Experience with the Open Source based implementation for ATLAS Conditions Data Management System

Conditions Data in high energy physics experiments is frequently seen as every data needed for reconstruction besides the event data itself. This includes all sorts of slowly evolving data like detector alignment, calibration and robustness, and data from detector control system. Also, every Conditions Data Object is associated with a time interval of validity and a version. Besides that, quite often is useful to tag collections of Conditions Data Objects altogether. These issues have already been investigated and a data model has been proposed and used for different implementations based in commercial DBMSs, both at CERN and for the BaBar experiment. The special case of the ATLAS complex trigger that requires online access to calibration and alignment data poses new challenges that have to be met using a flexible and customizable solution more in the line of Open Source components. Motivated by the ATLAS challenges we have developed an alternative implementation, based in an Open Source RDBMS. Several issues were investigated land will be described in this paper: -The best way to map the conditions data model into the relational database concept considering what are foreseen as the most frequent queries. -The clustering model best suited to address the scalability problem. -Extensive tests were performed and will be described. The very promising results from these tests are attracting the attention from the HEP community and driving further developments.Comment: 8 pages, 4 figures, 3 tables, conferenc

Interplay between structure and density anomaly for an isotropic core-softened ramp-like potential

Using molecular dynamics simulations and integral equations we investigate the structure, the thermodynamics and the dynamics of a system of particles interacting through a continuous core- softened ramp-like interparticle potential. We found density, dynamic and structural anomalies similar to that found in water. Analysis of the radial distribution function for several temperatures at fixed densities show a pattern that may be related to the origin of density anomaly.Comment: 7 pages, 3 figure

Proposal for a LCA improvement roadmap in the Agri-food sector based on information exchange requirements and the enclosed data in recent LCAs works

Innovation is essential to promote human progress and to improve the humans' quality of life, but it should be done in a social and environmental context and in accordance with the principles of sustainable development. To achieve this challenge the environmental innovation guidelines should be taken into account. In this line, it is necessary to analyze the life cycle assessment (LCA) of any product, process or service and compute its environmental impacts. Despite the rapid evolution of environmental methods and tools and the increase of sustainability studies in recent years, LCA remains an area that still has to face major development challenges. This thesis provides an analysis from a new perspective with the intention to serve as a support in the conceptual and empirical application of the LCA in the Agri-food sector. It consists of a qualitative analysis designed to know the type of relationship between the different actors involved and their information exchange needs. The case study made it possible to compare the differences between the academic and the industrial fields, as well as the differences between Spanish and Brazilian LCA experts. Through expert panels, 40 specialists were interviewed and were asked to made a survey to evaluate experts' relationships using the Social Network Analysis method (SNA). Moreover, the network flow of environmental information in Brazil and Spain was mapped. A second quantitative study was carried out reviewing 70 scientific publications of LCA in the Agri-food sector according to a checklist based on the definition of 20 control variables. The objective was to evaluate the quantity and quality of the information enclosed in the different works. To do this, the entropy and diversity of information were calculated using the Shannon and the equitability indexes, using the number of inputs considered in each impact category. A threshold of minimum information is proposed, using percentiles 25 and 75 (Tukey values) of the calculated Shannon indexes from the papers sample. Moreover, a cluster analysis was done using 10 out the 20 control variable to classify LCAs into clusters with similar levels of performance for the LCAs of the same group and different from the LCA belonging to the other groups. Based on the analysis of the centers of resulting group, the strengths and weaknesses of each group were identified. Then, a roadmap or improvement plan was succinctly defined, pointing out the actions to be taken to improve the performance levels in each group in the short, medium and long term. Finally, a set of actions to improve and facilitate the implementation of LCA in the Agri-food sector was defined as a kind of good practice manual. In sum, it could be concluded that this present thesis could serve to improve the LCA studies performance levels for industry, and, at the same time, it could serve as a baseline with which to compare academic standards of a more academic works.La innovación es esencial para promover el progreso de la humanidad y la mejora de la calidad de vida, pero debe realizarse respetando un suelo social y un techo ambiental de acuerdo con los principios del desarrollo sostenible. Para intentar conseguirlo surge la innovación ambiental. En esa línea, resulta necesario analizar el ciclo de vida (ACV) de cualquier producto, proceso o servicio y computar sus impactos ambientales. A pesar de la rápida evolución de los métodos y herramientas y del incremento de estudios en los últimos años, el ACV sigue siendo un área que se enfrenta a retos de desarrollo importantes. Esta tesis proporciona un análisis desde una perspectiva nueva con la intención de servir de apoyo en la aplicación conceptual y empírica del ACV en el sector agroalimentario. Consta de un análisis cualitativo destinado a conocer el tipo de relación entre los distintos actores involucrados y sus necesidades de intercambio de información. El caso de aplicación permite comparar las diferencias entre el mundo académico y el industrial, así como las diferencias entre expertos en ACV de España y Brasil. A través de paneles de expertos se entrevistó a 40 especialistas y con un cuestionario se evaluó la red de contactos usando el método de Análisis de Redes Sociales (SNA). Con todo se mapeó el flujo de información ambiental en Brasil y España. En un segundo estudio cuantitativo se realizó una revisión crítica de 70 publicaciones científicas de ACV pertenecientes al sector agroalimentario, evaluando las mejores revistas y congresos de todo el mundo entre 2010 y 2016 a partir de la definición de 20 variables de control. El objetivo era evaluar la cantidad y calidad de la información contenida en los distintos trabajos. Para ello se calculó la entropía y diversidad de la información a través del Índice de Shannon y del cálculo de la heterogeneidad en lo refiere al número de inputs considerados en cada categoría de impacto. Tras los valores obtenidos se proponen unos umbrales de información mínima aconsejable usando como límites el valor de las bisagras de Tukey de la distribución de los 70 índices de Shannon calculados. Por otra parte, a partir de 10 de las 20 variables de control se agruparon los distintos ACV analizados con objeto de clasificarlos en grupos con parecido nivel de desempeño para los ACV de un mismo grupo y distinto al de los ACV pertenecientes al resto de grupos. A partir del análisis del análisis de los centros de cada grupo, se identificó las fortalezas y debilidades de cada grupo, para más tarde definir de forma sucinta un mapa de ruta o plan de mejora apuntando las acciones a realizar para mejorar los niveles de desempeño en el corto, medio y largo plazo de cada grupo. Finalmente, se definió a modo de un manual de buenas prácticas un conjunto de acciones a realizar para mejorar y facilitar la realización de ACV en el sector agroalimentario. Con todo. Se podría concluir que la tesis puede servir para mejorar los niveles de desempeño de la realización futura de estudios de ACV en el sector industrial, al tiempo que podría servir como línea de base con la que comparar los estándares de estudios de carácter más académico.La innovació és essencial per a promoure el progrés de la humanitat i la millora de la qualitat de vida, però ha de realitzar-se respectant un sòl social i un sostre ambiental d'acord amb els principis del desenrotllament sostenible. Per a intentar aconseguir-ho sorgix la innovació ambiental. En eixa línia, resulta necessari analitzar el cicle de vida (ACV) de qualsevol producte, procés o servici i computar els seus impactes ambientals. A pesar de la ràpida evolució dels mètodes i ferramentes i de l'increment d'estudis en els últims anys, l'ACV continua sent una àrea que s'enfronta a reptes de desenrotllament importants. Esta tesi proporciona una anàlisi des d'una perspectiva nova amb la intenció de servir de suport en l'aplicació conceptual i empírica de l'ACV en el sector agroalimentari. Consta d'una anàlisi qualitativa destinada a conèixer el tipus de relació entre els distints actors involucrats i les seues necessitats d'intercanvi d'informació. El cas d'aplicació permet comparar les diferències entre el món acadèmic i l'industrial, així com les diferències entre experts en ACV d'Espanya i Brasil. A través de panells d'experts es va entrevistar a 40 especialistes i amb un qüestionari es va avaluar la xarxa de contactes usant el mètode d'Anàlisi de Xarxes Socials (SNA). Amb tot es dissenyà el flux d'informació ambiental a Brasil i Espanya. En un segon estudi quantitatiu es va realitzar una revisió crítica de 70 publicacions científiques d'ACV pertanyents al sector agroalimentari, avaluant les millors revistes i congressos de tot el món entre 2010 i 2016 a partir de la definició de 20 variables de control. L'objectiu era avaluar la quantitat i qualitat de la informació continguda en els distints treballs. Per a això es va calcular l'entropia i diversitat de la informació a través de l'Índex de Shannon i del càlcul de l'heterogeneïtat en el que es refereix al nombre d'inputs considerats en cada categoria d'impacte. Després dels valors obtinguts es proposen uns llindars d'informació mínima aconsellable usant com a límits el valor de les frontisses de Tukey de la distribució dels 70 índexs de Shannon calculats. D'altra banda, a partir de 10 de les 20 variables de control es van agrupar els distints ACV analitzats a fi de classificar-los en grups amb paregut nivell d'excel·lència per als ACV d'un mateix grup i diferent del dels ACV pertanyents a la resta de grups. A partir de l'anàlisi de l'anàlisi dels centres de cada grup, es va identificar les fortaleses i debilitats de cada grup, per a més tard definir de forma succinta un mapa de ruta o pla de millora apuntant les accions a realitzar per a millorar els nivells d'exercici en el curt, mitjà i llarg termini de cada grup. Finalment, es va definir a manera d'un manual de bones pràctiques un conjunt d'accions a realitzar per a millorar i facilitar la realització d'ACV en el sector agroalimentari. Amb tot, es podria concloure que la tesi pot servir per a millorar els nivells d'exercici de la realització futura d'estudis d'ACV en el sector industrial, alhora que podria servir com a línia de base amb què comparar els estàndards d'estudis de caràcter més acadèmic.Oliveira Barros, FM. (2017). Proposal for a LCA improvement roadmap in the Agri-food sector based on information exchange requirements and the enclosed data in recent LCAs works [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/89082TESI

Robust H8 Control for Rendezvous in Near-Circular Orbit

Rendezvous entails a pre-arranged meeting between two spacecraft orbiting around a celestial body. A technology that enables its application in assembly, maintenance and crew exchange serve as example of the importance of orbital rendezvous towards maintaining a stronghold and sustained presence in space exploration. The main focus of this dissertation leans towards the development of a robust controller for optimal rendezvous between an active spacecraft, designated as the chaser, capable of performing any necessary manoeuvres to reach a passive spacecraft, known as the target, that is assumed to thrust-free. [...]Rendezvous em órbita representa um encontro previamente meditado entre dois veiculos espaciais que se encontra a orbitrar um corpo celestial. A tecnologia que permita a aplicação de rendezvous em órbitra para realizar montagens, manutenção ou troca de tripulação serve de exemplo para demonstrar a importância de rendezvous em orbita para continuar com uma presença forte na exploração espacial. [...

3D printing-based technology using mesenchymal stem cells for personalized psoriasis therapy

Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2020, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.A psoríase é uma doença inflamatória crónica que afeta cerca de 2-3% da população mundial. Esta doença é caracterizada pela hiperproliferação aberrante dos queratinócitos e infiltração de células inflamatórias na derme que resultam no aparecimento de lesões cutâneas ruborizadas, pruriginosas e em placa. A sua patogénese tem sido intensamente estudada ao longo dos anos, no entanto o mecanismo exato da doença é bastante complexo e permanece elusivo. Esta complexidade inclui fatores genéticos, epigenéticos e ambientais e uma forte interação entre o sistema imunitário inato e adaptativo. O desequilíbrio de vias inflamatórias leva a uma forte ativação das células dendríticas e produção de péptidos antimicrobianos, citocinas e quimiocinas que exacerbam a resposta inflamatória. Atualmente, o tratamento tópico desta patologia passa pela aplicação de cremes emolientes, queratolíticos e anti-inflamatórios para tratar as zonas afetadas e diminuir a inflamação da pele. Nos casos mais severos da doença, muitas vezes é necessário recorrer a terapêutica sistémica, que pode desencadear efeitos adversos mais graves. Assim sendo, as terapêuticas tópicas são preferíveis, contudo, atualmente apenas aliviam os sintomas e são insuficientes no tratamento da patologia. Por este motivo, e considerando que a indústria farmacêutica está em crescente desenvolvimento, é incentivado o desenvolvimento de abordagens terapêuticas inovadoras com tecnologias mais avançadas. O secretoma das células estaminais mesenquimais (MSC) poderá ser uma boa opção para contornar este problema. As células estaminais mesenquimais (MSC) pertencem a um subgrupo de células estaminais e podem ser isoladas a partir de vários tecidos como a medula óssea, o cordão umbilical, os dentes, a pele ou mesmo o tecido adiposo. Estas células possuem propriedades regenerativas e imunomoduladoras, através da secreção de fatores bioativos que atuam de forma parácrina, induzindo a remodelação tecidular. Tendo em conta a fragilidade destas células, vários estudos referem vantagens na utilização do secretoma celular em substituição das mesmas. O secretoma constitui os biofatores produzidos pela maquinaria celular como proteínas, hormonas, lípidos e ácidos nucleicos que exercem funções importantes não só no seu desenvolvimento, mas também no de outras células. As suas mais-valias incluem uma fácil utilização e armazenamento, uma menor imunogenicidade e acessibilidade económica. Considerando estas suas propriedades, o secretoma das MSC é um potencial candidato para uma terapêutica de inovação tópica. Atualmente, o desenvolvimento de biotintas para aplicação tópica recorrendo à impressão 3D tem sido revolucionária no sentido em que permite a produção de formas farmacêuticas melhoradas e personalizadas. A impressão 3D é uma técnica utilizada em diferentes áreas incluindo produção de órgãos, próteses, implantes, modelos anatómicos e formas farmacêuticas. Esta tecnologia baseia-se na criação de um ficheiro modelo 3D através de um software digital de design, em inglês denominado por computer aided design (CAD) software. Depois de desenvolvido, este ficheiro modelo é convertido num formato reconhecido pela impressora a utilizar e procede-se a impressão 3D da biotinta com o design pré-definido. Dentro das várias tecnologias de impressão 3D, a extrusão é a mais adequada para a bioimpressão de células porque permite a impressão de formulações semissólidas à temperatura ambiente, mantendo a viabilidade celular; permite também a utilização ampla de vários polímeros e é facilmente personalizável, ajustando parâmetros da formulação e do processo. A escolha do polímero para a formulação da biotinta é de extrema importância porque os seus parâmetros físico-químicos irão influenciar significativamente a qualidade do produto final. Um polímero ideal deve ser biocompatível, biodegradável, pouco tóxico e possuir boas propriedades mecânicas para manter a integridade do impresso 3D. Há dois principais tipos de polímeros: os polímeros naturais e os polímeros sintéticos, sendo que os primeiros geralmente possuem melhor biocompatibilidade, mas piores propriedades mecânicas relativamente aos últimos, que possuem pior biocompatibilidade, mas melhores propriedades mecânicas. O alginato e o quitosano são dois polímeros naturais frequentemente utilizados por investigadores na impressão 3D de células porque, além de possuírem as características previamente descritas, também são relativamente económicos. Após seleção dos polímeros, é necessária a produção de uma formulação otimizada que seja imprimível, mantenha a sua integridade após impressão e que constitua um meio adequado para a incorporação do secretoma celular. No sentido de evitar gastos excessivos de tempo e dinheiro no desenvolvimento de várias formulações e apenas posteriormente averiguar a sua qualidade numa abordagem quality by testing, a indústria farmacêutica tem apostado numa abordagem muito mais eficiente denominada quality by design (QbD). A QbD é uma abordagem sistemática, proativa e baseada na gestão de risco que incentiva a definição dos padrões de qualidade antes do processo de manufatura propriamente dito e a adoção de procedimentos consistentes para atingir o objetivo de qualidade previamente definido. O principal objetivo deste trabalho é a otimização de uma forma farmacêutica tridimensional (3D) para futura libertação tópica de secretoma de MSC, utilizando uma estratégia de QbD. Formulações iniciais de alginato e quitosano foram desenvolvidas para avaliar as suas propriedades físico-químicas, estudo esse que resultou na exclusão das formulações de quitosano por apresentarem valores de pH incompatíveis com a viabilidade celular. Subsequentemente, um estudo de otimização foi desenvolvido, onde se avaliou o impacto da concentração de alginato, da concentração do agente de gelificação e do efeito pré-crosslink no tempo de gelificação, que foi definido como a característica de qualidade a controlar. Os resultados demonstraram que apenas o agente de gelificação apresentou um impacto significativo no tempo de gelificação. Esta abordagem de QbD é importante para perceber em que concentrações e condições se deve trabalhar para atingir a qualidade do produto pretendida. A formulação otimizada foi utilizada como prova de conceito para corroborar a sua sustentabilidade para incorporar o secretoma celular das MSC. A produção de formas farmacêuticas que requerem a manipulação celular, deve ser realizada em condições asséticas. Quando isso não é possível, opta-se pela esterilização do material e meio de cultura e adição de conservantes à formulação. O impacto do método de esterilização, bem como da incorporação de meio celular na formulação foi avaliado recorrendo a uma análise reológica. Verificou-se uma menor interferência nos valores iniciais de viscosidade com o método de esterilização UV-C e assistiu-se a um aumento de viscosidade com a adição de meio celular. Também foi estudada a influência da incorporação na viscosidade da biotinta e a biocompatibilidade de cinco conservantes diferentes, tendo sido selecionado o NipaginTM/Nipazol® como o mais adequado. O processo de impressão e a qualidade do produto final também foram avaliadas e concluiu-se que a formulação otimizada está efetivamente apta para ser utilizada na incorporação de secretoma celular de MSC. Trabalhos futuros nesta área podem incluir o estudo e otimização de formulações com misturas de polímeros naturais e sintéticos, a fim de se obter um melhor comprometimento entre biocompatibilidade e propriedades mecânicas e também estudar a libertação de secretoma celular de MSC através da forma farmacêutica 3D.Psoriasis is a chronic inflammatory disease characterized by hyperproliferation of keratinocytes and infiltration of inflammatory cells manifested by characteristic skin lesions typically red, itchy, and scaly. Enhanced understanding of the underlying pathomechanisms and the interplay between the innate and adaptive immune system resulted in the development of many therapeutical options. Nevertheless, psoriasis remains without cure and this lack of curative therapeutics in the market demands a search for novel therapeutical approaches. Mesenchymal stem cell (MSC) derived secretome presents regenerative and immunomodulatory properties and therefore may be a suitable option if embedded in the adequate bioink. In the pharmaceutical industry, the development of hydrogel bioinks for topical application using semisolid extrusion-based 3D printing has been revolutionary since it allows the production of improved pharmaceutical forms with tuneable properties. Alginate and chitosan are natural polymers commonly used by researchers in this area due to their biocompatibility, biodegradability, non-toxicity, and relatively low cost. The main goal of this project was the optimization of a 3D system for future application for topical delivery of secretome using a Quality by Design (QbD) approach. Initial formulations were developed to understand physicochemical properties of both polymers and chitosan formulations were excluded for not presenting biocompatible pH values. Then an optimization study was performed where the impact of different parameters on gelation time was evaluated. The results showed that only the crosslinking agent had a significant impact on gelation time. A proof of concept was performed to guarantee the suitability of the optimized hydrogel in encapsulating cells secretome. The rheological influence of two sterilization methods, incorporation of preservatives and cell culture medium were studied, as well as the biocompatibility of five different preservatives. The printability process and the quality of the final product in terms of structural properties were also evaluated. The results obtained confirmed the potential use of this bioink for secretome delivery.Com o patrocínio da Faculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa e do Instituto Politécnico de Setúbal