áreas mineiras estudadas. Os resultados obtidos demonstram a necessidade de implementação de planos de monitorização e de reabilitação em áreas mineiras abandonadas, de modo a atenuar os efeitos da drenagem ácida.Whenever mining occurs, large quantities of mining wastes are produced, in different states and with different physical and chemical properties. These wastes have no economic value, so they are discarded and deposited in heaps and tailings dams. When these wastes result from sulphide mining, they have sulphide minerals, which in the presence of oxygen, water, and acidophilic micro-organisms undergo oxidation, which leads to the production of H+ ions, and consequently the production of acidity. This process culminates in contamination by acid mine drainage (AMD). In order to understand this phenomenon, a characterization of AMD in three distinct mining areas was performed: Valdarcas, located in Vila Nova de Cerveira (northern Portugal); São Domingos, located in Mértola (Portuguese sector of the Iberian Pyritic Belt (IPB)); and Campanário, located in Valverde del Camino (Spanish sector of the IPB). In all mining areas there are important differences between the regional background and the effluent. In the background, high pH values were obtained, while for the parameters: electrical conductivity (EC), total dissolved solids (TDS), redox potential (Eh), acidity, and sulphate, low values were obtained. In the case of effluents, the opposite was observed, with low values for pH and high values for EC, TDS, Eh, acidity, and sulphate. The effect of natural attenuation is also verified, especially by dilution and precipitation, which are more accentuated in Valdarcas and São Domingos. The Eh parameter is in agreement with the concentration of Iron(III) and Iron(II), which is related to oxidation- reduction reactions. Thus, the analysis of the results shows the existence of AMD contamination in the three mining areas studied. The results obtained demonstrate the need to implement monitoring and rehabilitation plans in abandoned mining areas in order to mitigate the effects of acid drainage.Agradeço também à Fundação para a Ciência e a Tecnologia I.P. e ao Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional – FEDER, através do Programa Operacional Competitividade e Internacionalização, pelo financiamento para o projeto Nano-MINENV- “MINERAIS COM RELEVÂNCIA AMBIENTAL EM SISTEMAS CONTAMINADOS POR DRENAGEM ÁCIDA: PROPRIEDADES E REATIVIDADE À ESCALA NANOMÉTRICA”/Universidade do Minho, projeto n.º 029259, que permitiu a realização desta dissertação de mestrado

    Cleaner production of the precast concrete industry: comparative life cycle analysis of concrete using recycled aggregates from crushed precast rejects

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    The LCA models supporting the findings of this study are available from the corresponding author by reasonable request.The in-plant use of recycled aggregate concrete derived from precast rejects (termed PRAC herein) can promote a circular economy in the precast industry. However, the environmental implications associated with this practice remain poorly understood. A refined life cycle assessment (LCA) model was therefore developed to highlight the environmental benefits of using PRAC compared to natural aggregate concrete and conventional recycled aggregate concrete. Some key factors influencing PRAC’s environmental performance were also examined. The results indicate that PRAC exhibits around 15% lower energy consumption and carbon dioxide emissions compared to other recycled materials. This reduction is attributed to the favourable quality of PRAC and the elimination of long-distance transport. However, emissions allocation and raw material prices play significant roles in determining the overall environmental impact of PRAC. The equivalent mortar volume mixing method is best suited for PRAC production, as it saves energy, reduces emissions, and maintains similar mechanical properties. Nevertheless, the high-temperature curing, which is often necessary in a precast factory setting, can be energy-intensive and thus diminishes the eco-friendliness of PRAC. Overall, the findings support the use of precast rework as recycled aggregate for cleaner production in the precast industryThe authors would like to acknowledge the research grants from China’s Natural Science Foundation (51978280, 52008108), Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation (2019A1515110481, 2019A1515110050) and Guangdong Provincial Key Laboratory of Modern Civil Engineering Technology (2021B1212040003)

    Carlos Vale Ferraz, O Gémeo de Ompanda e as suas duas almas (Lisboa, Porto Editora, 2022)

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    Entre a desconfiança na humanidade e o compromisso social e moral, entre a melancolia e a energia reformista, o romance 'O Gémeo de Ompanda' de Carlos Vale Ferraz não deixa de ser, ao mesmo tempo, um livro de memórias pessoais e biográficas, literariamente transpostas, com as quais e a partir das quais se conta “uma história sobre a colonização e o colonialismo português em África”

    Extraction of phenolic compounds from grape pomace using ohmic heating: Chemical composition, bioactivity and bioaccessibility

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    This study addresses the effectiveness of ohmic heating technology (OH) for the sustainable recovery of phenolic compounds from Grape Pomace (GP) by hydroethanolic extraction. GP extracts biological potential was evaluated in terms of antioxidant activity, cytotoxicity and preventive effect against reactive oxygen species (ROS). To understand if GP extracts can be used as a functional ingredient, simulated gastrointestinal digestion was performed to evaluate the bioaccessibility. OH-assisted hydroethanolic extraction proved to be an effective process for the recovery of GP phenolic compounds with high antioxidant capacity. The digestion process increased the concentration of total phenolics and the biotransformation of high-molecular phenolics (anthocyanins, flavonoids and resveratrol) in simpler phenolic acids, improving bioaccessibility. GP extract displayed a selective action against cancer cells (Caco-2 and HeLa) and promoted ROS prevention. The results highlighted the ability of OH to extract bioactives from GP and its potential application as a nutraceutical or for functional food formulations.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

    Contemporary problems and challenges related to surrogacy

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    Tese de doutoramento em Ciências Jurídicas (especialidade em Ciências Jurídicas Privatísticas)A nossa investigação procura enunciar, refletir e analisar as principais problemáticas e os desafios jurídicos desencadeados pela prática de gestação de substituição. A gestação de substituição coloca desafios a conceitos, institutos ou figuras jurídicas tradicionais, quer do Direito Contratual, quer do Direito da Família e dos Direitos Fundamentais de todas as partes envolvidas. No nosso ordenamento jurídico, as alterações legislativas introduzidas pela Lei n.º 25/2016, de 22 de agosto, suscitaram a necessidade de uma nova reflexão sobre esta temática. O Acórdão do Tribunal Constitucional n.º 225/2018 é reflexo da controvérsia do tema, nomeadamente das problemáticas associadas à admissibilidade e ao regime jurídico da gestação de substituição. Adicionalmente, os perigos, riscos e consequências da prática da gestação de substituição transfronteiriça têm despertado cada vez mais o interesse e a preocupação de instituições e organizações europeias e internacionais, debatendo-se a necessidade e urgência dos Estados legislarem (interna e internacionalmente) sobre o tema e, sobretudo, de garantirem os direitos da criança nascida na sequência de um contrato de gestação de substituição. Nesta medida, a jurisprudência do Tribunal Europeu dos Direitos do Homem contribuiu para uma mudança de paradigma no tratamento de algumas problemáticas da gestação de substituição, nomeadamente quanto ao reconhecimento de efeitos da filiação constituída em país estrangeiro. Neste contexto, propomos o estudo das problemáticas e desafios da gestação de substituição, desde os seus conceitos basilares aos argumentos favoráveis ou obstativos à sua prática, incluindo o regime jurídico na ordem jurídica portuguesa e a gestação de substituição transfronteiriça. Este estudo será auxiliado por legislação, doutrina e jurisprudência, nacional e estrangeira, a partir da qual tentaremos apresentar uma nova reflexão sobre o tema e apresentar algumas soluções.This research aims to formulate, to think and to analyse the main issues and legal challenges triggered by surrogacy. Surrogacy poses challenges to traditional concepts, institutes or legal figures, such as Contract Law, Family Law and Fundamental Rights of all parties involved. In Portuguese legal system, the legislative changes introduced by Law No. 25/2016, of 22 August, raised the need for a new thinking on this issue. Constitutional Court Judgment no. 225/2018 reflects the controversy of the subject, namely the problems related to surrogacy's acceptability and its legal regime. Additionally, the dangers, risks and consequences of cross-border surrogacy have increasingly aroused the interest and concern of European and international institutions and organizations, which have been debating the need and urgency for States to legislate (nationally and internationally) on the matter and, above all, to guarantee the rights of the child born through surrogacy. Further, the jurisprudence of the European Court of Human Rights contributed to a paradigm shift in the treatment of some problems concerning surrogacy, in particular regarding the recognition of effects of parentage established in a foreign country. In this context, it is proposed the study of the problems and challenges of surrogacy, from its basic concepts to arguments in favour or against it, including the legal framework in the Portuguese legal system, as well as cross-border surrogacy. This study shall be supported by legislation, doctrine and national and foreign jurisprudence, from which a new reflection and some solutions will be presented.A presente investigação foi realizada ao abrigo de uma Bolsa de Doutoramento da Fundação de Ciência e Tecnologia (FCT), sob a referência SFRH/BD/136718/2018. Esta bolsa foi comparticipada por fundos do Orçamento de Estado do Ministério da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior e do Fundo Social Europeu (União Europeia-FSE), ao abrigo do Quadro Estratégico Comum (2014-2020

    Sistema de navegação cirúrgica para acesso renal percutâneo: sinergia entre guiamento eletromagnético e imagem

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    Tese de Doutoramento Ciências da SaúdeO acesso renal percutâneo (ARP) é importante no tratamento de várias doenças renais, sobretudo na nefrolitíase (cálculos renais) através da nefrolitotomia percutânea (NLPC). O sucesso da NLPC depende do acesso inicial ao rim, sendo que uma correta punção diminui as complicações e facilita as etapas cirúrgicas seguintes. Embora o ARP seja convencionalmente guiado por fluoroscopia e/ou ecografia, continua a ser desafiante aprendê-lo e executá-lo. Recentemente, soluções baseadas em tracking eletromagnético (TEM) têm sido propostas para auxiliar o ARP, permitindo punções rápidas e precisas ao cálice renal. Porém, limitações ainda subsistem, como a falta da perceção tridimensional (3D) da anatomia ou a incapacidade de aceder ao cálice se obstruído por um cálculo. Para mitigar estas limitações, esta tese focou-se em melhorar as soluções baseadas em TEM através da integração de dados de tomografia axial computadorizada (TAC) pré-operatória e de ecografia intra-operatória, e desenvolver um novo sistema de navegação cirúrgica. Para alcançar este objetivo, as seguintes etapas foram realizadas: (1) estudo do impacto dos instrumentos de ureteroscopia e ecografia na precisão dos sistemas de TEM; (2) desenvolvimento de um protocolo para criar fantomas de rim para avaliar estratégias de fusão de imagens; (3) avaliação num ambiente in-silico de uma técnica de registo (baseado em pontos) e de um protocolo de aquisição de imagens intra-operatórias para fundir dados de ecografia e de TAC; (4) proposta de uma nova abordagem intra-operatória para fundir dados de ecografia e TAC, usando uma estratégia de segmentação semi-automática e um algoritmo de registo (baseado em pontos); e (5) integração de todas as contribuições mencionadas num novo sistema de navegação cirúrgica, incluindo características adicionais para melhorar a navegação cirúrgica em tempo real, como: a projeção da trajetória da agulha e da posição do cateter sobre as imagens de ecografia; integração de instrumentos e dados das imagens num ambiente virtual 3D; tracking contínuo dos órgãos (compensando movimentos internos destes); e feedback visual focado na agulha. Este sistema foi avaliado por médicos e comparado com outras soluções baseadas em TEM num fantoma abdominal. O desempenho dos médicos foi superior com o sistema proposto, evitando lesões em órgãos próximos ao rim e destacando-se em cenários mais complexos. O sistema proposto foi classificado como a solução mais segura, obtendo níveis de confiança superiores durante os testes. Globalmente, este sistema provou auxiliar o ARP durante o NLPC. Considerando os excelentes resultados obtidos pela integração de dados pré-operatórios num cenário intra-operatório, o sistema proposto poderá ter aplicabilidade noutras intervenções cirúrgicas.Percutaneous renal access (PRA) has a key role on the treatment of several kidney diseases, particularly in nephrolithiasis (or kidney stone disease) through percutaneous nephrolithotomy (PCNL). The success of PCNL is highly dependent on the initial renal access where an accurate needle puncture decreases the overall complications and facilitates the following surgical steps. Although PRA is conventionally performed under fluoroscopy and/or ultrasonography, it remains challenging to learn and to perform. Recently, electromagnetic tracking (EMT)-based solutions have been proposed to aid PRA, allowing fast and accurate punctures to the renal calyx. However, some limitations still exist, namely the lack of three-dimensional (3D) perception of the anatomy, and the incapacity to achieve the calyx if it is fully occupied by a stone. To mitigate these constraints, this thesis focused on enhancing EMT-based solutions using preoperative computed tomography (CT) and intraoperative tracked ultrasound (US) image data, and, ultimately, deliver a novel surgical navigation system that can be translated to the clinic. To accomplish this goal, the following steps/contributions were fulfilled: (1) study the impact of ureteroscopy and US instruments in the EMT systems’ reliability and accuracy; (2) development of a protocol to create kidney phantom models to assess image fusion strategies; (3) assessment in an insilico environment of a point set registration technique and an US acquisition protocol to fuse twodimensional US and 3D CT data; (4) proposal of a new approach to intraoperatively fuse CT and US data based on a semi-automatic US segmentation strategy and a point set registration algorithm; and (5) gathering of all above-mentioned contributions into a novel surgical navigation system, including additional features to improve real-time guidance, like: needle trajectory and catheter position’ projection over US images; integration of instruments and imaging data into a 3D virtual environment; continuous organtracking (compensating internal organ movements); and needle-based visual feedback. This system was assessed by physicians and compared against other EMT-based solutions in a close-to-real scenario using an abdominal phantom model. The physicians’ performance was superior with the proposed system, preventing injuries to nearby organs and excelling in complex scenarios. The proposed system was classified as the safest solution, obtaining the highest confidence levels during tests. Overall, it proved its added value to assist PRA during PCNL. Considering the applicability of enhancing intraoperative scenarios with preoperative data and guidance feedback, the proposed system may be broadened to other surgical interventions.This work was possible thanks to the financial support provided by FCT - Foundation for Science and Technology, iSurgical3D Lda., and the European Social Fund, through the Programa Operacional Capital Humano (POCH) and, in the scope of the PhD grant PDE/BDE/113597/2015; by funds from the European Regional Development Fund (FEDER) through the Operational Programme Competitiveness Factors (COMPETE) and by National Funds through FCT under the projects POCI-01-0145-FEDER-007038; and by the project NORTE-01-0145- FEDER-000013, supported by the Northern Portugal Regional Operational Programme (NORTE 2020), under the PORTUGAL 2020 Partnership Agreement, through FEDER

    Synthesis, structural and dielectric properties of Ca3Mn2O7 thin films prepared by pulsed laser deposition

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    Multiferroic Ruddlesden-Popper Ca3Mn2O7 thin films were prepared by laser ablation on SrTiO3 substrates. For low laser fluences and high oxygen pressures, the films assumed the CaMnO3 Pnma orthorhombic structure. However, by increasing fluence and decreasing the oxygen pressure, the Ca3Mn2O7 phase is achieved through a post-deposition annealing treatment. Furthermore, the ferroelectric phase A21am was observed in the films, along with the orthorhombic Acaa phase, with a preferential [111] growth orientation and substrate-induced enhancement of the polar ferroelectric distortion. The dielectric permittivity shows dispersion described by the Havriliak-Negami function, and from fits to the curves, a different behavior was observed in the antiferromagnetic region. Also, the Kohlrausch-Williams-Watts stretched exponential parameter showed an abrupt decrease below ~110 K, near the Néel temperature. This indicates the presence of magnetoelectric interactions and magnetically induced enhancement of dipolar correlations in the samples, favoring substrate-induced strain to enhance multiferroicity in these films.This work was supported by the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT), through the projects POCI-01-0145- FEDER-029454, NORTE-01-0145-FEDER-028538, PTDC/NAN-MAT/ 0098/2020, NORTE-01-0145-FEDER-022096, and POCI-01-0145- FEDER-032527. V. B. Isfahani acknowledges a post-doc grant from the project NORTE-01-0145-FEDER-028538. B. M. Silva and J. Oliveira acknowledge their Ph.D. grants from FCT, with references 2021.07277. BD and SFRH/BD/146886/2019, respectively. F. L. Deepak acknowledges the CASOLEM project (028917) “Correlated Analysis of Inorganic Solar Cells in and outside an Electron Microscope”, co-funded by FCT and ERDF through COMPETE2020

    Validation and optimization of test methods

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    Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização a Análise QuímicaA indústria automóvel tem expandido de tal modo que há a necessidade de desenvolver e implementar sistemas de gestão da qualidade. Nesse sentido, a exigência dos clientes para a realização de ensaios em laboratórios acreditados levou a que o laboratório da TMG Automotive fosse cada vez mais eficiente, objetivo e que obtivesse reconhecimento das suas competências através de um processo de acreditação de alguns métodos de ensaio segundo a referência normativa NP EN ISO/IEC 17025. Esta dissertação realizada na TMG Automotive teve como objetivo a implementação, a validação e o controlo de qualidade de métodos de ensaio realizados rotineiramente no seu laboratório e que foram submetidos à acreditação pelo IPAC. Durante a realização deste projeto individual, foi desenvolvido um método de ensaio da gelificação sendo realizada a otimização, validação, elaboração do procedimento técnico e implementação do mesmo. Realizaram-se estudos de validação de três métodos de ensaio. Para tal, procedeu-se à comparação dos resultados obtidos com laboratórios externos acreditados e realizou-se o estudo dos parâmetros de validação a nível intralaboratorial. Foram avaliados alguns parâmetros como a precisão, justeza e estimativa da incerteza de medição nos métodos quantitativos. Relativamente aos parâmetros de desempenho dos métodos qualitativos, foram avaliadas as taxas de falsos resultados, de sensibilidade, de seletividade, de confiabilidade e ainda a precisão. Desenvolveram-se, ainda, ferramentas de controlo de qualidade, nomeadamente cartas de controlo e ensaios interlaboratoriais de aptidão de modo a evidenciar a competência e a qualidade do laboratório.The automotive industry has expanded in such a way that there is a necessity to develop and implement quality management systems. In this meaning, the requirement of customers to perform tests in accredited laboratories led the laboratory of TMG Automotive to become increasingly efficient, objective and to get skills through a process of accreditation of some test methods according to the normative reference NP EN ISO/IEC 17025. This dissertation aimed the implementation, validation and quality control of test methods routinely performed in the TMG Automotive laboratory and submitted to IPAC accreditation process. During the individual project at TMG Automotive, a gelling test method was developed and an optimization, validation, elaboration and implementation was carried out. Validation studies of three test methods were performed. For this, when possible, the results obtained were compared with external accredited laboratories and the validation parameters were analysed at the intra-laboratory level. Some parameters were evaluated such as the precision, trueness and uncertainty for the quantitative methods, and rates of false results, sensitivity rate, selectivity rate, reliability rate, accordance and concordance for the qualitative methods. Quality control tools were also developed, including control charts and interlaboratory proficiency tests, were carried out to demonstrate the competence and quality of the laboratory

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