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.

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.

A imunização por via nasal pode representar uma alternativa as imunizações intramusculares, pois a aplicação por essa rota não é invasiva e há fácil acesso da vacina à mucosa. Além disso, a mucosa nasal apresenta diversas características que podem favorecer a imunização, por exemplo, há uma grande área superficial altamente vascularizado disponível para a absorção dos antígenos. Outra característica fundamental é a capacidade da mucosa de responder a antígenos, através das células imunocompetentes presentes, como as células M e dendríticas. Apesar disso, outros métodos podem ser empregados para melhorar absorção e disponibilidade dos antígenos pela mucosa, como a utilização de polímeros biodegradáveis. Entre estes, a quitosana é um biopolímero, derivado da desacetilação da quitina, que tem como principal característica, a possibilidade de estrutura-los em nanopartículas. Outra característica importante é sua propriedade catiônica a qual possibilita a sua ligação a proteínas e também à mucosa, que provoca maiores taxas de retenção de antígenos pela mucosa. Assim, neste trabalho, foi avaliado a imunogenicidade da inoculação do antígeno de superfície da hepatite B (HBsAg), via mucosa nasal em camundongos, os quais produziram anticorpos IgG contra HBsAg, apresentaram aumento da secreção de IgA pela mucosa nasal, e também ao avaliar a resposta de citocinas em células RAW 264.7, houve secreção de TNF-α . / The nasal vaccination is not invasive since its do not require needles for your application and your administration for is easy, thus the immunization via nasal route could be an alternative to intramuscular immunizations. Furthermore, the nasal mucosa has several characteristics like highly vascularized surface area available for absorption of antigen that could elicited the mucosal immune response caused by the competents cell available on the mucosal tissue. Nevertheless, other methods can be employed to improve absorption and availability of antigens to the mucosa, such as the use of nanoparticles of chitosan. Chitosan is a biopolymer product of deacetylation reaction of chitin, that has as main characteristic, the moldability, which enables the production of nanoparticles and its cationic property which allows its binding to proteins and also to the mucosa, which would lead to higher rates of absorption of antigens through the nasal mucosa. Thus, this work investigated the immunogenicity of the administration nanoparticles of chitosan with the surface anti-gen of hepatitis B (HBsAg) via the nasal mucosa in mice, which show levels of IgA in nasal lavages and serum IgG, as well as cytokines such as TNF-α released by RAW 264.7 cells of mice.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-10-11T20:17:54Z No. of bitstreams: 1 LuzianeMaia.pdf: 1947184 bytes, checksum: 04546b4f76a70fff92d57b9fee584431 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-11T20:17:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuzianeMaia.pdf: 1947184 bytes, checksum: 04546b4f76a70fff92d57b9fee584431 (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Textile dyes are recognized as a serious environmental problem due the huge quantity discharged annually in water environments, and its dangerous health risks. Efficient and low cost methods for effluent treatment and recovery of impacted areas are necessary and increasingly researched. The photocatalytic degradation is one of these methods, and this work investigated the feasibility of photocatalytic degradation of the methylene blue (AM) dye from aqueous solutions (5 and 15 mgL-1) in the presence and absence of prepared catalysts (chitosanpolyacrylamide (QT-P), and chitosan-polyacrylamide doped with Zn, QT-P/ZnO). The chitosan and polyacrylamide interaction was studied as a function of the degree of deacetylation of chitosan (64, 82 and 90%), previously obtained from the deacetylation of chitin extracted from shrimp exoskeletons. The QT-P/ZnO heterostructures were characterized by FTIR, XRD and MEV. The photocatalysis experiments were performed considering the effects of pH, contact time and mass variation. AM samples were irradiated with mercury vapor lamp (black light,50W mm-2) and photocatalysis was monitored by UV-Vis spectrophotometry, at the peak wavelength of 665 nm. The results indicated that QT-P interaction is favored by deacetylation. All the materials prepared showed a catalytic effect, but the heteroestructure obtained from the chitosan with the highest degree of deacetylation (QTC-P/ZnO) was the most efficient: 99.2% (AM, 15 mg L-1, 50 min) and 99.8% (AM, 5 mg L-1, 20 min). / Corantes têxteis são reconhecidamente um problema ambiental, não apenas devido a quantidade enorme despejada anualmente em ambientes hídricos, mas também pelos riscos que representam à vida, em virtude da sua natureza química. Métodos eficientes e de baixo custo para o tratamento de efluentes e recuperação de áreas impactadas são necessários e cada vez mais pesquisados. Entre tais métodos, investigou-se a viabilidade da degradação fotocatalítica do corante Azul de Metileno (AM), a partir de soluções aquosas (5 e 15 mgL-1), na presença e ausência de catalisadores preparados à base de quitosana-poliacrilamida (QT-P), dopados com Zn (QT-P/ZnO). A interação quitosana e poliacrilamida foi estudada em função do grau de desacetilação da quitosana (64, 82 e 90%), previamente obtidas a partir da desacetilação da quitina extraída de exoesqueletos de camarão. As heteroestruturas QT-P/ZnO foram caracterizadas por FTIR, XRD e MEV. Os experimentos de fotocatálise foram realizados considerando os efeitos do pH, do tempo de contato e da variação da massa. As amostras de AM foram irradiadas com lâmpada de vapor de mercúrio (luz negra, 50W mm-2) e a fotocatálise foi monitorada por espectrofotometria UV-Vis, no comprimento de onda de 665 nm. Os resultados indicaram que a interação QT-P é favorecida pela desacetilação. Todos os materiais preparados apresentaram efeito catalítico, porém a heteroestrutura obtida a partir da quitosana com maior grau de desacetilação (QTC-P/ZnO) foi a mais eficiente: 99,2% (AM, 15 mg L-1, 50 min) e 99,8 % (AM, 5 mg L-1, 20 min).

O grau de acetilação (GA) da quitosana é um parâmetro que influi nas interações inter e intramoleculares deste polímero e, portanto, em suas propriedades. É comum a incorporação de compostos a filmes de quitosana para melhora de suas propriedades, contudo, não há relatos da incorporação da resina de jatobá, composto natural com potencial atividade biológica, a estes filmes. Portanto, esta pesquisa buscou estudar a influência do grau de acetilação da quitosana e da inclusão da resina de jatobá sobre as propriedades de filmes de quitosana/gelatina, visando uma possível aplicação em cicatrização de feridas cutâneas. Foram produzidas amostras de quitosana a partir de gládios de lula com três diferentes valores de GA, variáveis de 7 a 35%. As soluções formadoras de filme apresentaram redução no valor de concentração inibitória mínima contra Staphylococcus aureus tanto com a redução no GA quanto com a incorporação da resina de jatobá, apesar da resina isoladamente não ter apresentado atividade antimicrobiana nas concentrações estudadas. Os ensaios reológicos demonstraram que a inclusão da resina de jatobá e maiores valores de GA reduziram os valores de viscosidade das soluções, enquanto a temperatura de gelificação também diminuiu com a inclusão da resina de jatobá. Os filmes apresentaram uma superfície lisa e compacta para as blendas quitosana/gelatina e uma morfologia rugosa e irregular após adição da resina de jatobá, quando analisados por MEV. A adição de resina de jatobá levou também a redução na estabilidade térmica dos filmes. Nos testes de absorção em PBS ficou evidente o efeito do GA da quitosana sobre a propriedade, exibindo valores de intumescimento consideravelmente maiores para os filmes conforme o aumento no GA, fator relacionado ao aumento do número de grupos acetila. Por outro lado, a adição de resina de jatobá e o processo de neutralização reduziram consideravelmente o grau de intumescimento dos filmes. Foi observado também que a redução no GA e a inclusão da resina de jatobá tanto aumentaram a permeação ao vapor de água dos filmes, quanto levaram a uma redução da solubilidade destes materiais. / The degree of acetylation (DA) of chitosan is a parameter that influences the inter and intramolecular interactions of this polymer and, therefore, its properties. In addition, it is common the incorporation of other compounds to chitosan films to improve their properties. However, there are no reports of the incorporation of jatoba resin, a natural compound with potential biological activity. Therefore, this research aimed to study the influence of the degree of chitosan acetylation and the inclusion of the jatoba resin on the properties of chitosan/gelatin films, with potential applications in wound healing. Samples of chitosan were produced from squid pens with three different DA values, ranging from 7 to 35%. The reduction in DA of chitosan and incorporation of the jatoba resin into the film-forming solutions resulted in reductions in the minimum inhibitory concentration against Staphylococcus aureus, although the isolated resin did not exhibit antimicrobial activity at the concentrations studied. The rheological tests showed that the inclusion of the jatoba resin and higher DA values reduced the viscosity of the solutions, while gelation temperature values decreased with the jatoba resin addition. The films presented a smooth and compact surface for the chitosan/gelatin blends and a rough and irregular morphology after addition of the jatoba resin. The addition of jatoba resin also led to the reduction in thermal stability of the films. The effect of the DA of chitosan on the absorption of PBS was evident, exhibiting considerably higher swelling values for the films as a function of the DA increase, a factor related to the increase in the number of acetyl groups. Moreover, the addition of jatoba resin and neutralization process considerably reduced the degree of swelling of the films. The water vapor permeability of the films increased due to both the reduction in DA and the inclusion of the jatoba resin, whereas these changes led to the reduction of the solubility of these materials.

Fruto-oligossacarídeos (FOS) são fibras prebióticas com poder adoçante considerável, sendo um produto de alto valor para a indústria de alimentos. Açúcar invertido é o produto da hidrólise da sacarose possuindo maior poder adoçante, menor susceptibilidade à cristalização e maior higroscopicidade com relação à sacarose, sendo de grande interesse industrial. Ambos produtos podem ser produzidos por reações enzimáticas, utilizando β-frutosiltransferase e β- frutofuranosidase respectivamente, no entanto processos enzimáticos costumam ser caros devido ao alto custo e baixa estabilidade de enzimas. Esses fatores podem ser contornados com a imobilização da enzima, permitindo a reutilização e por vezes aumentando a estabilidade. No presente trabalho a enzima β-frutosiltransferase proveniente de um extrato comercial de Aspergillus aculeatus (Viscozyme L) foi parcialmente purificada, com resina de troca iônica, imobilizada covalentemente em esferas de quitosana e utilizada na produção de FOS. O processo de purificação aumentou a atividade específica em 6 vezes. A estabilidade do biocatalisador imobilizado foi avaliada em 50 bateladas para produção de FOS, foi observado cerca de 55 % de rendimento em cada batelada, sem perda de atividade detectada após as utilizações. Após esse experimento foi testada a utilização das esferas em reatores contínuos com leito fixo e fluidizado, com rendimentos de 59 % e 54 % respectivamente. A produção de açúcar invertido foi feita utilizando a enzima Maxinvert L (β-frutofuranosidase de Saccharomyces cerevisiae) que foi imobilizada, da mesma forma, em esferas de quitosana e sua utilização foi testada em reatores de leito fixo e fluidizado com rendimentos de 98 % e 94 % respectivamente. Os reatores de leito fixo possuem potencial para estudos envolvendo aplicações industriais tanto para produção de FOS quanto para produção de Açúcar Invertido. / Fructooligosaccharides (FOS) are prebiotic fibre with sweetening power, being a highvalue product for the food industry. Invert sugar is the product of sucrose hydrolysis; it has a higher sweetening power, it is less susceptible to crystallization and has a higher hygroscopicity than regular sugar. Finding many uses in food industry processes. Both products can be obtained by enzymatic reactions using β-fructosyltransferase and β- fructofuranosidase, respectively. However, enzymatic processes are often costly because of high enzymatic cost and lack of operational stability. These drawbacks can be overcome by immobilization of enzyme, enabling reuses and usually increasing its stability. In the present work, β-fructofuranosidase from a commercial preparation from Aspergillus aculeatus (Viscozyme L) was partially purified, covalently immobilized on chitosan spheres and used for FOS production. Partial purification resulted in a 6-fold increase in specific activity. Operational stability of biocatalyst was evaluated along 50 batches, resulting in around 55 % yield on each batch and no loss of activity after batches. The immobilized biocatalyst was also used for FOS production in packed bed and fluidized bed reactors with yields of 59 % and 54 % respectively. Invert sugar production was carried out using Maxinvert L (β- fructofuranosidase from Saccharomyces cerevisiae) immobilized, by the same method, on chitosan spheres. Its application on packed bed and fluidized bed reactors was evaluated resulting in yields of 98 % and 94 % respectively. The packed bed reactors presented potential for further studies aiming industrial applications for FOS and Invert Sugar production.

A imunização por via nasal pode representar uma alternativa as imunizações intramusculares, pois a aplicação por essa rota não é invasiva e há fácil acesso da vacina à mucosa. Além disso, a mucosa nasal apresenta diversas características que podem favorecer a imunização, por exemplo, há uma grande área superficial altamente vascularizado disponível para a absorção dos antígenos. Outra característica fundamental é a capacidade da mucosa de responder a antígenos, através das células imunocompetentes presentes, como as células M e dendríticas. Apesar disso, outros métodos podem ser empregados para melhorar absorção e disponibilidade dos antígenos pela mucosa, como a utilização de polímeros biodegradáveis. Entre estes, a quitosana é um biopolímero, derivado da desacetilação da quitina, que tem como principal característica, a possibilidade de estrutura-los em nanopartículas. Outra característica importante é sua propriedade catiônica a qual possibilita a sua ligação a proteínas e também à mucosa, que provoca maiores taxas de retenção de antígenos pela mucosa. Assim, neste trabalho, foi avaliado a imunogenicidade da inoculação do antígeno de superfície da hepatite B (HBsAg), via mucosa nasal em camundongos, os quais produziram anticorpos IgG contra HBsAg, apresentaram aumento da secreção de IgA pela mucosa nasal, e também ao avaliar a resposta de citocinas em células RAW 264.7, houve secreção de TNF-α . / The nasal vaccination is not invasive since its do not require needles for your application and your administration for is easy, thus the immunization via nasal route could be an alternative to intramuscular immunizations. Furthermore, the nasal mucosa has several characteristics like highly vascularized surface area available for absorption of antigen that could elicited the mucosal immune response caused by the competents cell available on the mucosal tissue. Nevertheless, other methods can be employed to improve absorption and availability of antigens to the mucosa, such as the use of nanoparticles of chitosan. Chitosan is a biopolymer product of deacetylation reaction of chitin, that has as main characteristic, the moldability, which enables the production of nanoparticles and its cationic property which allows its binding to proteins and also to the mucosa, which would lead to higher rates of absorption of antigens through the nasal mucosa. Thus, this work investigated the immunogenicity of the administration nanoparticles of chitosan with the surface anti-gen of hepatitis B (HBsAg) via the nasal mucosa in mice, which show levels of IgA in nasal lavages and serum IgG, as well as cytokines such as TNF-α released by RAW 264.7 cells of mice.

Nanoparticulas magnéticas (NPMs) de óxido de ferro tem sido amplamente utilizadas em diversas áreas da biotecnologia e biomedicina, tais como no tratamento de câncer, na entrega controlada de fármacos e como agentes de contraste em imagem por ressonância magnética. O intuito deste trabalho foi sintetizar nanopartículas magnéticas com magnetização de saturação intensificadas via processo do poliol modificado e modificar sua superfície afim de promover a biocompatibilização dos sistemas. Além da funcionalização de nanopartículas previamente biocompatibilizadas utilizando dois métodos: via ligação amida com moléculas de ácido fólico (AF) e com a encapsulação das nanopartículas com quitosana. A modificação de superfície deu-se via procedimentos de lavagem de superfícies, adição e/ou troca de ligantes utilizando moléculas de ácido ?- aminocapróico (EACA), aminopropiltrimetoxisilano (APTMS) e ácido dimercaptosuccínico (DMSA). Através da microscopia eletrônica de transmissão (TEM), foi obtido que as nanopartículas magnéticas de magnetita obtiveram um diâmetro médio de 8 nm, em uma estreita distribuição de tamanho. A difração de raios-X (DRX) indicou a formação de magnetita em todos os sistemas em que o método do poliol modificado foi utilizado. As medidas de espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR) evidenciaram a presença de modos de vibração relacionados às macromoléculas e compostos inorgânicos utilizados na modificação de superfície das nanopartículas magnéticas e/ou funcionalização. A TEM das diferentes modificações de superfície mostram a formação de aglomerados dependendo da molécula utilizada. Os estudos de estabilidade coloidal foram necessários para que o meio biológico fosse simulado para uma possível aplicação destes sistemas como carreadores para tratamento via magnetohipertermia ou entrega controlada de NPMs para tratamento de câncer. A nanopartícula recoberta com DMSA apresentou melhores resultados de estabilidade coloidal. Com os sistemas funcionalizados com ácido fólico, o procedimento via ligação com carbodiimida na presença de NHS demonstrou ser eficaz na formação de ligação amida, confirmada por FTIR e quantificação de ligantes. A funcionalização com quitosana necessita de alguns ajustes, visto ser um novo procedimento, porém alguns sistemas em que foi utilizado o método da gelificação iônica possuíram bons resultados de nanocápsulas de quitosana formadas com nanopartículas biocompatibilizadas em seu interior. / Magnetite, iron oxide, is a type of magnetic nanoparticles (NPMs) that is a widely adopted in several areas of biotechnology and biomedicine, such as in the treatment of cancer, controlled delivery of drugs and as contrast agents in magnetic resonance imaging. The purpose of this work is to synthesize magnetic nanoparticles with enhanced saturation magnetization via modified polyol process and modify its surface to promote a biocompatibilization in these systems. In addition, there was the aim to functionalize nanoparticles with modificate surfaces, using two methods: via amide bonding with folic acid molecules (AF) and encapsulation of nanoparticles with chitosan. Surface modification was done via surface washing, addition and / or exchange ligands using ?-aminocaproic acid (EACA), aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) and dimercaptosuccinic acid (DMSA) molecules. By transmission electron microscopy (TEM), it was obtained that the magnetite nanoparticles had an average diameter of 8 nm, in a narrow size distribution. X-ray diffraction (XRD) indicated formation of magnetite in all systems where modified polyol method was used. Infrared spectroscopy (FTIR) showed the presence of vibration modes related to macromolecules and inorganic compounds used in the surface modification of magnetic nanoparticles and / or functionalization. The TEM of different surface modifications showed the formation of agglomerates, depending on the molecule used. Colloidal stability studies were necessary to simulate a biological medium for a possible application of these systems as carriers for treatment via magnetohyperthermia or controlled delivery of NPMs for cancer treatment. Nanoparticles coated with DMSA showed better colloidal stability results. With folic acid functionalized systems, the procedure via carbodiimide linkage in the presence of NHS had been shown to be effective in FTIR-confirmed amide bond formation and ligand quantification. The functionalization with chitosan requires some adjustments, since it was a new procedure, however some systems using the ionic gelation method had good results of chitosan nanocapsules formed with biocompatibilized nanoparticles in structure.

As fraturas em equinos são responsáveis por grande prejuízo financeiro devido às dificuldades encontradas para instituir seu tratamento nessa espécie, principalmente em animais adultos. Entre as dificuldades técnicas no tratamento de fraturas em equinos estão a alta resistência óssea, que acarreta fraturas com grande transmissão de energia, e a escassez de materiais e técnicas de osteossíntese específicos para a espécie, gerando mau prognóstico em muitos casos. Estas fraturas, quando cominutivas acarretam em falhas ósseas, criando um espaço entre os fragmentos de maior tamanho e ainda extensa lesão de tecidos adjacentes, o que dificulta e prolonga o tempo de consolidação óssea. Atualmente a terapia com células tronco vem sendo bastante estudada em ortopedia, contudo o ambiente onde essas células são depositadas determina o caminho para onde elas vão se diferenciar. Para a utilização de células tronco em ortopedia, estas devem sem implantadas junto a um suporte tridimensional, por exemplo os biopolímeros, que além de fornecer um meio para a multiplicação e diferenciação dessas células, também deve apresentar características biomecânicas semelhantes ao tecido a ser reparado, que no caso da ortopedia é o tecido ósseo. O objetivo desse estudo foi avaliar as propriedades biomecânicas de dois biopolímeros a poliuretana de mamona com carbonato de cálcio e uma formulação de quitosana com fosfato de cálcio. Foram preparadas duas formulações diferentes de cada biopolímero, em corpos de prova cilíndricos de 12 mm de comprimento e 6 mm de diâmetro, sendo: poliuretana de mamona porosa e compacta, e quitosana com secagem a 38 e 60 graus Celsius. Essas formulações foram submetidas a ensaios compressivos nos momentos 3, 24, 48 e 72 horas após o preparo e avaliadas quanto sua resistência à compressão, deformação relativa e módulo de elasticidade. A poliuretana de mamona compacta apresentou o maior valor de resistência à compressão (45,805 N/mm2) após 48 horas. A fórmula de quitosana com secagem a 38oC apresentou a menor deformação relativa (3,952 %) após 72 horas de preparo e o maior valor de módulo de elasticidade encontrado foi na poliuretana de mamona compacta após 72 horas (1354,284 N/mm2). Sendo assim a poliuretana de mamona compacta apresenta maior resistência à compressão do que o osso esponjoso de terceiro metacarpiano equino e semelhante aos substitutos ósseos comerciais mais resistentes. A fórmula de quitosana 38oC apresentou valores similares aos observados no osso esponjoso equino. Podemos concluir com esses dados que a poliuretana de mamona compacta e a fórmula de quitosana 38oC apresentam características biomecânicas desejáveis nos materiais para enxerto ósseo. / Equine fractures are responsible for great economic losses due to difficulties in establishing their treatment, mainly regarding adult animals. Among technical difficulties faced in the equine fractures treatment, there are high bone strenght, which results in high energy fractures and the lack of materials and specific osteosynthesis techniques for the specimen, resulting bad prognostic in many cases. When cominutives, these fractures result in bone gaps, creating spaces between bigger fragments and still extensive surrounding tissue damages, which difficults and extends time for bone consolidation. Nowadays, therapy with steam cells is focused in orthopedy, but environment where these cells are established determines the path they will take. For the use of steam cells in orthopedy, they must be implanted together with a tridimensional support such as biopolymers which, besides offering conditions for replication and differentiation of these cells, they must present biomechanic characteristics similar to the tissue to be healed, which is the bone. The target of this study was to evaluate biomechanic properties of two biopolymers, a castor oil polyurethane with calcium carbonate and a formulation of chitosan with calcium phosphate. Two different formulations of each biopolymer were prepared, in cilindric parts of 12mm lenght and 6mm diameter: porous and compact castor oil polyurethane, and chitosan drying at 38oC and 60oC. These formulations were submitted to compressed tests at 3, 24 and 72 hours after preparation and evaluated for compressive strenght, relative deformation and modulus of elasticity. The compact castor oil polyurethane presented greater compressive value (45,805 N/mm2) after 48 hours. Chitosan formulation drying at 38oC presented lower relative deformation (3,952%) 72 hours after prepared, and the highest value for modulus of elasticity found was compact castor oil polyurethane after 72 hours (1354,284 N/mm2). Thus, compact castor oil polyurethane presents higher compressive strenght than trabecular bone of the third equine metacarpal and similar to strenghter comercial bone grafts. The formulation chitosan 38oC presented similar values to those observed in equine trabecular bone. With these data, we can conclude that the compact castor oil polyurethane and the formulation of chitosan 38oC present desirable biomechanic characteristics in materials for bone grafts.

O grau de acetilação (GA) da quitosana é um parâmetro que influi nas interações inter e intramoleculares deste polímero e, portanto, em suas propriedades. É comum a incorporação de compostos a filmes de quitosana para melhora de suas propriedades, contudo, não há relatos da incorporação da resina de jatobá, composto natural com potencial atividade biológica, a estes filmes. Portanto, esta pesquisa buscou estudar a influência do grau de acetilação da quitosana e da inclusão da resina de jatobá sobre as propriedades de filmes de quitosana/gelatina, visando uma possível aplicação em cicatrização de feridas cutâneas. Foram produzidas amostras de quitosana a partir de gládios de lula com três diferentes valores de GA, variáveis de 7 a 35%. As soluções formadoras de filme apresentaram redução no valor de concentração inibitória mínima contra Staphylococcus aureus tanto com a redução no GA quanto com a incorporação da resina de jatobá, apesar da resina isoladamente não ter apresentado atividade antimicrobiana nas concentrações estudadas. Os ensaios reológicos demonstraram que a inclusão da resina de jatobá e maiores valores de GA reduziram os valores de viscosidade das soluções, enquanto a temperatura de gelificação também diminuiu com a inclusão da resina de jatobá. Os filmes apresentaram uma superfície lisa e compacta para as blendas quitosana/gelatina e uma morfologia rugosa e irregular após adição da resina de jatobá, quando analisados por MEV. A adição de resina de jatobá levou também a redução na estabilidade térmica dos filmes. Nos testes de absorção em PBS ficou evidente o efeito do GA da quitosana sobre a propriedade, exibindo valores de intumescimento consideravelmente maiores para os filmes conforme o aumento no GA, fator relacionado ao aumento do número de grupos acetila. Por outro lado, a adição de resina de jatobá e o processo de neutralização reduziram consideravelmente o grau de intumescimento dos filmes. Foi observado também que a redução no GA e a inclusão da resina de jatobá tanto aumentaram a permeação ao vapor de água dos filmes, quanto levaram a uma redução da solubilidade destes materiais. / The degree of acetylation (DA) of chitosan is a parameter that influences the inter and intramolecular interactions of this polymer and, therefore, its properties. In addition, it is common the incorporation of other compounds to chitosan films to improve their properties. However, there are no reports of the incorporation of jatoba resin, a natural compound with potential biological activity. Therefore, this research aimed to study the influence of the degree of chitosan acetylation and the inclusion of the jatoba resin on the properties of chitosan/gelatin films, with potential applications in wound healing. Samples of chitosan were produced from squid pens with three different DA values, ranging from 7 to 35%. The reduction in DA of chitosan and incorporation of the jatoba resin into the film-forming solutions resulted in reductions in the minimum inhibitory concentration against Staphylococcus aureus, although the isolated resin did not exhibit antimicrobial activity at the concentrations studied. The rheological tests showed that the inclusion of the jatoba resin and higher DA values reduced the viscosity of the solutions, while gelation temperature values decreased with the jatoba resin addition. The films presented a smooth and compact surface for the chitosan/gelatin blends and a rough and irregular morphology after addition of the jatoba resin. The addition of jatoba resin also led to the reduction in thermal stability of the films. The effect of the DA of chitosan on the absorption of PBS was evident, exhibiting considerably higher swelling values for the films as a function of the DA increase, a factor related to the increase in the number of acetyl groups. Moreover, the addition of jatoba resin and neutralization process considerably reduced the degree of swelling of the films. The water vapor permeability of the films increased due to both the reduction in DA and the inclusion of the jatoba resin, whereas these changes led to the reduction of the solubility of these materials.