O desenvolvimento de biomateriais com aplicações na área da saúde mostram-se cada vez mais importantes e a procura por novos polímeros com propriedades bioativas, biodegradabilidade, atoxicidade são o foco das principais pesquisas em diferentes aplicações médicas e odontológicas. Os materiais capeadores pulpares evoluíram rapidamente na ultima década, sendo que são disponibilizadas atualmente diversas alternativas para uso clínico odontológico. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um novo produto bioestimulador e capeador dentino/pulpar que poderá ser base para o desenvolvimento e recobrimento de scaffolds para reparo das diferentes estruturas dentárias. O desenvolvimento das bandagens BBio e os resultados obtidos nos testes das propriedades físico-químicas (absorção de água, perda de massa e pH), bem como as análises biológicas da morfologia celular e viabilidade celular com MTT a BBio apresentaram dados favoráveis e desejáveis para sua aplicação clínica. A propriedade de liberação de cálcio foi bastante promissora, sendo esta uma condição que dará a diferenciação positiva da BBio como um produto bioestimulador pulpar. Com esses dados pode-se concluir que a mesma se encontra dentro dos parâmetros desejados para o produto final e com propriedades semelhantes aos produtos existentes no mercado, de qualidade e aprovados pelas agências reguladoras. / The development of biomaterials with applications in the health area are increasingly important and the search for new polymers with bioactive properties, biodegradability and toxicity are the focus of the main researches in different medical and dental applications. The pulp capping materials evolved rapidly in the last decade, and several alternatives are now available for clinical dental use. This project aimed to develop a new biostimulating and dentin / pulp capping product that could be the basis for the development and recoating of \"scaffolds\" for repair of different dental structures. The development of the BBio bandages and the results obtained in the physical-chemical properties tests (water absorption, loss of mass and pH), as well as the biological analyzes of the cellular morphology and cell viability with MTT to BBio presented favorable and desirable data for its clinical application. The calcium release property was quite promising, and this is a condition that will give BBio a positive differentiation as a pulp biostimulator product. With this data it can be concluded that it is within the parameters desired for the final product and with properties similar to the products on the market, of quality and approved by the regulatory agencies.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes concentrações de quitosana nas dietas de novilhos Nelore canulados no rúmen sobre o consumo e digestibilidade aparente total da matéria seca e nutrientes, fermentação e síntese de proteína microbiana ruminal, concentrações de parâmetros sangüíneos, e os balanços de energia e de nitrogênio. Foram utilizados 8 novilhos canulados da raça Nelore. Os animais foram distribuídos aleatoriamente em 2 quadrados latinos 4 x 4 balanceados e contemporâneos, para receber as seguintes rações experimentais: 1) Controle (Q0), composta por ração sem a inclusão de quitosana; 2) Q50, com a inclusão de 50 mg/kg de peso corporal de quitosana; 3) Q100, com a inclusão de 100 mg/kg de peso corporal de quitosana; e 4) Q150, com a inclusão de 150 mg/kg de peso corporal de quitosana. Diariamente foram realizadas pesagens das quantidades dos volumosos e concentrados fornecidos e das sobras de cada animal, para estimativa do consumo. As amostras de sobras, silagem e fezes foram coletadas do 15° ao 18° dias de cada período experimental, armazenadas em sacos plásticos em freezer à 20°C, e posteriormente submetidas a análises químico-bromatológicas dos principais nutrientes. Na determinação da digestibilidade aparente total dos nutrientes a quantidade total de matéria seca fecal excretada foi estimada pela concentração de fibra em detergente ácido indigestível (FDAi). As amostras de líquido ruminal foram coletadas no último dia de cada período, sendo uma coleta realizada antes da alimentação (0 hora), e seis coletas com intervalos de 2 horas após a alimentação (2, 4, 6, 8, 10 e 12 horas). Foram determinados no líquido ruminal o pH, as concentrações de nitrogênio amoniacal e as concentrações dos ácidos graxos de cadeia curta. As amostras spot de urina foram obtidas de no 16º dia de cada período experimental, quatro horas após a alimentação matinal, durante micção espontânea. As amostras de sangue foram coletadas em tubos vacuolizados (vacutainer) por punção da veia jugular. Houve efeito quadrático com menores valores sobre o consumo de FDN, expressos em kg/dia e porcentagem de peso vivo (PV) para o tratamento Q150 (P<0,05). A inclusão de quitosana na dieta proporcionou aumento linear crescente (P<0,05) da digestibilidade da matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), proteína bruta (PB), carboidratos totais (CT), FDN e nutrientes digestíveis totais (NDT). Houve efeito quadrático (P<0,05) sobre a concentração de N-NH3 com redução no tratamento Q150. A inclusão de quitosana na dieta não causou diferenças nas concentrações totais de AGCC (P>0,05), porém alterou as proporções molares de AGCC individualmente. Houve efeito linear crescente (P>0,05) das concentrações e porcentagens molares de propionato (mmol/L) à medida que se elevou as concentrações de quitosana na dieta. Houve diminuição (P>0,05) da relação acetato: propionato, principalmente para o tratamento Q150. Foi observado efeito linear decrescente para as proporções molares de acetato e butirato com a inclusão de quitosana. Houve efeito linear crescente sobre as concentrações plasmáticas de glicose com os tratamentos. As concentrações de quitosana utilizadas não influenciaram a síntese de proteína microbiana. O balanço de energia não foi influenciado pelos tratamentos. Não houve efeito dos tratamentos sobre o balanço de nitrogênio, porém ocorreu decréscimo na excreção do nitrogênio total (NT) nas fezes em porcentagem de NT. A quitosana quando utilizada como aditivo modulador da fermentação ruminal, resultou em alterações que possibilitam sua utilização como alternativa ao uso de ionóforos para bovinos. / The aim of this study was to evaluate the effect of different levels of chitosan on intake, digestibility, ruminal fermentation, ruminal microbial protein, balance of energy and nitrogen and blood parameters. Eight Nellore steers cannulated in the rumen were divided into two 4 x 4 balanced Latin squares. The daily doses of chitosan were 0, 50, 100 and 150 mg/kg BW respectively the treatments Q0 (Control), Q50, Q100 and Q150. The diets consisted of corn silage and concentrate in ratio 60:40 and the chitosan were inserted directly through the ruminal cannula, twice a day before feeding. Daily weights of the amounts of corn silage and concentrated supplied, and the orts refused of each animal, were recorded for estimate the nutrient intake. Samples of orts and feedstuffs were analyzed for composition and subsequent nutrient intake calculation. For determination of total apparent digestibility of nutrients, the total amount of fecal dry matter excreted was estimate by indigestible detergent acid fiber (ADFi). The feces were collected in the 15th until the 18th day of each experimental period, and frozen in freezer at -20°C. In the end of the collection period it was made composed sample by animal with base in the dry matter, and analyzed. Samples of ruminal fluid were collected at 0 (before feeding) and 2, 4, 6, 8, 10 and 12 hours after feeding. Spot urine samples were collected on day 16 of the experimental period. The estimation of microbial protein synthesis was performed by the method of total excretion of purine derivatives. Blood samples were collected by puncture of jugular vein. Intakes (kg/d) of DM, OM, CP, ether extract , total carbohydrates , non-fiber carbohydrates and TDN were not different, however, NDF intake decresead quadratically (P<0,05) when expressed as kg/d and percent of BW. Digestibility in the total digestive tract increased linearly to NDF, DM, OM as well as improved the digestibility of CP and TC, accordingly there was a positive effect on TDN with the inclusion of chitosan. All the ruminal fermentation parameters were influenced by the time after feeding. The NH3-N concentration decreased quadractically with Q150 treatment and there were no difference in total VFA concentration, however the individual VFA proportions were affected. Propionate concentration was higher with Q150 and similarly increasing linearly the proportion of propionate (P<0,05) which means an increase of 7.47% (Q0 vs. Q150). Chitosan decreased linearly the molar proportion of acetate and butyrate .Was observed linear and quadratic decrease effect on acetate: propionate ratio. The plasmatic metabolites and enzymes had no effect by the treatments, nevertheless the glucose concentration was markedly superior with the supplementation corresponding to an increase of 18.58%, 26.35%, 23.68% for Q0 versus Q50, Q100 e Q150 respectively. The energy and nitrogen balance had no effect with the treatments, however there was a decrease of fecal total nitrogen (%) excretion. Chitosan when used as modulator of ruminal fermentation resulted in changes that allow its use as an alternative to the use of ionophores for cattle without showing damage to the health of the animal.

Orientadores: Rodney Alexandre Ferreira Rodrigues, João Ernesto de Carvalho, Francisco Carlos Groppo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-24T18:54:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_VeronicaSantanade_M.pdf: 1867596 bytes, checksum: 144f458a41bb9a7d4904b30ef3c87783 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Um dos procedimentos que mais causa ansiedade no tratamento odontológico é a punção da agulha durante a injeção anestésica na mucosa oral, e até o momento não há um anestésico tópico capaz de eliminar totalmente o desconforto provocado por este procedimento. A Spilanthes acmella L. Murray é uma planta originária da América do Sul, conhecida popularmente como jambu e muito utilizada pela população na culinária e no tratamento de dores de dente. Um dos compostos ativos presentes nesta espécie que contribui com o efeito anestésico, é o espilantol. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e avaliação da eficiência de um bioadesivo de quitosana contendo extrato de jambu para uso como anestésico tópico oral. Foi utilizado etanol 96º GL para a preparação dos extratos das partes aéreas do jambu e carvão ativo para remoção de pigmentos. O teor de espilantol nos extratos e nas formulações foi monitorado por CG-EM. Os bioadesivos foram submetidos a estudo de estabilidade acelerada pelo período de até 120 dias. Foram realizados testes in vitro para determinar a permeação do espilantol contido nos bioadesivos, utilizando célula vertical do tipo Franz e a atividade antinociceptiva dos bioadesivos foi avaliada pelo modelo de retirada de cauda (tail flick) em camundongos. O bioadesivo de quitosana com Transcutol® como coadjuvante foi o que apresentou o melhor aspecto físico e visual. No estudo de permeação in vitro, foi possível observar que o espilantol contido nos bioadesivos permeou a mucosa de esôfago de porco e que a formulação que continha extrato bruto tratado com carvão ativo apresentou maior coeficiente de permeabilidade e teor de espilantol permeado, em relação às demais formulações testadas (p < 0,05). Na avaliação da atividade antinociceptiva através do experimento de tail flick, a formulação com extrato bruto tratado com carvão ativo foi superior a todas as demais (p < 0,05) com tempo de anestesia médio de 49,2 (± 27,6) min. No estudo de estabilidade acelerada, todas as formulações testadas se mostraram estáveis até 120 dias, sem alterações significativas de pH e de teor de espilantol. Os resultados obtidos com os bioadesivos contendo o extrato bruto de jambu são encorajadores e podem se tornar uma alternativa em potencial como anestésico tópico oral. / Abstract: The punction of a needle during the anesthetic injection in the oral mucosa is the procedure that causes more anxiety during dental treatment. So far, there is no topical anesthetic able to totally eliminate the discomfort caused by this procedure. Spilanthes acmella L. Murray, a native plant of South America popularly known as "jambu", is used by the population in cooking and to treat toothaches. One of the active compounds present in this species, and believed to be responsible for the anesthetic effect, is spilanthol. The aim of this study was develop and evaluate the effectiveness of a chitosan bioadhesive containing crude extract of jambu for use as topical oral anesthetic. Ethanol 96º GL was used for the preparation of extracts and activated carbon was used to remove pigments. The content of spilanthol was monitored by GC-MS in the extracts and also in the formulations. Bioadhesives also were submitted to accelerated stability study for a period of 120 days. In vitro permeation study of spilanthol contained in the bioadhesives was performed using Franz type diffusion cells and the antinociceptive activity of bioadhesives was assessed by tail flick model in mice. The chitosan bioadhesive with transcutol® as adjuvant showed the best physical and visual aspect. In vitro permeation study showed that spilanthol contained in bioadhesives permeated porcine esophageal mucosa while formulation containing activated carbon treated crude extract presented the higher permeability coefficient compared to other formulations (p < 0,05). In the evaluation of antinociceptive activity by tail flick model, the formulation with crude extract treated with activated carbon was superior to all others (p < 0,05 ) with a mean (± sd) of the anesthesia duration of 49.2 (± 27.6) minutes . In accelerated stability study, all formulations tested were stable for up to 120 days without significant changes in pH and spilanthol content. The results obtained with the bioadhesive of chitosan containing crude extract of jambu are encouraging and may become a potential alternative to oral topical anesthetic / Mestrado / Farmacologia, Anestesiologia e Terapeutica / Mestra em Odontologia

Orientador: Joyce Maria Anicchino-Bizzacchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-22T13:12:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Huber_StephanyCares_M.pdf: 5877456 bytes, checksum: 79a59ae5e01aa03f9d5a57ca56e58df7 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Clinica Medica / Mestra em Clínica Médica

Orientador: Marisa Masumi Beppu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:41:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tonoli_MarinaSalvarani_M.pdf: 3011951 bytes, checksum: 73a9db2c8aa32c04ef054c79e2916ed7 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O aumento da qualidade e consequentemente da expectativa de vida do ser humano, associado ao aumento da obesidade e do sedentarismo, têm despertado o interesse de pesquisadores para o desenvolvimento de novos materiais para ortopedia. Materiais promissores neste campo são os fosfatos de cálcio devido à sua composição química semelhante à fase mineral de ossos e dentes. O tecido ósseo, além de possuir uma fase inorgânica possui também uma fase orgânica que representa em torno de 30% em peso do tecido e aparentemente regula a deposição da fase inorgânica. Para serem aplicados como possíveis substitutos do tecido ósseo, os fosfatos de cálcio podem ser usados na forma de cimentos. Cimentos de fosfatos de cálcio são mistura do fosfato de cálcio em pó com uma fase líquida formando uma pasta que endurece ao longo do tempo. No intuito de imitar a natureza, este trabalho propõe a incorporação de uma fase orgânica, neste caso a quitosana, com a fase inorgânica, neste caso o ?- tricálcio fosfato para estudar as propriedades do cimento resultante. A quitosana é um produto obtido diretamente da desacetilação da quitina, que por sua vez é um polissacarídeo encontrado no exoesqueleto de insetos e crustáceos. Por ser um material de abundância na natureza e por possuir um grande potencial para ser usada como biomaterial, foi escolhida como objeto de estudo deste trabalho. Frente ao exposto, a proposta deste trabalho é incorporar ao cimento de fosfato de cálcio uma matriz orgânica que no caso é a quitosana, verificar a sua viabilidade, entender seu papel no processo de cura (endurecimento) do cimento proposto, além de realizar estudos in vitro da alteração das propriedades mecânicas dos mesmos em FCS (fluido corpóreo simulado), ou em inglês SBF (simulated body fluid). Para estudo do processo de cura do cimento, foram propostos dois métodos: no primeiro deles, as fases formadas foram analisadas em tempo real através da técnica de difração de raios-X. O segundo tem como princípio a "parada" da reação de cura do cimento em diferentes momentos e posterior análise das fases formadas. Para o primeiro método proposto conclui-se que a reação de cura deste cimento é tão rápida que não foi possível observar diferenças significativas entre os difratogramas obtidos nos tempos estudados. Já o segundo método não se mostrou viável para a análise deste tipo de cimento, pois trata-se de um método desenvolvido para cimentos que ?-tricálcio fosfato, que curam através de uma reação a base de água. No caso de cimentos de ?- tricálcio fosfato, a cura se dá através de acido fosfórico, a tentativa de parar a reação de cura apenas contribuiu para a formação de monetita. Foi possível o desenvolvimento do cimento proposto, a incorporação da quitosana na fase líquida (ácido fosfórico) mostrou-se viável. Além disso, os estudos in vitro comprovaram a bioatividade deste novo cimento, uma vez que foi possível através de microscopia eletrônica de varredura, verificar a formação da capa (camada fina) de apatita / Abstract: Currently, problems that bring some kind of injury in the bone tissue, such as osteoporosis, traumatic accidents, obesity, cancer, have arisen the interest of researchers in developing new biomaterials for orthopedics. Calcium phosphates are promising materials in this field due to their chemical composition similar to the mineral phase of teeth and bones. Bone tissue is composed of two phases, inorganic and organic, the latter represents approximately 30% by weight of the tissue, consists primarily of a polymeric matrix composed of collagen fibers associated with a liquid, known as basic substance, which apparently regulates the deposition of the inorganic phase. To be applied as potential bone substitutes calcium phosphates are used as cement. Calcium phosphate cements are a mixture of calcium phosphate powder with a liquid phase, forming a paste that hardens over time. In order to mimic nature, this paper proposes to incorporate an organic phase, in this case chitosan with inorganic phase, in this case ?-tricalcium phosphate to study the properties of the resulting cement. Chitosan is a product obtained directly from the deacetylation of chitin, which is a polysaccharide found in the exoskeleton of insects and crustaceans. Chitosan is found in abundance in nature, and has significant potential for use as a biomaterial. The aim of this work is to incorporate the calcium phosphate cement an organic matrix, chitosan in this case, to verify its feasibility, to understand their role in the cement curing process, and in addition, to conduct in vitro studies. In order to study the cure process of the cement, two methods were proposed: in the first, the formed phases were analyzed in real time using X-ray diffraction. The second method intends to stop the reaction of the cement at different times and analyses of the resultant phases. For the first method, it was concluded that the curing reaction of the cement is so fast that it was not possible to see significant differences among diffractograms over time. The second method was not feasible to be applied to analyze this type of cement. This is a method developed for ?-tricalcium phosphate cements, which cure occurs via a water-based reaction. In the case of ?-tricalcium phosphate cements the cure occurs through phosphoric acid, the attempt to stop the curing reaction only contributed to the formation of monetite. It was feasible to develop the proposed cement through the addition of chitosan in the liquid phase (phosphoric acid). Besides, the in vitro studies have confirmed the bioactivity of this new cement, as shown by scanning electron microscopy that indicated apatite layer formation / Mestrado / Engenharia Química / Mestra em Engenharia Química

Orientadores: Ângela Maria Moraes, Pedro de Oliva Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T16:03:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bellini_MarciaZilioli_D.pdf: 4612824 bytes, checksum: f18ee0cbf9ffaa3cdc4eb23a70825113 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Materiais poliméricos são frequentemente utilizados na engenharia de tecidos como cobertura ou suporte para o crescimento celular, permitindo a adesão, o crescimento e a manutenção da função das células neles cultivadas, de forma a viabilizar o desenvolvimento e/ou a cicatrização de tecidos como a pele. Dentre os requisitos para a seleção destes materiais destacam-se propriedades como biocompatibilidade, tamanho e formato de poros, comportamento na presença de fluidos biológicos, assim como as próprias características do tecido a ser regenerado. Este trabalho visou ao desenvolvimento e à avaliação do uso de membranas constituídas de complexos polieletrólitos obtidos com os polímeros xantana e quitosana como curativos dérmicos e suportes de adesão e crescimento de células-tronco mesenquimais (CTMs). Para tal, amostras lamelares e porosas foram preparadas e caracterizadas quanto à morfologia, espessura, comportamento em soluções aquosas e resistência mecânica, assim como quanto à citotoxicidade direta e indireta a células L929. Testes de adesão e proliferação de CTMs sobre o biomaterial também foram realizados. Os resultados obtidos mostram que diferentes proporções poliméricas, a inclusão ou não da etapa de desaeração e a adição de tensoativos resultam em materiais com distintas características. Membranas com maior concentração de xantana mostram-se instáveis frente à exposição por longos períodos a meio de cultivo celular, enquanto que membranas com proporção polimérica equivalente sem adição de surfatantes e desaeradas tendem a ser finas e transparentes, apresentando elevada capacidade de absorção de água (85,57g/g) e de fluido corpóreo simulado (15,78g/g), com perda de massa máxima de 17% quando expostas por 144h a meio de cultura de células animais. Tais membranas não são citotóxicas a células L929 e apresentam adequada estrutura para adesão e proliferação de CTMs, revelando-se ideais para o uso como curativos dérmicos bioativos. A adição de Pluronic F68 durante a preparação das amostras de igual proporção polimérica possibilitou a obtenção de membranas porosas e espessas, com características favoráveis para a aplicação como suportes para engenharia de tecidos, como a presença de poros interconectados e distribuídos de forma homogênea pela estrutura, baixa toxicidade in vitro, espessura de 1,84 mm, elevada absorção de fluidos fisiológicos (17,99g/g) e de meio de cultivo celular (8,58g/g) e perda de massa em meio de cultivo de 33% em 144 horas, além de adequada estrutura para adesão e proliferação de CTMs / Abstract: Polymeric materials are frequently used in tissue engineering as dressings or scaffolds, allowing the adhesion, growth and maintenance of function of the cells cultured on their surfaces, in order to facilitate the development and / or healing of tissues such as skin. The requirements for the selection of these materials include properties such as biocompatibility, pore size and shape, behavior in the presence of biological fluids, as well as the actual characteristics of the tissue to be regenerated. This work aimed to develop and evaluate the use of membranes formed by polyelectrolyte complexes obtained from the polymers xanthan and chitosan as dermal dressings and supports for the attachment and growth of mesenchymal stem cells (MSCs). Lamellar and porous samples were prepared and characterized according to morphology, thickness, behavior in aqueous solutions and mechanical strength, as well as direct and indirect cytotoxicity to L929 cells. Tests of adhesion and proliferation of MSCs on the obtained biomaterial were also performed. The results show that different polymer ratios, the inclusion or not of a deaeration step and the addition of surfactants result in materials with different characteristics. Membranes with high proportions of xanthan were not stable for long periods of exposure to animal cell culture medium, while membranes with equivalent polymeric proportion, degassed and not prepared in the presence of surfactants tended to be thin and transparent, presenting high absorption capacity of water (85.57 g/g) and simulated body fluid (15.78 g/g) and mass loss of up to 17% when exposed for 144h to animal cells culture medium. Those membranes were not cytotoxic to L929 cells and provided adequate structure for adhesion and proliferation of MSCs, showing characteristics suitable for use as dressings for skin lesions. The addition of Pluronic F68 during the preparation of samples of equal proportion of xanthan and chitosan resulted in thick porous membranes, with favorable characteristics for application as scaffolds for tissue engineering, such as the presence of homogeneously distributed interconnected pores, low toxicity in vitro, thickness of 1.84 mm, high absorption of physiological fluids (17.99 g/g) and cell culture medium (8.58 g/g), mass loss in culture medium of 33% after 144 hours, and adequate structure for adhesion and proliferation of MSCs / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Rosiane Lopes da Cunha / Texto em português e inglês / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:57:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Picone_CarolinaSiqueiraFranco_D.pdf: 4074904 bytes, checksum: 1a2779daa118fabb35ba241a8f6bf16f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As nano partículas possuem grande potencial para a liberação controlada de bioativos, porém ainda são pouco exploradas na área de alimentos. Neste trabalho foi estudada a formação de nanopartículas a partir da autoagregação de surfactantes, associação surfactante-polissacarídeo e complexação eletrostática entre diferentes polissacarídeos, no caso, quitosana e gelana. A compreensão das interações moleculares responsáveis pela formação das partículas e o conhecimento das variáveis que afetam sua formação permitem predizer e controlar suas propriedades. Tais interações dependem fortemente das características de cada macromolécula, como flexibilidade, estado conformacional e densidade de cargas que são diretamente afetadas pelas condições físico-químicas do meio como pH, força iônica e temperatura. Por isso, este trabalho foi dividido em três etapas. (I) Inicialmente foi avaliado o comportamento em solução dos polissacarídeos utilizados posteriormente para a formação de complexos. Os efeitos do pH e da temperatura nas características reológicas e no estado conformacional de soluções puras de gelana e quitosana foram estudados. A agregação da gelana foi mais sensível às alterações do meio que a quitosana. (II) Na segunda etapa, nanopartículas foram formadas por autoassociação de polissorbatos na presença de quitosana. A influência do comprimento da cauda hidrofóbica do surfactante e do pH do meio nas propriedades das partículas foi estudada por espalhamento de luz, reologia, condutivimetria e microscopia de luz polarizada. O tamanho e estrutura das partículas formadas pelo surfactante de menor cadeia hidrofóbica foram mais favoráveis à associação com a quitosana. O pH do meio (3,0 ou 6,7) não influenciou de maneira significativa as características das partículas. O efeito da concentração de quitosana na estrutura e tamanho de partículas foi analisado. Maiores concentrações levaram a viscosidades mais elevadas, impedindo a agregação das micelas e formando partículas menores. (III) No terceiro estudo, nanopartículas foram obtidas pela complexação eletrostática de gelana e quitosana. Os efeitos da razão de concentração de cada polissacarídeo, do tempo de estocagem a 25 °C e da presença de um surfactante nãoiônico (polissorbato) no tamanho, carga e quantidade de partículas formadas foram avaliados. Devido à menor densidade de carga e flexibilidade da gelana, maior quantidade deste polissacarídeo foi necessária para obtenção de partículas neutras. De forma geral, as partículas apresentaram aumento de tamanho ao longo das primeiras 100 horas após o preparo e não foram observadas mudanças significativas das propriedades das partículas devido à adição de surfactante. O método de preparo das amostras também foi estudado. Partículas preparadas pela mistura das soluções de polissacarídeos em dois passos foram consideravelmente maiores que as preparadas pela mistura em uma única etapa. Este trabalho confirmou a possibilidade de formação de nanopartículas promissoras para a encapsulação de bioativos em alimentos a partir da associação de biopolímeros e surfactantes, cujas propriedades poderiam ser moduladas em função da composição e condições de processo / Abstract: Nanoparticles are promising vehicles for bioactive delivery, but their potential has not been fully explored by the food industry. This work studied the formation of nanoparticles by self-assembly of surfactants, polysaccharide-surfactant association, and electrostatic complexes formed by different polysaccharides, especially chitosan and gellan gum. The knowledge of molecular interactions and the variables that affect particle formation allows predicting and controlling the properties of nanoparticles. These interactions depend on the characteristics of each macromolecule such as conformation, charge density and flexibility, which are affected by the physicol-chemical properties of the solution, such as pH, ionic strength and temperature. This work was divided in three parts: (I) Firstly it was studied the behaviour of each polysaccharide alone. The influence of the pH and temperature on the rheological properties and structural conformation of the pure gellan and chitosan samples was determined. Gellan aggregation was more strongly affected by such variables than chitosan. (II) In the second part, nanoparticles were obtained by polysorbate-chitosan association. The effect of the length of surfactant tail and the solution pH on the particle properties was studied by dynamic light scattering, rheological and conductivity measurements and polarizing microscopy. The size and structure of nanoparticles composed by the shorter surfactant were more appropriated to chitosan assembly. The pH (6.7 or 3.0) did not affect significantly the particle properties. The effects of chitosan concentration on particle structure and size were studied. Greater chitosan concentration led to smaller particles due to the increase in viscosity values which prevented micelles aggregation. (III) In the third study nanoparticles were produced by electrostatic complexation of chitosan and gellan gum. Particle size, charge density, stability and complexes number were evaluated as a function of polysaccharide concentration, chitosan:gellan ratio and the presence of a non-ionic surfactant. Due to the stiffness and low charge density of gellan gum, a greater amount of such polysaccharide was necessary to obtain neutral particles. Overall particles showed an increase in size during 100 hours of storage at 25 °C, but no significant changes on particle properties were observed due to surfactant addition. The methodology of particle preparation was also evaluated. Particles prepared by 2 mixing steps were markedly larger than those prepared by mixing polysaccharides in a single step (all together). This work showed that it is possible to produce nanoparticles with promising application on bioactive delivery by biopolymer-surfactant association, since their properties could be modulated as a function of composition and process conditions / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Claudio Airoldi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T16:49:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_Margarete_D.pdf: 1553747 bytes, checksum: be6468e728bf6f82ae6cb1e127a8f600 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O biopolímero quitosana foi sintetizado através da desacetilação alcalina do polissacarídeo precursor quitina, mediante reação com hidróxido de sódio e o seu grau de desacetilação foi determinado a partir da espectroscopia de absorção na região do infravermelho. A quitosana foi quimicamente modificada através de reações com acetilacetona, epicloridrina e glutaraldeído, explorando-se a reatividade dos grupos hidroxila e amino livres da estrutura polimérica original. Os derivados na forma de pó foram usados como sorventes para o cátion cobre em solução aquosa. Esferas de quitosana reticulada com Cu foram obtidas através de uma única etapa de reação, o que foi possível devido à grande habilidade do biopolímero em se coordenar ao cátion, através da disponibilidade da função amina na estrutura polimérica. Por adaptação dessa nova metodologia foram obtidas também esferas com Ni e Co. Os novos biopolímeros sintetizados contendo cobre e níquel atuaram com sucesso na remoção de monoaminas de soluções aquosas. Os dados termodinâmicos calculados a partir da titulação calorimétrica mostram que, na sorção do cátion cobre com quitosanas quimicamente modificadas ou de aminas com esferas reticuladas, os efeitos interativos são favoráveis e espontâneos, refletindo em entalpias exotérmicas e valores negativos de energias de Gibbs. Os valores positivos das entropias refletem um aumento de espécies livres em solução, após o efeito interativo, decorrentes da liberação de moléculas do solvente, com dessolvatação tanto do biopolímero, como do cátion ou das moléculas de aminas ligadas ao solvente / Abstract: The biopolymer chitosan was synthesized by alkaline deacetylation of the precursor polysaccharide chitin by reaction with sodium hydroxide, which degree of deacetilation was determined from absorption spectroscopy in the infrared region. Chitosan were chemically modified by reactions with acetylacetone, glutaraldehyde and epichlorohydrin, exploring the reactivity of hydroxyl and amino free pendant groups linked to original polymeric structure. The derivatives in powder form were used as sorbents for copper cation in aqueous solution. Beads of chitosan crosslinked with Cu were obtained from one step reaction, due to the fact that the biopolymer has high ability in cation coordination, through the availability of the amine functions in the polymeric structure. Based on this methodology other spheres containing Ni and Co were also synthesized. The new biopolymers crosslinked with copper and nickel act with success in monoamine removal from aqueous solution. Thermodynamic data calculated from calorimetric titration show that the copper cation sorption on chitosan chemically modified or amines with crosslinked beads at the solid/liquid interface, gave exothermic enthalpies and negative Gibbs energy values, demonstrating that the interactive effects are thermodynamically favorable and spontaneous. The entropic positive values reflect an increase in free species in solution, after interactive effect due to the solvent molecules released, with biopolymer desolvation, as well as, from cation in solution or solvent molecules bonded to aliphatic amines / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

Orientador: Claudio Airoldi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T06:00:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_IlaurodeSouza_D.pdf: 2562790 bytes, checksum: aa2ef4f0974aa06620a64c9745f925c7 (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Quimica

M.Sc. (Nanoscience) / Ochratoxin A and Aflatoxin B1 are important food contaminates as they are known to be mutagenic, genotoxic, nephrotoxic, hepatotoxic, immunosuppressive and teratogenic to both animals and humans. These mycotoxins are associated with the contamination of food stuff such as grapes, maize, red pepper, meat, milk, beans and processed products from contaminated raw material. Current physical, biological and chemical methods employed to improve the safety of food often compromise the nutritional value and result in huge losses. The alternative to these treatments are addition of supplements with protective properties to reduce the toxicity of mycotoxins or prevent their formation. The work presented in this dissertation reports an attempt to develop such materials to prevent damage caused by ochratoxin A and aflatoxin B1. This was done through the synthesis; characterisation and cytotoxicity study of chitosan nanoparticles with methanolic plant extracts (L. leonurus, M. longifolia and A. montanus). Inhibition of cellular damage due to mycotoxins for possible application in prevention of cellular damage by mycotoxins also presented. Chitosan nanoparticles were synthesised using an ionic gelation method with sodium triphosphate as the cross linker. The methanolic medicinal plants extracts were incorporated into the chitosan solution before synthesising nanoparticles, and nanoparticle synthesis initiated by the addition of sodium triphosphate solution. The synthesised products were characterised using zetasizer, transmission electron microscopy, x-ray diffraction and Fourier-transform infrared spectroscopy. The extracts’ antioxidant ability was evaluated before incorporation into chitosan using 2, 2-diphenyl- 1-picrylhydrazy (DPPH) radical scavenging assay. This assay was performed using UVvis spectroscopy. The cytotoxicity of the synthesised nanoparticles was assessed using a Vero cell line and by evaluating the cell viability with an MTS assay. The nanoparticles were successfully synthesised and showed the presence of different functional groups as expected. Plain chitosan nanoparticles were roughly spherical shaped and had smooth surfaces, nanoparticles containing extracts similarly were spherical in shape as well but had rougher surfaces when visualised under TEM. All nanoparticles had positive zeta potentials between 26 – 28 mV. The average particle sizes ranged between 31 – 65 nm as measured using TEM and average particle sizes obtained using zetasiser was 78 – 190 nm. The cytotoxicity studies of plain nanoparticles and nanoparticles with extract showed that the synthesised nanomaterials were not toxic even at concentration of 500 μg/ml and less than 20% of the Vero cells were affected under these conditions.