Linking Process, Product and Performance by Raman Imaging Analysis

This work aims at exploring two applications of Raman spectroscopy in the development and manufacturing of pharmaceutical tablets made from amorphous solid dispersions (ASDs), in terms of both physical and chemical properties. The first application consisted on applying Raman spectroscopy to predict the tablets’ hard-ness. In contrast to typical destructive hardness testing, this strategy can be implemented as at-line and real-time process control via process analytical technology and thus provide real-time release during continuous manufacturing. This is investigated here for the first time for tablets composed of ASDs rather than crystalline-based formulations using a Confocal Raman Micro-scope. The generated data show an apparent relationship between the measured hardness and the Raman spectra baseline, consistent with previous findings in the literature. However, a more stringent analysis leads to the conclusion that the trend line is not strictly monotonic and with a slope across the measured range comparable to the variability of the Raman imaging analysis. The second application consisted on exploring the potential of confocal Raman microscopy to provide spatially resolved chemical images of the tablets’ surface, which allows to characterize the components spatial distribution. The goal was to evaluate the impact of two process param-eters: blending shear rate and sieving mesh size. These parameters were investigated using a structured 2-level design of experiments where Confocal Raman microscopy allowed the evalu-ation of the spatial distribution and the detection of API agglomerates and its relationship with the process parameters. However, the analysis was hindered by a lack of a perfectly flat surface of the tablets and to correct the influence of the change in focus on the Raman spectra, post-pro-cessing scripts were implemented. It is shown that there is an impact of both process parameters on the heterogeneity of tablets’ surface and, consequentially, a significant impact in disintegration of the tablets

Representação social do sexo nas revistas e jornais portugueses

Foi objectivo deste estudo caracterizar a representação social do sexo estabelecendo uma possível relação entre esta e o uso do preservativo. Foram recolhidas notícias com o vocábulo “sexo”, tendo sido realizada a análise hierárquica descendente do seu conteúdo. A análise, através do programa ALCESTE 4.9, evidenciou discursos que não abordam aspectos da saúde individual ou social, referentes à sexualidade, observando-se uma representação social do sexo que poderá estar a fomentar os níveis transversais de inconsistência no uso do preservativo. Sugere-se a necessidade de sensibilização dos meios de comunicação para introduzirem informação sobre o preservativo, de forma a integrá-lo na representação do sexo, podendo estimular a sua utilização e promover comportamentos seguros

Representação social do sexo nos jovens adultos portugueses

The objective of this study was to measure the social representation of sex through free evocations of 1,138 young Portuguese adults, aged between 18 and 25 years, with the goal of exploring an explicative approach of a possible influence of this social representation in risky sexual behaviors observed in this age group. Evocations were collected through an online questionnaire made available by Portuguese universities and professional schools. Data were analyzed according to Verges' prototypical analysis for social representations. The results suggest a romanticized social representation of sex, based on love and pleasure ideas, in which risky aspects such as use of condoms or sexually transmitted infections belong to the peripheral system. These aspects are integrated in order to preserve the central nucleus without interfering in the way participants live their sexual experiences. In addition, the association between love and condom use seems to be associated to the concept of "who loves, protects" which reduces condom use, instead of increasing it. Therefore, social representation of sex, focused on love and pleasure, might include cognitive, affective and behavioral aspects present in the well-known socio-cognitive models used for explaining and predicting condom use behavior

Failing young and temporary workers: the impact of Covid-19 on a dual labor market

In this paper, we use monthly administrative data covering the universe of individuals registered as unemployed in 278 Portuguese municipalities to study the impact of Covid-19between March and August 2020. Using event study difference-in-differences, we document a large causal impact on unemployment, with year-on-year growth rate increases of39 and 38 percentage points in June and July, respectively. New job placements dropped significantly, especially in April. We also employ triple difference-in-differences to show that younger and middle educated individuals fell more into unemployment, while there is no evidence of differences across genders. Portugal has a dual labor market, with a larges hare of workers employed on temporary contracts. Relying on this specific characteristic, we show that the heterogeneous effects were accentuated in municipalities with a higher share of temporary workers

Raman Spectroscopy Applied to Health Sciences

Raman spectroscopy has remarkable analytical abilities to scientists who want to study biological samples. The use of Raman spectroscopy within biologic samples has been increasing in the last years because it can provide biochemical information, allows discrimination between two or more sample groups, and, contrary to what happens with other spectroscopic techniques, water has no interference in the spectra. Biological samples typically do not require extensive preparation, and biochemical and structural information extracted from spectroscopic data can be used to characterize different groups. This chapter presents the general features of Raman spectroscopy and Raman spectroscopic tools relevant to the application in health sciences. In order to emphasize the potential of Raman in this research field, examples of its application in oncology, in bacterial identification and in dementia diagnosis are given

Development of new neutrophil elastase inhibitors for topical formulation with improved therapeutic efficacy

Tese de mestrado, Química Farmacêutica e Terapêutica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2019A elastase neutrófila humana (HNE) é uma protease que se caracteriza pela presença de um resíduo de serina no sitio ativo da enzima. Esta enzima está envolvida na degradação das proteínas da matriz, desempenhando um papel importante na modulação da inflamação. Assim, o excesso de HNE pode desencadear várias condições patológicas, tais como a psoríase. Substâncias ativas podem ser administradas através da pele (administração tópica) utilizando veículos adequados tais como, emulsões e microemulsões. Tendo em conta estudos anteriores elaboradores pelo nosso grupo de investigação, neste trabalho foram sintetizados compostos diferentes, que apresentam na sua estrutura uma 4-oxo-β-lactama, que favorece a atividade contra a HNE. A caracterização total dos compostos foi elaborada através de RMN, IV, ponto de fusão, espectrometria de massa e análise elementar. Para facilitar a localização e quantificação do composto durante os ensaios de libertação de fármacos, um fluoróforo foi sintetizado e acoplado nos compostos que apresentaram a maior viabilidade celular (18 e 22) originando dois novos compostos 27 e 28. Estes dois compostos também foram caracterizados por RMN, IV, ponto de fusão, espectrometria de massa, análise elementar. Através da análise da caracterização realizada para todos os compostos, é possível verificar estes compostos foram obtidos. Posteriormente, foram realizados ensaios in vitro de citotoxicidade, atividade inibitória e seletividade para a HNE, de forma a determinar a viabilidade celular, atividade e a seletividade de cada composto para esta enzima. Os compostos 27 e 28, demonstram atividades e seletividades semelhantes para a HNE, porém o composto 27 apresentou uma viabilidade celular de 91.6%, sendo o escolhido para ser incorporado nas formulações. Deste modo, os resultados obtidos in vitro, demonstraram que é fundamental que os inibidores contenham uma 4-oxo-β-lactama e que através da introdução de alguns substituintes nesta estrutura foi possível manter a atividade e melhorar a viabilidade celular. Sistemas de administração tópica (emulsões óleo-em-água (O/A) e microemulsões) foram desenvolvidos, otimizados e caracterizados. Foram estudados diferentes humectantes e conservantes bem como a influência de diferentes concentrações de álcool cetílico nas propriedades finais das emulsões O/A. Óleos contendo diferentes cadeias de carbono foram incorporados nas microemulsões para mimetizar a camada lipídica da pele. Todas as formulações foram caracterizadas (características organoléticas, pH e reologia). Distribuição do tamanho das gotículas, estudos de eficácia biológica in vivo (hidratação, TEWL e avaliação da hidratação) e análise sensorial foram realizadas nas formulações finais. Todas as formulações apresentaram propriedades físico-químicas tópicas adequadas. Em relação à avaliação biológica in vivo, não se verificaram diferenças significativas entre as formulações e a área de controlo. A partir da análise dos dados obtidos do estudo sensorial, os voluntários preferiram a emulsão O/A à microemulsão, uma vez que esta formulação apresentava fácil aplicação, baixa oleosidade e brilho. Por fim, o composto 27 foi incorporado nas duas formulações: AAN-27 E (emulsão) e AAN-27 ME (microemulsão). Foram realizados estudos de caracterização físico-química (características organoléticas, pH, reologia, distribuição do tamanho de gotículas), libertação de fármacos in vitro e atividade antipsoriática in vivo para avaliar as propriedades e a eficácia de ambas as formulações. Para concluir, os estudos de libertação de fármacos in vitro demonstraram que a quantidade de composto libertada é depende totalmente do tipo de formulação, onde a AAN-27 E apresenta uma maior quantidade de libertação de fármaco, quando comparado à AAN-27 ME. Através do estudo da atividade antipsoriática in vivo verificou-se que as microemulsões são as menos indicadas para aplicação na pele e a emulsão pode ser considerada uma formulação eficaz, porém não existem diferenças significativas entre o placebo e a formulação AAN-27 E.Human neutrophil elastase (HNE) is a serine protease characterized by a serine residue in the active site. This enzyme is involved in the degradation of matrix proteins playing an important role in inflammation modulation. Hereupon, the excess of HNE may trigger several pathological conditions, such as psoriasis. Active substances may be administered through the skin (topical delivery), allowing the treatment of skin diseases, using suitable vehicles such as emulsions and microemulsions. In this work different compounds containing a 4-oxo-β-lactams scaffold, that could act against HNE were synthesized, taking into account the preceding studies carried out by our group. The total characterization through NMR, FTIR, melting point, mass spectrometry and elemental analysis, was made for all. To facilitate the localization and quantification of compounds during the drug release studies, a fluorophore was synthesized and coupled to the compounds with highest cell viability (18 and 22) originating two new compounds, 27 and 28. These new compounds were also characterized through NMR, FTIR, melting point, mass spectrometry and elemental analysis. Through the analysis of all characterization performed for the compounds, it could be noted that all compounds were successfully synthesized. In vitro cytotoxicity and serine proteases assays were performed to determine the activity of each compound regarding cell viability and enzyme selectivity. Compounds 27 and 28 showed similar activities and selectivity against HNE, however compound 27 presented a cell viability of 91.6%, being chosen to be incorporated into the topical delivery systems. Therefore, the results showed that the 4-oxo-β-lactams scaffold is fundamental to the development of HNE inhibitors and some substituents in this scaffold could maintain the activity and improve the cell viability. Topical delivery systems (oil-in-water (O/W) emulsions and microemulsions) were developed, optimized and characterized. Different humectants, preservatives were studied as well as the influence of different concentration of cetyl alcohol in the final properties of the O/W emulsions. Oils containing different carbon chains were incorporated into microemulsions to mimic the skin lipid layer. All formulations were characterized through organoleptic characteristics, pH and rheology. Droplet size distribution, in vivo biological efficacy (hidratation, TEWL and moisture evaluation) and sensorial analysis were performed on final formulations. All formulations present suitable topical physicochemical properties. There were no significant differences among the formulations and with the control area concerning the in vivo biological evaluation. From the sensory data analysis, volunteers preferred the O/W emulsion to microemulsion since this formulation presented an easy application, low oiliness and low shine. Finally, compound 27 was incorporated in the two formulations: AAN-27 E (emulsion) and AAN-27 ME (microemulsion). Physicochemical characterization (organoleptic characteristics, pH, rheology, droplet size distribution), in vitro drug release and in vivo antipsoriatic activity studies were performed to evaluate their properties and efficacy. The in vitro drug release studies showed that the amount of AAN-27 released is totally dependent on the type of formulation, where the AAN-27 E releases a higher amount of drug, when compared with AAN-27 ME. The in vivo antipsoriatic activity showed that microemulsions are the less indicated for skin application and emulsion can be considered an effective formulation, but it should be noted that there are no significant differences between the placebo and AAN-27 E formulation

High-Density Mapping Analysis of Electrical Spatiotemporal Behaviour in Atrial Fibrillation

Tese de mestrado integrado, Engenharia Biomédica e Biofísica (Sinais e Imagens Médicas), 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasDoenças cardiovasculares, tais como arritmias, são a principal causa de morte no mundo, especialmente no Sul e no Este da Ásia, e nos Estados Unidos da América [1]. As arritmas são caracterizadas pela alteração no ritmo sinusal normal do coração. Em particular, a fibrilhação auricular (FA) é a arritmia cardíaca mais comum na prática clínica, contribuindo para mais de 200 mil mortes globalmente em 2017 [2]. Caracteriza-se pela contração rápida e dessincronizada das aurículas, e está associada ao aumento da mortalidade e afecta de forma negativa a qualidade de vida dos pacientes. A FA é geralmente tratada através de medicação, porém quando esta falha, a ablação por cateter é indicada, sendo um tratamento de referência para combater esta patologia. A ablação apresenta uma taxa de sucesso de aproximadamente 50% no primeiro procedimento, sendo necessário efectuar vários procedimentos para aumentar a eficácia do tratamento [3]. A detecção desta patologia envolve, numa primeira fase, a realização de um electrocardiograma (ECG) e, posteriormente um estudo electrofisiológico para saber com precisão onde se localiza e o mecanismo subjacente à mesma. Este último implica o registo da actividade eléctrica através de electrogramas (EGM) locais em diferentes pontos das aurículas e dos ventrículos, com o auxílio de sistemas de mapeamento tridimensionais (3D) electroanatómicos, sendo um procedimento invasivo. Existem diversos métodos lineares e não lineares que permitem a análise dos EGMs nos domínios do tempo, frequência, fase, entre outros, com a finalidade de melhor compreender os mecanismos subjacentes à FA e, consequentemente aumentar a taxa de sucesso do processo de ablação e melhorar a sua eficiência. Esta área de estudo progrediu significativamente, tanto a nível de hardware, como de software. Apesar disso, os métodos desenvolvidos não têm nem acrescentado benefícios adicionais, nem melhorado significativamente a taxa de sucesso do processo de ablação. Existem várias razões para tal, e grande parte deve-se ao facto destes métodos de análise estarem incorporados nos sistemas de mapeamento e o seu software ser exclusivo. Isto leva a que não consigamos perceber como é que os algoritmos funcionam nos diferentes sistemas de mapeamento para comparar as suas diferenças e semelhanças. Devido a estes constrangimentos, os investigadores são compelidos a desenvolver os seus próprios métodos de análise e técnicas de mapeamento, o que leva à existência de uma multitude de métodos e técnicas de mapeamento que parecem ser diferentes entre si, resultando em informação ambígua e conflituosa no que diz respeito aos mecanismos da FA, e a conclusões distintas entre estudos. O sucesso do tratamento poderia aumentar se tivéssemos uma melhor compreensão dos métodos de análise e da sua aplicação no contexto da FA; perceber se os métodos apontam para o mesmo fenómeno de fibrilhação, se existe alguma correlação entre os métodos, e se a informação fornecida pelos mesmos é complementar ou redundante. Assim, o objectivo deste trabalho consistiu em implementar diferentes métodos para analisar os EGMs e a estrutura 3D da aurícula esquerda (AE) de doentes com FA, numa tentativa de responder às questões que motivaram a realização deste projecto. Em última análise, ao observar os mapas 3D da AE tendo uma melhor compreensão dos métodos, poderemos identificar com precisão as regiões na AE responsáveis por iniciar a FA, e ter mais conhecimento sobre os mecanismos responsáveis pela mesma. Desta forma, o processo de ablação poderá alcançar o seu potencial. Para este projecto, foram incluídos os mapas 3D electroanatómicos da AE de dez doentes com FA paroxística ou persistente do hospital de Santa Marta, recolhidos com o sistema de mapeamento CARTO 3. Cada ponto electroanatómico dos mapas inclui as 12 derivações do ECG, e os EGMs unipolares e bipolares registados com o cateter de mapeamento Pentaray de 20 pólos. Porém, apenas os EGMs bipolares foram incluídos na análise. Processaram-se os sinais bipolares e, devido a algumas limitações, foi possível apenas a implementação de dois métodos diferentes para os analisar: um no domínio da frequência – Frequência Dominante (FD) –, e outro no domínio da Teoria da Informação – a entropia de Shannon. De seguida, criaram-se três tipos de mapas 3D electroanatómicos da AE para cada doente: um de voltagem, cuja informação foi adquirida com o sistema de mapeamento, um de FD, e outro de entropia. A informação de cada mapa estava organizada segundo um padrão de cores. Observando os diferentes tipos de mapas da AE paralelamente, foi possível comparar os métodos, e perceber que tipo de informação cada um deles fornecia, numa tentativa de melhor compreender os mecanismos da FA. Foi possível observar em algumas regiões da AE, principalmente nos mapas de voltagem e de FD, a presença de “centros de activação” ou “centros de fibrilhação”, que poderão ser os gatilhos responsáveis por desencadear ou manter o mecanismo de fibrilhação. Para confirmar se de facto aquelas regiões eram os gatilhos de fibrilhação, seria necessário submeter os doentes ao processo de ablação e queimar essas zonas; e posteriormente acompanhar os doentes para observar os efeitos do procedimento e confirmar a hipótese. Contudo, dadas as limitações do trabalho e o facto desta área de investigação ser pouco explorada, é fulcral obter um maior número de estudo comparativos entre mais métodos de diferentes domínios e confirmar se apontam ou não para o mesmo fenómeno de fibrilhação. Apesar de terem sido implementados apenas dois métodos de análise dos EGMs, o projecto permitiu a comparação entre os mesmos, uma área de estudo por onde ainda há muito para investigar. Com mais conhecimento sobre os diferentes métodos, a sua aplicação, inter-relação e adequação no estudo dos mecanismos da FA e das propriedades electrofisiológicas desta patologia, é possível desenvolver procedimentos de ablação mais eficientes e selectivos, de forma a diminuir os riscos e aumentar a taxa de sucesso do tratamento.Atrial fibrillation (AF) is the most frequent cardiac arrhythmia in clinical practice and is described by rapid and irregular contractions of the atria. Despite catheter ablation (CA) being a well-established treatment for AF, it is sub-optimal, with a success rate of approximately 50 % after a single procedure, with some patients requiring multiple procedures to achieve long-term freedom from this pathology. This prompted the proposal and development of various quantitative electrogram (EGM)-based methods along with different mapping systems with their respective mapping techniques, to better understand the mechanisms responsible for initiating and maintaining AF, thus improving ablation outcomes. However, this diversification of methods and tools resulted in disperse and inconsistent data regarding the mechanisms of AF. This work consisted of employing two different methods to analyse the electrograms (EGM): dominant frequency (DF) and Shannon entropy (ShEn). From these EGMs, metrics were then extracted and displayed in colour-coded fashion on a 3D mesh of the left atrium (LA) from patients with paroxysmal or persistent AF. The two methods were compared to understand whether or not these indicated different phenomena/mechanisms, and if these could locate sites suspected of triggering and maintaining AF. The results, while not fully conforming to the literature, allowed the comparison between different EGM analysis methods, a field of study that requires further research. Overall, this project highlighted the limited data available within the topic, hindering our understanding of AF mechanisms and development of more effective and selective ablation procedures to avoid unnecessary complications, and ultimately improve the effects of the treatment's outcomes