Universidade Católica Portuguesa
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Acorn starch extraction and modification by emerging technologies
No full textNative to the Northern Hemisphere, the trees of the genus Quercus spp. are found between the temperate and tropical latitudes of the Americas, Asia, Europe, and North Africa. These oaks are evergreen, semi-deciduous, or deciduous trees and produce small fruits called acorns. According to the National Institute of Statistics, these trees represent 35% of the forest area in mainland Portugal, where 85% of cork oaks and 92% of holm oaks are found in the Alentejo, while 94% of the remaining species are concentrated in the North and Center regions. For this reason, large quantities of acorns are produced, and it is estimated that the annual production is 401,585 tons. Despite being a fruit rich in polyphenols and gluten-free (resistant) starch, about 55% of the acorns produced are underused. Currently, as starch has multiple applications in the food and non-food industry, the exploitation of acorns as a source of starch would be advantageous. According to the literature, alkaline extraction is the methodology that allows obtaining the highest extraction yields in starch with the highest purity and with the most relevant properties. However, these starches cannot be used as food additives in the European Union due to a lack of approval. Thus, the main objective of this thesis was to value acorns within the scope of the principle of sustainable development through the creation of high-added value and zero-waste ingredients. Different species of acorns (Q. pyrenaica, Q. robur, and Q. ilex) were collected to study the effect of different dehulling methods on their nutritional and phytochemical composition. Each specie was dehulled separately by three different methods: manual, thermal (by thermal shock), and drying. It was found that the carbohydrate content was not significantly affected, but there was a loss of resistant starch of 76, 42 and 62% after thermal dehulling and a loss of 35, 27 and 25% after dehulling by drying compared to manual dehulling for Q. pyrenaica, Q. robur, and Q. ilex, respectively. As Q. robur was the specie with the highest resistant starch/total starch ratio (0.89), as well as the highest phenolic contents (19.3±1.3 mg GA Eq./g DF), hydrolyzable and condensable tannins (73.2±4.6 mg TA Eq./g DF and 0.103±0.01 mg TA Eq./g DF, respectively) comparatively to Q. pyrenaica and Q. ilex, the manually dehulled acorn of the Q. robur specie was selected in the following tests. Then, the optimization of the starch extraction was conducted at room temperature using water as extraction solvent by high hydrostatic pressure (HP) (pressure levels between 0.1 and 500 MPa and extraction times between 5 and 20 min) and pulsed electric field (PEF) (field strengths between 0.1 and 20 kV/cm and times between 35 and 85 μs) technologies. Due to the presence of large tannin content, which are anti-nutritional compounds of great importance in leather production, their extraction was also optimized, as well as other phenolic compounds, to obtain antioxidant extracts with high added value. Regarding the HP extraction, the optimal extraction condition was found at 333 MPa for 17.4 min with a desirability of 79.5%. The starch yield was 35.4±1.1% (w/w DF) and the extracts had a phenolic and hydrolyzable tannin content of 23.1±0.3 mg GA Eq./g DF and 54.1±0.1 mg TA Eq./g DF, respectively, and an antioxidant activity measured by ABTS of 53.6±0.6 mg TX Eq./g DF. As for the PEF extraction, the optimal extraction condition was obtained at 0.1 kV/cm for 63.3 μs with a desirability of 86.5%. The starch yield was 34.5±0.4% (m/m DF) and the extracts had a phenolic and hydrolyzable tannin content of 27.0±1.2 mg GA Eq./g DF and 56.7±0.6 mg TA Eq./g DF, respectively with antioxidant activity of 59.1±1.9 mg TX Eq./g DF. Condensed tannins were not detected in any of the extracts. Compared to alkaline extraction, the results observed under optimal conditions represent an increase in phenolic yields, tannins, and antioxidant activity by 2, 900, and 4% by HP and an increase by 24, 1012, and 15% by PEF, respectively. Thus, these technologies make it possible to obtain aqueous extracts with a higher tannin content than alkaline extraction, thus valuing these compounds. However, it was the PEF extraction technology that made it possible to obtain extracts with a higher content of polyphenols (phenolics and tannins) and with greater antioxidant activity than HP. Concerning starch, although the extraction yields obtained by HP and PEF under optimal conditions were lower than those verified in the respective alkaline extractions (49.7±0.5 and 48.9±1.2% w/w DF for HP and PEF, respectively), these starches are clean-label and can be used more safely as an additive and/or ingredient in human food than alkaline starches. As the extraction yields under optimal conditions were like each other, the impact of technologies on starch properties was studied and the properties were compared to commercial corn starch to try to identify the most advantageous extraction technology. Regarding the starch obtained by HP under optimal conditions, pressurization preserved the type of polymorphism of the acorn starch and did not significantly alter the relative crystallinity and the onset gelatinization temperatures (i.e., it preserved the hydrogen bonds). However, the significant increase in the amylose/amylopectin ratio by 97%, motivated by the cleavage of the amylopectin chains, led to changes in the properties of starches. Pressurization led to a decrease in the solubility and swelling power of the starches relative to the control and led to an increase in the resistance of the gels to deformation. However, no differences were observed in the in-vitro digestibility, pseudo-plastic behavior, or resistance to flow after pressurization. Regarding the starch obtained by PEF under optimal conditions, the amylose and amylopectin contents were not altered, as well as the onset gelatinization temperatures (hydrogen bonds). Although the type of polymorphism was not changed, there was a decrease in relative crystallinity of 17%. PEF treatment did not alter the starch properties concerning the control starch (solubility, swelling power, in-vitro digestibility, and rheology). Compared to commercial corn starch, acorn starches showed lower gelatinization temperatures and enthalpies, better pseudo-plastic behavior, lower in-vitro digestibility, greater resistance to complex flow, and lower resistance to deformation. Overall, acorn starches also showed higher solubility and swelling power up to 80 °C than commercial starch, which encourages the use of acorn starch as an additive in fermented yogurt and dairy products. As extraction by HP and PEF led to obtaining acorn starches with different properties, a dairy product was developed to try to identify the most suitable starch for this purpose. The effect of replacing commercial corn starch with acorn starch extracted by HP and PEF under optimal conditions on the nutritional composition, functional and sensory properties, and shelf-life of chocolate puddings was studied. Acorn starch improved the rheological properties of puddings without negatively affecting their nutritional composition, internal structure, or in-vitro digestibility. The sensory analysis revealed that 61% of tasters preferred the puddings made with acorn starch over commercial corn starch (control). As for the shelf life, acorn starch led to color stabilization and improved texture of the puddings after 28 days of storage at 4°C compared to the control without compromising the microbiological safety. Of the acorn starches used, PEF-extracted acorn starch led to the greatest improvement in pudding texture. In addition, the chocolate pudding made with PEF-extracted acorn starch also had a higher acceptability index than the HP-extracted starch. Thus, PEF-extracted acorn starch seems to be the most suitable for pudding production. In its entirety, the work described in this Doctoral thesis marks important steps in the valorization of acorns in Portugal, that is, in the valorization of its polyphenols and starch. This work will also contribute to the sustainability and transformation of the acorn in a circular economy context, as it demonstrates the potential of using PEF technology, as a sustainable alternative to alkaline extractions, in obtaining products with high added value and of great economic interest.Nativas do Hemisfério Norte, as árvores do género Quercus spp. encontram-se entre as latitudes temperadas e tropicais das Américas, Ásia, Europa e Norte da África. Estes carvalhos são árvores de folha perene, semi-decíduas ou caducifólia e produzem pequenos frutos denominados bolotas. De acordo com o Instituto Nacional de Estatística, estas árvores representam 35% da área florestal de Portugal Continental, onde 85% dos sobreiros e 92% das azinheiras se encontram no Alentejo, enquanto 94% das restantes espécies concentram-se nas regiões Norte e Centro. Por este motivo, são produzidas grandes quantidades de bolota e estimando-se que a produção anual seja de 401.585 toneladas. Apesar de ser um fruto rico em polifenóis e amido (resistente) isento em glúten, cerca de 55% das bolotas produzidas são subaproveitadas. Atualmente, como o amido tem múltiplas aplicações na indústria alimentar e não alimentar, a exploração de bolotas como fonte de amido seria vantajosa. Segundo a literatura, a extração alcalina é a metodologia que permite obter os maiores rendimentos de extração em amido com a maior pureza e com as propriedades mais relevantes. No entanto, estes amidos não podem ser usados como aditivos alimentares na União Europeia devido à falta de aprovação. Assim, o principal objetivo desta tese foi valorizar a bolota no âmbito do princípio do desenvolvimento sustentável através da criação de ingredientes de alto valor acrescentado e desperdício-zero. Foram recolhidas diferentes espécies de bolotas (Q. pyrenaica, Q. robur e Q. ilex) para estudar o efeito de diferentes métodos de descasque na sua composição nutricional e fitoquímica. Cada espécie foi descascada separadamente por três métodos distintos: manual, térmico (por choque térmico) e secagem. Verificou-se que o conteúdo em carboidratos não foi significativamente afetado, mas registou-se uma perda de amido resistente em 76, 42 e 62% após a descasque térmico e uma perda de 35, 27 e 25% após a descasque por secagem em relação ao descasque manual para Q. pyrenaica, Q. robur e Q. ilex, respetivamente. Como Q. robur foi a espécie que apresentou a maior proporção amido resistente/amido total (0.89), bem como os maiores conteúdos em fenólicos (19.3±1.3 mg GA Eq./g DF), taninos hidrolisáveis e condensáveis (73.2±4.6 mg TA Eq./g DF e 0.103±0.01 mg TA Eq./g DF, respetivamente) em relação a Q. pyrenaica e Q. ilex, a bolota descascada manualmente da espécie Q. robur foi selecionada nos testes seguintes. Seguidamente, foi otimizada a extração de amido à temperatura ambiente usando água como solvente de extração recorrendo às tecnologias de alta pressão hidrostática (HP) (níveis de pressão entre 0.1 e 500 MPa e tempos de extração entre 5 e 20 min) e campo elétrico pulsado (PEF) (intensidades de campo entre 0.1 e 20 kV/cm e tempos entre 35 e 85 μs). Devido à presença de grandes quantidades de taninos, que são compostos anti nutricionais e de grande relevância na produção de couro, a sua extração também foi otimizada, assim como de outros compostos fenólicos, para obtenção de extratos antioxidantes de alto valor acrescentado. Em relação à extração por HP, a condição ótima de extração foi encontrada a 333 MPa por 17.4 min com uma desejabilidade de 79.5%. O rendimento em amido foi de 35.4±1.1% (m/m DF) e os extratos apresentaram um conteúdo em fenólicos e taninos hidrolisáveis de 23.1±0.3 mg GA Eq./g DF e 54.1±0.1 mg TA Eq./g DF, respetivamente e uma atividade antioxidante medida por ABTS de 53.6±0.6 mg TX Eq./g DF. Quanto à extração por PEF, a condição ótima de extração foi obtida a 0.1 kV/cm por 63.3 μs com uma desejabilidade de 86.5%. O rendimento em amido foi de 34.5±0.4% (m/m DF) e os extratos apresentaram um conteúdo em fenólicos e taninos hidrolisáveis de 27.0±1.2 mg GA Eq./g DF e 56.7±0.6 mg TA Eq./g DF, respetivamente com antioxidante atividade de 59.1±1.9 mg TX Eq./g DF. Os taninos condensados não foram detetados em nenhum dos extratos. Comparativamente à extração alcalina, os resultados observados em condições ótimas representam um aumento nos rendimentos de fenólicos, taninos e atividade antioxidante em 2, 900 e 4% por HP e um aumento de 24, 1012 e 15% por PEF, respetivamente. Assim, estas tecnologias permitem obter extratos aquosos com um maior conteúdo em taninos do que a extração alcalina, valorizando assim estes compostos. Contudo, a tecnologia de extração por PEF foi a que permitiu obter extratos com um maior conteúdo em polifenóis (fenólicos e taninos) e com maior atividade antioxidante do que HP. No que diz respeito ao amido, apesar dos rendimentos de extração obtidos por HP e PEF em condições ótimas terem sido inferiores aos verificados nas respetivas extrações alcalinas (49.7±0.5 e 48.9±1.2% m/m DF para HP e PEF, respetivamente), estes amidos são “clean-label” e podem ser usados com maior segurança como aditivo e/ou ingrediente na alimentação humana do que os amidos alcalinos. Como os rendimentos de extração em condições ótimas foram semelhantes entre si, foi estudado o impacto das tecnologias nas propriedades dos amidos e estas comparadas às de um amido de milho comercial para tentar identificar a tecnologia mais vantajosa. Em relação ao amido obtido por HP em condições ótimas, a pressurização preservou o tipo de polimorfismo do amido de bolota e não alterou significativamente a cristalinidade relativa e as temperaturas de gelatinização onset (ou seja, preservou as pontes de hidrogénio). Contudo, o aumento significativo do rácio amilose/amilopectina em 97%, motivado pela quebra das cadeias de amilopectina, levou a alterações nas propriedades dos amidos. A pressurização levou à diminuição da solubilidade e o poder de intumescência dos amidos em relação ao controlo e levou a um aumento da resistência dos géis à deformação. No entanto, não foram observadas diferenças na digestibilidade in-vitro, comportamento pseudo-plástico ou resistência ao fluxo após pressurização. Relativamente ao amido obtido por PEF em condições ótimas, os conteúdos em amilose e amilopectina não foram alterados, assim como as temperaturas de gelatinização onset (pontes de hidrogénio). Apesar do tipo de polimorfismo não ter sido alterado, verificou-se uma diminuição na cristalinidade relativa em 17%. O tratamento não alterou as propriedades do amido em relação ao controlo (solubilidade, poder de intumescência, digestibilidade in-vitro e reológicas). Em relação ao amido de milho comercial, os amidos de bolota apresentaram menores temperaturas e entalpias de gelatinização, melhor comportamento pseudo-plástico, menor digestibilidade in-vitro, maior resistência ao fluxo e menor resistência à deformação. No geral, os amidos de bolota também apresentaram maior solubilidade e poder de intumescência até 80 °C do que o amido comercial, o que incentiva o uso de amido de bolota como aditivo em iogurte fermentado e produtos lácteos. Como a extração por HP e PEF levou à obtenção de amidos de bolota com diferentes propriedades, foi desenvolvido um produto lácteo para tentar identificar o amido mais adequado para este fim. Foi estudado o efeito da substituição do amido de milho comercial por amido de bolota extraído por HP e PEF em condições ótimas na composição nutricional, propriedades funcionais e sensoriais e no prazo de validade de pudins de chocolate. O amido de bolota melhorou as propriedades reológicas dos pudins sem afetar negativamente sua composição nutricional, estrutura interna ou digestibilidade in-vitro. A análise sensorial revelou que 61% dos provadores preferiram os pudins elaborados com amido de bolota em vez de amido de milho comercial (controlo). Quanto ao prazo de validade, o amido de bolota levou à estabilização da cor e melhoramento da textura dos pudins após 28 dias de armazenamento a 4 ºC em relação ao controlo sem comprometer a segurança microbiológica. Dos amidos de bolota usados, o amido de bolota extraído por PEF foi aqueles que levou a uma maior melhoria na textura dos pudins. Além disso, o pudim de chocolate elaborado com amido de bolota extraído por PEF também teve um índice de aceitabilidade maior do que o amido extraído com HP. Assim, o amido de bolota extraído com PEF parece ser o mais adequado para a produção de pudim. Na sua totalidade, o trabalho descrito na presente tese de Doutoramento marca importantes passos na valorização da bolota em Portugal, ou seja, na valorização dos seus polifenóis e amido. Este trabalho contribuirá ainda para a sustentabilidade e transformação da bolota num contexto de economia circular, pois demostra as potencialidades da utilização da tecnologia de PEF, como uma alternativa sustentável às extrações alcalinas, na obtenção de produtos com alto valor acrescentado e de grande interesse económico
Multilevel skin tissue engineering : from particulate systems to 3D functional constructs
No full textSkin tissue engineering (TE) is an interdisciplinary field dedicated to the development of functional constructs that can be used to re-establish, maintain, or improve the condition of injured tissue or to mimic healthy tissue. The skin-TE market is experiencing significant growth: according to Future Market Insights, a leading provider of custom and syndicated market research reports, in 2021 the global market was valued at 2.01 billion dollars and is expected to reach 4.13 billion by 2029 at an annual growth rate of 9.6%. The improvement of healthcare practices, the high technological advances, and the awareness of the need for patient-specific treatment options are some of the main market-boosting factors. The response of the scientific community to the quest for skin TE products translates into a creative landscape of multilevel and cutting-edge approaches, specific to different needs. These include 1- dimensional (1D) particles: for superficial wounds or to further incorporate in 3D matrices to improve their biological or mechanical properties; 2D gels: that can promote healing and prevent infections of superficial wounds and serve as building blocks for constructing more complex structures; and 3D constructs, namely: 3D hydrogels or 3D bioprinted structures to promote wound healing and hybrid 3D hydrogel/scaffold constructs to develop in vitro skin models. Particulate systems are characterized by a high surface area-to-volume ratio which enhances the probability of penetration and bio-interaction at the wound area. With the right particle composition, it is possible to stimulate proliferation and cell-to-cell signaling. Among these, calcium-based particles can play an important role in the healing and regeneration of skin. Calcium is essential in regulating many skin functions, including keratinocyte differentiation, skin barrier formation, and permeability barrier homeostasis. In this context, calcium phosphates (CaPs) are the most well-established source of calcium in biomedicine. They can be precipitated in mild conditions, allowing for conjugation with different molecules and polymers of interest to create bioactive hybrid formulations. CaPs and CaP/composite particles are commonly synthesized in stirred batch reactors with low micro-mixing efficiency, resulting in heterogeneous materials with a broad range of physicochemical characteristics. In that regard, oscillatory flow mixing has emerged as an alternative technology to operate under continuous mode, allowing a uniform distribution of the reaction parameters such as concentration and temperature, and leading to a product with more uniform characteristics. In this work, new CaP-based nanoparticles have been produced in continuous mode using an innovative modular oscillatory flow plate reactor (MOFPR), which allowed to obtain highly controlled and homogeneous particles with high production rates. Sericin (SS), a silk water-soluble protein with high regenerative potential and still underexplored for biomedical applications, has been co-precipitated with CaP to create new bioactive hybrid systems for tissue wound healing and regeneration. When faced with more complex needs, multi-dimensional structures can more accurately replicate the architecture and microenvironment of native tissues. In that regard, SS and silk fibroin (SF) are natural polymers that display excellent biocompatibility, versatility, and tunable properties, which outperform many natural and synthetic biomaterials. While SF has been extensively characterized in the literature, there are still several gaps in our understanding of SS. The absence of efficient extraction protocols for obtaining a “ready-to-use” SS raw material with preserved intrinsic characteristics has motivated the quest for developing a new standardized processing methodology to lay the foundation for creating 2D gels and 3D constructs including 1) crosslinked hydrogels as platforms for different skin-TE applications, 2) human skin equivalents (HSE) functionalized with CaP-based particles and 3) a bioprinted structure in which SS was used as a bioink that can produce patient-specific materials.A engenharia de tecidos é uma área interdisciplinar dedicada ao desenvolvimento de materiais funcionais que podem ser utilizados para regenerar, manter ou melhorar tecidos biológicos. De acordo com a Future Market Insights, líder de relatórios de investigação de mercado personalizado, o mercado da engenharia de tecidos está a registar um crescimento significativo tendo sido avaliado em 2,01 mil milhões de dólares em 2021 com perspectivas de atingir 13 mil milhões até 2029, a uma taxa de crescimento anual de 9,6%. A melhoria das práticas nos cuidados de saúde, os avanços tecnológicos e a sensibilização para a necessidade de opções de tratamento específicas para cada paciente são alguns dos principais factores que impulsionam o mercado. Como resposta à necessidade de materiais para reparar ou biomimetizar a pele, a comunidade académica e ciêntífica é caracterizada por um ecossistema inovador em constante evolução que se foca no desenvolvimento de diferentes abordagens de vanguarda para responder às diferentes necessidades existentes. Estas abordagens incluem partículas unidimensionais (1D) para feridas superficiais ou para posterior incorporação em matrizes 3D, com o objetivo de melhorar as suas propriedades biológicas ou mecânicas; géis e filmes 2D que podem ser utilizados para promover a cicatrização e prevenir infeções de feridas superficiais, assim como para servir de base para o desenvolvimento de estruturas mais elaboradas; e estruturas 3D, nomeadamente géis ou estruturas bioimpressas para promover a cicatrização de feridas e estruturas 3D mais complexas para estabelecer modelos de pele in vitro. Os sistemas particulados são caracterizados por um elevado rácio área de superfície/volume, o que aumenta a probabilidade de penetração e bio-interação na área da ferida. Com a correta composição das partículas, é possível estimular a proliferação e a sinalização célula a célula. Neste contexto, as partículas à base de cálcio podem desempenhar um papel importante na cicatrização e regeneração da pele. O cálcio é essencial na regulação de muitas funções da pele, incluindo a diferenciação dos queratinócitos, a formação da barreira cutânea da pele, e a promoção da sua homeostase. Os fosfatos de cálcio são a fonte de cálcio mais bem estabelecida em engenharia biomédica e apresentam-se como compostos promissores para aplicações em regeneração de pele. Estes materiais inorgânicos podem ser precipitados em condições de reação moderadas, permitindo a conjugação com diferentes moléculas e polímeros de interesse para criar formulações híbridas bioativas. São normalmente sintetizados em reatores de tanque agitado com baixa eficiência de micro-mistura, resultando em materiais heterogéneos com uma vasta gama de características físico-químicas. Neste contexto, a mistura de fluxo oscilatório surge como uma tecnologia alternativa para operar em modo contínuo, permitindo condições experimentais estáveis, como a concentração, pH e a temperatura, e conduzindo a um produto com características mais uniformes e controladas. Neste trabalho, foram produzidas nanopartículas inovadoras à base de fosfatos de cálcio em modo contínuo utilizando um reator modular inovador de fluxo oscilatório. A utilização deste reator permitiu a obtenção de partículas altamente controladas e homogéneas com taxas de produção elevadas. Para além disso, sericina, uma proteína da seda solúvel em água com elevado potencial regenerativo e ainda pouco explorada para aplicações biomédicas, foi co-precipitada com fosfatos de cálcio para criar novos sistemas híbridos bioactivos para a cicatrização e regeneração de feridas tecidulares. Em resposta a necessidades mais complexas, estruturas multidimensionais podem reproduzir com maior precisão a arquitetura e o microambiente dos tecidos nativos. Nesse sentido, a sericina e a fibroína da seda são polímeros naturais que apresentam uma excelente biocompatibilidade, versatilidade e facilidade de processamento que superam muitos biomateriais naturais e sintéticos. No entanto, embora a fibroína da seda esteja extensamente caracterizada e validada na literatura, no caso da sericina existe ainda pouca informação sobre o seu potencial biomédico A ausência de protocolos de extração eficientes para a obtenção de sericina como matéria-prima "pronta a usar", com propriedades preservadas, motivou o desenvolvimento de uma abordagem a diferentes níveis de complexidade para estabelecer as bases para a criação de géis 2D e estruturas 3D, incluindo 1) hidrogéis reticulados para a criação de novas plataformas para diferentes aplicações em engenharia de tecidos, 2) equivalentes de pele humana funcionalizados com partículas à base de fosfatos de cálcio e 3) estruturas bioimpressas utilizando pela primeira vez sericina reticulada enzimaticamente como bioink para produzir estruturas de suporte que poderão ser específicas para cada paciente
Educação social e formação inicial : o lugar da pedagogia social
No full textA presente dissertação foi elaborada no âmbito do curso de Doutoramento em Ciências da Educação, da Universidade Católica Portuguesa, área de aprofundamento da Pedagogia Social. A Pedagogia Social define-se como a Ciência da Educação que enquadra os processos de intervenção socioeducativa, sendo como tal reconhecida pelos educadores sociais, enquanto conhecimento profissional de referência. Partindo deste pressuposto, quisemos perceber qual o lugar que a Pedagogia Social ocupa atualmente na formação inicial dos educadores sociais, tendo por base a realidade portuguesa. Para tal, começámos por mapear as Instituições de Ensino Superior com oferta da licenciatura em Educação Social, analisando os seus planos de estudo, os documentos oficiais e os conteúdos de formação das respetivas unidades curriculares conforme surge exposto no primeiro capítulo/artigo. No mesmo sentido, num segundo momento interessou-nos perceber até que ponto a Pedagogia Social constituiu um requisito necessário no âmbito das habilitações para a docência nos cursos de licenciatura em Educação Social atualmente existentes no nosso país, atendendo ao que têm sido as recomendações da Agência de Avaliação e Acreditação do Ensino Superior (A3ES), conforme surge apresentado no segundo capítulo/artigo. Por fim, quisemos perceber de que forma os atores profissionais, os educadores sociais, reconhecem e valorizam a Pedagogia Social na sua formação inicial, conforme se expõe no terceiro capítulo/artigo. A análise cruzada dos dados recolhidos nos três momentos do estudo, permitem concluir que, em termos gerais a Pedagogia Social encontra uma expressão académica significativa na oferta formativa em Educação Social proporcionada pelas instituições portuguesas, evidenciada nos respetivos planos de estudo e nos perfis formativos do seu corpo docente, ainda que de forma por vezes inconsistente conforme surge assinalado. Concluímos também que esta formação é valorizada pelos atores profissionais que, na sua condição de técnicos de intervenção socioeducativa, se identificam como “pedagogos sociais” detentores de um saber específico, distintivo e relevante.This dissertation was written within the scope of the doctorate course in Education Sciences at the Universidade Católica Portuguesa, in the area of Social Pedagogy. Social Pedagogy is defined as the science of education that frames the processes of socio-educational intervention, and as such it is recognized by social educators as professional knowledge of reference. Based on this assumption, we wanted to understand what place Social Pedagogy currently occupies in the initial training of social educators, based on the Portuguese reality. To do so, we started by mapping the Higher Education Institutions that offer a degree in Social Education, analyzing their study plans, the official documents and the training contents of the respective curricular units. Similarly, in a second moment, we were interested in understanding to what extent Social Pedagogy was a necessary requirement within the scope of the qualifications for teaching in undergraduate courses in Social Education currently existing in our country, given what have been the recommendations of the Agency for Assessment and Accreditation of Higher Education (A3ES), as presented in the second chapter/article. Finally, we wanted to understand how the professional actors, the social educators, recognize and value Social Pedagogy in their initial training, as set out in the third chapter/article. The cross analysis of the data collected in the three moments of the study, allow us to conclude that, in general terms, Social Pedagogy finds a significant academic expression in the training offer in Social Education provided by the Portuguese institutions, evidenced in the respective study plans and in the training profiles of their teaching staff, although sometimes inconsistently as it is pointed out. We also conclude that this training is valued by the professional actors who, in their capacity as socio-educational intervention technicians, identify themselves as "social pedagogues" holding a specific, distinctive and relevant knowledge
A context-aware decision support system for selecting explainable artificial intelligence methods in business organizations
No full textExplainable Artificial Intelligence (XAI) methods are valuable tools for promoting understanding, trust, and efficient use of Artificial Intelligence (AI) systems in business organizations. However, the question of how organizations should select suitable XAI methods for a given task and business context remains a challenge, particularly when the number of methods available in the literature continues to increase. Here, we propose a context-aware decision support system (DSS) to select, from a given set of XAI methods, those with higher suitability to the needs of stakeholders operating in a given AI-based business problem. By including the human-in-the-loop, our DSS comprises an application-grounded analytical metric designed to facilitate the selection of XAI methods that align with the business stakeholders’ desiderata and promote a deeper understanding of the results generated by a given machine learning model. The proposed system was tested on a real supply chain demand problem, using real data and real users. The results provide evidence on the usefulness of our metric in selecting XAI methods based on the feedback and analytical maturity of stakeholders from the deployment context. We believe that our DSS is sufficiently flexible and understandable to be applied in a variety of business contexts, with stakeholders with varying degrees of AI literacy.info:eu-repo/semantics/acceptedVersio
Bioactive compounds from nannochloropsis oculata grown under modulated stress : from production to validation
No full textNannochloropsis oculata is a microalga widely recognized as a potential source of polyunsaturated fatty acids, namely the omega-3 eicosapentaenoic acid (EPA), which beneficial health effects have been demonstrated. In order to maximize the EPA amount that may be obtained from a culture, different strategies may be pursued, such as increasing the microalgas’ biomass EPA content and the efficiency of its extraction process. Based on the above rationale, the main goal of the current thesis was to apply different stress conditions to N. oculata culture, which would increase EPA content, but without hindering growth. The strategy employed entailed the application of stress in a modulated sinusoidal fashion, to stimulate the response, although providing the microalga the possibility to adapt and not cease its growth. Two abiotic factors were independently utilized (temperature and light intensity), and conditions were alternated between optimum and stress levels, in multiday cycles. The factors were applied at lower-than-optimum values (5 and 10 ºC; 30 and 50 μmol photons/m2/s for temperature and light intensity, respectively), and it was found that the approach was successful at achieving the desired goals. While temperature stress (10 ºC) presented the best results, with an 158% EPA content increase, light intensity (30 μmol photons/m2/s) also increased EPA content significantly by 126%. Moreover, the increases in EPA content originated from individual cells contents and not just from overall biomass increase, and these were obtained in a relatively short period of time, which is of utmost importance regarding its industrial viability. Eicosapentaenoic acid is conventionally extracted with hazardous organic solvents. Therefore, an additional line of research was undertaken, aiming at extracting EPA by using less hazardous solvent mixtures (SM), namely hexane:isopropanol (Hxn:2-PrOH; 3:2) and diethyl ether:ethanol (Et2O:EtOH; 2:1). The use of alternative technologies, namely high hydrostatic pressure (HHP) and moderate electric fields (MEF), was also assessed as adjuvants to increase the extraction efficiency of the SM. Concerning SM, Et2O:EtOH was able to increase 1.3-fold the EPA yield of the conventional Folch SM. Regarding the technologies, neither increased extraction yields when used independently; however their sequential combination was able to increase EPA yield by 162%. When associated, Et2O:EtOH and the combined technologies (HHP - 200 MPa, 21 °C, 15 min – followed by MEF processing at 40 °C, 15 min) enabled to extract higher amounts of EPA from N. oculata wet biomass, which is extremely relevant for the industries as no expensive drying step is required. Moreover, it is of dire importance to provide such alternatives to the “classical” extraction processes and solvents, as the industries require higher yields and lower environmental impact in their downstream processing. Since the biological potential of a microalga (or an extract thereof) is intrinsically dependent on its composition, the impact of the stress modulation and the SM utilized for extraction of lipid fraction were studied by characterization and assessment of biochemical and biological activities. Concerning the lipid extracts, it was revealed that the one obtained from the stressed culture presented the best results, namely in terms of anti-steatosis (hepatic lipid accumulation < 8% than that of steatosis-induced cells) and anti-inflammatory activities (decreased expression of interleukine (IL)-6, IL-10, and interferon- in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages). Moreover, both extracts presented oxygen radical absorbance capacity (within the range of 49- 50 μmolTrolox equivalent/mgextract), no metabolic inhibition of several cell lines (Caco-2, HT29-MTXE12, Hep G2, 3T3-L1, and RAW 264.7), and inhibition of triacylglycerols hepatic accumulation (glycerol release ca. 2-fold higher than in non-treated cells). Overall, the results showed that the modulated stress did indeed enhance the potential beneficial effects of the N. oculata lipid extracts on human health, as well as maintain their safety. Once the lipid fraction was extracted from the stressed culture, remaining biomass may still contain other compounds with interesting biological activities. Hence, by applying a biorefinery concept, the defatted biomass was enzymatically hydrolyzed with cellulase Celusoft Supreme for 3 h, followed by the protease NewPro, for 6 h, both at 53 ºC, after which the soluble fraction of hydrolysate (SFH) was characterized in terms of peptide and polysaccharide profiles, and assessed regarding its biochemical and biological activities. The results showed that the defatted biomass may still be utilized as a resource, since the SFH presented antioxidant capacity (3.2 μmolTrolox equivalent/mgFDB), antidiabetic (19.4% inhibition of α-glucosidase) and immunosuppression potential (NO production by LPS-stimulated Raw 264.7 cells decreased to < 10% that of the control), anti-inflammatory activity (decreased expression of IL-6, IL-8 and tumor necrosis factor-α by Caco-2 cells in LPS-induced inflammation) and antimicrobial activity, particularly against Gram-positive bacteria. In conclusion, it was demonstrated how modulated stress may enhance the production of bioactive compounds from N. oculata (specifically EPA) and new strategies to efficiently extract them were identified, as well as their biological potential was unveiled. The strategies presented herein for production of N. oculata with increased EPA content, and extraction thereof, may constitute solutions for the food and nutraceutical industries, allowing them to obtain EPA faster and with higher yields, concomitantly decreasing the process environmental impact. Ultimately, that will increase the economic viability of obtaining EPA from N. oculata.Nannochloropsis oculata é uma microalga amplamente reconhecida como potencial fonte de ácidos gordos polinsaturados, e mais especificamente, do ácido eicosapentaenóico (AEP), um ácido ómega-3 cujos benefícios na saúde têm sido demonstrados. Para maximizar a quantidade de AEP a obter de uma cultura, diferentes estratégias podem ser utilizadas, nomeadamente, aumentar o seu conteúdo na biomassa, e a eficiência do seu processo de extracção. Na presente tese foi estudada a aplicação de diferentes condições de stresses a N. oculata, que pudessem aumentar o seu conteúdo em AEP, embora sem prejudicar o crescimento. A estratégia foi aplicar o stress de uma forma modulada sinusoidal, para estimular a resposta, embora dando à microalga a possibilidade de se adaptar e não cessar o crescimento. Dois factores abióticos foram utilizados independentemente (temperatura e intensidade da luz), e as condições foram alternadas entre óptimas e níveis de stress, em ciclos de vários dias. Os factores foram aplicados a valores abaixo dos óptimos (5 e 10 ºC; 30 e 50 μmol photons/m2/s). Embora o stress de temperatura (10 ºC) tenha apresentado os melhores resultados, com um aumento de AEP em 158%, a intensidade da luz (30 μmol photons/m2/s) também aumentou o conteúdo de AEP em 126%. Os aumentos tiveram origem nos conteúdos de células individuais e não somente no aumento geral da biomassa, e foram obtidos num espaço temporal relativamente curto, o que é bastante importante no que concerne à viabilidade industrial. Dado que o ácido eicosapentaenóico é convencionalmente extraído com solventes orgânicos potencialmente prejudiciais, foi empreendida uma linha de investigação paralela, com o objectivo de extrair o AEP utilizando misturas de solventes (MS) menos prejudiciais, nomeadamente hexano:isopropanol (Hxn:2-PrOH; 3:2) e éter dietílico:etanol (Et2O:EtOH; 2:1). Tecnologias alternativas, nomeadamente a alta pressão hidrostática (APH) e campos eléctricos moderados (CEM), foram também avaliadas como adjuvantes para aumentar a eficiência de extracção da MS. Relativamente às MS testadas, em comparação com a utilizada convencionalmente na metodologia de Folch, Et2O:EtOH conseguiu aumentar em 1.3 vezes o rendimento de extracção de AEP. Relativamente às tecnologias, quando utilizadas independentemente, nenhuma contribuiu para aumentar os rendimentos de extracção; no entanto, a sua combinação sequencial foi capaz de aumentar a extracção de AEP em 162%. Quando associados, o Et2O:EtOH e as tecnologias combinadas (APH - 200 MPa, 21 °C, 15 min - seguido de processamento CEM a 40 °C, 15 min) permitiram extrair maiores quantidades de AEP da biomassa húmida de N. oculata, o que é de extrema relevância para o scale-up, prescindindo do dispendioso passo de secagem. Fornecer tais alternativas aos processos de extracção e solventes "clássicos" é vantajoso para as indústrias, que exigem rendimentos mais elevados e um menor impacto ambiental no seu processamento a jusante. O impacto da modulação do stress e da MS utilizada para a extracção da fracção lipídica foi estudado através da caracterização e avaliação das suas actividades bioquímicas e biológicas. Relativamente aos extractos lipídicos, foi observado que o obtido a partir da cultura em stress apresentou os melhores resultados, nomeadamente em termos de actividade anti-esteatose (acumulação hepática de lípidos < 8% do que nas células induzidas a esteatose) e de actividades anti-inflamatórias (diminuição da expressão de interleucinas (IL)-6, IL-10 e interferão- em macrófagos RAW 264.7 estimulados por lipopolissacárido (LPS)). Adicionalmente, ambos os extractos apresentaram uma capacidade de absorção de radicais de oxigénio (dentro da gama de 49-50 μmolTE/mgextracto), ausência de inibição metabólica em várias linhas celulares (Caco-2, HT29-MTX-E12, Hep G2, 3T3-L1, e RAW 264.7), e inibição da acumulação hepática de triacilgliceróis (libertação de glicerol cerca de 2 vezes superior à das células não tratadas). Globalmente, os resultados mostraram que o stress modulado aumentou efectivamente os potenciais efeitos benéficos dos extractos lipídicos de N. oculata na saúde humana, bem como manteve a sua segurança biológica. Uma vez extraída a fracção lipídica da cultura sob stress, num conceito de economia circular, a biomassa restante foi hidrolisada com a celulase Celusoft Supreme e a protease NewPro 16L, após o que a fracção solúvel do hidrolisado (FSH) foi caracterizada em termos de perfis de péptidos e polissacáridos, e avaliada quanto às suas actividades bioquímicas e biológicas. Esta fração ainda tem aplicação prática, uma vez que apresentou capacidade antioxidante (3.2 μmolTE/mgFDB), antidiabética (19.4% de inibição da α-glucosidase) e potencial imunossupressor (a produção de NO por células Raw 264. 7 estimuladas por LPS diminuiu para < 10% do controlo), actividade anti-inflamatória (diminuição da expressão de IL-6, IL-8 e factor de necrose tumoral-α pelas células Caco-2 na inflamação induzida por LPS) e actividade antimicrobiana, particularmente contra bactérias Gram-positivas. Em conclusão, foi demonstrado como o stress modulado pode aumentar a produção de compostos bioactivos a partir de N. oculata (especificamente AEP) e foram identificadas novas estratégias para a sua extracção eficiente, bem como revelado o seu potencial biológico. As estratégias aqui apresentadas para a produção de N. oculata com conteúdo aumentado de AEP, e sua extracção, podem constituir soluções para as indústrias alimentar e nutracêutica, permitindo-lhes obter AEP mais rapidamente, com maior rendimento, e com melhor actividade biológica diminuindo concomitantemente o impacto ambiental do processo. Tal aumentará a viabilidade económica da obtenção de AEP a partir de N. oculata
Vulnerability of elderly people with home support : implications for nursing care
No full textIntrodução: A complexidade e variabilidade que qualificam o envelhecimento acentuam as diferenças individuais dificultando a ação profissional. No Porto, esta realidade adquire especial relevo pelo efeito em espiral de fatores demográficos, socioeconómicos e familiares que contribuíram para que as atividades de assistência às pessoas idosas vulneráveis passassem a ser confiadas a respostas sociais, como o serviço de apoio domiciliário. O quadro conceptual ancorado na mais recente literatura científica indica-nos que, nestes casos, a vulnerabilidade, como estado, resulta do somatório de determinantes comunitários com determinantes individuais. Objetivo: Caracterizar a vulnerabilidade das pessoas idosas inscritas em serviços de apoio domiciliário da cidade do Porto, esperando colocar a descoberto a prevalência dos fenómenos, potencialmente sensíveis aos cuidados de enfermagem, promotores dessa vulnerabilidade, bem como, as relações que entre eles se estabelecem. Espera-se que este conhecimento disciplinar contribua para decidir acerca da adequação deste serviço, definir terapêuticas de enfermagem e políticas públicas percursoras do desenvolvimento de modelos mais integrados e sustentáveis. Material e Métodos: Estudo observacional, analítico e transversal que decorreu entre maio de 2018 e setembro de 2019. Optou-se pela amostragem por conglomerados de uma única etapa. A participação foi, sempre, voluntária e os participantes e/ou representante legal e/ou cuidador informal foram informados e esclarecidos. Os dados foram recolhidos por formulário junto de 320 pessoas idosas inscritas em serviços de apoio domiciliário integrados em instituições particulares de solidariedade social da cidade do Porto. A recolha de dados sobre as políticas de saúde e sociais, realizou-se pela consulta de documentos de referência. A sintaxe da vulnerabilidade contou com as variáveis que compõem os domínios dos determinantes comunitários e as dimensões dos determinantes individuais. A Comissão de Ética da Universidade Católica Portuguesa - Centro Regional do Porto aprovou o estudo. Resultados: Na cidade do Porto, 17,1% da população idosa que recebe serviços de apoio social no domicílio, através de instituições particulares sem fins lucrativos, é muito vulnerável. Neste nicho, assinalam-se nos determinantes comunitários, a elevada percentagem de mulheres com 83 ou mais anos, reduzida escolaridade, que não gerem a pensão de reforma, que consideram o rendimento mensal insuficiente para responder às necessidades quotidianas, que não usufruem de cuidados informais e que contratualizam três ou mais serviços ao apoio social no domicílio. Nos determinantes individuais atesta-se a elevada prevalência de fenómenos, sensíveis aos cuidados de enfermagem, que se encontram afetados, como: declínio cognitivo, compromisso do estado de consciência, do sono e da mobilidade, polimedicação, queda acidental, dor, dependência nas atividades básicas e instrumentais de vida diária, perda de massa magra, alto risco de desenvolver úlceras de pressão, presença de úlceras de pressão e autoperceção de saúde negativa, bem como, a existência de relações estatisticamente significativas entre esses mesmos fenómenos, ampliando a vulnerabilidade. No entanto, à medida que aumenta a vulnerabilidade aumenta a utilização do serviço de urgência e o número de internamentos o que aliado à ausência de relação estatística com o número de vezes que é utilizada a unidade de saúde familiar sugere que para as pessoas idosas e suas famílias os cuidados sociais e de saúde diferenciados são as respostas adotadas. Face a esta realidade, o apoio social no domicílio responde com cuidados que complementam ou substituem o próprio e, se existir, o cuidador informal/família revelando que não estão preparados para o desafio de promover um envelhecimento saudável, mas sim para perpetuar o ageing in place, atrasando a institucionalização. Conclusão: Identificaram-se áreas sensíveis aos cuidados de enfermagem aparentemente a descoberto. Destaca-se a necessidade de um diálogo permanente entre qualidade de vida, ageing in place e cuidados domiciliários que atenda à importância do processo multidisciplinar de diagnóstico interdisciplinar com vista ao desenvolvimento de ações integradas, contínuas e coordenadas potenciadoras do envelhecimento saudável.Introduction: The complexity and variability that qualify aging accentuate individual differences, making professional action difficult. In Porto, this reality acquires a special relevance due to the spiral effect of demographic, socioeconomic and family factors that contributed to the activities of assistance to vulnerable elderly people to be entrusted to social responses such as the home social support services. The conceptual framework anchored in the most recent scientific literature indicates that, in these cases, vulnerability as a state results from the sum of community determinants with individual determinants. Objective: Characterize the vulnerability of the elderly people enrolled in home social support services in the city of Porto, hoping to uncover the prevalence of phenomena, potentially sensitive to nursing care, that promote this vulnerability, as well as the relation between them. It is hoped that the construction of this disciplinary knowledge will contribute to decide on the adequacy of this service, as well as to define nursing therapies and public policies that are precursors for the development of more integrated and sustainable models. Material and Methods: An observational, analytical and cross-sectional study that took place between May 2018 and September 2019. We opted for single-stage cluster sampling. Participation was always voluntary and the participants and/or their legal representative and/or their informal caregiver were informed and clarified. Data were collected through a form from 320 elderly people enrolled in home social support services integrated in private social solidarity institutions in the city of Porto. The collection of data on health and social policies was carried by consulting of documents of reference. The vulnerability syntax included the variables that make the domains of the community determinants and the dimension of the individual determinants. The Ethics Committee of Universidade Católica Portuguesa - Centro Regional do Porto approved the study. Results: In the city of Porto 17,1% of the elderly population who receive home social support services, through private non-profit institutions, is very vulnerable. In this niche, it is noted, in the community determinants, the high percentage of women aged 83 or more, low education, who do not manage the retirement pension, who consider the monthly income insufficient to meet daily needs, who do not enjoy informal care and who contract three or more services for social support at home. In the individual determinants, it is evident the high prevalence of phenomena, sensitive to nursing care, which are affected, such as: cognitive decline, compromised state of consciousness, sleep and mobility, polymedication, accidental fall, pain, dependence on activities basic and instrumental of daily life, loss of lean mass, high risk of developing pressure ulcers, presence of pressure ulcers and negative self-perception of health, as well as the existence of statistically significant relationships between these same phenomena, which increasing vulnerability. However, as vulnerability increases, the use of the emergency service and the number of hospitalizations increases, what associated with the absence of statistical relationship with the number of times that family health unit is used, suggests that for the elderly and their families differentiated health care and social are the responses adopted. In view of this reality, the home social support services responds with care that complements or replaces the elderly person’s own care and also, if there is any, the informal caregiver/family, revealing that they are not prepared for the challenge of promoting a healthy aging, but rather to perpetuate the aging in place, delaying the institutionalization. Conclusion: Areas sensitive to nursing care were identified, apparently uncovered. The results highlight the need for a permanent dialogue between the quality of life, aging in place and home care services that meets the importance of the multidisciplinary process of interdisciplinary diagnosis in order to develop integrated, continuous and coordinated actions that enhance healthy aging
Functional lipid enriched dairy products geared towards obesity management : technological feasibility and nutraceutical potential
No full textThe number of people afflicted by excess weight has been growing each year thus making obesity a worldwide public health problem. Furthermore, conventional treatment regiments (surgery or drug based) are of difficult access to the public and their results more often than note fall short of the desired effects. Thus, alteration of eating behaviours has become the main recommendation for obesity management as it is easier to implement, easier to access and has a wider reach for a larger number of citizens. Nowadays, one of the main dietary drawbacks is the high saturated fat content of some foodstuffs which creates various health problems. However, there are also some health benefits related with fat ingestion, as polyunsaturated ones are responsible for reducing cholesterol and triglycerides levels in blood. Considering this dichotomy this thesis main goal was to understand if it was possible to develop bioactive lipids rich dairy products capable of modulating or exerting a positive effect upon obesity related metabolism. To that end, the work was divided in 4 distinct stages. In stage one, three different vegetable oils (pomegranate, coconut, and avocado) were selected due to the differences in their fatty acids profile and posteriorly their chemical composition and biological potential was characterized. The data obtained showed that of the three oils pomegranate was richer in conjugated fatty acids (73% of the total fatty acids), coconut richer in medium chain fatty acids (60% of the total fatty acids) and, the avocado oil was an excellent source of monounsaturated fatty acids (80% of the total fatty acids). From a biological perspective, all three oils significantly reduced adipocytes’ lipid accumulation in (79% for pomegranate, 76% for avocado and 49% for coconut oil, respectively) and were capable of modulating gut cells’ inflammatory response, reducing IL-6 pro-inflammatory cytokine’ secretion (33% pomegranate oil, 22% coconut oil and 11% avocado oil). The addition of vegetable oil into foods has several challenges with one of them being their susceptibility to oxidation. For this reason, the second step of the work consisted in the development of a carboxymethyl cellulose (hydrophilic component) based bigel in conjunction with either Tween 80 or Geleol to protect the oil during processing and the gastrointestinal tract passage. It was found that the solution developed allowed to reduce the degradation of the main fatty acids of each oil throughout the gastrointestinal tract. On stage three, vegetable oils were incorporated into dairy products. The first approach consisted in their incorporation into yogurts either in its free or bigel form. The data obtained showed that oils addition did not negatively affect the yogurts rheological characteristics, however, the addition of coconut oil bigel impairs the yogurts visual appearance. In terms of nutritional profile, the oil’s addition led to a significant increase (over 50%) in their essential fatty acids content. Following the simulated digestion of the yogurts the data obtained showed that the digested samples reduced lipidic accumulation in hepatocytes (8 to 17% for the non-induced model and 30 to 40% for the steatosis induced model) and in adipocytes (23 to 25%), with the best performer being for the avocado oil yogurt (13% and 25%, respectively). The incorporation in bigel was not a valid alternative for pomegranate oil, as during the digestive process it showed a high fatty acids loss (64%). Thus, a chitosan-based microparticle (2% w/v) solution for incorporation of the pomegranate oil in yogurts was developed. This approach allowed for an increase in the amount of conjugated fatty acids that reached the intestine and, consequently, increase the yogurts bioactive potential. This was reflected in the yogurts capacity to modulate adipocytes metabolism, as seen by the reduction of 77% in leptin secretion while simultaneously increasing by 50% adiponectin levels, and in the reduction of pro-inflammatory cytokines secretion (IL-6 and TNF-α by 50% and 12%, respectively) in colon cells. As dairy products are among the most relevant and consumed products worldwide, a second development avenue, in the form of fresh cheese, was explored. In this approach in addition to the oil’s incorporation the produced products were supplemented with probiotic microorganisms (Lactiplantibacillus plantarum 299v e Bifidobacterium animalis Bo), as these have been shown to possess an important anti-obesogenic role. The data obtained showed that the fresh cheese was a better matrix than yogurt, as it presented a higher oil retention percentage and consequently a higher nutritional potential, due to the higher fatty acid content. Additionally, fresh cheeses showed a better bioactive potential than yogurts, particularly due to their higher capacity to reduce leptin secretion (87% for cheese vs 80% for yogurts). The fourth and final stage consisted in using the dairy product prototype (avocado oil bigel fresh cheese), which showed the highest bioactive potential, and perform in-depth studies using more complex cellular models. To do so, the amount of fatty acids (oleic and palmitic) capable of permeating through a simulated intestinal barrier (Caco-2/HT29-MTX co-culture) was evaluated and the permeated fatty acids’ modulation of adipocytes metabolism and macrophages inflammatory response was studied. The data showed that permeated fatty acids reduced leptin (8.7%) and the pro-inflammatory cytokines MPC-1 (96%) and IL-1β (78%) in adipocytes. Similarly, for macrophages a significant reduction of inflammatory response modulation was observed (60% in IL-6 secretion). In general, all prototypes developed could reduce lipidic accumulation in both hepatocytes and adipocytes, with the different fatty acids’ profiles leading to distinct modulation of adipokines secretion. Pomegranate yogurts showed an elevated capacity to reduce leptin secretion when in comparison with the coconut and avocado ones. However, this did not reflect itself in the adiponectin secretion as the increase registered was similar for the three oils. Similarly, to the adipocyte’s metabolism modulation the samples impact upon the macrophages inflammatory response also appeared to be lipidic profile dependent, with only the pomegranate oil yogurts being capable of reducing TNF-α secretion in LPS stimulated macrophages. On the other hand, all yogurts were capable of reducing IL-6 secretion. Considering the results obtained, the produced bioactive lipids functionalized dairy products showed promising anti-obesity results and potential to be used as viable food alternatives in obesity management and prevention.A obesidade é um problema mundial de saúde publica cuja prevalência aumenta anualmente. O tratamento convencional da obesidade (medicamentoso ou via cirurgia) nem sempre tem o efeito desejado e muitas vezes é de difícil acesso à população mais vulnerável. Assim, mudanças nos hábitos alimentares são a principal recomendação e a solução de mais fácil acesso para um maior número de cidadãos. Atualmente, sabe-se que uma dieta rica em gorduras saturadas acarreta inúmeros problemas para a saúde. Por outro lado, uma ingestão diária de gorduras polinsaturadas pode trazer vários benefícios para a saúde, incluindo a redução dos níveis de colesterol e de triglicéridos. Tendo esta dicotomia em consideração esta tese teve como principal objetivo o desenvolvimento de produtos lácteos ricos em lípidos bioativos que possam ter um efeito positivo na prevenção ou modulação da obesidade, estando o trabalho dividido em quatro etapas distintas. Na primeira etapa três óleos vegetais (romã, coco e abacate) foram selecionados devido aos seus diferentes perfis em ácidos gordos e caracterizados em relação à sua composição química e potencial biológico. O óleo de romã mostrou ser rico em ácidos gordos conjugados (73% do total de ácidos gordos), o óleo de coco em ácidos gordos de cadeia média (60% do total de ácidos gordos) e o óleo de abacate provou ser uma excelente fonte de ácidos gordos monoinsaturados (80% do total de ácidos gordos). Os três óleos vegetais mostraram potencial para reduzir a acumulação lipídica em adipócitos (79% óleo de romã; 76% óleo de abacate; 49% óleo de coco) e para modelar a resposta inflamatória em células intestinais, nomeadamente reduzindo a secreção da citoquina pro-inflamatória IL-6 (33% óleo de romã; 22% óleo de coco; 11% óleo de abacate). Considerando a alta suscetibilidade dos óleos vegetais à oxidação, a segunda etapa do trabalho consistiu no desenvolvimento de um bigel, contendo carboximetilcelulose (componente hidrofílica) e uma mistura entre Tween 80 e Geleol, com o objetivo de proteger o óleo vegetal durante a incorporação nas matrizes lácteas e durante a digestão. Verificou-se que a solução desenvolvida levou a uma menor degradação e a uma boa libertação dos principais ácidos gordos de cada óleo vegetal ao longo do trato gastrointestinal, sendo assim utilizada nos ensaios posteriores. Numa terceira fase, foram elaborados iogurtes fortificados com cada um dos óleos vegetais, quer na sua forma livre quer sob a forma de bigel. Do ponto de vista reológico verificou-se que a adição dos óleos vegetais não afetou negativamente as características físicas dos iogurtes. No entanto, a adição de bigel de óleo de coco teve um impacto negativo no aspeto visual dos iogurtes. Do ponto de vista nutricional, verificou-se um incremento (mais de 50%) no teor de ácidos gordos essenciais. Após a simulação do processo digestivo, o produto da digestão mostrou ter capacidade de reduzir a acumulação de lípidos quer em hepatócitos (entre 8 e 17% sem indução de esteatose e entre 30 e 40% com indução) quer em adipócitos (entre 23% e 25%), com os iogurtes com óleo de abacate a obterem os melhores resultados (13% e 25%, respetivamente). No entanto, a estratégia do bigel mostrou que não era a melhor opção para o óleo de romã, devido à elevada perda (64%) de ácidos gordos durante a digestão. Por esse motivo, foi elaborada uma alternativa centrada na produção de iogurtes com óleo de romã encapsulado em micropartículas de quitosana (2% m/v). Esta abordagem conseguiu aumentar a quantidade de ácidos gordos conjugados que chegam ao intestino, e consequentemente aumentar o seu potencial bioativo. Os iogurtes produzidos mostraram também potencial para modelar a secreção de adipocitocinas, reduzindo em 77% a secreção de leptina, mas aumentando em 50% a de adiponectina. Além disso, foram também capazes de reduzir a secreção de citoquinas pro-inflamatórias (IL-6 e TNF-α em 50% e 12%, respetivamente) em células do colon. Dada a importância e o elevado consumo mundial de produtos lácteos, foram também produzidos queijos frescos. Neste caso, para além da suplementação com os óleos vegetais, foram incorporadas estirpes probióticas (Lactiplantibacillus plantarum 299v e Bifidobacterium animalis Bo) devido ao seu papel anti-obesogénico. O queijo fresco apresentou, uma maior capacidade de retenção dos óleos vegetais, em comparação com a matriz de iogurte, o que lhe conferiu um valor nutricional mais elevado, particularmente pelo aumento do teor em ácidos gordos essenciais. Para além disso, os queijos produzidos mostraram maior potencial bioativo, particularmente devido á sua capacidade superior para reduzir a secreção de leptina, quando comparados aos iogurtes (87% versus 80%, respetivamente). Por último, foi selecionado o melhor protótipo (queijo fresco com bigel de óleo de abacate), com base no seu potencial bioativo, e efetuado um estudo detalhado em modelos celulares complexos. Primeiramente, foi avaliada a quantidade de ácidos gordos (oleico e palmítico) que é capaz de passar uma simulação de barreira intestinal (co-cultura de Caco-2/HT29-MTX). Numa segunda fase, foi avaliada a capacidade dos ácidos gordos que atravessaram a membrana intestinal simulada de modelar o metabolismo de adipócitos e a resposta inflamatória em macrófagos. Verificámos que para além da redução da leptina (8.7%), estes ácidos gordos foram capazes de reduzir a secreção de citocinas pro-inflamatórias, particularmente MCP-1 (96%) e IL-1β (78%) nos adipócitos. Verificou-se também, uma redução significativa na secreção de IL-6 (60 %) em macrófagos. Todos os protótipos desenvolvidos foram capazes de reduzir a acumulação de lípidos em hepatócitos e adipócitos. Além disso, devido às diferenças no perfil de ácidos gordos dos óleos vegetais estudados, o impacto na secreção de adipocitocinas foi diferente. Com os iogurtes com óleo de romã a mostrarem uma maior capacidade de reduzir a secreção de leptina em comparação com os de óleo de coco e abacate. No entanto, o efeito positivo na secreção de adiponectina foi semelhante para os três óleos vegetais. Em todos os protótipos (iogurtes e queijo), os óleos encapsulados mostraram um melhor desempenho do que os óleos na forma livre. A capacidade imunomoduladora também parece estar dependente do perfil lipídico; verificou-se que apenas os iogurtes com óleo de romã mostraram capacidade de reduzir a secreção de TNF-α em macrófagos estimulados com LPS. Em relação à secreção de IL-6, todos os iogurtes mostraram capacidade para reduzir a secreção desta citocina. Com base nos resultados obtidos, os produtos lácteos funcionalizados mostraram resultados promissores como alternativa alimentar viável na prevenção e controlo da obesidade
Nursing diagnoses “disturbed body image” and “situational low self-esteem” in head and neck cancer patients : differential clinical validation using Q methodology
No full textIntrodução: A pessoa com cancro de cabeça e pescoço, quando submetida a cirurgias mutilantes, apresenta profundas alterações físicas e psicossociais, temporárias ou definitivas, com impacto individual e familiar. Destacam-se alterações na alimentação, hidratação, comunicação, imagem corporal, autoestima, modificação ou cessação da atividade profissional. As respostas humanas mais frequentes neste processo de doença são de natureza subjetiva, particularmente relacionadas com a imagem corporal e a autoestima. Os diagnósticos de baixa autoestima situacional e imagem corporal perturbada inserem-se no domínio de autoperceção, na taxonomia da NANDA-I, sendo indispensável investigação que contribua para a melhoria dos seus níveis de evidência. A validação diferencial emerge com esse objetivo, procurando fornecer aos enfermeiros indicadores clínicos, para o raciocínio clínico e planeamento de intervenções eficazes, atendendo às características definidoras específicas de cada diagnóstico. Objetivo: Realizar a validação clínica diferencial dos diagnósticos de imagem corporal perturbada e baixa autoestima situacional nas pessoas submetidas a cirurgia por cancro da cabeça e pescoço, com recurso à metodologia Q. Método: Estudo observacional, transversal, com recurso à metodologia Q, baseado no modelo de validação diferencial de diagnósticos de Richard Fehring. Foram incluídos 38 participantes. O instrumento de recolha de dados foi constituído pelos dados sociodemográficos e variáveis clínicas, Escala de Rosenberg, Escala de Imagem Corporal e o preenchimento do Q sorting. Para análise de dados sociodemográficos e das escalas foi usado o programa SPSS, o tratamento estatístico dos dados resultantes da aplicação da metodologia Q foi realizada com recurso ao programa PQMethod. A investigação foi autorizada pela comissão de investigação e ética da instituição onde decorreu o estudo. Resultados: A partir da análise fatorial efetuada foram apresentados três fatores que explicam a perspetiva dos participantes e que nos indicam o grau de concordância/discordância com as características definidoras dos diagnósticos de baixa autoestima situacional e imagem corporal perturbada, tendo por base o momento atual do participante após ter sido submetido a cirurgia. Foram identificadas as seguintes características definidoras: evitar olhar para o seu corpo, evitar tocar no corpo, comportamento de monitorização do corpo, despersonalização da perda através do uso de pronomes impessoais, foco na aparência passada, foco em função do passado, sentimento negativo acerca do corpo, recusa em reconhecer a mudança e desamparo. Conclusões: Da análise de consensos foram identificadas oito características definidoras para diagnóstico de imagem corporal perturbada e uma para o diagnóstico de baixa autoestima situacional. O uso da metodologia Q, neste processo de validação diferencial, permitiu o estudo de dois diagnósticos de cariz subjetivo numa população vulnerável, contribuindo para aumentar o conhecimento das suas necessidades. Este conhecimento tem implicações para a prática clínica e para o ensino.Introduction: Head and neck cancer patients, when submitted to mutilating surgeries, present profound physical and psychosocial changes, temporary or definitive, with an impact on self and family. Changes in diet, hydration, communication, body image, self esteem, and job are regular. The most frequent human responses to this disease process are subjective in nature, particularly related to body image and self-esteem. The diagnoses of situational low self-esteem and disturbed body image are part of the self-perception domain, in the NANDA-I taxonomy, and research that contributes to the improvement of their levels of evidence is essential. Differential validation emerges with the objective of seeking to provide nurses with clinical indicators for clinical reasoning and planning of effective interventions, considering the specific defining characteristics of each diagnosis. Objective: To conduct a differential clinical validation of the nursing diagnoses of body image disorder and low situational self-esteem in patients with head and neck cancer, using Q methodology. Method: Observational cross-sectional study using Q methodology, based on Richard Fehring's differential diagnostic validation model. Thirty-eight participants were included. The data collection instrument consisted of sociodemographic data and clinical variables, Rosenberg scale, Body Image Scale and filling in the Q sorting. For the analysis of sociodemographic data and the scales, SPSS was used, the statistical treatment of the data resulting from the application of the Q methodology was performed using the PQMethod program. The study was approved by the research and ethics committee of the institution where the study took place. Results: The factor analysis concluded that three factors explained the participants' perspectives and indicate the degree of agreement/disagreement with the defining characteristics of the diagnoses of situational low self-esteem and disturbed body image, according to the specific time after participant’s surgery. The following defining characteristics were identified: avoids looking at one’s body, avoids touching at one’s body, behavior of monitoring one’s body, depersonalization of body part by use of impersonal pronouns, focus on past appearance, focus on past function, negative feeling about body, refusal at acknowledge change and helplessness. Conclusions: From the consensus analysis, eight defining characteristics were identified for the diagnosis of disturbed body image and one for the diagnosis of situational low self-esteem. The use of the Q methodology, in this process of differential validation, allowed the study of two diagnoses of a subjective nature in a vulnerable population, contributing to increase the knowledge of their needs. This knowledge has implications for clinical practice and teaching
Constituição de patrimónios em benefício da pessoa com capacidade diminuída : perspetiva de soluções de direito privado
No full textNo presente trabalho estuda-se a possibilidade de constituição de massas patrimoniais funcionalizadas para benefício da pessoa com necessidades especiais. Constata-se uma tendência generalizada no sentido da adequação das normas e institutos do Direito civil às novas diretrizes internacionais vigentes em matéria de diminuição da capacidade, envolvendo, por vezes, reformas importantes em muitos ordenamentos jurídicos, como foi o caso do português. Além da renovação ocorrida no contexto do regime civil da capacidade negocial de exercício, outros instrumentos de natureza privada afloram e podem ser utilizados para concretizar as necessidades e aspirações dos sujeitos jurídicos à luz destes novos paradigmas e realidades sociais. Adota-se a perspetiva da organização eficiente do património e do planeamento com recurso a instrumentos negociais de Direito privado que, ancorados na autonomia da vontade, contribuam para erigir um suporte patrimonial capaz de facilitar a vivência integrada em sociedade dos seus beneficiários, permitindo, ao mesmo tempo, a concretização dos objetivos daqueles que, em cumprimento de deveres legalmente impostos ou com ânimo liberal, pretendem alocar bens ao aludido escopo. Um destes instrumentos destaca-se pela sua flexibilidade, abrangência, caráter unitário e aptidão organizativa. Diversos ordenamentos têm consagrado ou procurado consagrar a possibilidade de constituir massas de bens finalizada para a satisfação das necessidades presentes e futuras da pessoa beneficiária, alocando-se determinados bens e seus frutos à prossecução dessa finalidade e sujeitando-se o complexo patrimonial a um regime específico. Contextualiza-se o objeto deste estudo, fixando as diretrizes vigentes que podem e devem influenciar a forma como se concebem estas massas. O excurso passa, designadamente, pelo regime do acompanhamento de maiores, embora focalizado nas questões atinentes ao património. Segue-se o cotejo com outros instrumentos negociais privados facultados pelo ordenamento português, suscetíveis de conduzir a resultados afins, pondo em evidência as potencialidades do instrumento que se analisa. Prossegue- se com a análise de algumas experiências de Direito estrangeiro que, embora estruturalmente diversas e com traços de regime distintos entre si, estão funcionalmente orientadas para solucionar um mesmo problema e se traduzem, fundamentalmente, na funcionalização de bens com um escopo afim. Procura-se a concretização da estrutura e do regime de um património deste tipo, à luz do sistema português, abordando diversas questões que essa concretização suscita. Demonstram-se as potencialidades e as vantagens deste instrumento, da perspetiva do seu beneficiário e do(s) seu(s) constituinte(s) ou disponente(s) e ensaia-se um esboço de património funcionalizado em benefício da pessoa com capacidade diminuída, harmonizável com o sistema nacional.The present study deals with the possibility of constituting functionalized patrimonial masses to the benefit of people with special needs. There is a generalized tendency towards the adjustment of Civil Law norms and institutes to the new international guidelines concerning vulnerability, which often leads to important reforms in several legal orders, as the one recently occurred in Portugal. Besides the revamping of the capacity for the exercise of rights civil regime, we are also witnessing the emergence of other private legal instruments that may be used to fulfil the person’s needs and aspirations, according to these new paradigms and social realities. We hereby adopt the perspective of the patrimony’s efficient organization and planning, resorting to private law instruments. These instruments, based on private autonomy, contribute to create a patrimonial support that can facilitate the social integration of its beneficiaries, while allowing, at the same time, the achievement of the purposes of those who, either bound to legal duties or moved by solidaristic purposes, intend to allocate assets to that effect. One of those instruments is particularly significant for its flexibility and organizational aptitude. Several legal orders have enshrined, or strived to enshrine, the regulation of masses of assets with the purpose of satisfying the beneficiaries’ needs, allocating certain goods and their revenues to such goal, and subjecting the patrimonial complex to a specific regime. The present essay starts with the identification of the guidelines that can influence the way these patrimonial masses are conceived. To this effect, it analyses the “accompanied adult” regime, although only focusing on patrimonial issues. Afterwards, it considers other private instruments, provided by the Portuguese legal order, prone to achieving similar results, in order to highlight the potential of functionalized patrimonial masses. This is followed by the study of other foreign legal experiences. These experiences, even if structurally different and with diverse legal regimes, are functionally oriented to solve the same social and juridic problem; fundamentally, they rely on the functionalization of assets to fulfil a common end. Finally, this study aims to problematize the structure and regime of such a patrimony, in the light of Portuguese Law, addressing several issues posed by such a mechanism. It provides an overview on the potential and the advantages of this instrument and draws the outline of a functionalized patrimony to the benefit of people with special needs, in line with the Portuguese legal regime
Development of a bio-based process that converts lipid’s distillation and evaporation residue into polymers with potential application for further materials industry
No full textThe objective of this study was to valorize a microbial oil (FDR) with a composition akin to vegetable oils and a degree of unsaturation (»130 g I2/100 g) typical of semi-drying vegetable oils (e.g., soybean, corn, and sunflower oils). Considering this, it was deemed appropriate to apply the methodologies used for epoxides and polyols synthesis from vegetable oils commonly employed in condensation polymers (e.g., polyurethanes, polyhydroxyurethanes, and polyesters) production. A set of experiments using a two-step mechanism was performed starting with epoxide production (oxirane ring formation from C=C bonds) with in situ performic acid followed by insertion of -OH groups (polyol synthesis) by oxirane ring-opening with phosphoric acid or glycerol. Two epoxides were obtained (4.6 % of oxirane content) with reagent ratio FDR: HCOOH: H2O2 = 100:6:160, one from crude FDR at 60 ºC for 4 h, and another one after treatment by winterization (FDRw) at 85 ºC for 3 h with improved color, and lower viscosity. From those epoxides were produced two polyether polyols, UPT (f = 4.0, -OH = 82.3 mg KOH/g ) and JG (f = 8.9, -OH = 265.3 mg KOH/g), and one polyester polyol KCO obtained melting epoxide with castor oil (f = 5.5, -OH = 104.2 mg KOH/g). In a proof-of-concept, polyurethane rigid (PUR) foams with MDI (diisocyanate) were prepared, integrating the FDR-based polyol (UPT) in the backbone, and sugarcane bagasse ash (SCBA, 4.5 %) used by its high content in silica for added fire-retardant properties. Comparing with reference foam without ash (PF), the analysis of structure and thermo mechanical properties indicated that ash particles acted as nucleating points with no chemical interaction, reducing foam’s density (PF, 134.7 kg/m3 ; PFA, 105.7 kg/m3 ), cell's size (PF, 496 nm; PFA, 480 nm), and thermal conductivity (PF, 0.0482 W/m·K; PFA, 0.0461 W/m·K). The added plasticizing effect increased the polymer chain mobility, thus decreasing the glass transition (Tg) temperature (PF, 74.0 ºC; PFA, 71.8 ºC) and delaying the decomposition onset temperature (Td) (PF, 215 ºC; PFA, 230 ºC). The flammability test results suggest that SCBA has improved the foam performance in compliance with the fire protection standard UL 94, class HB. To remove the toxic isocyanates from that equation the safer route was to prepare non isocyanate polyurethanes (NIPUs) and their hybrids (HNIPUs). Two methods were explored (cycloaddition of CO2 to epoxide and transcarbonation with polyol JG) for cyclic carbonates synthesis (the monomeric units). The result of the latter was a hard HNIPU, with lower gel content (6.8 %) and Tg (60.6 °C) comparing with the glycerol-based reference (gel = 80.0 % e Tg = 106.8 ºC), though harder and with higher melting temperature, Tm (171.6 ºC vs 147.9 ºC) mainly due to wax crystals content. Using polyols KCO and UPT (from FDRw), were prepared two polyesters (KCO and UPT) with elastomeric properties, low Young’s modulus (1.92 × 10-3 and 3.9 MPa) and elongation up to 150 ad 185.4 %, respectively. Polyester KCO, was tailored for controlled release of active principles for wound dressing applications, with proved skin biocompatibility and degradability, hydrophilic character, low Tg (−51.2 ◦C), and high Tm (169.8 ◦C). The second (UPT) showed an amorphous structure and shape memory behavior between - 47 and 12 °C, apt for low-temperature applications where it is required to maintain the mechanical integrity of components, eventually subjected to large deformations during service conditions. Applying the same principles of sustainability and circularity to the building and construction (B&C) industry, an experimental campaign was envisioned integrating FDRw and SCBA into cementitious mortars to ultimately enhance the hygrothermal properties in 3 D impressed specimens. Thermal conductivity (λ), water absorption by capillary action (Aw), and in saturated state the moisture content (Wsat), and water absorption (Ab) were determined in cured specimens. The variation found when comparing the results for specimen containing only FDRw 1% (λ = 1.493 W/m·K, Aw = 0.048 kg/m2 . s0.5, , Wsat = 53.47 kg/m3 , and Ab = 2.58 %), and reference (λ = 1.411 W/m·K, Aw = 0.045 kg/m2 . s0.5 , Wsat = 36.15 kg/m3 , and Ab = 1.74 %) suggests that pore distribution, pore size and interconnectivity are driving factors inducing inner defects and major voids partially filled by the presence of SCBA (Mix SCBA/ FDRw = 5/1) improving the mortar’s hardened properties (λ = 1.382 W/m·K, Aw = 0.041 kg/m2 . s0.5 , Wsat = 41.43 kg/m3 , and Ab = 1.99 %).O objetivo deste estudo era a valorização do óleo microbiano FDR, com uma composição similar aos óleos vegetais e um grau de insaturação (130 g I2/100 g) típico de óleos vegetais como os óleos de soja, milho e girassol. Assim sendo, foi considerado apropriado aplicar os métodos usados na síntese de monómeros (epóxidos e polióis) a partir de óleos vegetais, que são utilizados na produção de polímeros de condensação (ex., poliuretanos, polihidroxiuretanos e poliésteres). Uma série de experiências foram desenvolvidas baseadas no mecanismo em duas etapas de produção de epóxido (formação do anel oxirano a partir das ligações C=C do óleo) com ácido perfórmico formado in situ, seguido da abertura do anel oxirano com ácido fosfórico ou glicerol. Duas versões de epóxidos com conteúdo em oxirano igual a 4.6 %, foram produzidas, com a mesma razão de reagentes FDR: HCOOH: H2O2 = 100:6:160, uma versão obtida diretamente do FDR a 60 ºC e 4 h, e outra após tratamento por winterização (FDRw) a 85 ºC e 3 h. A última resultou numa redução de cor e viscosidade acentuadas. A partir desses epóxidos foram produzidos um poliól poliéter, UPT (f = 4.0, -OH = 82.3 mg KOH/g), outro JG (f = 8.9, -OH = 265.3 mg KOH/g); e um poliól poliéster KCO obtido por fusão do epóxido com óleo de rícino (f = 5.5, -OH = 104.2 mg KOH/g). Como prova de conceito, foram produzidas espumas rígidas de poliuretano com diisocianato, integrando o poliól UPT (do FDR) no núcleo da espuma e 4.5 % de cinza de bagaço de cana de açúcar (SCBA), pelo seu elevado conteúdo em sílica com potencial retardante de chama. Comparando com a espuma sem cinza (PF), a análise da estrutura e das propriedades termomecânicas indicou que embora as partículas de cinza não formassem ligação química com a matriz, atuaram como núcleos reduzindo a densidade da espuma (PF, 134.7 kg/m3 ; PFA, 105.7 kg/m3 ), a dimensão da célula (PF, 496 nm; PFA, 480 nm), e a condutividade térmica (PF, 0.0482 W/m·K; PFA, 0.0461 W/m·K). A presença da cinza aumentou a mobilidade das cadeias do polímero, reduzindo a temperatura de transição vítrea Tg (PF, 74.0 ºC; PFA, 71.8 ºC) e atrasando o limiar de decomposição (Td) (PF, 215 ºC; PFA, 230 ºC). Os resultados do teste de flamabilidade sugerem que SCBA melhorou a performance da espuma de acordo com os critérios estabelecidos pelo método standard de proteção contra incêndio UL 94, class HB. Dada o perigo inerente à utilização de isocianatos, seguiu-se uma alternativa mais segura: a síntese de poliuretanos sem isocianatos (NIPUs), e a versão híbrida (HNIPUs) com funções éster adstritas. Dois métodos distintos (cicloadição de CO2 ao epóxido e a transcarbonação com o poliól JG do FDR) foram usados na síntese dos carbonatos cíclicos (os monómeros). O resultado do último método, foi um HNIPU rígido com teor em gel (6.8 %) e Tg (60.6 °C) menores que a referência baseada em glicerol (gel = 80.0 % e Tg = 106.8 ºC), não obstante mais dura e com Tm superior (171.6 ºC vs 147.9 ºC), principalmente devido à presença de cristais de cera. A partir dos polióis KCO e UPT (do FDRw) foram obtidos dois poliésteres (KCO, and UPT) com propriedades elastoméricas; baixo módulo de Young (1.92 × 10-3 e 3.9 MPa) e elongação até 150 e 185.4 %, respetivamente. O poliéster KCO, foi concebido para a produção de ligaduras e libertação controlada de princípios ativos em pele danificada, com biocompatibilidade e degradabilidade comprovada, caráter hidrofílico, baixa Tg (−51.2 ºC), e alta Tm (169.8 ºC). O segundo (UPT), mostrou ter uma estrutura amorfa com comportamento de memorização de forma entre −47 e 12 °C e aptidão para aplicações a baixa temperatura quando é requerida a integridade mecânica de componente sujeitos a elevadas taxas de deformação. Aplicando os mesmos princípios de sustentabilidade e circularidade no sector da construção, foram incorporados FDRw e SCBA em matrizes cimentícias para em última instância aumentar as propriedades higrotérmicas de provetes impressos em 3 D. Após cura, foram determinadas a condutividade térmica (λ), a absorção de água por capilaridade (Aw); e em estado saturado, o conteúdo em humidade (Wsat), e a % de água absorvida (Ab). Comparando a variação de resultados entre as amostras com apenas 1 % FDRw adicionado (λ = 1.493 W/m·K, Aw = 0.048 kg/m2 . s0.5, , Wsat = 53.47 kg/m3 e Ab = 2.58 %), e a referência (λ = 1.411 W/m·K, Aw = 0.045 kg/m2 . s0.5 , Wsat = 36.15 kg/m3 e Ab = 1.74 %) deduz-se que a incorreta distribuição e tamanho dos poros e a interconectividade pode induzir a formação de defeitos e macroporos no interior da matriz, eventualmente preenchidos pelas partículas de cinza (Mix 5/1, λ = 1.382 W/m·K, Aw = 0.041 kg/m2 . s0.5 , Wsat = 41.43 kg/m3 e Ab = 1.99 %), melhorando assim as propriedades higrotérmicas