Micropartícula de quitosana complexada com íons metálicos [Fe(II), Fe(III), Zn(II)] foram preparadas e caracterizadas a fim de se obter sistemas microparticulados para a adsorção de substâncias. A técnica de preparo utilizada foi a secagem por aspersão, através da qual se obteve micropartículas esféricas colapsadas e com superfície rugosa. O tamanho de partícula foi influenciado tanto pela reação de reticulação com glutaraldeído como pela presença e tipo do metal utilizado para a formação do complexo. A adsorção do ciprofloxacino pelas micropartículas desenvolvidas foi estudada em meio aquoso, O estado de equilíbrio foi influenciado pelo tipo de metal presente na micropartícula e pela concentração inicial de ciprofloxacino na solução. Com o intuito de descrever o mecanismo de adsorção, foram utilizados modelos matemáticos de isotermas de Langmuir e Freundlich, sendo que os dados apresentaram um melhor ajuste para a isoterma de Freundlich. Através da análise de modelos de cinética de pesudo-primeira-ordem e pseudo-segunda-ordem, verificou-se que os dados melhor se ajustaram ao modelo de pseudo-segunda-ordem, indicando que o mecanismo de adsorção do ciprofloxacino pelas micropartículas é através de quimissorção. A determinação da capacidade de adsorção do ciprofloxacino, conduzido in vitro, demonstrou que as micropartículas de quitosana-Fe(III) e quitosana-Zn(II) apresentam efetividade de adsorção. Com isso as micropartículas de quitosana-Fe(III) foram encapsuladas por uma matriz de pectina, sendo este utilizado para a adsorção de antimicrobianos residuais presentes no cólon. A estabilidade das esferas foi determinada em meios digestivos simulados, onde se verificou uma estabilidade de 1 h e 5 h nos meios gástricos e intestinal, respectivamente. Quando as esferas foram incubadas no meio colônico, observou-se uma degradação dependente da concentração de pectina. Com o intuito de evitar a adsorção do ciprofloxacino no meio intestinal, as esferas foram revestidas com Eudragit RS. Estudos de adsorção em meio colônico simulado demonstrou que a capacidade de adsorção das micropartículas de quitosana-Fe(III) não é afeta pela encapsulação na matriz de pectina. O sistema desenvolvido demonstra ser promissor para a extração do ciprofloxacino presente no meio colônico simulado. / The aim of this work was to develop, characterize chitosan- metal ion [Fe(II), Fe(III), Zn(II)] microparticle, and evaluate the adsorption capacities of ciprofloxacin by these complexes. The microparticles were prepared by a spray drying method. They showed good sphericity and a roughness surface morphology. The particle size was influenced by crosslinking reaction and by the kind of metal ion onto the microparticle. A batch adsorption system was applied to study the adsorption of ciprofloxacin from aqueous solution by chitosan-metal ion crosslinked microparticle. The adsorption process was fast, and the equilibrium contact times were influenced by the kind of metal ion onto microparticle. The Langmuir and Freundlich adsorption models were used for mathematical description of the adsorption equilibrium, and it was found that experimental data fitted well to Freundlich model. Adsorption models, based on the assumption of the pseudo-first-order and pseudo-second-order mechanism showed that the pseudo-second-order adsorption mechanism is predominant, and the adsorption process appears to be controlled by the chemical reaction. Chitosan-Fe(III) and chitosan-Zn(II) microparticle demonstrated the highest adsorption of ciprofloxacin. Chitosan-Fe(III) microparticle was encapsulated in a pectin matrix. The system was used for the adsorption of colonic residual antibiotics responsible by the emergence of resistance. The stability of the beads was carried out on simulated digestive media. Beads incubated in simulated gastric and intestinal medium were stable for 1 h and 5 h, respectively. When incubated in simulated colonic medium, beads were then degraded by pectinases contained in the medium. Coating with Eudragit RS was needed to prevent the early adsorption of antibiotics in intestinal medium. Adsorption studies in simulated colonic medium show that the adsorption capacity of chitosan-Fe(III) is not modified after encapsulation within pectin beads making the elimination reaching the colon clinically feasible.

Neste trabalho de mestrado foram desenvolvidos nanobiocompósitos contendo quitosana (QS) e nanopartículas de prata (AgNPs) para aplicação em matrizes poliméricas com propriedades bactericidas. O trabalho foi conduzido em 4 etapas, sendo: i) a primeira referente ao estudo e escolha do melhor modo de estabilização dos colóides de prata em solução, sendo escolhido o modo de estabilização estérica com a quitosana (QS); ii) a segunda parte está relacionada com um estudo detalhado da interação entre a QS e as nanopartículas de prata (AgNPs) além da otimização da relação QS:AgNPs no nanocompósito para se obter maior ação bactericida; iii) foi também proposta uma rota de síntese na qual não se utiliza-se o Boro Hidreto de Sódio (NaBH4) como redutor, composto altamente reativo, sendo utilizados o citrato de sódio e QS conjuntamente como redutores; iv) inserção do nanocompósito QS:AgNPs em uma matriz de polivinil álcool (PVA). Foram utilizadas as técnicas de espectroscopia UV-vis e FT IR, DLS, Potencial Zeta, MET, DR-X, ensaios microbiológicos de MIC, OD595 e teste de halo de inibição, TGA, DSC e ensaios mecânicos. Concluímos que o uso da QS como agente estabilizante em comparação ao PVA é a mais indicada, devido ao maior número de grupos funcionais interagindo com as nanopartículas de prata. O poder de ação bactericida do nanocompósito QS:AgNPs pode ser aumentado numa certa relação entre ambos, a saber 4:1 em massa. A síntese utilizando citrato de sódio e QS como redutores mostrou a possibilidade da obtenção de nanopartículas de prata pequenas, com tamanho de 2 - 5 nm com estrutura esférica ou maiores. com tamanho de 300 nm, apresentando estruturas dendríticas, dependendo apenas do tempo de reação e concentração de citrato de sódio. A última etapa revelou a possibilidade da inserção do nanocompósito no polímero PVA sem perda significativa das características térmicas e mecânicas do polímero. / The work reported here was aimed at developing chitosan/AgNPs based nanobiocomposits for bactericidal applications. The studies were divided into four main steps, viz.,: i) optimization of the silver colloids stabilition process, in which the use of chitosan resulted in the best stability, ii) a detailed investigation on the interactions between chitosan and AgNPs, as well as the optimization of the chitosan :AgNPs ratio to promote the best bactericidal effect, iii) development of a new synthetic route without using NaBH4, in a search for an environmentally-friendly route, and iv) incorporation of the chitosan:AgNps nanobiocomposites in a PVA matrix for application as smart food packaging. The nanobiocomposites were characterizaed via UV-vis and FT IR spectroscopies, DLS, Zeta potential, TEM and DR-X. Biological essays had also been carried out, as well as tensilestress and thermo analyses (DSC and TGA). The best bactericidal effect was observed for a nanobiocompostie comprising chitosan:AgNPs at a ratio of 4:1 (wt/wt). The synthetic route employing sodium citrate as reducing agent resulted in AgNPs with average diameters of 2 5 nm, as well as bigger nanoparticles with diameters of ca. 300 nm, depending on the reaction time and citrate concentration. The incorporation of the chitosan:AgNPs composites in the PVA matrix resulted in the formation of a bactericidal composite with good mechanical and thermal properties, suitable for applications as smart food packing.

O presente trabalho teve como objetivo produzir 3,6-O, O´-dimisritoilquitosana (QDM) com baixo grau médio de substituição ((GS) ̅ ≤ 10%) a partir da reação de quitosana com cloreto de miristoíla, de maneira a conferir caráter anfifílico às cadeias poliméricas. Neste estudo foram empregadas diferentes quitosanas de partida, a saber, quitosana de origem comercial (QC), que apresenta baixo grau médio de acetilação ((GA) ̅ = 5 %) e baixa massa molar média viscosimétrica ((Mv) ̅ = 87,000 g/mol), e quitosana DAIUS (QD), produzida a partir da desacetilação de beta-quitina assistida por irradiação de ultrassom de alta intensidade, que apresenta( GA) ̅ = 15 % e (Mv) ̅ = 300,000 g/mol. Para obtenção dos derivados QDM, diferentes razões molares quitosana/cloreto de miristoíla (Q/CM) foram empregadas (1:0,075; 1:0,1; 1:0,2 e 1:0,5), e as reações foram executadas por 1 h a 25 °C. As características estruturais e morfológicas das amostras geradas neste trabalho foram determinadas pelo emprego de espectroscopias de ressonância magnética nuclear e no infravermelho e difração de raios-X. A solubilidade das amostras foi investigada por espectroscopia UV/visível e a estabilidade térmica foi estudada através de análise termogravimétrica. A partir da análise de espectroscopia no infravermelho, foi possível evidenciar a ocorrência da reação de acilação seletiva dos grupos OH das quitosanas, através da presença da banda observada em 1740 cm-1, referente à deformação axial de carbonila de éster, resultante da reação de O-acilação. A banda em 1577 cm-1 referente a N-acilação não foi evidenciada. Na segunda etapa deste estudo as amostras QCM1 ((DS) ̅ = 6,6%) e QCM4 ((DS) ̅ = 11 %), que apresentaram concentrações críticas de agregação (CAC) 8,9 × 10-3 mg/ mL e 13,2 × 10-3 mg/ mL, respectivamente, foram empregadas nos estudos de encapsulação e liberação de paclitaxel e camptotecina, fármacos hidrofóbicos anti-câncer insolúveis em água. A análise de microscopia eletrônica de transmissão (MET) mostrou que as micelas de QCM apresentaram formas aproximadamente esféricas, enquanto que o espalhamento dinâmico de luz (DLS) permitiu a determinação do diâmetro médio das micelas carregadas e vazias, que variou no intervalo 280 nm - 481 nm, enquanto o potencial zeta foi ≥ +30 mV. As micelas de QCM foram capazes de encapsular o paclitaxel e a camptotecina com elevada eficiência de encapsulação (EE > 60 %), como confirmado por análises de HPLC e UV-vis. Os estudos sobre a citotoxicidade das micelas em relação às células Caco-2 e HT29-MTX mostraram que estas não apresentaram citotoxicidade e que a encapsulação diminuiu a toxicidade de paclitaxel e camptotecina. Os estudos de permeação de paclitaxel e a camptotecina encapsulados em micelas de DMQ através da monocultura de Caco-2 e do modelo de co-cultura Caco-2 / HT29-MTX confirmaram o potencial das micelas na melhoria da absorção intestinal dos fármacos. Os estudos de liberação com ambos fármacos mostraram perfis de liberação sustentada. Os resultados obtidos sugerem que as micelas de QCM podem ser carreadoras promissoras para encapsular paclitaxel e camptotecina. / The aim of this work was to produce 3,6-O,O\'-dimyristoyl chitosan (DMC) with low average degree of substitution ((DS) ̅ ≤ 10%) from the reaction of chitosan with myristoyl chloride, in order to confer amphiphilic characteristics to the polymer chains. In this study, different chitosans were used, namely commercial chitosan (QC), which possesses low average degree of acetylation ((GA) ̅ = 5%) and a low viscosity average molecular weight ((Mv) ̅ = 87,000 g/mol), and chitosan QD, produced from the ultrasound assisted deacetylation of beta-chitin, which presents (GA) ̅ = 15% and (Mv) ̅ = 300,000 g/mol. Different molar ratios chitosan / myristoyl chloride (Q/CM) were used (1: 0.075, 1: 0.1, 1: 0.2 and 1: 0.5) to obtain the DMCh derivatives, and the reactions were carried out at 25 0C for 1 h. The structural and morphological characteristics of the samples produced in this work were determined by infrared and nuclear magnetic resonance spectroscopy and X-ray diffraction. The solubility of the samples was investigated by UV/visible spectroscopy and the thermal stability was studied by thermogravimetric analysis. From the infrared spectroscopy analysis, it was possible to observe a band at 1740 cm-1, which refers to the axial deformation of the carbonyl moiety of carboxylic ester, showing the occurrence of O-acylation. The band at 1577 cm-1, which refers to N-acylation, was not evidenced. Then, the samples DMC1 ((DS) ̅ =6,6% ) and DMC4 ((DS) ̅ =11% ), which presented critical aggregation concentrations of 8.9×10-3 mg/mL and 13.2×10-3 mg/mL, respectively, were employed in the studies of encapsulation and release of the water-insoluble anti-cancer hydrophobic drugs, paclitaxel and camptothecin. Transmission electron microscopy (TEM) analyses showed that DMC micelles presented roughly spherical shapes, and dynamic light scattering (DLS) allowed the determination of the mean diameter of charged and empty micelles, which varied between 280 nm and 481 nm, while the zeta potential, was ≥ +30 mV. DMC micelles were able to encapsulate paclitaxel and camptothecin with high encapsulation efficiency (EE> 60%), as confirmed by HPLC and UV-vis analyses. Furthermore, the micelles did not exhibit cytotoxicity toward Caco-2 and HT29-MTX cells, and the encapsulation decreased the toxicity of paclitaxel and camptothecin. Permeability studies of paclitaxel and camptothecin encapsulated into DMC micelles through Caco-2 monoculture and Caco-2 / HT29-MTX co-culture models confirmed the potential of micelles on the improvement of intestinal absorption of hydrophobic drugs. The release studies with both drugs showed sustained release profiles. Hence, the results suggest that the DMC micelles may be promising carriers for encapsulating paclitaxel and camptothecin.

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When tested together, farnesol has no effect compared to the MIC obtained for miconazole. Nanoparticles of chitosan-containing miconazole and farnesol were prepared by ionic gelation and showed favorable characteristics for use on mucous membranes, such as diameter less than 300 nanometers (nm), polydispersion index (PDI) less than 0.3, positive zeta potential and acid pH. The encapsulation efficiency (EE) of the nanoparticles was on average 81.1% for miconazole, 31.9% farnesol and 32.7% and 70.0% for miconazole and farnesol when co-encapsulated, respectively. The nanoparticles showed instability as the diameter and PDI, but were stable compared to the EE. Regarding toxicity in cultured fibroblasts (Balb/ c 3T3) were considered non-toxic. The nanoparticles showed antifungal activity against C. albicans strain used, with MIC of 2.5 μg/mL and 2 μg/mL for nanoparticles with miconazole and miconazole/ farnesol, respectively. Nanoparticles containing farnesol inhibit yeast-hyphae transition at concentrations greater than or equal to 240 uM. The antifungal activity in vivo was assessed in the murine model for VVC. Although there is no statistically significant difference between treatments in relation to the counting of colony forming units (CFU), the results suggest that chitosan nanoparticles containing miconazole and farnesol were effective for inhibiting fungal proliferation and chitosan nanoparticles containing farnesol were capable of decreasing the pathogenicity of infection demonstrated by the absence of inflammation. / A candidíase vulvovaginal (CVV) é causada principalmente pelo fungo oportunista Candida albicans. A transição de leveduras para hifas é considerada como um dos principais fatores de virulência deste patógeno. O aumento da incidência de CVV tem destacado a importância do desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas. O objetivo do presente estudo foi o desenvolvimento de um sistema nanoestruturado muco-adesivo composto por miconazol e farnesol em quitosana para o tratamento de CVV. O fármaco miconazol apresentou eficácia antifúngica com concentração inibitória mínima (CIM) de 1 μg/mL. A molécula quorum sensing farnesol foi capaz de inibir a transição levedura-hifa em concentrações maiores ou iguais a 300 μM. Quando avaliados em conjunto, o farnesol não apresentou nenhum efeito em relação à CIM obtida para o miconazol. Nanopartículas de quitosana contendo miconazol e farnesol foram preparadas por gelificação iônica e apresentaram características favoráveis para utilização em mucosas, como diâmetro menor que 300 nanômetros (nm), índice de polidispersão (PDI) menor que 0.3, potencial zeta positivo e pH ácido. A eficiência de encapsulação (EE) das nanopartículas foram em média 81,1% para miconazol, 31,9% para o farnesol e 32,7% e 70,0% para o miconazol e farnesol quando co-encapsulados, respectivamente. As nanopartículas demonstraram instabilidade quanto ao diâmetro e PDI, porém foram estáveis em relação à EE. Quanto à toxicidade em culturas de fibroblastos (Balb/c 3T3) foram consideradas não tóxicas. As nanopartículas demonstraram ação antifúngica contra a cepa de C. albicans utilizada, apresentando CIM de 2,5 μg/mL e 2 μg/mL para nanopartículas com miconazol e miconazol/farnesol, respectivamente. Nanopartículas contendo farnesol inibiram a transição levedura-hifa em concentrações maiores ou iguais a 240 μM. A ação antifúngica in vivo foi avaliada no modelo murino para CVV. Apesar de não existir diferença estatisticamente significativa entre os tratamentos em relação à contagem de unidades formadoras de colônias (UFC), os resultados sugerem que nanopartículas de quitosana contendo miconazol e farnesol são eficazes, pois inibem a proliferação fúngica e que nanopartículas de quitosana contendo farnesol são capazes de diminuir a patogenicidade da infecção, demonstrada pela ausência de inflamação.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Lipases (glycerol ester hydrolases, EC3.1.1.3) are versatile catalysts with broad and diverse possibilities of industrial applications. Its main application is essentially catalyze the hydrolysis of triglycerides. However, in micro-aqueous environments these enzymes have the ability to catalyze the reverse reaction of esterification. These enzymes do not require cofactors, have relatively low cost, are regioespecific, enantioselectives and may act on a broad range of temperature and pH. This work aimed to develop alternative technologies using enzymatic routes mediated by lipase from Rhizomucor miehei (RmL) immobilized on chitosan support in the presence of some classes of surfactants for the production of methyl butyrate and ethyl butyrate, two esters widely used in cosmetic and food industries. In this study two immobilization strategies were evaluated. In the first, the enzymes were immobilized in the presence of selected surfactants on chitosan supports previously activated with glutaraldehyde. In the second immobilization strategy, chitosan was crosslinked with glutaraldehyde after prior adsorption of the enzymes in the presence of surfactants. Among the immobilization procedures studied, the best results were achived when the enzyme was immobilized onto chitosan support in the presence of the surfactant sodium dodecyl sulphate SDS (0.23% m v-1) for 1 h at 4  C and 220 rpm, followed by crosslinking with 0.6% glutaraldehyde (v v-1) for 1 h at 25  C. In esterification experiments conducted with the best derivative, a detailed study of the parameters that affect the reaction rates were performed. The best yields were obtained when the reactions were conducted at 25  C, 6h and 150 rpm using n-heptane as a solvent. For methyl butyrate maximum esterification yield was 89% and for ethyl butyrate the maximum conversion observed was 92%. The results were comparable to yields observed when the esterification reactions were carried out with the commercial enzyme Lipozyme and the soluble enzyme under the same reaction conditions. / Lipases (glicerol Ãster hidrolases, E.C.3.1.1.3) sÃo catalisadores versÃteis com amplas e diversificadas possibilidades de aplicaÃÃo industrial. Sua principal aplicaÃÃo à essencialmente catalisar a hidrÃlise de triglicerÃdeos. Entretanto, em ambientes micro-aquosos estas enzimas possuem a habilidade de catalisar a reaÃÃo reversa de esterificaÃÃo. Estas enzimas nÃo requerem cofatores, possuem custo relativamente baixo, sÃo regioespecÃficas, enantiosseletivas, alÃm de atuarem em uma larga faixa de temperatura e pH. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo desenvolver tecnologias alternativas utilizando rotas enzimÃticas mediadas por lipase de Rhizomucor miehei (RmL) imobilizada em suporte quitosana na presenÃa de algumas classes de surfactantes para a produÃÃo de butirato de metila e butirato de etila, dois Ãsteres amplamente utilizados na indÃstria de cosmÃticos e de alimentos. Neste estudo, duas estratÃgias de imobilizaÃÃo foram avaliadas. Na primeira, a enzima foi imobilizada na presenÃa dos surfactantes selecionados em suporte quitosana previamente reticulado com glutaraldeÃdo. Na segunda estratÃgia de imobilizaÃÃo, o suporte utilizado foi reticulado com glutaraldeÃdo apÃs prÃvia adsorÃÃo da enzima na presenÃa dos surfactantes. Dentre os procedimentos de imobilizaÃÃo estudados, os melhores resultados foram obtidos quando a enzima foi previamente adsorvida no suporte quitosana na presenÃa do surfactante dodecil sulfato de sÃdio (0,23% m.v-1) por 1h a 4ÂC e 220 rpm, seguido de reticulaÃÃo com glutaraldeÃdo 0,6% (v.v-1) por 1h a 25ÂC. Nos ensaios de esterificaÃÃo utilizando o melhor derivado obtido, foi efetuado um estudo detalhado dos parÃmetros que afetam as taxas de conversÃo. Os melhores rendimentos foram obtidos quando as reaÃÃes foram conduzidas a 25ÂC, 6h e 150 rpm utilizando n-heptano como solvente. Para o butirato de metila, o rendimento mÃximo de esterificaÃÃo foi de 89% e para o butirato de etila a maior conversÃo observada foi de 92%. Os resultados obtidos foram comparÃveis aos rendimentos de esterificaÃÃo observados quando foi utilizada a enzima comercial Lipozyme nas mesmas condiÃÃes reacionais.

O objetivo deste estudo foi avaliar se a variação da temperatura e pH do hipoclorito de sódio (NaOCl), incrementa sua capacidade antibacteriana e de dissolução. Foi avaliado também, se as nanopartículas de Quitosana (CNPs) inibem o crescimento bacteriano e removem a lama dentinária. Foram utilizados 260 blocos de dentina bovina infetados intra-oralmente. As soluções experimentais foram NaOCl a 1% e 2.5%, a temperatura ambiente e 37oC e acidificado a pH 5 e 7. Os tempos de exposição foram 5 e 20 min. Os espécimes foram analisados pré (controle) e pósirrigação. Após esta análise, as amostras foram incubadas em BHI por 24 horas e analisadas novamente quanto a reativação bacteriana. Estes procedimentos foram realizados em duplicado para poder determinar a porcentagem de limpeza dentinária. Para analisar o efeito quelante das CNPs sobre a dentina infetada in situ, as amostras receberam uma irrigação final com CNPs em solução e analisadas imediatamente ou infetadas intra-oralmente para avaliar o efeito antibacteriano. O NaOCl apresentou poder antibacteriano e foi capaz de dissolver significativamente o biofilme sem importar sua temperatura. O NaOCl em pHs ácidos apresentaram alto poder antibacteriano, contudo seu poder de dissolução decresceu. As CNPs foram capazes de significativamente remover a lama dentinária e interferir com o crescimento bacteriano sobre dentina. Portanto, a temperatura do NaOCl não é relevante quando é testada sobre biofilmes multi-espécies. O poder antibacteriano do NaOCl foi inversamente proporcional a seu pH, enquanto que a sua capacidade de dissolução foi diretamente proporcional. As CNPs podem ser uma alternativa para o uso de EDTA devido a suas propriedades quelantes e de interferir com a adesão inicial das bactérias sobre dentina. / The aim of this study was to evaluate if the variation of the sodium hypochlorite (NaOCl) temperature and pH increase its antibacterial and dissolution abilities. It was also evaluated if the chitosan nanoparticles (CNPs) inhibit the bacterial growth and remove smear layer. Two hundred-sixty bovine dentin blocks were infected intraorally. The experimental solutions were 1% and 2.5% NaOCl at room temperature and 37oC. the solution was acidified at pH 5 and 7. The exposure times were 5 and 20 min. The specimens were analyzed pre- (control) and postirrigation. After that, the samples were incubated in BHI and analyzed again to evaluate the bacterial recolonization. These procedures were performed in duplicate to access the percentage of dentinal cleaning. The samples were rinsed with a final irrigation of CNPs and analyzed immediately to determine the chelating effect, or infected intraorally to evaluate its antibacterial ability. NaOCl showed antibacterial power and was able to significantly dissolve the biofilm regardless its temperature. NaOCl at acid pHs showed great antibacterial properties, however its dissolution ability decreased. The CNPs were able to remove significantly the smear layer and interfere with the bacterial growth on dentin. Therefore, the NaOCl temperature is not relevant when the solution was tested on multi-specie biofilms. The antibacterial power of NaOCl was inversely proportional to its pH, while its dissolution capacity was directly proportional. CNPs could be an alternative instead of EDTA due to its chelating properties and ability to interfere with the earlier bacterial adhesion on dentin.

Na clínica ortopédica e traumatológica existem diversos desafios clínicos envolvendo as extensas perdas de tecido ósseo, relacionados primordialmente com causas traumáticas, tumorais, congênitas e infecciosas. No tratamento, podem ser utilizados os enxertos autólogos, homólogos, xenólogos e os enxertos periostais. Os substitutos sintéticos, conhecidos como biomateriais, também são uma boa alternativa. O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de neoformação óssea durante o reparo de defeitos ósseos, provocados experimentalmente no crânio de animais enxertados com blenda polimérica, constituída de colágeno de tendão bovino e quitosana associada à hidroxiapatita. Foram utilizados 30 ratos (Rattus norvegicus, Wistar), machos, com peso aproximado de 330 gramas e 4 meses de idade. Os animais foram submetidos ao procedimento cirúrgico para a criação de defeito ósseo no osso parietal esquerdo da calota craniana para o preenchimento com os biomateriais pesquisados. Foram divididos em 3 grupos com 10 animais cada, sendo um grupo controle sem a implantação de biomaterial, outro com implantação de blenda de colágeno e quitosana e o último com a utilização desta blenda em associação com hidroxiapatita. Cada grupo foi subdividido em dois subgrupos com 5 animais de acordo com o tempo do sacrifício pós-operatório, sendo com 3 semanas nos grupos de G1 a G3 e com 8 semanas de G4 a G6. Após o sacrifício, as calotas cranianas foram retiradas para foto documentação macroscópica e exames radiográficos. Em seguida, as amostras foram submetidas aos procedimentos histotécnicos de confecção das lâminas para avaliação histológica da neoformação óssea no local cirúrgico. A pesquisa foi aprovada pelo comitê de ética da Faculdade de Medicina de Jundiaí, protocolo nº 301/12. As análises macroscópicas e radiográficas demonstraram a biocompatibilidade das blendas utilizadas. Histologicamente, houve discreta neoformação óssea em continuidade com as margens da lesão óssea, porém predominou a presença de tecido conectivo na área cirúrgica. As blendas poliméricas apresentaram biocompatibilidade com o tecido receptor, porém com baixa capacidade osteogênica devido à permanência do defeito ósseo. Não houve a sua osteointegração em virtude da presença de tecido conectivo em grande quantidade e adjacente ao implante. / In orthopedics and traumatology there are several clinical challenges involving extensive bone loss, primarily related to trauma, tumors, congenital and infectious diseases. These conditions can be usually treated by autologous, periosteal, homologous and xenologous grafts. A good alternative is to use synthetic biomaterials as substitute. The aim of this study was to evaluate the process of bone formation during repair of bone defects experimentally induced in animals skull, grafted by a polymer blend consisting of bovine tendon collagen and chitosan associated with hydroxyapatite. A total of 30 rats (Rattus norvegicus, Wistar) male, weighing approximately 330 grams and 4 months old was used. The animals underwent the surgical procedure for the creation of defect in the left parietal bone of the skull. They were divided into 3 groups of 10 animals each: a control group without biomaterials implantation, another with a blend of collagen and chitosan and the latest with the use of this blend in association with hydroxyapatite. Each group was subdivided into two subgroups of 5 animals according to the sacrifice schedule after surgery. The groups were named G1, G2 and G3 when the sacrifice occurred after 3 weeks postoperative and G4, G5 and G6 after eight weeks. After sacrifice, the calvarias were removed for macroscopic photo documentation and radiographic examinations. Then the samples were subjected to histotechnical procedures for histological evaluation of new bone formation at the surgical site. The study was approved by the ethics committee of the Faculdade de Medicina de Jundiaí (protocol # 301/12). The macroscopic and radiographic analysis demonstrated the biocompatibility of the blends. Histologically, there was a slight bone formation in continuity with the edges of the bone lesion, but the predominant presence of connective tissue in the surgical area. The polymer blends showed biocompatibility with the host tissue but low osteogenic capacity due to the bone defect. There was no osseointegration due to the presence of connective tissue in large quantity adjacent to the implant.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Neste trabalho, a enzima β-galactosidase, que catalisa a hidrÃlise da lactose em glicose e galactose, foi produzida pelo cultivo do micro-organismo Kluyveromyces lactis NRRL Y1564 em soro de leite suplementado com extrato de levedura. A enzima à um metabÃlito intracelular, sendo a liberaÃÃo da enzima para o meio uma condiÃÃo essencial, por isso estudaram-se diferentes mÃtodos quÃmicos e mecÃnicos de extraÃÃo como, agitaÃÃo com pÃrolas de vidro, ruptura em ultrassom com pÃrolas de vidro, adiÃÃo de etanol e tolueno, observando tambÃm, seus efeitos na atividade enzimÃtica. Posteriormente, realizaram-se ensaios para estudar a influÃncia da temperatura (30, 34, 37 e 40 ÂC) na produÃÃo da enzima a partir do soro de queijo. Na extraÃÃo da enzima, o uso de esferas de vidro em vÃrtex foi o mÃtodo mais eficiente quando comparado com os outros avaliados. A enzima, nÃo sofreu inibiÃÃo ou desnaturaÃÃo quando incubadas com etanol, tolueno ou etanol-tolueno. A temperatura Ãtima de produÃÃo da enzima por K. lactis NRRL Y1564 foi 30 ÂC, com atividade enzimÃtica de 4418,37 U/g de cÃlulas em 12 h de fermentaÃÃo. A enzima produzida foi imobilizada em quitosana 2,0% m/v. Diferentes protocolos de ativaÃÃo usando glutaraldeÃdo, epicloridrina ou glicidol foram avaliados. Estudou-se tambÃm, o tempo de contato enzima-suporte (3, 5 e 10 horas) a fim de se obter um biocatalisador que apresentasse alto rendimento, atividade recuperada e tempo de meia-vida, visando a hidrÃlise da lactose em reator batelada e leito fixo. A influÃncia da temperatura e do pH na hidrÃlise da lactose foi avaliada, usando como substrato uma soluÃÃo sintÃtica (lactose 5,0% (m/v) e leite desnatado, contendo 4,3% m/v de lactose. O suporte que apresentou melhores resultados nos parÃmetros de imobilizaÃÃo foi a quitosana 2% reticulada com glutaraldeÃdo no tempo de imobilizaÃÃo de 5 horas. O biocatalisador produzido nesse estudo apresentou um fator de estabilidade de 17,37 vezes maior que a enzima solÃvel, com uma estabilidade de armazenamento de 100% quando armazenada a 4 ÂC por 90 dias. A temperatura Ãtima de hidrÃlise da lactose foi de 40 ÂC e o pH Ãtimo foi 7,0 . A conversÃo da lactose a 40 ÂC para este derivado (3,0 U/g) foi em mÃdia 53% em 10 ciclos (bateladas consecutivas). Em reator batelada, a conversÃo em glicose a partir da hidrÃlise da lactose, usando soluÃÃo sintÃtica, foi aproximadamente 86 % para a enzima solÃvel (3,8 U/mL) e 83 % para a enzima imobilizada (3,8 U/g). A conversÃo obtida na hidrÃlise do leite desnatado foi de 17 % para a enzima solÃvel e 20 % para a enzima imobilizada. / In this work, the enzyme β-galactosidase which catalyzes the hydrolysis of lactose to glucose and galactose, was produced by cultivating the micro-organism Kluyveromyces lactis NRRL Y1564 in whey supplemented with yeast extract. The enzyme is an intracellular metabolite, the release enzyme is very important, therefore were studied various chemical and mechanical methods of extraction and stirring with glass beads, sonication, addition of ethanol and toluene, noting also their effects on enzymatic activity. Subsequently, trials were carried out to study the influence of temperature (30, 34, 37 and 40  C) in the production of the enzyme from the cheese whey. In the enzyme extraction, using glass beads by a vÃrtex was more efficient method compared to others evaluated. The enzyme not presented inhibited or denatured when incubated with ethanol, toluene or ethanol-toluene. The optimum temperature for enzyme production by K. lactis NRRL Y1564 was 30 ÂC with enzymatic activity of 4418.37 U/g of cells at 12 h of fermentation. The enzyme produced was immobilized on chitosan 2.0% w/v. Different activation protocols using glutaraldehyde, epichlorohydrin or glycidol were evaluated. Was also studied, the contact time the enzyme-carrier (3, 5, and 10 hours) to obtain a biocatalyst to produce high yield, recovered activity and half-life in order to hydrolysis of lactose in batch reactor and fixed bed. The influence of temperature and pH on the hydrolysis of lactose was evaluated using as substrate a synthetic solution (lactose 5.0% (w/v) in potassium phosphate buffer 100 mM with 0.1 mM MnCl2) and skimmed milk containing 4.3% w/v lactose. The support shows better results in the parameters of immobilization was chitosan 2% actived with glutaraldehyde and contact time of 5 hours. The biocatalyst produced in this study showed a stability factor of 17.37 and a storage stability of 100% when stored at 4 ÂC for 90 days. Temperature optimum hydrolysis of lactose was 40 ÂC and the optimal pH 7.0. The conversion of lactose to 40 ÂC for this derivative (3.0 U/g) was on average 53% in 10 cycles (consecutive batches). In batch reactor, the conversion to glucose by the hydrolysis of lactose using synthetic solution was approximately 86% for the soluble enzyme (3.8 U/mL) and 83% of the immobilized enzyme (3.8 U/g). The conversion obtained in the hydrolysis of skim milk was 17% for the soluble enzyme and 20% for the immobilized enzyme.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A liberaÃÃo controlada de fÃrmacos atravÃs de sistemas nanoparticulados à uma estratÃgia promissora para contornar os efeitos adversos da quimioterapia convencional do cÃncer. Nesse trabalho, nanopartÃculas produzidas por complexaÃÃo polieletrolÃtica da quitosana e carragenanas (kappa, iota e lambda) foram avaliadas como sistema de liberaÃÃo de 5-Fluorouracil. Inicialmente, os complexos polieletrolÃticos foram produzidos a partir de diversas condiÃÃes experimentais como concentraÃÃo inicial de polieletrÃlitos (0,5, 0,25 e 0,1 mg/mL), razÃo de cargas (10, 1 e 0,1) e ordem de adiÃÃo das soluÃÃes de polieletrÃlitos. Os complexos apresentaram diÃmetro hidrodinÃmico (Dh) entre 217 e 1555 nm, com Ãndices de polidispersÃo (IPD) inferiores a 0,6 e potenciais zeta acima de 30 mV para partÃculas catiÃnicas e abaixo de -30 mV para partÃculas aniÃnicas, indicando que os complexos possuem alta estabilidade coloidal. As nanopartÃculas apresentaram pouca variaÃÃo de tamanho, Ãndice de polidispersÃo e potencial zeta durante 30 dias de armazenamento. A espectroscopia na regiÃo do infravermelho por transformada de Fourrier (FTIR) comprovou a interaÃÃo dos grupos amina da quitosana e sulfato da carragenana na formaÃÃo das nanopartÃculas, bem como a incorporaÃÃo do 5-FU na matriz polimerica. A presenÃa do 5-FU promoveu alteraÃÃes discretas no tamanho, Ãndice de polidispersÃo e potencial zeta das partÃculas. A eficiÃncia de encapsulaÃÃo variou entre 3,5  1,1 a 15,4  0,6% e a capacidade de carga se manteve entre 8,2  0,4 e 38  2,4% e ambos foram influenciados pela concentraÃÃo inicial de 5-FU. Os ensaios de liberaÃÃo in vitro do 5-FU encapsulado apresentaram efeito burst, com parte do fÃrmaco sendo liberado nas primeiras horas, seguido de uma liberaÃÃo lenta e incompleta ao longo de 8 horas do experimento. Os complexos nanopartÃcula/5-FU apresentaram baixo efeito citotÃxico em linhagens de cÃlulas tumorais HL-60 e HCT-116, provavelmente devido ao pH fisiolÃgico do meio de cultura, resultado que viabiliza estudo das nanopartÃculas de quitosana/carragenanas/5-FU em modelos in vivo como sistema de liberaÃÃo sÃtio dirigida sensÃvel ao pH do microambiente tumoral. / The nanoparticle drug delivery systems are a promising strategy to avoid the adverse conventional effects of cancer chemotherapy. In this work, nanoparticles produced by polyelectrolytic complexation of chitosan and κ, ι, λ-carrageenan were evalueted as a release system of 5-Fluorouracil. At first, the polyelectrolyte complexes were produced from several experimental conditions such as initial polyelectrolytes concentration (0.5, 0.25 and 0.1), charge ratio (10, 1 and 0.1) and mixing order of the polyelectrolytes solutions. The complexes presented hydrodynamic diameter (Dh) between 217 and 1,555 nm, with polydispersity indexes (PDI) below 0.6. The complexes showed zeta potential above 30 mV for cationic particles and below -30 mV for anionic particles, indicating that the complexes have high stability. The nanoparticles showed soft size, polydispersity index and zeta potential variation during 30 days of storage. The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) proved the interaction of the amine groups of chitosan and sulfate groups of carrageenan in the nanoparticles formation. The 5-FU entrapment in the nanoparticles was also confirmed by FTIR and promoted soft changes on characteristics of the complexes. The encapsulation efficiency ranged from 3.5  1.1 to 15.4  0.6%, the load capacity was maintained between 8.2  0.4 and 38  2.4%, and both were affected by 5-FU initial concentration. The in vitro drug release assay showed a burst effect with much of the drug being released within the first hours, followed by a slow and incomplete release over 8 hours of the experiment. The nanoparticles/5-FU complex showed low cytotoxic effect on tumor cell lines HL-60 and HCT-116, probably due to slightly alkaline pH of the culture medium. This result indicates the need for evaluating in vivo models to study the chitosan/carrageenan/5-FU nanoparticles as a promising tumor targeting delivery system.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Lipases, triacilglicerol Ãster hidrolases E.C. 3.1.1.3, sÃo enziÂmas que atuam nas ligaÃÃes Ãsteres de triacilglicerÃis, liberando Ãcidos orgÃnicos e glicerol. Podendo, em condiÃÃes microaquosas, catalisar a reaÃÃo reversa. Uma limitaÃÃo da utilizaÃÃo destas enzimas em processos industriais reside na falta de estabilidade operacional e na impossibilidade de sua reutilizaÃÃo na forma livre. O uso do sistema de organo-gÃis consiste em uma alternativa para a imobilizaÃÃo de enzimas, e para sua utilizaÃÃo na catÃlise enzimÃtica em meio orgÃnico. Neste sistema a enzima està localizada no centro micelar (centro aquoso) do organo-gel, eliminando o problemas como de estabilizar a enzima contra inativaÃÃo por um solvente nÃo-aquoso. O objetivo deste trabalho foi desenvolver derivados de lipases de Rhizomucor miehei imobilizadas em organo-gÃis à base de polÃmeros, visando à sÃntese de Ãsteres etÃlicos a partir de reaÃÃes de esterificaÃÃo de matÃrias-primas com elevado teor de Ãcidos graxos livres. Os suportes foram obtidos atravÃs de diferentes combinaÃÃes entre os componentes. Utilizaram-se polÃmeros gelatina (Gel), alginato (Alg) ou quitosana (Qui), fases orgÃnicas hexano (Hex) ou heptano (Hep) e os tensoativos dodecilsulfato de sÃdio (SDS) ou brometo de acetilmetilamÃnio (CTABr). Verificou-se a estabilidade tÃrmica da enzima na sua forma livre, determinando seu tempo de meia-vida. Na primeira etapa, foram produzidos derivados com e sem ativaÃÃo via glutaraldeÃdo 2% (v/v). A atividade enzimÃtica foi avaliada atravÃs hidrÃlise do p-nitrofenilbutirato (pNPB). Os derivados foram caracterizados quanto: fator de estabilidade a 60ÂC em relaÃÃo à enzima livre, eficiÃncia e rendimento de imobilizaÃÃo para assim determinar os melhores biocatalisadores. Dentre os catalisadores obtidos, os melhores apresentaram eficiÃncia de 4,1% e fator de estabilidade 30 vezes (Gel/SDS/Hex), eficiÃncia de 6,0% e fator de estabilidade 1,3 vezes (Alg/SDS/Hep) e eficiÃncia de 1,0% e fator de estabilidade de 2,3 vezes (Qui/SDS/Hep). Os suportes produzidos ativados com glutaraldeÃdo 2% (v/v) apresentaram baixas atividades e eficiÃncias, apesar de obterem valores bons de tempo de meia-vida e fator de estabilidade. Os derivados produzidos com o tensoativo CTABr apresentaram baixas atividades, eficiÃncias, tempo de meia-vida e fator de estabilidade. Na segunda fase, os derivados selecionados foram estudados quanto à carga mÃxima (50 U.g-1 a 500 U.g-1) de imobilizaÃÃo e eficiÃncia, nas temperaturas de 15ÂC e 25ÂC. Avaliou-se a aplicaÃÃo dos biocatalisadores na reaÃÃo de esterificaÃÃo do oleato de etila a partir de Ãcido oleico e etanol, variando a razÃo molar Ãcido/Ãlcool e utilizaÃÃo de agente dessecante (zeÃlitas). Verificou-se a estabilidade de estocagem sob 10ÂC por um perÃodo de 100 dias. Todos os derivados apresentaram melhores eficiÃncias utilizando carga de 50 U.g-1, apresentando valores de 4,2% e 4,8% (Gel/SDS/Hex), 2,0% e 2,3% (Alg/SDS/Hep) e 0,9% e 1,1% (Qui/SDS/Hep ) nas temperaturas de 15ÂC e 25ÂC, respectivamente. Nas reaÃÃes de esterificaÃÃo os derivados Gel/SDS/Hex e Alg/SDS/Hep obtiveram maiores conversÃes na razÃo molar Ãcido/Ãlcool 1:10, 72,9% e 16,9%, respectivamente. O derivado Qui/SDS/Hep obteve 80,0% de conversÃo na razÃo de 1:1. Com utilizaÃÃo de zeÃlitas o derivado Gel/SDS/Hex aumentou a conversÃo para 79,0% nas razÃes 1:1 e 1:5, os derivados Alg/SDS/Hep e Qui/SDS/Hep apresentaram decrÃscimo nas conversÃes. Durante os 100 dias de estocagem sob 10ÂC, os derivados Gel/SDS/Hex e Qui/SDS/Hep mantiveram atividade hidrolÃtica atà 40 dias, tendo um decrÃscimo ao longo do tempo. O derivado Alg/SDS/Hep obteve um tempo maior de 60 dias, apresentando tambÃm um decrÃscimo. / Lipases, triacylglycerol ester hydrolases EC 3.1.1.3, are enzymes that act on ester bonds of triacylglycerols, releasing organic acids and glycerol. May in microaquosas conditions, catalyze the reverse reaction. A limitation of using these enzymes in industrial processes is the lack of operational stability and the inability to re-use the free form. The use of organo-gels system is an alternative for the immobilization of enzymes and to their use in enzyme catalysis in organic media. In this system the enzyme is located in the micelle center (aqueous center) of the organo-gel, eliminating problems such as stabilizing the enzyme against inactivation by a non-aqueous solvent. The aim of this work was immobilize lipases from Rhizomucor miehei into organo - gels based on polymers for future application in ethyl esters synthesis through esterification of raw materials with high free fatty acids content. Supports were obtained using different combinations of components. It was used gelatin polymers (Gel), alginate (Alg) and / or chitosan (Chi), organic phases such as hexane (Hex) and heptane (Hep) and surfactants sodium dodecyl sulfate (SDS) or acetylmetylamonium bromide (CTABr). In the first step, derivatives were produced with and without glutaraldehyde 2% (v/v) activation. Enzymatic activity was measured by hydrolysis of p â nitrophenyl butyrate (PNPb). Biocatalysts were characterized as: stability at 60  C and compared to free enzyme, immobilization efficiency and yield factor, thus determining the best biocatalysts. Among the catalysts obtained, (Gel/SDS/Hex) showed the best efficiency of 4.1% , 30 âfold more stable; (Alg/SDS/Hep) with 6.0% efficiency , 1.3 âfold more stable and (Qui/SDS/Hep) with efficiency of 1.0 % , 1.3 âfold more stable than free lipase. Obtained supports activated with glutaraldehyde 2 % (v/v) showed lower activities and efficiencies, in despite of having good values for stability factor. Produced derivatives using surfactant CTABr presented low activity, efficiency and stability factor. In the second step, derivatives were analyzed as maximum load (50 U.g-1 a 500 U.g-1) enzyme immobilization and efficiency at 15  C and 25  C. It was evaluated biocatalysts application in ethyl oleate achievement in an esterification reaction, using oleic acid and ethanol, by varying molar ratio acid / alcohol with and without using of desiccant agent (zeolite) at 37  C and 24 h of reaction. Derivatives were submitted storage stability under 10  C studies, for a period of 100 days. All derivatives showed higher efficiencies using an initial enzyme loading of 50 U.g -1, with values of 4.2% and 4.8% (Gel/SDS/Hex), 2.0 % and 2.3 % (Alg/SDS/ Hep) and 0.9 % to 1.1% (Qui/SDS/Hep) at 15  C and 25  C, respectively. In esterification reactions, Gel/SDS/Hex and Alg/SDS/Hep derivatives showed higher conversions 72.9 % and 16.9 %, respectively, with molar acid / alcohol 1:10. The chemical derivative Qui/SDS/Hep presented 80.0 % conversion with molar acid / alcohol 1:1 ratio. Using zeolites, Gel/SDS/Hex conversion increased to 79.0 % using ratios of 1:1 and 1:5, the Alg/SDS/Hep and Qui/SDS/Hep presented a decreasing in conversions. During 100 days of storage at 10  C, Gel/SDS/Hex and Qui/SDS/Hep hydrolytic activity maintained up to 40 days and a decreasing during this period, however, Alg/SDS/ Hep achieved more than 60 days with activity.