Dinâmica de magnetização de não equilíbrio em ferrofluidos sujeitos a escoamentos quadráticos

Orientador: Rafael Gabler GontijoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Neste trabalho são realizadas simulações por Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) de um escoamento de Poiseuille plano de um ferrofluido sob a ação de um campo magnético uniforme aplicado. Uma metodologia numérica original para calcular campos magnéticos e hidrodinâmicos é proposta, incluindo uma discussão importante sobre uma região de entrada de magnetização identificada. Três modelos de magnetização diferentes são considerados para calcular o campo de magnetização. Esses modelos são implementados e validados por meio de diferentes abordagens, incluindo uma teoria assintótica desenvolvida neste manuscrito. As discrepâncias obtidas entre os resultados dados pelos diferentes modelos são fisicamente discutidas e interpretadas por meio das escalas de tempo do problema. Um intrincado equilíbrio entre diferentes mecanismos físicos é identificado e parece ser responsável por um comportamento difusivo do campo de magnetização. Esse equilíbrio é regido por uma competição entre a vorticidade do escoamento e os mecanismos de relaxação magnética, o que leva à proposição de um coeficiente difusivo de magnetização equivalente. Além disso, mostra-se que a combinação de três diferentes escalas de tempo rege a dinâmica do desequilíbrio da magnetização: a escala de tempo difusiva Browniana, uma hidrodinâmica (convectiva) e uma escala de tempo magnética controlável associada à intensidade do campo magnético aplicado. Os resultados obtidos indicam a possibilidade de se controlar o desenvolvimento do campo de magnetização do fluxo por meio do campo magnético aplicado, da distribuição do tamanho das partículas, da concentração do fluido e da vazão. Inúmeros resultados relativos ao escoamento totalmente desenvolvido também são apresentados, incluindo perfis de magnetização e ângulos entre o campo aplicado ???? e o campo de magnetização ????. Além disso, um perfil de magnetização contínua para o fluxo totalmente desenvolvido é reconstruído usando uma abordagem de dinâmica de Langevin discreta para as partículas magnéticas. As simulações dinâmicas discretas de Langevin de uma coleção de partículas interagindo magneticamente leva em consideração as interações de longo alcance às quais as partículas estão sujeitas. Assim, as partículas interagem magneticamente com um campo magnético externo aplicado e com elas mesmas através de seus momentos dipolares magnéticos, além de estarem sujeitas a flutuações Brownianas devido ao seu pequeno tamanho. Nesta metodologia, os valores de vorticidade local extraídos das simulações CFD são usados ??como entrada para as simulações numéricas discretas, que consideram uma suspensão coloidal submetida a um escoamento Couette local. Supõe-se que os momentos dipolares das partículas magnéticas são fixos a si mesmas, o que significa que giram ao longo da velocidade angular da partícula sem atraso. Para tanto, a rotação de partículas, promovida tanto por torques Brownianos quanto magnéticos, também é explorada nas simulações discretas, uma vez que a resposta de magnetização da suspensão está estritamente relacionada ao movimento rotacional das partículas. As equações que governam o movimento de partículas magnéticas suspensas em um fluido viscoso são resolvidas por simulações numéricas diretas em diferentes cenários físicos. Em geral, uma concordância muito boa entre os perfis de magnetização contínua e discreta foi obtidaAbstract: In this work, Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations of a ferrofluid plane Poiseuille flow under the action of a uniform applied magnetic field are performed. An original numerical methodology to compute magnetic and hydrodynamic fields is proposed, including an important discussion regarding an identified magnetization entrance region. Three different magnetization models are considered in order to compute the magnetization field. These models are implemented and validated through different approaches, including an asymptotic theory developed in this manuscript. The obtained discrepancies between the results given by the different models are physically discussed and interpreted by means of the problem¿s timescales. An intricate balance between different physical mechanisms is identified and it seems to be responsible for a diffusive-like behavior of the magnetization field. This balance is ruled by a competition between the flow¿s vorticity and magnetic relaxation mechanisms, which leads to the proposition of an equivalent diffusive coefficient of magnetization. In addition, it is shown that the combination of three different timescales rules magnetization non-equilibrium dynamics: the Brownian diffusive timescale, a (convective) hydrodynamic and a controllable magnetic timescale associated with the intensity of the applied magnetic field. The obtained results indicate towards the possibility of ontrolling the development of the flow¿s magnetization field by means of the applied magnetic field, size distribution of the particles, concentration of the fluid and flow rate. Numerous results regarding the fully developed flow are also presented, including magnetization profiles and angles between the applied field ???? and the magnetization field ????. In addition, a continuous magnetization profile for the fully developed flow is reconstructed by using a discrete Langevin dynamics approach for the agnetic particles. The discrete Langevin dynamics simulations of a collection of magnetically interacting particles takes into consideration long-range interactions to which the particles are subjected to. Hence, the particles interact magnetically with an external applied magnetic field and with themselves through their magnetic dipole moments, besides being subjected to Brownian fluctuations due to their small size. In this methodology, local vorticity values extracted from the CFD simulations are used as an input for the discrete numerical simulations, which consider a colloidal suspension subjected to a local Couette flow. It is assumed that the dipole moments of the magnetic particles are fixed to themselves, meaning they rotate along the particle¿s angular velocity without delay. For this purpose, particle rotation, promoted both by Brownian and magnetic torques, is also explored in the discrete simulations, since the suspension¿s magnetization response is strictly related to the particles¿ rotational movement. The equations governing the motion of magnetic particles suspended in a viscous fluid are solved by direct numerical simulations under different physical scenarios. In general, a very good agreement between the continuous and discrete magnetization profiles was obtainedMestradoTérmica e FluídosMestre em Engenharia Mecânica0012017/05643-8301467/2017-0CAPESFAPESPCNP

Roles of packing fraction, microscopic friction and projectile spin in cratering by impact

From small seeds falling from trees to asteroids colliding with planets and moons, the impact of projectiles onto granular targets occurs in nature at different scales. In this paper, we investigate open questions in the mechanics of granular cratering, in particular the forces acting on the projectile, and the roles of granular packing, grain-grain friction and projectile spin. For that, we carried out DEM (discrete element method) computations of the impact of solid projectiles on a cohesionless granular medium, where we varied the projectile and grain properties (diameter, density, friction and packing fraction) for different available energies (within relatively small values). We found that a denser region forms below the projectile, pushing it back and causing its rebound by the end of its motion, and that solid friction affects considerably the crater morphology. Besides, we show that the penetration length increases with the initial spin of the projectile, and that differences in initial packing fractions can engender the diversity of scaling laws found in the literature. Finally, we propose an ad hoc scaling that collapsed our data for the penetration length and can perhaps unify existing correlations. Our results provide new insights into the formation of craters in granular matter.Comment: Accepted manuscript for Physical Review E, 105, 034903, (2023), DOI: 10.1103/PhysRevE.107.044901, https://doi.org/10.1103/PhysRevE.107.04490

Impact craters formed by spinning granular projectiles

Craters formed by the impact of agglomerated materials are commonly observed in nature, such as asteroids colliding with planets and moons. In this paper, we investigate how the projectile spin and cohesion lead to different crater shapes. For that, we carried out DEM (discrete element method) computations of spinning granular projectiles impacting onto cohesionless grains, for different bonding stresses, initial spins and initial heights. We found that, as the bonding stresses decrease and the initial spin increases, the projectile's grains spread farther from the collision point, and, in consequence, the crater shape becomes flatter, with peaks around the rim and in the center of craters. Our results shed light on the dispersion of the projectile's material and the different shapes of craters found on Earth and other planetary environments.Comment: Accepted manuscript for Physical Review E, 108, 054904, (2023

ANÁLISE DO PERFIL EPIDEMIOLÓGICO DAS MULHERES COM LESÕES POR HPV DO DISTRITO FEDERAL E ENTORNO ATENDIDAS NO HOSPITAL UNIVERSITÁRIO DE BRASÍLIA

O câncer do colo do útero é o terceiro tipo de câncer mais comum em mulheres no Distrito Federal. Os vírus do papiloma humano, HPV de alto risco são os causadores do câncer cervical e os de baixo risco causam lesões verrucosas no trato genital e anal. O objetivo deste estudo foi traçar o perfil epidemiológico das mulheres com infecção por HPV que foram atendidas no Hospital Universitário de Brasília durante o mês de Julho de 2015. Foi realizado estudo epidemiológico descritivo de caráter transversal com 17 mulheres portadoras de HPV através da utilização de um questionário que abordava os fatores de risco já descritos na literatura, assim como o resultado do exame clínico-laboratorial do prontuário. A tabulação dos resultados foi realizada com a ferramenta Microsoft Office© Excel 2010. A mediana de idade foi de 37 anos variando de 20 a 67, a média de idade da primeira relação sexual foi de 17,63 anos, 47% das mulheres já tinham abortado alguma vez na vida, 47% nunca tiveram um aborto e 6% não responderam. Em relação ao tabagismo, 23,5% não fumavam/nunca fumaram e 76,5% eram fumantes ou ex-fumantes, 41,1% das entrevistadas recebiam até 1 salário mínimo/mês e quanto a localidade de residência, a cidade de Samambaia-DF foi a que apresentou o maior número de portadoras de HPV, com 23,5% dos casos. Seguida de Ceilândia-DF com 17,6%. Em relação à frequência de realização do exame preventivo de Papanicolaou, 70,6% o realizavam 1 vez ao ano, e 11.7% só realizavam quando solicitado pelo médico. Com base neste estudo, foi possível concluir que o perfil epidemiológico das mulheres que apresentam lesões por HPV atendidas no HUB-DF e residentes no distrito federal ou entorno, são predominantemente de fumantes ativas e baixa condição socioeconômica, sem relação com abortamento e, concordando assim com a literatura. A mediana de idade e média de idade de início de vida sexual concorda com a literatura, onde a maioria das mulheres teve início de vida sexual precoce, o que favorece a infecção pelo HPV. O câncer de colo uterino pode ser prevenido e curado na grande maioria dos casos, porém, há um grande déficit de informações, pois a infecção pelo vírus e sua gravidade ainda é algo desconhecido pela maioria das pacientes, sendo necessária por parte das autoridades de saúde pública uma intervenção para prevenção primária e secundária de saúde e divulgação pública de informações básicas sobre a relação da infecção por HPV e suas lesões com maior eficiência

Mineralização óssea na tíbia em frangos de corte alimentados com dietas contendo diferentes níveis e fontes de zinco e manganês

The objective of this study was to estimate the optimal zinc and manganese levels for bone mineralization of broilers  at  21 and 42 days of age, besides the methods comparison for quantifying the degree of bone mineralization, reliability test, execution time and effect of fat extraction, aiming to make feasible a more practical technical procedure in laboratory terms. In each experiment, 320 male chicks were housed in iron mesh metabolic cages, distributed according to a completely randomized experimental design in eight treatments with five replicates of eight birds each. In experiment 1, zinc sulfate was included at 0, 60, and 100 mg/kg and zinc methionine at 20, 40, 60, 80, and 100 mg/kg. In experiment 2, manganese sulfate was added at 0, 65, and 105 mg/kg and manganese methionine at 25, 45, 65, 85, and 105 mg/kg. The evaluated trace minerals (zinc and manganese) did not interfere in the evaluated bone characteristics, regardless of source or level. The degree of bone mineralization increased according to the concentration of zinc and manganese in the diet, regardless of source of these trace elements. The most appropriate method to determine the zinc and manganese content is with the use of tibias. There is no need to extract fat from the tibia to determine the zinc or manganese content, and the analysis can be performed with less time of execution without detriment of the results.Objetivou-se estimar nível ótimo de zinco e de manganês de frangos aos 21 e 42 dias, e comparar métodos para quantificar a mineralização óssea, confiabilidade do teste, tempo de execução e efeito da extração da gordura, visando viabilizar procedimento técnico mais prático em termos laboratoriais. Em cada experimento, foram distribuídos 320 pintinhos machos em gaiolas metabólicas, em delineamento inteiramente casualizado, com oito tratamentos e cinco repetições de oito aves cada. No experimento 1, a inclusão de sulfato de zinco foi de 0,60 e 100 mg/kg e de zinco metionina de 20, 40, 60, 80 e 100 mg/kg. No experimento 2, o sulfato de manganês adicionado foi de 0,65 e 100 mg/kg e de manganês metionina de 25, 45, 65, 85 e 105 mg/kg. O zinco e manganês não interferiram nas características ósseas, independente da fonte e nível. A mineralização óssea aumentou conforme elevou-se a concentração dos microminerais, independente da fonte em que estes foram estudados. O método mais adequado para determinação do teor de zinco e de manganês é com a utilização de tíbias. Não há necessidade de extração de gordura da tíbia para determinação do teor de zinco ou de manganês e a análise pode ser realizada com menor tempo de execução sem detrimento dos resultados

PRÓTESE DENTÁRIA E DISFUNÇÃO TEMPOROMANDIBULAR: UMA REVISÃO DA LITERATURA

Objetivo: O objetivo deste artigo foi realizar uma revisão de literatura para avaliar o papel da prótese dentária no tratamento das Disfunções Temporomandibulares (DTMs). Fontes dos dados: Foram consultadas as bases de dados PubMed, LILACS, SciELO, Bireme, Web of Science, Medline, ISI, Biblioteca Cochrane e BBO. Os estudos incluídos foram publicados em inglês, espanhol ou português, entre os anos 2000 e 2023. Os descritores utilizados foram: “Disfunção Temporomandibular'', ''DTM e próteses removíveis” “DTM e perda dentárias'', “DTM e má oclusão” e “Tratamento da DTM”. Os critérios de inclusão foram artigos que avaliaram a associação entre tratamento da DTM e prótese dentária. Síntese dos dados: foram selecionados 145 estudos, dos quais 42 contemplaram os critérios de seleção propostos. A prevalência das DTMs varia amplamente na literatura. Os sinais e sintomas encontrados variaram de leves à dor severa e rara. Alguns estudos relacionaram fatores oclusais, próteses antigas e mal adaptadas sugerindo sua associação com as DTMs. Entretanto, é difícil estabelecer uma relação direta visto a diversidade de metodologias empregadas. Conclusões: a relação entre prótese dentária e as DTMs é controversa. As divergências entre os critérios de diagnóstico, avaliação clínica e do tratamento das DTMs reduziram a confiança dos resultados sobre a relação do uso ou não uso das próteses como alternativas de tratamento. Desse modo, são necessários novos estudos clínicos para melhor esclarecer os mecanismos de surgimento, controle e tratamento das DTMs e definir um protocolo protético reabilitador

Signal transducer and activator of transcription 1 (STAT1) gain-of-function mutations and disseminated coccidioidomycosis and histoplasmosis

Background: Impaired signaling in the IFN-g/IL-12 pathway causes susceptibility to severe disseminated infections with mycobacteria and dimorphic yeasts. Dominant gain-of-function mutations in signal transducer and activator of transcription 1 (STAT1) have been associated with chronic mucocutaneous candidiasis. Objective: We sought to identify the molecular defect in patients with disseminated dimorphic yeast infections. Methods: PBMCs, EBV-transformed B cells, and transfected U3A cell lines were studied for IFN-g/IL-12 pathway function. STAT1 was sequenced in probands and available relatives. Interferon-induced STAT1 phosphorylation, transcriptional responses, protein-protein interactions, target gene activation, and function were investigated. Results: We identified 5 patients with disseminated Coccidioides immitis or Histoplasma capsulatum with heterozygous missense mutations in the STAT1 coiled-coil or DNA-binding domains. These are dominant gain-of-function mutations causing enhanced STAT1 phosphorylation, delayed dephosphorylation, enhanced DNA binding and transactivation, and enhanced interaction with protein inhibitor of activated STAT1. The mutations caused enhanced IFN-g–induced gene expression, but we found impaired responses to IFN-g restimulation. Conclusion: Gain-of-function mutations in STAT1 predispose to invasive, severe, disseminated dimorphic yeast infections, likely through aberrant regulation of IFN-g–mediated inflammationFil: Sampaio, Elizabeth P.. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados Unidos. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratorio de Leprologia; BrasilFil: Hsu, Amy P.. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados UnidosFil: Pechacek, Joseph. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados UnidosFil: Hannelore I.. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados Unidos. Erasmus Medical Center. Department of Medical Microbiology and Infectious Disease; Países BajosFil: Dias, Dalton L.. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados UnidosFil: Paulson, Michelle L.. Clinical Research Directorate/CMRP; Estados UnidosFil: Chandrasekaran, Prabha. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados UnidosFil: Rosen, Lindsey B.. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados UnidosFil: Carvalho, Daniel S.. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados Unidos. Instituto Oswaldo Cruz, Laboratorio de Leprologia; BrasilFil: Ding, Li. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados UnidosFil: Vinh, Donald C.. McGill University Health Centre. Division of Infectious Diseases; CanadáFil: Browne, Sarah K.. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados UnidosFil: Datta, Shrimati. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Allergic Diseases. Allergic Inflammation Unit; Estados UnidosFil: Milner, Joshua D.. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Allergic Diseases. Allergic Inflammation Unit; Estados UnidosFil: Kuhns, Douglas B.. Clinical Services Program; Estados UnidosFil: Long Priel, Debra A.. Clinical Services Program; Estados UnidosFil: Sadat, Mohammed A.. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Host Defenses. Infectious Diseases Susceptibility Unit; Estados UnidosFil: Shiloh, Michael. University of Texas. Southwestern Medical Center. Division of Infectious Diseases; Estados UnidosFil: De Marco, Brendan. University of Texas. Southwestern Medical Center. Division of Infectious Diseases; Estados UnidosFil: Alvares, Michael. University of Texas. Southwestern Medical Center. Division of Allergy and Immunology; Estados UnidosFil: Gillman, Jason W.. University of Texas. Southwestern Medical Center. Division of Infectious Diseases; Estados UnidosFil: Ramarathnam, Vivek. University of Texas. Southwestern Medical Center. Division of Infectious Diseases; Estados UnidosFil: de la Morena, Maite. University of Texas. Southwestern Medical Center. Division of Allergy and Immunology; Estados UnidosFil: Bezrodnik, Liliana. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutierrez"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Moreira, Ileana. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutierrez"; ArgentinaFil: Uzel, Gulbu. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados UnidosFil: Johnson, Daniel. University of Chicago. Comer Children; Estados UnidosFil: Spalding, Christine. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados UnidosFil: Zerbe, Christa S.. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados UnidosFil: Wiley, Henry. National Eye Institute. Clinical Trials Branch; Estados UnidosFil: Greenberg, David E.. University of Texas. Southwestern Medical Center. Division of Infectious Diseases; Estados UnidosFil: Hoover, Susan E.. University of Arizona. College of Medicine. Valley Fever Center for Excellence; Estados UnidosFil: Rosenzweig, Sergio D.. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Host Defenses Infectious Diseases Susceptibility Unit; Estados Unidos. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Primary Immunodeficiency Clinic; Estados UnidosFil: Galgiani, John N.. University of Arizona. College of Medicine. Valley Fever Center for Excellence; Estados UnidosFil: Holland, Steven M.. National Institutes of Health. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Laboratory of Clinical Infectious Diseases. Immunopathogenesis Section; Estados Unido

macroH2A2 antagonizes epigenetic programs of stemness in glioblastoma

Self-renewal is a crucial property of glioblastoma cells that is enabled by the choreographed functions of chromatin regulators and transcription factors. Identifying targetable epigenetic mechanisms of self-renewal could therefore represent an important step toward developing effective treatments for this universally lethal cancer. Here we uncover an epigenetic axis of self-renewal mediated by the histone variant macroH2A2. With omics and functional assays deploying patient-derived in vitro and in vivo models, we show that macroH2A2 shapes chromatin accessibility at enhancer elements to antagonize transcriptional programs of self-renewal. macroH2A2 also sensitizes cells to small molecule-mediated cell death via activation of a viral mimicry response. Consistent with these results, our analyses of clinical cohorts indicate that high transcriptional levels of this histone variant are associated with better prognosis of high-grade glioma patients. Our results reveal a targetable epigenetic mechanism of self-renewal controlled by macroH2A2 and suggest additional treatment approaches for glioblastoma patients