Os estudos na área de engenharia de tecidos aplicada à reparação da cartilagem articular estão voltados ao desenvolvimento de uma matriz biocompatível que permita a diferenciação, proliferação e manutenção de células para produção de cartilagem hialina. A quitosana é um biomaterial e vem sendo estudada como suporte para condrócitos e para liberação controlada de substâncias. O objetivo deste trabalho foi estudar a biocompatibilidade do gel de quitosana associada ao fosfato de glicerol para reparação de defeitos osteocondrais induzidos experimentalmente na tróclea do talus de eqüinos. Foram utilizados cinco cavalos da raça Mangalarga, de três anos de idade, e por artroscopia foi criado um defeito osteocondral na tróclea lateral do talus de cada articulação. De forma aleatória um defeito foi escolhido para implante do gel de quitosana - fosfato de glicerol, e o defeito da articulação contralateral foi mantido vazio, servindo como controle. Para acompanhamento da evolução do processo de reparação da cartilagem articular foram realizados os exames físico, radiográfico e ultrassonográfico; análise do líquido sinovial (física, celularidade, quantificação de proteína, condroitim sulfato e ácido hialurônico); e análise da cartilagem articular (histológica e produção de proteoglicanos). Os resultados obtidos de todas as avaliações realizadas foram semelhantes entre os defeitos tratados e controle. O gel de quitosana fosfato de glicerol é biocompatível com o ambiente articular e pode ser indicado para futuras aplicações como suporte de células e para liberação controlada de medicamentos. / The tissue engineering studies applied to articular cartilage repair are focused on the development of scaffold biocompatibility allowing the differentiation, proliferation and cells maintenance providing production of the hyaline cartilage. Chitosan is a biomaterial that has been evaluated as a scaffold for chondrocyts implant and also as a drug-delivery control material. The aim of this work was to evaluate the chitosan glycerol phosphate gel biocompatibility in experimentally induced equine talus osteochondral defect. Five three years old Mangalarga breed horses were submitted to arthroscopy for osteochondral defect production on the lateral troclea of the talus in both tibiotarsal joints by arthroscopy. In a random form one defect was chosen for chitosan-glycerol phosphate gel implant, and the defect of the opposed joint was kept empty and used as a control. For the assessment of the articular cartilage repair process was performed the physic, radiographic and ultrassonographic exams; the synovial fluid analyze (physic, cellularity, protein quantification, chondroitin sulphate and hialuronan); and the articular cartilage analyze (hystologic and proteoglicans production). The results obtained in all evaluations performed were similar between the treated and control defects. The chitosan glycerol phosphate gel is biocompatible with the articular environment and can be indicate for future applications as an scaffold for cells support and drug-delivery control system.

Visando o desenvolvimento de materiais biodegradáveis para embalagens, blendas de amido/quitosana estruturadas com nanopartículas de montmorilonita (MMT) ou nanofibras de bambu (NFBs) em concentrações de (0,0; 0,5 e 1,0) g de NPs/100 g de polímero foram obtidas pelas técnicas de casting e extrusão. Os bionanocompósitos obtidos das duas técnicas foram caracterizados, bem como foi avaliada a influência da dispersão das nanopartículas sobre as principais propriedades físico-químicas dos bionanocompósitos. Para os filmes produzidos de blendas de amido/quitosana por casting, foram avaliadas as proporções de (5/0; 3,75/0,25; 2,5/2,5; 1,25/0,75 e 0/1) g/100 g base polímero, e a adição dos reforçadores na solução filmogênica. Observou-se uma dispersão assim como uma intercalação satisfatória da MMT nos bionanocompósitos, confirmadas pelas mudanças da cristalinidade devido ao deslocamento do pico característico de 7,2 º para 5,2 º; e os filmes estruturados com NFBs apresentaram variações nas frequências vibracionais dos arranjos moleculares indicando a formação de ligações fortes entre as blendas e os reforçadores. A partir da extrusão da mistura de homo pellets e pellets masterbatch, das blendas de amido/quitosana nas proporções de (100/0; 75/25 e 50/50) g/100 g, foram obtidos compósitos em processo contínuo os quais exibiram propriedades qualitativas satisfatórias assim como mudanças de cristalinidade e interações moleculares. Em relação às propriedades mecânicas, os bionanocompósitos apresentaram um aumento da resposta à tensão assim como da elongação e módulo de elasticidade em relação às concentrações dos reforçadores em cada umas blendas avaliadas. Por outro lado, tanto a formação das blendas como as interações dos reforçadores modificaram significativamente a rede tridimensional dos filmes em relação à taxa de transferência de vapor de água, obtendo-se valores de (155 e 139) g m-2 d-1 para os compósitos obtidos da blenda amido/quitosana 100/0 estruturados com (0,5 e 1,0) g MMT/100 g, respectivamente. Os valores de PVA obtidos são inferiores aos reportados por produtos comerciais como o (PBS) Bionolle™ (330 g m-2 d-1) e (PBAT) Ecoflex® (272 g m-2 d-1). Neste trabalho foi possível desenvolver um material promissor com características diferenciadas e alta aplicabilidade no setor de embalagens biodegradáveis para uso industrial. / Aiming at the development of biodegradable packaging materials, starch/chitosan blends structured with montmorillonite nanoparticles (MMT) or bamboo nanofibers (NFBs) at concentrations of (0.0,0.5 and 1.0) g NPs/100 g of polymer were obtained by the casting and extrusion techniques. The obtained bio-nanocomposites were characterized, as well as, how the dispersion of nanoparticles influenced the main physicochemical properties of the films. For the films from starch/chitosan blends produced by the casting method, the proportions of (5/0, 3.75/0.25, 2.5/2.5, 1.25/0.75 and 0/1) g/100 g based on polymer, were tested and the introducing of the reinforcers into filmogenic solution were evaluated. Satisfactory dispersion and exfoliation of MMT in bio-nanocomposites were confirmed by changes of crystallinity due to displacement of the characteristic peak from 7.2 ° to 5.2 °. In the same way, films structured with NFBs showed variations of the vibrational frequencies of the molecular arrangements indicating strong bonds between the polymer blends and the reinforcers. By the extrusion from the mixture of homo pellets and masterbatch pellets, from starch/chitosan blends at proportions of (100/0, 75/25 and 50/50) g/100 g, the obtained films have exhibited changes of the crystallinity and the molecular interactions. In relation to mechanical properties, the films presented increase of the tension response as well as the elongation and modulus of elasticity in relation to the reinforcer concentration in each evaluated blend. On the other hand, the formation of polymer blends and the interactions of reinforcers with the matrix changed significantly the three-dimensional network and consequently the water vapor transmission (WVT). Films produced from starch/chitosan 100/0, nanostructured with (0.5 and 1.0) g MMT/100 g, exhibited lower values of WVT 155 e 139) gm-2 d -1, respectively, when compared to commercial products such as Bionolle ™ (PBS) 330 g m-2 d-1) and (PBAT) Ecoflex® (272 g m-2 d-1). In this work, it was possible to develop a promising material with desired characteristics in the biodegradable packaging sector with wide application in the industry.

A Paracoccidioidomicose (PCM) é uma doença que atinge primariamente os pulmões, podendo também ocorrer de forma sistêmica e, é causada pelo fungo termo dimórfico Paracoccidioides spp. Os principais medicamentos para o tratamento da PCM são quimioterápicos poliênicos, compostos sulfanilamídicos e os azóis. Uma possível ferramenta para tratar e/ ou prevenir a PCM é o uso de vacinas para a geração de resposta imune principalmente do tipo Th1, produtora de IFN-gama, citocina com papel importante para o controle da doença. Um dos candidatos vacinais mais estudados para a PCM, é a vacina com base no peptídeo P10, formado por 15 resíduos de aminoácidos (aa), derivado da glicoproteína de 43 kDa de P. brasiliensis. Com o objetivo de se aprimorar o efeito imunomodulador do peptídeo P10, foi proposto neste trabalho a sua complexação com nanopartículas poliméricas de quitosana. A quitosana foi escolhida em função das suas características físico-químicas e biológicas tais como biocompatibilidade e mucoadesividade, características essenciais para o trabalho em questão. As nanopartículas de quitosana complexadas com o peptídeo P10 em diferentes concentrações foram produzidas a partir da técnica de gelificação iônica e, posteriormente caracterizadas em função do seu tamanho, índice de poli dispersão (PDI) e potencial Zeta (potencial Z). A eficiência de encapsulação foi avaliada utilizando-se o Qubit™ Protein Assay Kit e a toxicidade verificada por ensaios de hemólise e viabilidade celular de macrófagos murinos, da linhagem J774.16. As nanopartículas apresentaram tamanho médio de 220 nm, PDI abaixo de 0,5 e potencial Zeta de + 20 mV. A eficiência de encapsulação foi maior que 90% e não houve citotoxicidade nas primeiras 24 horas. O tratamento com as nanopartículas contendo diferentes concentrações do peptídeo P10 foi eficiente na redução da carga fúngica pulmonar, durante a PCM murina. Estes resultados mostram que a nanopartícula é estável e apresenta as características físico-químicas desejáveis para este trabalho, sendo elas capazes de reduzir de 4 a 20 vezes a concentração usual padrão do peptídeo P10. / Paracoccidioidomycosis (PCM) is a disease caused by the thermo-dimorphic fungal species of Paracoccidioides spp. that mainly affects the lungs and can also occur systemically. The main drugs for the treatment of PCM are polyene chemotherapeutics, sulfanilamidic compounds and azoles. As an alternative for treating and / or preventing PCM, the use of vaccines has been explored, allowing the generation of a Th1-type immune response, with IFN-γproduction, important for the control of the disease. One of the most studied vaccine candidates is the P10 peptide-based vaccine, consisting of 15 amino acids (aa), which is derived from the 43 kDa glycoprotein of P. brasiliensis. In order to improve the immunomodulatory effect of P10 peptide, the complexation with chitosan polymer nanoparticles is being proposed in this project. Chitosan was chosen according to its physico-chemical and biological characteristics such as: biocompatibility and mucoadhesiveness, essential characteristics for this project. The nanoparticles complexed with P10 peptide at different concentrations were produced from the ionic gelation technique and their size, poly dispersion index (PDI), and Zeta potential (Z potential) were analyzed. The encapsulation efficiency was assessed using the Qubit™ Protein Assay Kit and the toxicity verified by hemolysis and cell viability assays with murine J774.16 macrophages. The nanoparticles obtained presented a size of approximately 220 nm, PDI below 0.5 and Zeta potential of approximately + 20 mV. The encapsulation efficiency was greater than 90% and there was no cytotoxicity in the first 24 hours. Treatment with the nanoparticles containing different concentrations of P10 peptide was efficient in reducing lung fungal load during murine PCM. These results show that the nanoparticle is stable and presents the physicochemical characteristics desirable in this project, being able to reduce from 4 to 20 the usual standard concentration of the peptide P10 peptide.

Métodos de desinfecção da água destinam-se à inativação de patógenos a fim de minimizar o risco de doenças transmitidas pela água. Estes métodos incluem tratamento com luz ultravioleta e processos químicos, para o qual cloro, dióxido de cloro, hipoclorito e ozônio são comumente utilizados. No entanto, métodos analíticos modernos revelam que estes métodos padrão de desinfecção da água podem levar à formação de produtos tóxicos e potencialmente cancerígenos. Desse modo, desenvolver métodos mais adequados para a desinfecção de água é uma necessidade. Inativação Fotodinâmica é uma nova abordagem para a eliminação de microrganismos patogênicos. Basicamente, esse processo utiliza fotossensibilizadores e luz para promover uma resposta fototóxica, normalmente oxidativa, capaz de danificar biomoléculas e estruturas celulares, provocando a morte dos microrganismos. No entanto, o fotossensibilizador não pode permanecer livre como um contaminante neste tipo de aplicação. Assim, o objetivo desse estudo foi o desenvolvimento de membranas de quitosana com fotossensibilizadores incorporados visando à desinfecção microbiológica da água. As membranas foram preparadas incorporando-se o azul de metileno, a rosa de bengala, meso-tetrakis (4-N-metilpiridil)-porfirina ou a 5,10,15,20-tetrakis(p-aminofenil)-porfirina. A eficiência do processo de Inativação Fotodinâmica com os fotossensibilizadores incorporados as membrana foi investigada empregando-se a bactéria Escherichia coli como modelo, já que esta bactéria está comumente presente em águas de abastecimento. Os resultados mostraram que, dentre os quatro fotossensibilizadores incorporados em membranas de quitosana, o processo fotodinâmico empregando a TMPyP se mostrou mais efetivo: 5 log de redução após 120 minutos de irradiação com LED branco e 4 log de redução após 120 e 140 minutos de irradiação com LED azul e amarelo, respectivamente. Além disso, com o intuito de simular uma situação real de desinfecção, um sistema circulatório de água, contendo membranas de quitosana/TMPyP reforçadas com nylon, foi empregado. Os resultados mostraram que o processo de fotoinativação dinâmico foi efetivo, apresentando 3 log de redução em 80 minutos de irradiação com LED branco. Estes resultados sugerem que o processo é efetivo para inativar bactérias contaminantes na água, empregando-se fotossensibilizadores incorporados em quitosana como suporte polimérico. / Methods of water disinfection aim to inactivate pathogens in order to minimize the risk of waterborne diseases. These methods include treatment with ultraviolet light and chemical processes, for which chlorine, chlorine dioxide, hypochlorite and ozone are commonly used. However, modern analytical methods reveal that these standard methods of water disinfection may lead to the formation of toxic and potentially carcinogenic products. Thus, developing suitable methods for water disinfection is a necessity. Photodynamic inactivation is a new approach to eliminate pathogenic microorganisms. Basically, this process uses photosensitizers and light to promote a phototoxic response, normally oxidative, capable of damaging biomolecules and cellular structures, causing the death of microorganisms. However, the photosensitizer cannot remain free as a contaminant in this type of application. The objective of this study was to develop chitosan membranes with incorporated photosensitizers aiming the microbiological water disinfection. The membranes were prepared by incorporating methylene blue, rose bengal, meso-tetrakis (4-N-methylpyridyl)-porphine or the 5,10,15,20-tetrakis(p-aminophenyl)- porphyrin. The efficiency of the Photodynamic Inactivation with photosensitizers incorporated into the membrane was investigated using the bacteria Escherichia coli as a model, since this bacteria is commonly present in drinking water. The results showed that, among the four photosensitizers incorporated into chitosan membranes, the process employing the TMPyP was more effective: 5 log reduction after 120 minutes of irradiation with white LED and 4 log reduction after 120 and 140 minutes of irradiation with blue and yellow LED, respectively. Moreover, in order to simulate a real situation of disinfection, a water circulation system, containing TMPyP/chitosan membranes reinforced with nylon, was employed. The results showed that the process of photoinactivation using a dynamic system was effective, with about 3 log reduction in 80 minutes of irradiation with white LED. These results suggest that the process is effective to inactivate bacterial contaminants in water using photosensitizers incorporated into chitosan as a polymeric support.

A utilização da quitosana como fixante de corantes tem se mostrado relevante, devido a sua estrutura química que é responsável pelas suas propriedades biodegradável e antibacteriana. O presente estudo teve como objetivo principal utilizar a quitosana para auxiliar na fixação de corantes pigmentados utilizados na estamparia digital. Também foi testada a carboximetilcelulose. A quitosana foi dissolvida em ácido acético 2% (v/v) nas concentrações de 5, 10, 15 e 22,2 g/L, enquanto a carboximetilcelulose foi dissolvida em água na concentração de 14,28 g/L Os polímeros foram aplicados como pré e pós tratamentos em malha de algodão por dois processos diferentes, via Foulard e por estamparia de quadros. A presença dos polímeros impregnados nas fibras de algodão foi avaliada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). As amostras de malha tratadas e não tratadas (controle) foram lavadas por 54 vezes simulando o uso de uma camiseta durante um ano e avaliadas em espectrofotômetro quanto à solidez da cor a lavagem utilizando os parâmetros escala cinza e sistema CIELAB E*. Os resultados obtidos mostraram que a utilização da quitosana e da carboximetilcelulose como pós-tratamento melhoraram o desempenho da solidez da cor a lavagem em 64% quando avaliada por CIELAB E* e 68% respectivamente quando avaliada por escala cinza. As amostras com aplicação de quitosana e carboximetilcelulose como pré-tratamentos apresentaram valores menores de solidez, quando comparadas às amostras pós-tratadas / The use of chitosan as binder has become relevant due to its chemical structure which is responsible for its biodegradable and antibacterial good. The present study is aimed to the use of chitosan to aid in the fixation of pigmented dyes used in digital printing. A carboxymethylcellulose was also tested. The chitosan was dissolved in 2% (v / v) acetic acid at the concentrations of 5, 10, 15 and 22.2 g / L, while a carboxymethylcellulose was dissolved in water at 14.28 g / L. applied as pre and post treatments in cotton mesh by two different processes, Foulard and silk-screen. The presence of polymers impregnated in the cotton fibers was evaluated by Scanning Electron Microscopy (SEM). The treated and untreated mesh samples were washed 54 times simulating the use of a T-shirt for one year and evaluated in spectrophotometer for color fastness to wash, using the CIELAB E * system. The results showed that the use of chitosan and carboxymethylcellulose as a post-treatment improved the color wash performance in 64% when evaluated by CIELAB E * and 68% when evaluated by gray scale. The samples with application of chitosan and carboxymethylcellulose as pre-treatments presented lower values of color fastness, when compared to the post-treated samples

O crescente interesse na utilização de biomateriais para reparação óssea levou a inúmeros estudos envolvendo formação de diversos produtos, neste sentido, os compósitos obtidos utilizando-se gelatina (G), quitosana (QS) e hidroxiapatita (HA) destacam-se por serem bioativos e bioabsorvíveis, além de apresentarem elevada similaridade com o tecido a ser reparado. Barreiras físicas formadas por tais materiais são extremamente importantes para a odontologia, e o seguinte trabalho tem como objetivo a preparação de membranas de G/QS/HA a partir de um método de co-precipitação in situ da HA na matriz polimérica para sua utilização em regeneração tecidual guiada (RTG). As membranas contendo razões de 20/80, 50/50 e 80/20 de G/QS com 0,3M de HA foram preparadas com pequena adição de glicerina (0,5% v/v) e suas características morfológicas e físico-químicas foram analisadas por meio de técnicas como espectroscopia no infravermelho (IV), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e análise termogravimétrica (ATG). Além disso, foram realizados ensaios de intumescimento e ensaios de citotoxicidade in vitro com cultura de células para verificar a possibilidade de utilização das membranas confeccionadas. O processo de precipitação in situ foi eficaz para formação das mambranas. Além disso, as amostras reticuladas por GTA apresentaram melhores resultados de intumescimento, ao passo que as membranas reticuladas por TPP não se mostraram citotóxicas. / The increasing growth in the usage of bio-composites in bone repair has led to several studies involving the formation of several products. In this sense, composites obtained with gelatin (G), chitosan (QS) and hydroxyapatite (HA) stand out since they are bioactive and biodegradable, besides showing high similarity with the tissue to be repaired. Physical barriers made by such materials are extremely important in orthopedics, and the present work aims to craft G/QS/HA membranes by an in situ co-precipitation method of HA in the polymeric matrix to use them with a treatment called guided bone regeneration (RTG). The membranes containing 20/80, 50/50 and 80/20 weigh percent of G/QS with 0,3M of HA were prepared with a small amount of glycerin (0,5% v/v) and its morphological and physicochemical properties were analyzed by infrared spectroscopy (IV), X-ray diffraction (DRX), scanning electron microscopy (MEV), electron energy loss spectroscopy (EDS) and thermo gravimetric analysis (ATG). On top of that, swelling essays and in vitro cytotoxicity with cell culture were be carried out to check the availability and possible uses of the crafted membranes. The in situ precipitation method was effective to form the membranes. The samples crosslinked with GTA showed better swelling results, however the TPP method yielded non-cytotoxic membranes.

Bases de Schiff biopoliméricas à base de quitosana foram preparadas a partir do salicilaldeído e de seus derivados substituídos na posição 5 do anel aromático do salicilaldeído (5-bromo, 5-cloro, 5-metil, 5-metóxi e 5-nitrosalicilaldeído), utilizando condições de síntese otimizadas para aumentar o grau de substituição (GS). Durante a caracterização das bases foram observados GS (%) = 78,7; 51,3; 43,7; 28,1; 22,1 e 17,5, respectivamente para os derivados 5-metóxi, salicilaldeído, 5-nitro, 5-cloro, 5-metil e 5-bromo, tendo sido as diferenças atribuídas ao caráter indutivo e de ressonância de cada um dos grupos substituintes. A partir desses ligantes foram sintetizados os complexos de cobre (II) e níquel (II) com quitosana e todas as bases de Schiff biopoliméricas. A quitosana, os ligantes e os complexos foram caracterizados por espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e técnicas termoanalíticas (termogravimetria, TG; termogravimetria derivada, DTG e análise térmica diferencial, DTA). A quitosana utilizada apresentou grau de desacetilação, GD = 75,6%, determinado por 1H RMN, e apresentou as bandas características para estes biopolímeros nos espectros FTIR e decomposição térmica em dois eventos exotérmicos, após desidratação. As curvas TG/DTG-DTA das bases revelaram que estas são menos estáveis que a quitosana de partida e a estabilidade mostrou-se mais uma função da natureza do ligante do que do GS. A partir das curvas TG e dos valores de GS foi possível prever a composição das bases em concordância com os dados de análise elementar. Os complexos mostraram coordenação com os átomos de oxigênio do anel aromático dos aldeídos e do nitrogênio imínicos, com base nos espectros FTIR, sendo os complexos de cobre aparentemente mais fortes que os de níquel, se considerados os deslocamentos nas frequências de vibração das ligações C=N e C-Ofen. Os complexos de cobre (II) e níquel (II) também apresentaram decomposição em duas etapas, após desidratação, tendo sido a primeira etapa observada em temperaturas inferiores às das bases. Em alguns casos foi possível observar que os processos de decomposição se dividem, sugerindo decomposição diferenciada para regiões do biopolímero contendo o complexo e aquelas não modificadas, pois tal fenômeno ocorreu principalmente nos complexos derivados das bases com menor GS. Os resíduos de decomposição desses complexos foram CuO e NiO, de acordo com difratogramas de raios X, cujos teores permitiram calcular a quantidade de metal presente em cada complexo, e concluir que praticamente todos os sítios contendo as bases biopoliméricas foram complexadas em ambos os casos. / Biopolymeric Schiff bases were prepared from chitosan and salicylaldehyde and its 5-bromo, 5-chloro, 5-methyl, 5-methoxy and 5-nitro derivatives, under conditions optimized to improve the degree of substitution (DS). From 1H NMR data, DS (%) = 78.7, 51.3, 43.7, 28.1, 22.1 and 17.5, for 5-methoxy, salicylaldehyde, 5-nitro, 5-chloro, 5-methyl, and 5-bromo derivatives, respectively. The differences had been attributed to inductive and resonance effects of each substituent. From these ligands, copper (II) and nickel (II) complexes were synthesized with chitosan and all the biopolymeric Schiff bases. Chitosan, ligands and complexes were characterized by Fourier transform vibrational spectroscopy in the infrared region (FTIR) and thermal analytical techniques (thermogravimetry, TGA; derivative thermogravimetry, DTG and differential thermal analysis, DTA). Chitosan presented a deacetylation degree, DD = 75.6%, determined by 1H NMR, presenting the characteristic bands of this biopolymer in the FTIR spectra as well as decomposition in two exothermic steps after dehydration. TGA/DTG and DTA curves of the bases revealed that they are less stable than chitosan. This stability is closely related to the nature of substituent than the DS. From TGA curves and DS values it was possible to calculate the bases composition which agreed with elemental analysis data. Complexes presented coordination via oxygen atom of aldehydes aromatic rings and the iminic nitrogen, based on the FTIR results, being the copper (II) complexes apparently stronger the those from nickel (II), if one consider the displacements in the vibration frequencies of the C=N and C-Ophen bonds. The copper (II) and nickel (II) complexes also presented decomposition in two steps after dehydration, being the first step observed in lower temperatures when compared to those of the free bases. In some cases it was possible to observe that the decomposition steps in the DTG curves are split suggesting different decomposition for regions of the biopolymer in which the complexes is present and for the unmodified ones, once such phenomena occurred mainly in complexes derived from the bases with lower DS. The residues of decomposition for such complexes were CuO and NiO, according to X-ray diffractograms and their contents permitted to calculate the amount of each metal present in the complex leading to conclude that almost all the sites containing the Schiff bases on the biopolymeric matrix was complexed in both cases.

Um dos maiores desafios da ortopedia é recuperar o tecido ósseo que tenha sido perdido por motivo de doença ou acidente. Na busca de substitutos para os enxertos, tem-se utilizado comumente biomateriais, para recuperação desse tecido. A quitosana é um polímero biocompatível, biodegradável e juntamente com a gelatina, que é produto da desnaturação do colágeno, possuem uso potencial no área de regeneração de tecidos ósseos. O objetivo deste trabalho é a preparação, caracterização de hidrogéis de quitosana:gelatina mineralizados, em diferentes proporções (1:0,5; 1:1 e 1:2) e estudar a liberação controlada de gentamicina utilizando como suporte o hidrogel mineralizado. A quitosana foi obtida a partir da desacetilação parcial da quitina oriunda de gládios de lula e a gelatina utilizada é a comercial Sigma®. Os hidrogéis foram mineralizados pelo método de imersão alternada em soluções de CaCl2 0,2 mol L-1 pH=7,4 e de Na2HPO4 0,12 mol L-1 pH=9,0. A mineralização foi caracterizada por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), dispersão de raios-X (EDS), difração de raios-X (DRX) e cinética de absorção em PBS. Nas análises de TG e MEV pode-se observar a ocorrência de mineralização homogênea no hidrogel, aproximadamente 60% (m/m) em todas as proporções. Nos espectros de FTIR, EDS e DRX, observou-se que o sal de fosfato de cálcio formado durante o processo de mineralização alternada corresponde à hidroxiapatita. Quanto ao estudo de absorção em PBS, os hidrogéis mineralizados apresentam menor intumescimento que os não-mineralizados. Estudou-se o comportamento da liberação in vitro (em PBS, pH 7,4) de gentamicina no hidrogel mineralizado de quitosana/gelatina (1:1) quando se altera a temperatura da liberação (25°C e 37°C). A gentamicina foi incorporada ao hidrogel mineralizado através da imersão em uma solução com concentração de 30 mg ml-1 de gentamicina. O estudo de liberação foi realizado em duas temperaturas 25°C e 37°C. A quantidade de fármaco liberado após 24 horas não é afetada pela alteração na temperatura, mas a velocidade da liberação nas duas primeiras horas é maior a 37°C do que a 25°C. O mecanismo de liberação da gentamicina foi ajustado para o modelo Korsmeyer-Peppas sugerindo que segue a difusão Fickiana. / The replacement of bone tissue lost due to illness or accident is a great challenge in orthopedic area. Biomaterials have been commonly used to prepare new materials for substitution of lost tissue. Chitosan is a biocompatible and biodegradable polymer and its association with gelatin has potential application in bone tissue regeneration. The objective of this study is to describe the preparation and characterization of mineralized hydrogels of chitosan/gelatin prepared with different ratios (1:0.5, 1:1 and 1:2) and the controlled release of gentamicin using the mineralized hydrogel as a support. Chitosan was obtained from the partial deacetylation of squid pens and gelatin was commercial (Sigma ®). The mineralization process was carried out by the alternate soaking method. Hydrogels were soaked in 0.2 mol L-1 CaCl2 buffered with 0.05 mol L-1 Tris buffer (pH 7.4) at 25°C for 30 min, taken out of the Ca2+ solution, rinsed with deionized water and then soaked in 0.12 mol L-1 Na2HPO4 solution buffered with 0.05 mol L-1 Tris buffer (pH 9.0) for 30 min, taken out of the PO43- solution and rinsed with deionized water. The alternate soaking cycle was repeated 6 times to obtain the mineralized matrices which were then rinsed with water, frozen and lyophilized. Mineralized hydrogels were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TG), scanning electron microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD) and kinetic absorption in PBS. SEM results showed an homogeneous mineralization, and for all hydrogels a quantity of approximately 60% (w/w) of mineralization was determined by TG. FTIR, EDS and XRD indicated that phosphate calcium deposited during mineralization process was hydroxyapatite. Mineralized hydrogels had lower swelling values in comparison with non-mineralized, as observed by absorption in PBS. Release of gentamicin in mineralized hydrogel was performed at 25°C and 37°C. Gentamicin was incorporated in the mineralized hydrogel by immersion in a gentamicin solution with a concentration of 30 mg ml-1. The change in release temperature showed that the quantity of drug delivery was not affected after 24 hours. However, the release rate in the first hour is higher at 37°C. The release mechanism of gentamicin was adjusted to the Korsmeyer-Peppas model suggesting that drug release is mostly controlled by a diffusion process.

Na engenharia de tecidos os biomateriais são usados tanto para induzir a formação óssea no tecido adjacente quanto agir como matriz temporária de células e outros agentes. Compósitos biodegradáveis a base de hidroxiapatita, colágeno e quitosana foram preparados como arcabouços para permitir a regeneração óssea. Este estudo teve como objetivo avaliar a toxicidade celular in vitro de novos compósitos de substituição óssea e o seu comportamento biológico após implantação subcutânea no processo de remodelação e cicatrização tecidual. Foram confeccionadas mantas a base de hidroxiapatita (HA), obtida por desproteinização e calcinação do osso bovino, colágeno (Col), obtido por tratamento alcalino do tendão bovino e quitosana (Qui), extraída do gládio de lula, nas seguintes proporções: B1) HA (mistura de partículas <0,2 mm e entre 0,2 e 1,18 mm, proporção 1:1) + Blenda (Col 1% + Qui 0,5%, proporção 1:1), proporção HA:Blenda 1:5; B2) HA (mistura de partículas <0,2 mm e entre 0,2 e 1,18 mm, na proporção 1:1) + Col 1%, proporção HA:Col 1:5; B3) HA (partículas <0,2 mm) + Col 1%, na proporção 1:5. O teste de citotoxicidade in vitro foi realizado pelo método de difusão de extrato em solução (brometo de tetrazolio - MTT). Os biomateriais descritos acima foram avaliados juntamente com o controle positivo (látex), sendo que todos foram submetidos a procedimentos de extração de acordo as normas da ISO10993-5. O meio de cultura foi utilizado como controle negativo. Foram utilizadas duas linhagens celulares: células tumorais de laringe humana HEp (ATCC-CCL-23) e células normais de rim de macaco verde africano (Cercopithecus aethiops) VERO (n=3). A citotoxicidade foi avaliada em um espectrofotômetro (absorbância de 570nm). No teste de biocompatibilidade as amostras foram implantadas no subcutâneo da região dorsal de 51 ratos Wistar. Histomorfometria de espessura e qualidade da cápsula fibrosa, interface implante-tecido, infiltrado inflamatório e crescimento celular interno foram realizados aos 3, 7 e 28 dias após cirurgia (n=5). Imunohistoquímica foi realizada para caracterizações adicionais do infiltrado de macrófagos. No teste de citotoxicidade as linhagens celulares mostraram resultados semelhantes. Não houve diferença entre os compósitos e o controle negativo. Foi demonstrado que os compósitos avaliados não apresentaram efeitos tóxicos em comparação ao controle positivo. No teste subcutâneo a qualidade e a espessura da cápsula não apresentaram diferenças significantes entre os biomateriais e os períodos de implantação. A resposta celular inflamatória aos 7 dias foi mais intensa no biomaterial B1, seguido pelo biomaterial B2 e B3. Uma baixa reação de corpo estranho foi observada em todos os biomateriais, caracterizada pela presença de poucos macrófagos. Ocorreu um intenso crescimento celular no interior do biomaterial B3 aos 28 dias. A análise histológica sugere que esses biomateriais são bem tolerados com baixa reação tecidual inflamatória. Concluímos que os três biomateriais avaliados não apresentaram evidências de citotoxicidade in vitro e, in vivo, mostraram uma boa biocompatibilidade. Esses materiais mostraram-se bons candidatos a matrizes para engenharia de tecidos e enxertos para regeneração óssea. / The biodegradable hydroxyapatite / chitosan / collagen composites of similar composition of the normal human bone were prepared as a biomimetic scaffold for bone replacement and regeneration. The aim of the present study was to evaluate the in vitro cytotoxicity of three new bone grafts and the influence of these synthetic grafts on the inflammatory response and remodeling of connective tissue during wound-healing process. Three biomaterials were developed: B1 = hydroxyapatite (particles size <0,2 mm + between 0,2 and 1,18 mm) / collagen 1% / chitosan 0.5%; B2 = hydroxyapatite (particles size <0,2 mm + between 0,2 and 1,18 mm) / collagen 1% and B3 = hydroxyapatite (particles size <0,2 mm) / collagen 1%. These biomaterials were investigated using a tetrazolium-based calorimetric assay (MTT assay). Latex was used as positive control and the culture medium as a negative control. Two cell lines were used to evaluate the effect of cell type on the toxicity results: human tumor cells HEp-2 (ATCC-CCL23) and monkey normal cells (VERO). Extracts from the biomaterials were obtained according to ISO 10993-12 standards. The cytotoxicity was assessed in a spectrophotometer (the absorbance was read at 570 nm). There were two independent experiments in triplicates. All values were expressed as mean values \'+ OU -\' standard deviation. In the biocompatibility test the samples were implanted subcutaneously in the dorsal lumbar region of 51 Wistar rats. Histomorphometric evaluation of capsule thickness, capsule quality, implant-tissue interface, infiltrate / inflammation and cellular growth within implant was performed 3, 7 and 28 days post-operatively (n=5). Immunohistochemistry was performed for further characterization of the macrophages infiltrate. In cytotoxicity test the cell lines showed similar results. There is no difference in values between the composites and negative control. The values of composites were significant different than the positive control. It was showed that none of the tested composites presents toxic effects for the cell lines evaluated in comparison with positive control. In the subcutaneous test the capsule thickness and capsule quality didn\'t show significant differences between the biomaterials and time of implantation. The biomaterial B1 showed significant difference in inflammatory cellular response than B2 and B3 at 7 days. A low ongoing foreign body reaction was observed in all biomaterials characterized by infiltration of few macrophages. A significant cellular growth within the B3 was observed at 28 days. Histological analysis suggested that the biomaterials were well tolerated with low inflammatory response. According to this study, the three bone grafts evaluated showed no evidence of cytotoxicity and good biocompatibility which makes them suitable candidates to design of bone replacement graft material.

Lesões cartilagíneas apresentam grande dificuldade em cicatrizar e algumas técnicas cirúrgicas tem sido desenvolvidas, mas seus resultados são falhos ao longo do tempo. Desta forma, a aplicação da engenharia tecidual para a reconstrução de lesões de cartilagem tem despertado interesse crescente. A correta combinação entre as fontes celulares, matrizes de suporte e fatores de crescimento podem melhorar a qualidade do tecido reparado. Neste caso, as fontes celulares mais promissoras são as células-tronco, devido sua alta taxa de proliferação e capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares. As matrizes de suporte tem papel fundamental na adesão, proliferação e diferenciação celular, sendo que diversos tipos de biomateriais tem sido estudados. A quitosana é um polímero natural, biocompatível e biodegradável, que tem se mostrado interessante na utilização na engenharia tecidual. O presente estudo objetivou avaliar o hidrogel de Quitosana/Glicerol Fosfato como matriz de suporte para células-tronco de equinos. O hidrogel foi preparado adicionando-se 100 &micro;L &beta;-glicerol fosfato a 900 &micro;L de quitosana diluída em meio ácido. As células-tronco de gordura, saco vitelínico e polpa dentária foram cultivadas no hidrogel de Quitosana/Glicerol Fosfato, suspendendo-se 5x105 células em 350 &micro;L de hidrogel, ainda em estado líquido, e este material foi mantido por duas horas a 37°C, em atmosfera úmida com 5% CO2 e em seguida meio de cultivo celular foi adicionado. Foi realizada análise histológica deste material através das colorações de Hematoxilina/Eosina, Picrossírius e Tricromo de Masson. O hidrogel de Quitosana/Glicerol Fosfato apresentou comportamento bastante irregular e estrutura frágil. As células sedimentadas no hidrogel apresentaram morfologia arredondada e não houve deposição de colágeno. Observou-se redução na quantidade celular ao longo do tempo. As células cultivadas apresentaram morfologia fibroblastóide e aderência em placa de cultivo. Estas características, apesar de não exclusivas, são associadas às características de células-tronco mesenquimais. Quando cultivadas no hidrogel as células assumiram formato redondo, que alguns autores sugerem estar relacionado a uma diferenciação condrogênica. Porém, esta parece ser uma característica de células cultivadas em hidrogel, estando relacionadas à maciez e a falta adesão entre célula e matriz. Este fato pode explicar a diminuição da quantidade de células presentes no meio ao longo do experimento. Apesar de promissor o uso deste biomaterial em engenharia tecidual de cartilagem necessita de algumas melhorias, particularmente em relação à homogeneidade, força mecânica e aderência celular. Este parece ser o primeiro relato do cultivo de células-tronco mesenquimais originadas da polpa dentária na espécie equina. / Cartilage injuries have great difficulty healing and some surgical techniques have been developed, however, results fail over time. Thus, the application of tissue engineering in cartilage injuries repair has gained interest. The correct combination of cell source, scaffolds, and growth factors may improve the quality of the repaired tissue. In this case, the most promising cell sources are stem cells because of their high proliferation rate and ability to be transformed into several cell types. Scaffolds have a fundamental role in cell adhesion, proliferation, and differentiation, thus, several biomaterials have been studied. Chitosan is a natural polymer, biocompatible and biodegradable, suitable for use in tissue engineering. This study aimed at evaluating Chitosan/Glycerophosphate hydrogel as scaffold for equine stem cells. The hydrogel was prepared by adding 100 &micro;L &beta;-Glycerophosphate to 900 &micro;L of chitosan diluted in acid medium. Stem cells from fat, yolk sac, and dental pulp were cultivated in Chitosan/Glycerophosphate hydrogel, suspending 5x105 cells in 350 &micro;L of hydrogel, still in liquid form; this material was kept for two hours at 37°C in humid atmosphere with 5% CO2 and a cell cultivation medium was subsequently added. Histological analysis of this material was realized through Hematoxylin/Eosin, Picrosirius, and Masson\'s Trichrome stains. The Chitosan/Glycerophosphate hydrogel presented substantial irregular behavior and fragile structure. The cells sedimented in hydrogel presented rounded morphology and no collagen deposit. A reduction in cell quantity over time was observed. Cells cultivated in scaffold presented fibroblastoid morphology and adherance to scaffold. These characteristics, despite not being exclusive, are associated with characteristics of mesenchymal stem cells. When cultivated in hydrogel, cells assumed a round form, which some authors indicate to be related to chondrogenic differentiation. However, this seems to be a characteristic of cells cultivated in hydrogel, thus, being associated with softeness and lack of cell-matrix adhesion. This may explain the reduced quantity of cells in the medium throughout the experiment. Despite the promissing use of this biomaterial in cartilage tissue engineering, improvements related to homogeinity, mechanical strengh, and cell adhesion must be studied. This seems to be the first report on the cultivation of mesenchymal stem cells originating from equine dental pulp.