Termoquímica computacional: en la búsqueda de la precisión química

Introducción: La termoquímica computacional es un campo de gran interés por sus diversas aplicaciones en diferentes campos de la química. En la actualidad, con el avance en el desarrollo de los supercomputadores se pueden emplear diversas metodologías que emplean cálculos de estructura electrónica para estimar valores termodinámicos con errores ~ 1,0 kcal/mol en comparación con los datos experimentales. Metodología: En este artículo se describen brevemente los principales métodos compuestos empleados en la termoquímica computacional como la serie de Petersson, los métodos Weizmann, el modelo HEAT y con especial énfasis en las teorías Gaussian-n. Aplicaciones: Diversas aplicaciones de la termoquímica computacional se presentan en este trabajo tales como el estudio de la reactividad y las estabilidades de nuevos derivados de compuestos químicos con potencialidades como fármacos, estudios de contaminantes en la química de la atmosfera donde se estiman valores importantes de entalpias de formación sobre compuestos derivados del gas de efecto invernadero SF6, estudios de compuestos derivados del petróleo de potencial importancia como nuevos combustibles y el desarrollo de explosivos con estimaciones energéticas de las entalpias de disociación de enlace y de combustión de nuevos compuestos orgánicos. Conclusiones: La termoquímica computacional es una herramienta actual para resolver problemas de la química donde la experimentación es difícil y con un alto costo económico. Se espera en un futuro que esta área desarrolle nuevos métodos y códigos computacionales que permitan estudiar sistemas moleculares de gran tamaño importantes en otras áreas de las ciencias como la física, la biología, ciencias de los materiales, entre otros.

Introdução: A termoquímica computacional é uma área de grande interesse devido às suas diversas aplicações em diferentes campos da química. Hoje em dia, com o avanço no desenvolvimento de supercomputadores, várias metodologias podem ser utilizadas que utilizam cálculos de estrutura eletrônica para estimar valores termodinâmicos com erros de ~ 1,0 kcal/mol em comparação com os dados experimentais. Metodologia: Este artigo descreve resumidamente os principais métodos compostos usados em termoquímica computacional, como a série Petersson, os métodos de Weizmann, o modelo HEAT e com especial ênfase nas teorias Gaussianas-n. Aplicações: Várias aplicações da termoquímica computacional são apresentadas neste trabalho tais como o estudo da reatividade e estabilidades de novos derivados de compostos químicos com potencial como drogas, estudos de poluentes em química atmosférica onde valores importantes de entalpias são estimados de treinamento em compostos derivados do gás de efeito estufa SF6, estudos de compostos derivados do petróleo com potencial importância como novos combustíveis e o desenvolvimento de explosivos com estimativas energéticas das entalpias de dissociação de ligações e combustão de novos compostos orgânicos. Conclusões: A termoquímica computacional é uma ferramenta atual para resolver problemas de química onde a experimentação é difícil e com alto custo econômico. Espera-se que no futuro esta área desenvolva novos métodos e códigos computacionais que permitam estudar grandes sistemas moleculares importantes em outras áreas da ciência como física, biologia, ciência dos materiais, entre outras.

SUMMARY Introductión: Computational thermochemistry is an area of great interest for its various applications in many different fields of chemistry. With the increase of the computational power readily available, it is currently possible to use various calculation based on the electronic structure methods for estimate thermodynamic properties with an error on the order of ~1.0 kcal/mol, which is comparable to experimental values. Methodology: In this work we briefly describe the main composite methods such as Petersson series, the Weizmann methods the HEAT model and with special focus on the Gaussian-n theories. Applications: Various applications of computational thermochemistry are presented in this work such as the study of reactivity and stabilities of new derivatives of chemical compounds with potential use as drugs, studies of pollutants in atmospheric chemistry where important values of enthalpies are estimated of training on compounds derived from the greenhouse gas SF6, studies of compounds derived from petroleum of potential importance as new fuels and the development of explosives with energy estimates of the enthalpies of bond dissociation and combustion of new organic compounds. Conclusions: Computational thermochemistry is a current tool to solve chemistry problems where experimentation is difficult and with a high economic cost. It is expected in the future that this area will develop new methods and computational codes that allow studying large molecular systems important in other areas of science such as physics, biology, materials science, among others.

Validação do reprocessamento de cateteres cardíacos angiográficos: uma avaliação da funcionalidade e da integridade / Reprocessing validation of angiographic cardiac catheters: an evaluation of the functionality and integrity / Validación del reprocesamiento de catéteres cardíacos angiográficos: una evaluación de la funcionalidad e integridad

Objetivou-se validar o reprocessamento de cateteres cardíacos angiográficos quanto às suas características de funcionalidade mecânica e à integridade molecular e micro-estrutural da cadeia polimérica. Pesquisa experimental, aplicada, comparativa e controlada. Construiu-se uma bancada de simulação de uma arteriografia de coronária esquerda para simular um estresse mecânico e biológico em cateteres. Testou-se a funcionalidade por ensaio de tração e a integridade por Espectroscopia na Região do Infravermelho e Microscopia Eletrônica de Varredura. Evidenciou-se uma tendência ao aumento da rigidez a cada acréscimo do número de reprocessamento (p<0,05). As modificações das propriedades mecânicas e das estruturas moleculares dos polímeros foram mais evidentes a partir do quinto reprocessamento. As micrografias revelaram o aumento de rugosidade a partir do quarto reprocessamento. Os resultados deste estudo poderão contribuir para a elaboração de protocolos de reprocessamento e vigilância sistemática da reutilização de materiais de uso único, não apenas por sua relevância econômica, mas sobretudo do ponto de vista ético, legal, biológico, funcional e assistencial.

The objective of this study was to validate the reprocessing of angiographic cardiac catheters regarding their characteristics of mechanical functionality and the molecular and micro-structural integrity of the polymeric chain. This is an experimental, applied, comparative and controlled study. A simulation set was built for a left coronary angiography in order to simulate mechanical and biological stress in the catheters. Traction tests were performed for the functionality and the integrity was tested through Infrared Spectrometry and Scanning Electronic Microscopy. The study evidenced a tendency to an increase in rigidity at every increment of the reprocessing number (p<0.05). The changes in the mechanical properties and molecular structures of the polymers were more evident as of the fifth reprocessing. Micrographies revealed an increase in rugosity as of the forth reprocessing. The results of this study may contribute to the elaboration of reprocessing protocols and a systematic surveillance of the reutilization of single use materials, not only due to their economical relevance, but especially from the ethical, legal, biological, functional and care point of view.

El objetivo del trabajo fue validar el reprocesamiento de catéteres cardíacos angiográficos en cuanto a sus características de funcionalidad mecánica e integridad molecular y microestructural de la cadena de polímeros. Investigación experimental, aplicada, comparativa y controlada. Se construyó un banco de simulación de una arteriografía de coronaria izquierda para simular un estrés mecánico y biológico en catéteres. Se testeó la funcionalidad por ensayo de tracción y la integridad por Espectroscopía Local Infrarroja y Microscopía Electrónica de Barrido. Se evidenció una tendencia al aumento de la rigidez en cada incremento del número de reprocesamientos (p<0,05). Las modificaciones de las propiedades mecánicas y de las estructuras moleculares de los polímeros fueron más evidentes a partir del quinto reprocesamiento. Las micrografías revelaron un aumento de rugosidad a partir del cuarto reprocesamiento. Los resultados de este estudio podrán contribuir en la elaboración de protocolos de reprocesamiento y vigilancia sistemática de la reutilización de materiales de uso único, no sólo por su relevancia económica, sino también, y sobre todo, respecto del punto de vista ético, legal, biológico, funcional y asistencial.

Validação do reprocessamento de cateteres cardíacos angiográficos: uma avaliação da funcionalidade e integridade / Validation in the reprocessing of cardiac angiographic catheters: an evaluation of functionality and integrity

O reprocessamento de materiais odonto-médico-hospitalares em virtude dos resíduosquímicos advindos do processo de limpeza e esterilização que interagem com os polímerospodem gradualmente deteriorar os cateteres, alterando suas propriedades mecânicas,relacionada com a funcionalidade dos materiais, (resistência à tração) e químicas, relacionadacom a integridade molecular e micro-estrutural da cadeia polimérica, (alteração na estruturamolecular dos polímeros, micro-fissuras, rugosidade e imperfeições superficiais). Taisalterações podem implicar na ocorrência de eventos adversos em pacientes, despertando paraquestionamentos em relação a uma prática ética e segura da instituição e de seus profissionais.Este estudo teve como objetivo validar o reprocessamento de cateteres cardíacosangiográficos quanto às suas características de funcionalidade e integridade. Tratou-se de umapesquisa experimental, comparativa e controlada que foi realizada nos laboratórios daBioengenharia e da Engenharia de Polímeros e Compósitos da Universidade Federal de MinasGerais. A funcionalidade do cateter foi avaliada por meio de ensaio de tração e a integridadepela Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR) e Microscopia Eletrônica deVarredura (MEV). Os resultados evidenciaram uma tendência à redução da deformação médiana força máxima e aumento da rigidez a cada acréscimo do número de reprocessamento(p<0,05). As modificações das propriedades mecânicas foram mais evidentes a partir doquinto reprocessamento, embora os cateteres tenham mantido um comportamento dúctil até onono reprocessamento. A FTIR evidenciou a degradação oxidativa por meio de ligaçõescruzadas, pelo aumento do número de carbonilas ligadas a cada acréscimo do número dereprocessamento (p<0,001). As micrografias da MEV revelaram o aumento de rugosidade,micro-fissuras e micro-arranhões na superfície dos cateteres, a partir do quartoreprocessamento. Os resultados do presente...