No presente trabalho, suportes tridimensionais (scaffolds) de polímero reforçado foram gerados por meio da técnica aditiva por extrusão utilizando duas estratégias de deposição e, posteriormente, foram avaliados morfologicamente, mecanicamente e por meio de ensaios in vitro. Como matriz polimérica do compósito utilizou-se a poli(ε-caprolactona) e como reforço, o Biovidro® 45S5. De forma a melhorar a interação interfacial entre a matriz polimérica e a cerâmica, avaliou-se a incorporação de nanofibra de celulose ao biovidro. Os scaffolds foram fabricados seguindo dois métodos diferentes. O primeiro consistiu no pré-processamento do material em extrusora monorrosca, seguida de extrusão direta na impressora 3D experimental Fab@CTI. O segundo consistiu em um único processo de extrusão diretamente no cabeçote de extrusão. A caracterização química do biovidro por espectroscopia de fluorescência de raios-x mostrou eficiência na preparação da biocerâmica e a caracterização da distribuição do tamanho de partícula por espalhamento de luz dinâmica mostrou a obtenção de partículas submicrométricas. Os scaffolds foram caracterizados morfologicamente pela técnica de microscopia eletrônica de varredura, e, pôde-se notar a eficiência na fabricação de geometrias com arquitetura 00/900 e tamanho de poros adequado para a aplicação na engenharia tecidual. Os ensaios mecânicos de compressão evidenciaram melhoras na rigidez com o aumento do teor de biovidro, no caso dos materiais pré-processados por extrusão, além da influência da nanofibra de celulose na melhoria das propriedades mecânicas. Os ensaios biológicos in vitro mostraram que os scaffolds suportam proliferação celular e que o biovidro é responsável pela maior deposição de sais de cálcio extracelular, facilitando a interação do material sintetizado com o tecido ósseo. / In the present work, scaffolds of reinforced polymer were generated by means of the extrusion additive technique using two strategies of deposition and, later, were evaluated morphologically, mechanically and by means of in vitro tests. Poly (ε-caprolactone) was used as the polymer matrix of the composite and as a booster, Bioglass® 45S5. In order to improve the interfacial interaction between the polymer matrix and the ceramic, the incorporation of cellulose nanofiber to the bioglass was evaluated. The scaffolds were manufactured following two different methods. The first consisted of the pre-processing of the extruded extruder material followed by direct extrusion into the experimental Fab@CTI 3D printer. The second consisted of a single extrusion process directly on the extrusion head. The chemical characterization of the bioglass by x-ray fluorescence spectroscopy showed efficiency in the preparation of the bioceramics and the characterization of the particle size distribution by dynamic light scattering showed the submicrometric particles. The scaffolds were characterized morphologically by the scanning electron microscopy technique, and it was noted the efficiency in the manufacture of geometries with architecture 00/900 and pore size suitable for application in tissue engineering. The mechanical compression tests showed improvements in stiffness with increasing bioglass content in the case of pre-processed materials by extrusion, as well as the influence of cellulose nanofiber in improving mechanical properties. Biological assays have shown that scaffolds support cell proliferation and that bioglass is responsible for the increased deposition of extracellular calcium salts, facilitating the interaction of the synthesized material with the bone tissue.

Orientador: Guilherme de Camargo Ferraz / Resumo: A descoberta de polímeros biodegradáveis influenciou a pesquisa biomédica. O poli (ácido lático) (PLA) e a Poli (Ɛ-caprolactona) (PCL) e suas blendas se tornaram foco de vários estudos por serem biodegradáveis e biorreabsorvíveis, particularmente em pesquisas envolvendo a implantação in vivo. Pelo presente, objetivou-se avaliar se o implante subcutâneo (SC) e intraperitoneal (IP) de PLA ou blenda PLA/ PCL são seguros, biocompatíveis e biodegradáveis em ratos machos Wistar. Os ratos foram distribuídos em cinco grupos avaliados em duas fases; aguda: -1, 1, 2, 7 e 14 dias e crônica: 2, 8 e 24 semanas após a implantação. Assim, estudaram se os grupos PLA (PLA puro), PLA/PCL (mistura PLA/PCL), instrumentado (GI), controle (C) e grupo controle inflamatório (CI). Para avaliar a biocompatibilidade utilizou-se teste comportamental de campo aberto (CA), filamentos de von Frey (FvF) e análises histopatológicas utilizando coloração de hematoxilina-eosina (HE) e picrosirius-hematoxilina (PSH). A biodegradação in vivo e degradação in vitro em solução de PBS a 37°C do PLA e PLA/PCL foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As comparações foram realizadas entre os grupos subdivididos conforme a implantação IP e SC. No teste CA, realizado dois dias após a implantação, o grupo CI demonstrou redução nas frequências de locomoção e levantar e aumento na frequência de grooming em relação aos grupos implantados PLA, PLA/PCL, GI pela via IP ou SC e grupo C. As avaliações de FvF ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The discovery of biodegradable polymers influenced biomedical research. Poly (lactic acid) (PLA) and poly (Ɛ-caprolactone) (PCL) and their blends have become the focus of several studies because they are biodegradable and bioreabsorbable, particularly in research involving implantation in vivo. The aim of this study was to evaluate whether the subcutaneous (SC) and intraperitoneal (IP) implantation of PLA or PLA / PCL blends are safe, biocompatible and biodegradable in male Wistar rats. The rats were distributed in five groups evaluated in two phases; acute: -1, 1, 2, 7 and 14 days and chronic: 2, 8 and 24 weeks after implantation. Thus, we studied whether the groups PLA (pure PLA), PLA / PCL (PLA / PCL mixture), sham (S), control (C) and inflammatory control group (IC). To evaluate the biocompatibility, the open field behavioral test (OF), von Frey filaments (FvF) and histopathological analyzes using hematoxylin-eosin (HE) staining and picrosirius-hematoxylin (PSH) were used. In vivo biodegradation and degradation in vitro in PBS solution at 37°C of PLA and PLA / PCL were evaluated by scanning electron microscopy (SEM). The comparisons were made between groups subdivided according to the IP and SC implementation. In the OF test, performed two days after implantation, the IC group demonstrated a reduction in the locomotion frequencies and augmentation and increase in the grooming frequency in relation to the PLA, PLA / PCL, sham implanted groups via IP or SC and C groups. FvF... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Os não-carbeno complexos pentacoordenados do tipo [RuCl2(PPh3)2(amina)], sendo as aminas pirrolidina, azocano e dietilamina, foram sintetizados e caracterizados por análise elementar, espectroscopia de absorção na região do infravermelho, espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e visível, espectroscopia de ressonância magnética nuclear de fósforo-31 e espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica. Estudos da teoria do funcional da densidade dos complexos foram realizados para buscar melhor interpretação dos resultados experimentais obtidos. O complexo [RuCl2(PPh3)2(pirrolidina)] exibiu uma geometria do tipo pirâmide de base quadrada em solução, com a amina na posição apical e as trifenilfosfinasestão trans-posicionada. Os complexos [RuCl2(PPh3)2(azocano)] e [RuCl2(PPh3)2(dietilamina)] exibiram geometria do tipo bipirâmide trigonal na qual as duas trifenilfosfinas estão trans-posicionadas no eixo axial. O complexo [RuCl2(PPh3)2(pirrolidina)] exibiu boa atividade catalítica nas polimerizações de norborneno e norbornadieno, tanto em atmosfera de argônio quanto em ar a 25 °C, como observado com os complexos similares [RuCl2(PPh3)2(peridroazepina)] e [RuCl2(PPh3)2(piperidina)]. Os complexos [RuCl2(PPh3)2(azocano)] e [RuCl2(PPh3)2(dietilamina)] obtiveram baixo rendimento de polimerização mesmo a 40 °C. Acredita-se que a geometria do tipo pirâmide de base quadrada seja a ativa para formação da espécie metal-carbeno com o etil diazoacetato no período de indução e favorável para iniciar a reação de polimerização via metátese por abertura de anel. A geometria do tipo bipirâmide trigonal pode dificultar o período de indução. Os estudos teóricos corroboraram com essa discussão. Os polinorbornenos, polinorbornadienos e seus copolímeros obtidos com os três complexos ativos foram caracterizados por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de carbono-13, calorimetria exploratória diferencial, análise dinâmico-mecânica, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura. O complexo [RuCl2(PPh3)2(peridroazepina)] foi eficiente na metátese cruzada entre lignina metacrilada e o 10-undecen-1-ol para modificar a lignina Protobind 2400, e a lignina modificada foi solúvel em diversos solventes. O complexo [RuCl2(PPh3)2(peridroazepina)] também foi utilizado na autometátese da olefina terminal do 10-undecen-1-ol para obtenção de um diol que foi usado como segmento flexível e extensor de cadeia em reações de poliuretanas com óleo de mamona ou poli(ε-caprolactona) diol. Esse diol, quando utilizado em pequenas quantidades (10% em massa) nas poliuretanas derivadas do óleo de mamona, foi capaz de prover características adesivas a um material inicialmente rígido. Os resultados das reações de poliuretanas derivadas da poli(ε-caprolactona) diol não apresentaram resultados satisfatórios. / Non-carbene five-coordinate [RuCl2(PPh3)2(amina)] complexes, with pyrrolidine, azocane and diethylamine, were synthesized and characterized by elemental analysis, infrared absorption spectroscopy, ultraviolet-visible absorption spectroscopy, phosphorus-31 nuclear magnetic resonance and electron paramagnetic resonance. Density functional theory studies of the complexes were performed to complete and improve the experimental studies. [RuCl2(PPh3)2(pyrrolidine)] presented a square pyramidal geometry in solution, with the amine in the apical position and trans-positioned phosphines. [RuCl2(PPh3)2(azocane)] and [RuCl2(PPh3)2(diethyl amine)] exhibited a trigonal bipyramidal geometry in solution, with two phosphine molecules trans-positioned in the axial axis. [RuCl2(PPh3)2(pyrrolidine)] presented activity for ring opening metathesis polymerization of norbornene and norbornadiene under either air or inert atmosphere of argon at 25 °C, as observed with the parent complexes with perhydroazepine and piperidine. The latter three complexes presented square pyramidal geometries and high yields of polynorbornene and polynorbornadiene, different from the trigonal bipyramidal geometry of the complexes with azocane and diethylamine, which showed lower yields for polymerization even at 40 °C. This suggests that the cyclic amines in the apical position of the square pyramidal geometry provoke less steric hindrance, which provides prompt reactivity for ring opening metathesis polymerization. The bipyramidal geometry can hinder the induction period. Theoretical studies corroborate this discussion. The polynorbornenes, polynorbornadienes, and their copolymers obtained with the three active complexes were characterized by carbon-13 nuclear magnetic resonance, differential scanning calorimetry, dynamic mechanical analysis, thermogravimetry analysis, and scanning electron microscopy. [RuCl2(PPh3)2(perhydroazepine)] was efficient to perform cross metathesis between the methacrylate lignin and 10-undecen-1-ol to modify the Protobind 2400 lignin, and the modified lignin was soluble in several solvents. Self-metathesis of the terminal olefin in 10-undecen-1-ol was conducted in the presence of [RuCl2(PPh3)2(perhydroazepine)] and ethyl diazoacetate to form a bioderived diol. The diol was utilized as soft segment and chain extender in polyurethane reactions with castor oil or poly(ε-caprolactone) diol. At only 10 wt% of the diol, an adhesive characteristic was observed in the castor oil-based polyurethane. The results from poly(ε-caprolactone) diol-based polyurethane were not satisfactory.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a síntese e propriedades do copolímero poli(l,l-lactídeo-stat-e-caprolactona)-bloco-poli(óxido de etileno)-bloco-poli(l,l-lactideostat-e-caprolactona). Poli(óxido de etileno) de massa molar 20.000 u.m.a. e poli(óxido de etileno) modificado, preparado a partir de poli(glicol etilênico) de massa molar 4.000 u.m.a., foram selecionados para o processo da síntese. A reação foi feita pela polimerização por abertura de anel em massa a 120ºC usando octoanato de estanho como iniciador. A composição química de cada amostra foi determinada com auxílio de RMN-1H e RMN-13C e suas propriedades mecânicas foram verificadas e comparadas utilizando análises térmicas como DMTA, DSC, TG e a aplicação da MEV como análise complementar. A observação pelas fotos de MOLP permitiu a visualização do comportamento de nucleação dos copolímeros e as características de sua cristalinidade. Seu grau de cristalinidade e as fases cristalinas foram identificados por difração de raios X (WAXS). A biocompatibilidade do material também foi examinada pela cultura de células. Os resultados de caracterização indicam o sucesso da copolimerização, as propriedades elastoméricas e, sua não citotoxidade comprovaram a possibilidade do uso destes copolímeros como biomateriais. Contudo, o tempo prolongado de reação e baixa incorporação do monômero lactídeo ainda são questões a serem melhoradas para a viabilização do copolímero como material de implante na área biomédica. / This work includes the study of the synthesis and characterization of the copolymer poly(l,l-lactide-stat-e-caprolactone)-b-PEG-b-poly(l,l-lactide-stat-e-caprolactone). Poly (ethylene oxide) with molar weight 20.000 and poly(ethylene oxide) modified, prepared from poly(ethylene oxide) with molar weight 4000 have been selected for this synthesis process. The reaction was done by ring-opening bulk polymerization, using stannous octoate as initiator at 120ºC. The chemical composition of samples were determined by 1H-NMR and 13C-NMR and their mechanical properties were verified using thermal analyses like DMTA, DSC and TG. Scanning electron microscopy (SEM) was applied as a complementary analysis. The pictures of polarizing optical microscopy showed us the copolymer\'s nucleation behaviors and their respective crystallization. The degrees of crystallinity and phase of copolymers were determined by WAXS. The biocompatibility of the copolymer was examined by cell cultivation test. The result of these analyses above indicated the success of synthesis. Their rubbery properties and non-toxicity allowed their application as biomaterial. However, the long reaction time and low incorporation of monomer of lactide might to be improved to increase its potential use in biomedical area in the future.

Orientadores: Paulo Pinto Joazeiro, Eliana Aparecida de Rezende Duek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T19:20:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucchesi_Carolina_D.pdf: 5696358 bytes, checksum: 89bc8546c0a1d6b5a11d7260168dd236 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os polímeros biorreabsorvíveis, tais como, PHB, PCL e PLGA, têm sido estudados como dispositivo para engenharia de tecidos por serem biocompatíveis, suportarem o crescimento e diferenciação celular e os produtos de sua degradação serem atóxicos. No entanto, a escolha do biomaterial depende das necessidades exigidas para uma determinada aplicação. Os suportes para engenharia de tecidos devem se basear na construção de réplicas biológicas in vitro, como que o biomaterial se tornasse parte integrada para transplante in vivo para a recuperação de perdas ou mau funcionamento de tecidos ou órgãos, devendo subseqüentemente, atuar sem agredir o restante do organismo, isto é, sem o risco de rejeição ou complicação. Muitas estratégias têm sido desenvolvidas com o intuito de substituir tecidos ou órgãos danificados, incluindo a aplicação de suportes tridimensionais (3D), os quais devem possuir características estruturais e mecânicas para guiar a proliferação e espalhamento de células in vitro e in vivo. Os suportes, feitos de materiais sintéticos ou naturais, servem como substitutos para a matriz extracelular (MEC) nativa. Ênfase especial é dada as técnicas com controle computadorizado, como a fabricação sólida com forma livre (SFF), conhecida como prototipagem rápida (RP), a qual permite preparar suportes 3D com geometrias complexas, tanto externamente como internamente, além de ser uma técnica rápida e de baixo custo. Além disso, grande parte dos polímeros possuem superfície hidrofóbica, característica inadequada para a maior parte dos diferentes tipos celulares, o que dificulta aplicação na engenharia de tecidos. Uma alternativa a este problema é o tratamento da superfície por plasma. Este tratamento induz modificação restrita ao topo da superfície, conferindo carater hidrofílico à superfície, dependendo do gás utilizado. Neste estudo, arcabouços de polímeros biorreabsorvíveis PCL, PLGA e PHB foram preparados por diferentes técnicas, casting e sinterização seletiva a laser, avaliando-se o comportamento de células osteoblásticas diferenciadas sobre os biomateriais poliméricos tridimensionais. Inicialmente o trabalho foi desenvolvido com os polímeros PCL e PLGA preparando-se blendas poliméricas, as quais demonstraram melhorar as características gerais dos polímeros, quando utilizados como dispositivos para tecido ósseo, como as propriedades mecânicas. Com o intuito de aprimorar o design tridimensional do material, optou-se pela realização da técnica de sinterização seletiva a laser. No entanto, a técnica exige uma grande quantidade de material e devido ao alto do custo do PCL e PLGA, este foi substituído pelo polímero PHB, o qual é produzido pela indústria nacional Biocycle possuindo um baixo custo e ainda ser biocompatível. Os dados são apresentados em capítulos independentes. Arcabouços porosos de PCL, PLGA e suas blendas foram preparados pela técnica de evaporação do solvente, onde sais de citrato de sódio com granulometria de 180-250 µm, foram adicionados a solução para a promoção dos poros, sendo posteriormente lavados do arcabouço. Células osteoblásticas provenientes de calota craniana de ratos Wistar foram semeadas sobre os arcabouços, sendo avaliado o comportamento de citoxicidade do material e o comportamento de adesão e morfologia celular através de ensaios bioquímicos e MEV. Os arcabouços de PHB foram obtidos por uma das técnicas de RP, a sinterização seletiva a laser (SSL), sendo sua superfície modificada por plasma pelos gases oxigênio e nitrogênio. Células osteoblásticas provenientes de calota craniana de coelhos foram semeadas sobre os arcabouços realizando-se o estudo in vitro, através de análises bioquímicas pela técnica do MTT, para viabilidade e adesão celular, quantificação de colágeno por Sírius Red e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Para o estudo in vivo, após o cultivo celular sobre os arcabouços, defeitos ósseos foram provocados em coelhos e os arcabouços contendo as células foram então implantados, avaliando-se a interação PHB/osteoblasto/tecido, através da análise histológica. Todos os arcabouços estudados, PCL, PLGA e suas blendas, assim como o PHB, não apresentaram índices de citotoxicidade, permitiram às células a capacidade de adesão, proliferação e síntese de matriz, mantendo seu fenótipo osteoblástico. As amostras de PHB tratadas por plasma de Nitrogênio mostrou melhorar a capacidade de adesão celular. Os arcabouços de PHB contendo células mostraram-se os mais adequados para o preenchimento de defeitos ósseos, melhorando o processo de regeneração apresentando uma boa osteointegração. A sinterização seletiva a laser apresentou-se uma excelente técnica para a obtenção de PHB 3D para a Engenharia de Tecidos. / Abstract: The bioresorbable polymers as, PHB, PCL and PLGA have been studied as device for Tissue Engineering for their biocompatibility and to support the cell growth and differentiation and their degradation products are nontoxics. However, the choice of the biomaterial depends on the needs demanded for a certain application. The scaffolds for tissue engineering have to be designed to mimetize the biological conditions in vitro to became part integrated for transplant for the recovery of tissue or organs lost or without function, and subsequently, to work in a cordial way with the remaining of the organism without the rejection risk or complication. A lot of strategies have been developed with to substitute damaged tissues or organs, and it has been used the application of three-dimensional supports (3D), which should possess structural and mechanical applications to guide the cells proliferation and spread in vitro and in vivo. The scaffolds, made from synthetic or natural materials, serve as substitutes for the extracellular matrix (ECM) native. Special emphasis is given the techniques with computerized control, as the free solid form (SFF), known as rapid prototyping (RP), which allows to prepare three-dimensional supports with complex geometries, so much externally as internally, besides to be a fast technique with low cost. Besides, great part of the polymers possess hydrophobic surface, inadequate characteristic for most of the different cell types, which is not desirable for tissue engineering applications. An alternative to this problem is the surface treatment by plasma. Plasma treatment induces restricted modification to the top of the surface, improving the surface hydrophilicity, depending on the gas used. In this study, scaffolds of bioresorbable polymer PCL, PLGA e PHB were prepared by different techniques, casting and selective laser sintering, being evaluated the osteoblast cells behavior on the 3D polymer scaffolds. Previously we developed the studies preparing the polymeric blends with PCL and PLGA, which demonstrated improve the general characteristic of the material, as the mechanical properties, as devices for bone tissue. With the intention to improve the design of the scaffolds, we chose for the selective laser sintering technique. However, the technique demands a great amount of material and due to the high cost of PCL and PLGA, those weres substituted by PHB polymer, which is produced by Brazilian industry Biocycle with low cost and still to be biocompatible. For those reasons the data are presented in independent chapters. PCL, PLGA porous scaffolds and their blends were prepared those scaffolds by casting solvent, and sodium citrate with 180-250 µm were added to the solution for porous formation when the salt was washed later of the scaffolds. Osteoblast cells from rat Wistar calvaria were seemed on the scaffolds, being evaluated the behavior of cell adhesion and viability behavior, cell morphology through biochemical assays, and scanning electron microscopy. Three-dimensional PHB scaffolds were obtained by selective sintering laser (SSL), with the surface modified by nitrogen and oxygen plasma. Osteoblast cells obtained from rabbit calvaria were seemed on the scaffolds to the in vitro studies, through biochemical analyses by MTT test for cell viability and cell adhesion, collagen quantification of by Sirius Red colorimetric assay and scanning electron microscopy (SEM). For the in vivo studies, bone defects were provoked in rabbits and they were filling out with 3D PHB with osteoblast cells culture prior implant. We evaluated the PHB/osteoblast/tissue, interaction through the histological analysis. All the scaffolds studied PCL, PLGA and their blends, as well as the PHB did not showed cytotoxicity effects, allowed cells adhere, proliferated, and matrix synthesized, maintaining their osteoblastic phenotype. The PHB samples treated by nitrogen plasma have been showed to improve the cell adhesion. The PHB scaffolds with cell seeded previously demonstrated to be more suitable for filling out bone defects, improving the regeneration process showing a good osteointegration. The selective laser sintering was excellent technique to obtain PHB scaffolds for Tissue Engineering. / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-02-22T14:26:17Z No. of bitstreams: 1 Flávia Pedroso.pdf: 2062416 bytes, checksum: e05f376a163a4ea5fd727a8979c3cc06 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-22T14:26:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Flávia Pedroso.pdf: 2062416 bytes, checksum: e05f376a163a4ea5fd727a8979c3cc06 (MD5) Previous issue date: 2016-09-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Vários tratamentos para desordens neurológicas são malsucedidos por não poderem atingir efetivamente o Sistema Nervoso Central (SNC). A presença da barreira hematoencefálica (BHE) dificulta esse acesso e muitas substâncias são incapazes de atravessá-la quando empregadas sem qualquer modificação química ou físico-química. O ácido ferúlico, um polifenol encontrado abundantemente na natureza e bem reconhecido por sua atividade antioxidante, antiinflamatória e anticâncer, é amplamente estudado e sua atividade neuroprotetora vem sendo descrita. Um dos principais problemas, que limita sua utilização clínica, é sua baixa biodisponibilidade quando administrado por via oral, que pode ser contornado por alterações e/ou modificações em sua estrutura química e/ou pelo preparo de formulações à base de lipídeos. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi sintetizar um derivado lipossolúvel do AF, o ferulato de hexadecila (FH), e posteriormente obter nanocápsulas poliméricas como sistema de vetorização para sua potencial ação no SNC. O FH foi obtido por esterificação e sua caracterização estrutural foi realizada por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (IVTF) e de ressonância magnética nuclear. A modificação estrutural não anulou a atividade scavenger frente aos radicais DPPH•, ABTS•+ e ao HOCl. As nanocápsulas poliméricas, em concentração de 0 a 2,0 mg.mL-1, foram desenvolvidas pelo método de deposição interfacial do polímero, utilizando poli(-caprolactona) (PCL) e blendas com polietilenoglicol (PEG). Todas as formulações preparadas apresentaram partículas esféricas e de superfície lisa, como observado por microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV), pH entre 5,75 e 6,04, tamanhos adequados, inferiores a 234 nm, índice de polidispersão inferior a 0,26, garantindo sua homogeneidade, e potencial zeta com valores negativos, entre -28 e -38 mV, sugerindo estabilidade das suspensões de nanocápsulas poliméricas. O processo de nanoencapsulação promoveu a amorfização do FH, comprovada por análise de difração de raios X, calorimetria exploratória diferencial (CED) e MEV, bem como o aumento de sua estabilidade térmica, verificado por termogravimetria e CED, e as análises efetuadas de IVTF demonstraram que não houve interação entre o FH e os polímeros utilizados. Os estudos de toxicidade em eritrócitos demonstraram que o FH, livre ou nas formulações de nanocápsulas com PCL-PEG, não apresentou ação hemolítica, mesmo com variações na dose testada e em função do tempo. Adicionalmente, apresentou ação protetora sobre a hemólise promovida pelo AAPH. A possível ação das formulações desenvolvidas sobre o SNC, considerando que possuem características adequadas para sua vetorização, deve ser investigada futuramente. / Many neurological disorder treatments are unsuccessful because they can not effectively reach the central nervous system (CNS). The presence of the blood-brain barrier (BBB) hinders this access and a lot of substances are unable to pass through it when used without any chemical or physical-chemical modification. The ferulic acid, a polyphenol found abundantly in nature and well known for its antioxidant, anti-inflammatory and anti-cancer activity, is widely studied and their neuroprotective activity has been described. One of the main problem, which limits its clinical use, is its low bioavailability when administered orally, it can be circumvented by changes in their structure and/or for preparing lipid-based formulations. In this way, the aim of this study was to synthesize a lipophilic derivative of AF, the hexadecyl ferulate (HF), and then get polymeric nanocapsules as vectoring system for its potential action in the CNS. The HF was obtained by esterification reaction and their structural characterization was performed by spectroscopy in the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and nuclear magnetic resonance. The structural modification did not annul the scavenger activity against the DPPH•, ABTS•+ and HOCl. The polymeric nanocapsules in concentration from 0 to 2.0 mg.mL-1 were developed by interfacial deposition method of the polymer using poly (-caprolactone) (PCL), and blends with polyethylene glycol (PEG). All prepared formulations presented spherical and smooth surface, as observed by scanning electron microscopy (SEM) with field emission, pH between 5.75 and 6.04, proper sizes below 234 nm, polydispersity index below 0.26, ensuring homogeneity, and zeta potential with negative values between -28 and -38 mV, suggesting stability of the suspensions of polymeric nanocapsules. The nanoencapsulation process promoted the FH amorphization. This was verified by X-ray diffraction analysis, differential scanning calorimetry (DSC) and SEM. It also promoted the increasing thermal stability of the FH which was verified by thermogravimetry and DSC, and FTIR analysis demonstrated there was no interaction between HF and the used polymers.Toxicity studies in erythrocytes showed that HF , in free or nanocapsule formulations of PCL- PEG, showed no hemolytic action, even with variations in dose tested and function of time. Additionally, introduced protective effect on hemolysis promoted by AAPH. The possible action of the developed formulations of CNS, considering that they have appropriate characteristics for your vectorization, should be investigated in the future.

This work evaluated the influence of the composition on the physico-chemical characteristics, stability and photostability of nanostructures containing ubiquinone. Nanocapsules (NC) and nanoemulsions (NE) were prepared by interfacial deposition of preformed polymers and spontaneous emulsification, respectively. The formulations were characterized and compared in relation to the influence of the oil (argan or linseed oil) and its amount in the formulation (3% or 1.5%), the type of polymer (poli(ε-caprolactone), PCL or Eudragit® RL100, EUD), drug presence, besides the comparison between both nanostructures. To assay ubiquinone, the analytical method was validated and was considered linear, specific, precise and accurate. The formulations had adequate physico-chemical characteristics, with drug contents close to the theoretical value (1mg/mL), encapsulation efficiencies close to 100% and polydispersity index lower than 0.2 for formulations with 1.5% of oil. The reduction of oil concentration caused a decrease in the average diameter and polidispersity index of PCL NC of argan oil and EUD NC and NE of linseed oil. Furthermore, the addition of ubiquinone was able to modify the zeta potential of these formulations. Regarding the type of structure (NE or NC), the pH was influenced. EUD NC presented values lower than NE and PCL NC, regardless of the oil used. In addition, EUD NC with linseed oil had a higher zeta potential in module in relation to the NE and PCL NC. Concerning the type of oil used, particle diameter and polydispersity index were lower for EUD NC of linseed oil in relation to EUD NC of argan oil. Moreover, all formulations were able to photoprotect ubiquinone in comparison with free drug, occurring influence of the oil and the polymer. Regarding the stability, the formulations showed a reduced level of drug over 60 days, while the type of oil influenced this parameter. Nanostructures of argan oil showed higher levels. NC presented higher drug contents in relation to NE. The increase in particle size was only significant for NC of argan oil and PCL at 15 days, which showed a greater diameter than those of PCL NC of linseed oil and EUD NC of argan oil. An increase in zeta potential for NE was detected at 60 days, while EUD NC of argan oil showed a decrease in this parameter. The zeta potential was higher in module for NC of EUD in relation to the respective NE. / Este trabalho avaliou a influência da composição sobre as características físico-químicas, estabilidade e fotoestabilidade de nanoestruturas contendo ubiquinona. As nanocápsulas (NC) e nanoemulsões (NE) foram preparadas por deposição interfacial de polímero pré-formado e emulsificação espontânea, respectivamente. As formulações foram caracterizadas e comparadas quanto à influência do tipo de óleo (óleo de argan ou de linhaça) e de sua quantidade (3% ou 1,5%), quanto ao polímero poli(-caprolactona), PCL ou Eudragit® RL 100, EUD, quanto à presença do fármaco, além da comparação entre ambas as nanoestruturas. Para a quantificação da ubiquinona, o método foi validado, apresentando-se linear, específico, preciso e exato. As formulações apresentaram características físico-químicas adequadas, com teores próximos ao valor teórico de 1mg/mL, além de eficiências de encapsulamento próximas de 100% e de índices de polidispersão inferiores a 0,2 para as formulações com 1,5% de óleo. A redução na concentração de óleo causou diminuição do diâmetro médio e no índice de polidispersão das NC de óleo de argan e PCL e das NE e NC de EUD e óleo de linhaça. Além disso, a adição de ubiquinona foi capaz de alterar o potencial zeta destas formulações. Quanto ao tipo de estrutura, o pH sofreu influência, onde a NC de EUD apresentou valores inferiores à NE e NC de PCL, independente do óleo utilizado. Além disso, a NC de EUD e óleo de linhaça apresentou potencial zeta superior em módulo em relação à NE e NC de PCL. Quanto ao tipo de óleo empregado, o diâmetro de partícula e o índice de polidispersão foram menores para as NC de EUD e óleo de linhaça em relação às NC de EUD e óleo de argan. Além disso, todas as formulações foram capazes de fotoproteger a ubiquinona em comparação ao fármaco livre, havendo influência do óleo e do polímero. Quanto à estabilidade, as formulações apresentaram redução no teor de fármaco ao longo de 60 dias, sendo que as nanoestruturas de óleo de argan apresentaram teores maiores. As NC apresentaram teores maiores em relação às NE. O aumento no tamanho de partícula só foi significativo para a NC de óleo de argan e PCL aos 15 dias, onde apresentou diâmetro maior em relação às NC de PCL e óleo de linhaça e de EUD e óleo de argan. Um aumento no potencial zeta foi detectado para as NE aos 60 dias, enquanto que a NC de EUD e óleo de argan apresentou decréscimo neste parâmetro. O potencial zeta ainda apresentou-se maior em módulo para as NC de EUD em relação às respectivas NE.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:56:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KATIUSCA WESSLER MIRANDA.pdf: 4397696 bytes, checksum: da27bc7c1adc7efa3e74ecfcf87feb0e (MD5) Previous issue date: 2015-08-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper studied ring opening polymerizations L-lactide (LLA) and ε-caprolactone (ε-CL) by bulk polymerization and solution polymerization, in order to evaluate the influence of initiator concentration, reaction time and reaction temperature on the yield and molecular weight of both polymers. Tin octoate and methanol was employed as initiators. It was observed that LLA and ε-CL speed ring opening polymerization, increases with temperature and that the monomer/polymer conversion immediately occurs in the first hours of synthesis when 2% of initiator is used. The molar mass, determined by capillary viscometry, was approximately 7x103 g/mol, for both polymers. It was also studied the copolymerization of LLA and ε-CL by solution polymerization employing different solvents. Weight percentages of LLA/ε-CL equal to 100/0, 95/5, 90/10, 85/15 and 80/20 were studied. The toluene was the only solvent that enabled the production of polymers and copolymers at 120 ° C. Initiator concentration equal to 0.015% and reaction time equal to 24 hours, were assessed, generating polymers with average molar mass (Mw) around 2x104 g / mol, determined by GPC. It was observed by proton and carbon 13 nuclear magnetic resonance (13 C-NMR and 1H-NMR) that reactions conducted with ε-CL concentrations lower than 15% do not yield copolymer, only PLLA. Bulk polymerization it was also studied and the main difference compared to solution polymerization is associated with the molar mass of the copolymer P(LLA-co-εCL)80/20. This product had a higher molar mass when synthesized by the first technique. After the study of copolymerization, the functionalization of nanocrystalline cellulose particles (CNC) with LLA and ε-CL, by polymerization in solution, was studied. Three compositions were analyzed: (i) PLLA-CNC, (II) P(LLA-co-εCL)85/15-CNC and (III) P(LLA-co εCL)80/20-CNC; the reactions were conducted at 120 ° C for 24 hours. It was possible to functionalize CNC particles in situ, using 80/20 LLA/ε-CL systems, with tin octoate (0.015 wt%) as catalyst and toluene as solvent (composition III). The functionalization was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The compatibility of the P(LLA-co-εCL)80/20-CNC particle increased in toluene, confirming the reduction of hydrophilicity of these particles. Unlike occurred with the compositions (I) and (II), the composition (III) only allowed the production CNC functionalized particles. PLLA, PCL and / or P (LLA-co-εCL) were not produced. This fact indicates that the concentration of ε-CL and the presence of cellulose hydroxyl groups decreased the reactivity between the monomers. / Neste trabalho foram estudadas as reações de abertura de anel dos monômeros L-lactídeo (LLA) e ε-caprolactona (ε-CL), pela técnica de polimerização em massa com o intuito de avaliar a influência da concentração de iniciador, do tempo e da temperatura de reação sobre o rendimento reacional e a massa molar de ambos os polímeros. O iniciador empregado neste estudo foi o octoato de estanho e como co-iniciador, metanol foi empregado. Foi observado que a velocidade de reação de obtenção do poli(L-ácido láctico) (PLLA) e da poli(ε-caprolactona) (PCL) aumenta em função da temperatura e que com 2% de iniciador a conversão de monômero em polímero ocorre logo nas primeiras horas de síntese. A massa molar determinada por viscosimetria capilar foi de aproximadamente 7x103 g/mol para ambos os polímeros. Também foi estudada a obtenção de copolímeros de LLA e ε-CL por reações de polimerização em solução empregando diferentes solventes. As porcentagens mássicas de LLA/ε-CL empregadas foram 100/0, 95/5, 90/10, 85/15 e 80/20. O tolueno foi o único solvente que possibilitou a produção de polímeros e copolímeros a 120 °C. Para estas sínteses a concentração de iniciador foi igual a 0,015% e o tempo de reação foi de 24 horas, gerando polímeros com massa molar ponderal média (Mw) ao redor de 2x104 g/mol, determinadas por GPC. Foi observado por ressonância magnética nuclear de hidrogênio e de carbono 13 (RMN1H e RMN13C) que as reações conduzidas com concentrações de ε-CL inferiores à 15% não rendem copolímero, apenas PLLA é produzido. A obtenção de copolímeros pela técnica de polimerização em massa também foi estudada e a principal diferença em relação a polimerização em solução está associada à massa molar do copolímero P(LLA-co-εCL)80/20, sendo que o produto da polimerização em massa apresentou massa molar mais elevada que o obtido pela polimerização em solução. Após o estudo da obtenção dos copolímeros, foi estudada a funcionalização de partículas de celulose nanocristalina (CNC) com os monômeros de LLA e ε-CL pela técnica de polimerização em solução. Foram analisadas três composições: (I) PLLA-CNC, (II) P(LLA-co-εCL)85/15-CNC e (III) P(LLA-co-εCL)80/20-CNC; as reações foram conduzidas a 120°C durante 24 horas. Foi possível funcionalizar partículas de CNC in situ, empregando 80% de LLA, 20% de ε-CL, 0,015% de octoato de estanho e tolueno como solvente (composição III). A funcionalização foi confirmada por análises de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Testes de dispersão do P(LLA-co-εCL)80/20-CNC em tolueno confirmaram a diminuição da hidrofilicidade destas partículas. Ao contrário do ocorrido com as composições (I) e (II), a composição (III) permitiu somente a produção partículas de CNC funcionalizadas. PLLA, PCL e/ou P(LLA-co-εCL) não foram produzidos. Este fato indica que o aumento da concentração de ε-CL e a presença de grupos hidroxilas de celulose diminuíram a reatividade entre os monômeros.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marindia Decol.pdf: 3575085 bytes, checksum: bed6c0ed662d3c76c64b6cfdac902d8b (MD5) Previous issue date: 2015-07-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Poly (lactic acid) (PLA) is a rigid and brittle thermoplastic polymer, and poly (ε-caprolactone) (PCL) is a thermoplastic polymer of lower rigidity and higher toughness than PLA. Combination of these properties through the blend PLA/PCL has been studied successfully to change the final properties of the PLA. The addition of multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) in the blend PLA/PCL may induce peculiar orphologies depending on their location, resulting in the getting new properties or modifying the properties of the PLA matrix. This study aimed to evaluate the effect of adding the PCL, the compatibilizer Cesa-mix and MWCNT the final properties of the PLA. Mixtures were prepared in internal mixer chamber coupled to a torque rheometer and subjected to characterizations of morphological, thermal, mechanical and electrical properties. In the morphological analysis, there was a 37% reduction in the average size of the phases of the PCL blends PLA/PCL with the addition of compatibilizer Cesa®- mix, a heterogeneous distribution of MWCNT the PLA matrix and a selective location of MWCNT in phase PCL. With respect to thermal properties, the addition of the compatibilizing PCL and did not significantly affect the thermal degradation onset temperature (Tonset) of the PLA, but the addition of the MWCNT in PLA resulted in decreased Tonset nanocomposites. The melting temperature did not change significantly with the addition of PCL, the compatibilizer and MWCNT on the PLA matrix. Already cold crystallization temperature decreased and the degree of crystallinity of the PLA increased with the addition of PCL blends and MWCNT in nanocomposites. Decreases of 35% on elastic hardness and 29% in modulus of elasticity was observed with the addition of PCL and compatibilizer Cesa®-mix in the blends PLA/ PCL/AC/2,5%. With the addition of MWCNT was observed an increase of 6,8% on elastic hardness and 8% in the modulus of elasticity of PLA/CNT mixtures with 1,0% w/w. Blends of PLA/PCL with 0,5% and 1,0% w/w CNT with and without compatibilizer, had a decrease in modulus of elasticity and elastic hardness. No significant changes were observed in the electric resistance of the samples with the addition of the compatibilizer, the PCL and MWCNT with 0,5% and 1,0% w/w. Selective location of MWCNT the PCL phase had great influence on morphological, thermal, mechanical and electrical properties of nanocomposites. / O poli(ácido lático) (PLA) é um polímero termoplástico rígido e frágil, e a poli(ε-caprolactona) (PCL) é um polímero termoplástico de menor rigidez e maior tenacidade que o PLA. A combinação destas propriedades através da blenda PLA/PCL tem sido estudada com êxito no auxílio à alteração das propriedades finais do PLA. A adição de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) na blenda PLA/PCL pode induzir a morfologias peculiares dependendo da sua localização, resultando na obtenção de novas propriedades ou na alteração das propriedades da matriz PLA. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição do PCL, do compatibilizante Cesa-mix e dos NTCPM nas propriedades finais do PLA. As misturas foram preparadas em misturador de câmara interna acoplado a reômetro de torque e submetidas à caraterizações das propriedades morfológicas, térmicas, mecânicas e elétricas. Na análise morfológica, observou-se uma redução de 37% no tamanho médio das fases de PCL nas blendas PLA/PCL com a adição do compatibilizante Cesa®- mix, uma distribuição heterogênea dos NTCPM na matriz PLA e uma localização seletiva dos NTCPM na fase PCL. Em relação às propriedades térmicas, a adição do PCL e do compatibilizante não afetaram significativamente na temperatura de início de degradação térmica (Tonset) do PLA, porém a adição de NTCPM no PLA resultou em decréscimo na Tonset dos nanocompósitos. A temperatura de fusão não apresentou variação significativa com a adição do PCL, do compatibilizante e dos NTCPM na matriz PLA. Já a temperatura de cristalização a frio diminuiu e o grau de cristalinidade do PLA aumentou com a adição de PCL nas blendas e dos NTCPM nos nanocompósitos. Diminuições de 35% na dureza elástica e de 29% no módulo de elasticidade foram observadas com a adição do PCL e do compatibilizante Cesa®-mix nas blendas PLA/PCL/AC 2,5%. Com a adição de NTCPM foi observado um aumento de 6,8% na dureza elástica e de 8% no módulo de elasticidade das misturas PLA/NTC com 1,0% m/m. As misturas de PLA/PCL com 0,5% e 1,0% m/m de NTC com e sem compatibilizante, tiveram um decréscimo no módulo de elasticidade e na dureza elástica. Não foram verificadas alterações significativas na resistência elétrica das amostras com a adição do compatibilizante, do PCL e dos NTCPM com 0,5% e 1,0% m/m. A localização seletiva dos NTCPM na fase PCL teve grande influência nas propriedades morfológicas, térmicas, mecânicas e elétricas dos nanocompósitos.