Daniele Toniolo Dias F. Rosa

1. Estudo do processo de envelhecimento de unha humana e esmalte dentário humano através de Técnica Fotoacústica UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁCampus Ponta Grossa Daniele Toniolo Dias F. Rosa

2. Rio São Jorge Camelo PONTA GROSSA: 332.060 habitantes localizada no centro do Paraná e a 103 km da capital  Curitiba. Parque de Vila Velha “Buraco do Padre” Cachoeira da Mariquinha 187 anos “Buraco do Padre” “Buraco do Padre” Antiga estação de trem Catedral

3. 1 – Introdução • Os Métodos Fotoacústicos tem se tornado extremamente útil, em todos os segmentos das ciências, apresentando vantagens sobre a espectroscopia ótica convencional. • O Método de Célula Fotoacústica Aberta permite obter a difusividade térmica () da amostra, um parâmetro térmico de grande interesse na ciência dos materiais biológicos e inorgânicos. • Determinar a difusividade térmica da unha e do esmalte dentário é importante para se compreender o processo de transferência de calor através dos tecidos ungueais e dentais. • O comportamento da difusividade térmica possibilita avaliar envelhecimento e propagação de substâncias no material. 2 – Objetivo Principal • Aplicar a técnica de Célula Fotoacústica Aberta (OPC) em unha humana e esmalte dentário com diferentes idades para sua caracterização térmica.

4. 3 – Histórico • O efeito fotoacústico foi verificado pela primeira vez em 1880, por Alexander Graham Bell. • Parker, Rosencwaig e Gersho, na década de 70, propuseram um modelo padrão da célula fotoacústica. Figura 1: Célula Fotoacústica.

5. 4 – Perfil de Profundidade: • A análise de transmissão periódica de calor é feita pelo comprimento de difusão térmica: Figura 2: Variação do comprimento de difusão térmico com a freqüência.

6. 5 – Técnica de Célula Fotoacústica Aberta Figura 3: Detalhamento do microfone. Para determinada categoria de espessura térmica Pressão  f-1/2 E em que e ls é a espessura da amostra

7. 6 – Montagem Experimental OPC – Propriedades Térmicas Figura 5: Preparo da amostra para medida Figura 4: Experimento OPC

8. 7 – Aplicações • Sistema Biológico: i – D T Dias, A Steimacher, M L Baesso, A N Medina and A C Bento: Thermal Characterization In Vitro of Human Nail: Photoacoustic Study of the Aging Process, Photochemistry and Photobiology, v. 83, p. 1144-1148 (2007). Figura 6: Partes da unha. ii – A P N de Carvalho, D T Dias, V C Bedeschi, O Nakamura, M Q Oliveira: In Vitro Photoacoustic Study of Aging Process in Human Tooth Enamel, XXXIII ENFMC em Águas de Lindóia (2010). Figura 7: : Esmalte dentário normal.

9. i – Unha x Idade Figura 8: Preparação. 8 unhas normais  16-53 anos  discos d  5 mm  ls  257 m

10. Figura 9: Sinal PA típico.

11.   8 (90%) Método de Relaxação Térmico (MTR) média(144)x 10-4 cm2/s cp(médio)1,68 J/gK Figura 10: Difusividade térmica em função da idade. Figura 11: Calor específico AN Medina e A Steimacher.

12. Propriedades térmicasa) da unha humana onde (média) ~ (1.27  0.01) g.cm-3 e cp(médio) ~ (1.68  0.04) (J.g-1.K-1). e  2 (20%) k  20 (100%) a) e cp foram medidos por métodos fototérmicos e k e e foram calculadas de ,  e cp,. Figura 12: Efusividade e condutividade térmica.

13. Análises da evolução das propriedades térmicas com a idade para unhas humanas usando uma função farmacológica bifásica. f=20 Hz  20anos (9  1) x 10-4 cm2/s  unha= 38 m

14. ii – Amostra – Esmalte Dentário Figura 13: Esmalte dentário e estrutura do dente. 5 esmaltes dentários  dentes normais  17-61 anos  discos d  10 mm  ls  200 m

15. Figura 14: Gráfico linear típico do sinal PA x f1/2.

16. média(473)x 10-4 cm2/s Figura 15: Difusividade térmica x idade. f=20 Hz  48anos (52  3) x 10-4 cm2/s  dente= 91 m

17. ii.1 – Amostra Recente – Dentina (média 26 ± 1)x10-4 cm2/s Figura 16: Difusividade térmica x idade. f=20 Hz 48anos 32 x 10-4 cm2/s dente= 71 m

18. 8 – Conclusão • Considerando a importância de estudos biológicos de partes humanas incluindo unha [1-3], esmalte e dentina [4-6]. • Através da Técnica de Célula Fotoacústica Aberta [7-8] o valor para a difusividade térmica de unha e esmalte dentário foi medida em função da idade. • o estudo “in vitro” em unhas humanas mostrou um aumento e possível saturação da difusividade térmica com o aumento da idade. O valor médio encontrado foi de =(13,73,6)x10-4 cm2/s. • O estudo “in vitro” em esmalte dentário mostrou uma possível diminuição da difusividade térmica com o aumento da idade. • O valor médio foi de (47 3) x 10-4 cm2/s. Na literatura foi encontrado =42 x 10-4 cm2/s [6] usando experimento em termopar. Através de nossos resultados podemos sugerir que este dente deveria ter aproximadamente 57,9 anos.

19. 9 – Perspectivas • A partir dos resultados expostos pode-se avaliar a penetração de substâncias químicas, de uso terapêutico e diagnósticos, através dos tecidos avaliados. • A técnica torna-se apta para avaliar outros tecidos humanos em função da idade, por exemplo pele. • Os pesquisadores envolvidos agradecem a FAPESB, CNPq CAPES e FAPEX.

20. 10 – Bibliografia • Giese K., Nicolas A., Sennhenn B. and Kolmel K., Can. J. Phys. 64 (1986) 1537. • Bowman H. F., Cravalho E. G. and Woods M., Ann. Ver. Of Biophys. & Bioeng. 4 (1975) 43. • Sowa M. G., Wang J., Schultz C. P., Ahmed M. K. and Mantsch H. H., Vibrational Spectroscopy 10 (1995) 49. • Panas J. A., Preiskorn M., Dabrowski M. and Zmuda S., Infrared Phys. Tech. 49 (2007) 302. • Panas A. J., Zmuda S., Terpilowski J. and Preiskorn M., Inter. J. Thermophys. 24 (2003) 837. • Braden M, J. Dent. Res. 43 (1964) 315. • Perondi L. F. and Miranda L. C. M., J. Appl.Phys. 62 (1987) 2955. • Dias D. T., Steimacher A., Bento A. C., Medina A. N. and Baesso M. L., Photochem. Photobiol. 83 (2007) 1144. Obrigada!!!!!