Synthesis and Evaluation of [F-18]FEtLos and [F-18]AMBF(3)Los as Novel F-18-Labelled Losartan Derivatives for Molecular Imaging of Angiotensin II Type 1 Receptors

Losartan is widely used in clinics to treat cardiovascular related diseases by selectively blocking the angiotensin II type 1 receptors (AT(1)Rs), which regulate the renin-angiotensin system (RAS). Therefore, monitoring the physiological and pathological biodistribution of AT(1)R using positron emission tomography (PET) might be a valuable tool to assess the functionality of RAS. Herein, we describe the synthesis and characterization of two novel losartan derivatives PET tracers, [F-18]fluoroethyl-losartan ([F-18]FEtLos) and [F-18]ammoniomethyltrifluoroborate-losartan ([F-18]AMBF(3)Los). [F-18]FEtLos was radiolabeled by F-18-fluoroalkylation of losartan potassium using the prosthetic group 2-[F-18]fluoroethyl tosylate; whereas [F-18]AMBF(3)Los was prepared following an one-step F-18-F-19 isotopic exchange reaction, in an overall yield of 2.7 +/- 0.9% and 11 +/- 4%, respectively, with high radiochemical purity (>95%). Binding competition assays in AT(1)R-expressing membranes showed that AMBF(3)Los presented an almost equivalent binding affinity (K-i 7.9 nM) as the cold reference Losartan (K-i 1.5 nM), unlike FEtLos (K-i 2000 nM). In vitro and in vivo assays showed that [F-18]AMBF(3)Los displayed a good binding affinity for AT(1)R-overexpressing CHO cells and was able to specifically bind to renal AT(1)R. Hence, our data demonstrate [F-18]AMBF(3)Los as a new tool for PET imaging of AT(1)R with possible applications for the diagnosis of cardiovascular, inflammatory and cancer diseases

Facility development for the processing of medical radioisotopes

O Câncer é uma doença devastadora que prejudica indivíduos, familiares e sociedade. O diagnóstico precoce e tratamentos eficazes são de extrema importância para o doente. Uma das vias mais utilizadas para o diagnóstico e o tratamento depende de átomos radioativos. Antes do tratamento, fontes radioativas seladas são inseridas próximas ou dentro do tumor por meio de implantes temporários ou permanentes, técnica conhecida como braquiterapia. Dentro dos radioisótopos mais utilizados, está o irídio-192. No diagnóstico, radioisótopos de meia vida curta (de alguns minutos ou horas) são injetados no paciente. A radiação atravessa os tecidos biológicos sendo detectada por equipamentos externos ao paciente, permitindo que o médico visualize a exata localização da doença. Dentro dos mais utilizados, está o molibdênio-99 e o iodo-131. O domínio da produção desses materiais torna um país independente no diagnóstico/tratamento de câncer. A crise do fornecimento do molibdênio-99 mostrou ao Brasil que há urgência na necessidade de domínio da produção desses materiais. Esta tese tem o objetivo apresentar uma proposta de instalação conceitual para o processamento de tais radioisótopos, inspirada nas instalações industriais do Centro de Radiofarmácia existente no IPEN em São Paulo. Foram aproveitadas as experiências dos pesquisadores da área, conhecimentos adquiridos em visitas técnicas a outras instalações de mesma finalidade e em congressos e reuniões técnicas. Nesse contexto foi apresentada a planta da instalação de processamento, o processo e células de produção dos radioisótopos molibdênio-99, irídio-192 e iodo-131, o projeto conceitual do sistema de ventilação. Utilizando a planta base da instalação foram apresentados e descritos: todos os itens da instalação; a classificação de área radioativa e a localização dos monitores de área; os acessos para manutenção, de pessoal e de material; a planta de fluxo e classificação de ar. Todos esses itens impactaram diretamente a disposição final da instalação. Espera-se que o trabalho e conceitos utilizados sirvam de referência para a futura construção de instalação de tal monta.Cancer is a devastating disease that harms individuals, families, and society. Early diagnosis and effective treatments are extremely important for all. One of the most widely used pathways for diagnosis and treatment depends on radioactive isotopes. Before treatment, sealed radioactive sources are inserted close to inside the tumor by means of temporary or permanent implants, a technique known as brachytherapy. Iridium-192 is among the most used isotopes. In diagnosis, radioisotopes with a short half-life (of a few minutes or hours) are injected into the patient. The radiation goes through biological tissues and is detected by equipment external to the patient, allowing the physician to visualize the exact location of the disease. Among the most used, are iodine-131 and molybdenum-99. The production domain of these materials turns a country independent in the diagnosis / treatment of cancer. The molybdenum-99 supply crisis showed Brazil that there is a need to control the production of these materials. This thesis aims to present a conceptual plan for the building for processing such isotopes, inspired by the existing industrial radiopharmacy facility at IPEN in São Paulo. The experiences of researchers in the area, knowledge gained from technical visits to other facilities, and information acquired in congresses and technical meetings, were used. In this context, the blueprint of the processing building, the process used inside the production cells (for molybdenum-99, iridium-192, and iodine-131), and the conceptual design of the ventilation system were presented. Using the blueprint as a base, the following were also presented: all items of the installation; the classification of the radioactive area and the location of the area monitors; access for maintenance, personnel and material; and the air flow and classification plant. All of these items directly impacted the final installation layout. It is hoped that the work and concepts used will serve as a reference for the future construction of such an installation

Redução de vibrações de rotores utilizando atuadores magnéticos e sistema de controle feedforward

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma análise teórica do desempenho de um sistema de controle ativo utilizando mancais magnéticos como atuadores de não-contato para a redução de vibrações em rotores. São analisados três modelos de rotores, sendo que em um deles aplica-se apenas o controle feedback e os outros são suportados apenas por mancais magnéticos, os quais também são os atuadores do controlador. Assim, Luna arquitetura de controle tipo feedforward é empregada sobreposta ao sistema de controle feedback dos atuadores nestes dois modelos, sendo urna análise realizada em relação ao desempenho do sistema de controle quanto às diferentes geometrias de distribuição de massa acopladas ao eixo do rotor. O enfoque principal deste trabalho é voltado para a análise do desempenho do sistema de controle em função da posição e quantidade dos sensores de erro (onde se deseja minimizar as vibrações) em relação à posição dos atuadores e das forças de excitação. As excitações são do tipo síncronas e sub-síncronas que normalmente aparecem em rotores com elevadas velocidades de rotação, como as turbomáquinas. Também é realizada urna análise das forças de controle necessárias a serem aplicadas pelos atuadores para se obter urna redução dos níveis de vibração do rotor na posição dos sensores de erro do sistema feedforward. A análise é executada empregando modelos de rotores desenvolvidos pelo método da matriz de impedância. Esta pesquisa também apresenta Luna aplicação da técnica de controle Feedforward em acústica, que realiza a depuração da voz para comunicação em ambientes ruidosos.This research work brings a theoretical analysis of a control system performance that uses magnetic bearings as non-contact actuators to reduce rotor vibrations. It is analyzed three rotor models, in which one of them operates under the feedback control only. The other models are supported by magnetic bearings only, which also are the controller system actuators. Thus, a feedforward control scheme is applied over the feedback control inherent to the AMB control circuit. The analysis is carried out over these two last models regarding to the control performance for different geometry of mass distribution along the rotor. The focus of this work is to analyze the controller performance according to the sensor quantity and placement (where the vibrations are desired to be minimized) regarding to the actuator position and to the exciting forces. The subsynchronous and synchronous excitations are considered here since they frequently occur in high rotating speed rotors, as in the turbomachinery scenario. Also, the control force required by the actuators is monitored according to the sensors placement to reduce the local vibrations level and the analysis was carried out using the impedance matrix rotor modeling. Further, this work brings a modeling and an application of the feedforward active control scheme in the acoustics field used for voice extraction for communication in noisy environments.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Active control in rotating machinery using magnetic actuators with linear matrix inequalities (LMI) approach

The recent years have seen the appearance of innovative system for acoustic and vibration attenuation, most of them integrating new actuator technologies. In this sense, the study of algorithms for active vibrations control in rotating machinery became an area of enormous interest, mainly due to countless demands of an optimal performance of mechanical systems in aircraft, aerospace and automotive structures. In this way, this paper presents an approach that is numerically verified for active vibration control in a rotor using Active Magnetic Bearings (AMB). The control design in a discrete state-space formulation is carried out through feedback technique and Linear Matrix Inequalities (LMI) approach. LMI is useful for system with uncertainties. The AMB uses electromagnetic forces to support a rotor without mechanical contact. By monitoring the position of the shaft and changing the dynamics of the system accordingly, the AMB keeps the rotor in a desired position. This unique feature has broadened for the applications of AMB and now they can be considered not only as a main support bearing in a machine but also as dampers for vibration control and force actuators. © 2009 Society for Experimental Mechanics Inc