Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-03. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:47:33Z : No. of bitstreams: 1 000830636.pdf: 544804 bytes, checksum: 6de3f38335814174d074966a97e95c8f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As enzimas são importantes catalisadores de reações biológicas, sendo que as de origem microbiológicas tem recebido atenção especial devido à facilidade de obtenção ou até mesmo na síntese de enzimas geneticamente modificadas. O uso desses catalisadores biológicos na indústria vem aumentando com o avanço de estudos e pesquisas de suas propriedades e melhoramento dos processos em que são empregados. A álcool desidrogenase (ADH) é uma enzima de uso industrial e biotecnológico importante para quantificação de etanol em biocombustíveis e em bebidas, onde, em comparação com outros métodos, têm mostrado ser o mais eficaz. A melhora da estabilidade da enzima é feita pelo processo de imobilização. Alguns métodos de imobilização são mais comumente aplicados devido à facilidade de preparo e/ou imobilização da enzima no suporte, como por exemplo, o suporte alginato-quitosana. Os suportes alginato-quitosana e glixil-agarose foram utilizados neste trabalho para se tentar melhorar a estabilidade da ADH. O objetivo principal deste estudo foi o de encontrar um método mais eficaz para imobilizar a ADH e avaliar sua estabilidade frente a pH, temperatura, variação de concentração de substrato, adição de sais metálicos ao ensaio, entre outros. Os resultados mostraram que houve interferência do pH na estabilidade das esferas de alginato-quitosana impossibilitando seu uso neste ensaio e quando imobilizada em suporte glioxil-agarose apresentou estabilidade maior em maiores temperaturas e pH, mas não demonstrou boa estabilidade quando estocada. / Enzymes are important catalysts of biological reactions, and the microbiological origin has received special attention due to the ease of obtaining or even in the synthesis of genetically modified enzymes. The use of these biological catalysts in the industry is increasing with the advancement of studies and research of its properties and improving processes in which they are employed. The alcohol dehydrogenase (ADH) is an enzyme of industrial use and biotechnological important for quantitation of ethanol in biofuels and beverages, which in comparison with other methods, have shown to be most effective. The improvement of the enzyme stability is made by the immobilization process. Some methods of immobilization are most commonly applied because of the ease of preparation and/or immobilization of the enzyme on the support, for example, alginate-chitosan support. The supports alginate-chitosan and glyoxyl-agarose were used in this study to try to improve the stability of ADH. The aim of this study was to find a more effective method to immobilize the ADH and evaluate its stability against pH, temperature, variation of substrate concentration, addition of metal salts in the assay, among others. The results showed that there was interference of pH on the stability of alginate-chitosan beads precluding their use in this assay and when immobilized on glyoxyl agarose support was more stable at higher temperatures and pH, but showed good stability when stored.

Orientador: Edwil Aparecida de Lucca Gattás / Banca: Saulo Santesso Garrido / Banca: Maristela de Freitas Sanches Peres / Resumo: As enzimas são importantes catalisadores de reações biológicas, sendo que as de origem microbiológicas tem recebido atenção especial devido à facilidade de obtenção ou até mesmo na síntese de enzimas geneticamente modificadas. O uso desses catalisadores biológicos na indústria vem aumentando com o avanço de estudos e pesquisas de suas propriedades e melhoramento dos processos em que são empregados. A álcool desidrogenase (ADH) é uma enzima de uso industrial e biotecnológico importante para quantificação de etanol em biocombustíveis e em bebidas, onde, em comparação com outros métodos, têm mostrado ser o mais eficaz. A melhora da estabilidade da enzima é feita pelo processo de imobilização. Alguns métodos de imobilização são mais comumente aplicados devido à facilidade de preparo e/ou imobilização da enzima no suporte, como por exemplo, o suporte alginato-quitosana. Os suportes alginato-quitosana e glixil-agarose foram utilizados neste trabalho para se tentar melhorar a estabilidade da ADH. O objetivo principal deste estudo foi o de encontrar um método mais eficaz para imobilizar a ADH e avaliar sua estabilidade frente a pH, temperatura, variação de concentração de substrato, adição de sais metálicos ao ensaio, entre outros. Os resultados mostraram que houve interferência do pH na estabilidade das esferas de alginato-quitosana impossibilitando seu uso neste ensaio e quando imobilizada em suporte glioxil-agarose apresentou estabilidade maior em maiores temperaturas e pH, mas não demonstrou boa estabilidade quando estocada. / Abstract: Enzymes are important catalysts of biological reactions, and the microbiological origin has received special attention due to the ease of obtaining or even in the synthesis of genetically modified enzymes. The use of these biological catalysts in the industry is increasing with the advancement of studies and research of its properties and improving processes in which they are employed. The alcohol dehydrogenase (ADH) is an enzyme of industrial use and biotechnological important for quantitation of ethanol in biofuels and beverages, which in comparison with other methods, have shown to be most effective. The improvement of the enzyme stability is made by the immobilization process. Some methods of immobilization are most commonly applied because of the ease of preparation and/or immobilization of the enzyme on the support, for example, alginate-chitosan support. The supports alginate-chitosan and glyoxyl-agarose were used in this study to try to improve the stability of ADH. The aim of this study was to find a more effective method to immobilize the ADH and evaluate its stability against pH, temperature, variation of substrate concentration, addition of metal salts in the assay, among others. The results showed that there was interference of pH on the stability of alginate-chitosan beads precluding their use in this assay and when immobilized on glyoxyl agarose support was more stable at higher temperatures and pH, but showed good stability when stored. / Mestre

Orientador: Angela Maria Moraes / Dissertação (mestrado) - Universadade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T23:28:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sacchetin_PriscilaSoaresCosta_M.pdf: 5223039 bytes, checksum: 51dddf156f0471fcebe8aebb1852182e (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A imunização oral destaca-se por sua praticidade, custo moderado e ao baixo estresse que provoca nos animais. Esta técnica possui como principal entrave a dificuldade de proteger o agente de imunização dos processos digestivos e da decomposição por enzimas às quais este é submetido durante a passagem pelo trato gastrointestinal. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo propiciar ao agente antigênico um sistema de proteção frente à ação de degradação no trato gastrointestinal. Para isso, propôs-se a incorporação de um antígeno-modelo (células inativadas de Flavobacterium columnare) em partículas de alginato e de quito sana recobertas com alginato preparadas por métodos passíveis de escalonamento baseados na formação de emulsões. Aspectos como a temperatura, o uso de diferentes impelidores, a alteração na concentração dos biopolímeros no diâmetro e na forma das micropartículas produzidas foram avaliadas. O comportamento in vitro destes sistemas microestruturados, sua estabilidade e o perfil de liberação do agente antigênico foram também analisados. Micropartículas com diâmetros médios inferiores a 50 µm foram obtidas. As micropartículas de alginato foram capazes de encapsular praticamente 100% das células inativadas, enquanto que as de quito sana incorporaram até 84% do agente antigênico. As partículas produzidas resistiram às condições gastrointestinais simuladas de tilápia do Nilo, liberando um máximo de 4% do antígeno em pH estomacal e de 9% em pH intestinal. As partículas produzidas poderiam, desta forma, ser eficientemente empregadas, hipoteticamente, no controle de columnariose em tilápias do Nilo / Abstract: Oral immunization is a practical and low cost fish vaccination method with the advantage of causing low stress to the animals. The main concern regarding oral vaccination is related to protecting the immunizing agent from exposure to the digestive processes and enzymatic decomposition when crossing the gastrointestinal tract. In this context, the goal of this work was to provide a protection system to the antigenic agent when facing degradation action in gastrointestinal conditions. Thus, the incorporation of a model antigen (inactivated Flavobacterium columnare cells) in alginate micropartic1es and also in chitosan micropartic1es coated with alginate was evaluated, using methods suited to up-scaling based on emulsion formation. Aspects such as temperature, the use of distinct impellers and the variation on the biopolymers concentration in the diameter and shape of the produced micropartic1es were analyzed. The microstructured system behavior in vitro, its stability and the antigenic agent release profile were also evaluated. Microparticles with less than 50 µm in average diameter were produced. The alginate microparticles were capable of encapsulating almost 100% of the inactivated cells, while the chitosan micropartic1es incorporated up to 84% of the antigenic agent. The produced partic1es were resistant to Nile tilapia simulated gastrointestinal conditions, releasing at most 4% of the cells in stomach pH and less than 9% in intestinal pH. The produced partic1es, in this way, could be successfully employed, hypothetically, to control Nile tilapia columnariosis / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Francisco Maugeri Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T12:02:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aguiar-Oliveira_Elizama_M.pdf: 770685 bytes, checksum: 0f996b9cf174ce9e0db8a491f1372247 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: obtenção de frutooliogossacarídeos (FOS) por enzimas imobilizadas abrange dois conceitos em grande expansão nos últimos anos: aplicação industrial de enzimas imobilizadas e alimentos funcionais. A opção de imobilização é principalmente induzida pela facilidade de controle da reação e possibilidade de reutilização do sistema, além de permitir escalonamento industrial. Dentre os alimentos funcionais estão os FOS que agem como prebióticos ao induzirem o crescimento de uma microflora desejável e benéfica ao organismo. As leveduras do gênero Rhodotorula apresentam bom potencial de transfrutosilação e sua enzima extracelular recuperada do meio de cultivo por precipitação com álcool anidro foi imobilizada em diferentes suportes para seleção de uma metodologia adequada de imobilização. Os melhores resultados foram obtidos ao se imobilizar a enzima por adsorção em suporte sólido ácido inorgânico composto por nióbio e grafite, comercializado pela Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração. A eficiência de imobilização foi de 97,76% para uma razão de 164 Ui/g suporte. O perfil de pH da enzima imobilizada foi deslocado e estendido para valores mais básicos do que o apresentado pela enzima livre, indicando efeito causado pela carga negativa do suporte. A adição de sais a 10 mM no meio de incubação demonstrou aumentar a estabilidade térmica do imobilizado, especialmente para o sal CuSO4. Em pH 4,5 e 6,0 foi observada alta atividade enzimática e estabilidade em diferentes temperaturas, e ambos os pHs foram selecionados para caracterização do sistema. A meia-vida da enzima imobilizada a 50oC em pH 4,5 e 6,0 foi respectivamente de 24 e 48 dias e a temperatura ótima para cada pH foi de 61oC e 63oC. A cinética enzimática apresentou inibição pelo substrato sacarose, efeito não observado com a enzima livre. Sínteses de FOS tendo sacarose a 50% como substrato inicial, foram realizadas em micro-reatores do tipo batelada nos pHs selecionados, a conversão de FOS obtida apresentou valores em torno de 60%, não muito diferentes da enzima livre. Com base nos resultados obtidos, é possível afirmar que a metodologia selecionada é viável para aplicação da enzima imobilizada em biorreatores para produção de FOS / Abstract: Fructooligosaccharides (FOS) production by immobilized enzymes encloses two concepts that have faced great expansion in the last few years: industrial application of enzymes and functional foods. The option for enzyme immobilization is mainly induced by the easiness of controlling the reaction and the possibility of reusing the biocatalyst, besides the fact of allowing industrial scale-up. Amongst functional foods, there are the FOS for acting as a prebiotic inducing the growth of a desirable and beneficial microflora to our organism. Yeasts from the genre Rhodotorula has demonstrated a great transfructosilation potential and its extracellular enzyme recovered from fermented medium by alcohol precipitation were immobilized on different supports and by different methodologies in order to select the most adequate of them. The best results were achieved immobilizing the enzyme by adsorption on a solid acid support consisted of niobium ore and graphite, commercialized for Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração. The immobilization efficiency reached 97,76% at a rate of 164 Ui/g of support. Considering the immobilized enzyme, the pH profile changed to more basics values comparing to free enzyme, indicating an effect caused by negative charge of the support. Salt addition at 10 mM to incubation medium demonstrated to increase thermal stability, especially for CuSO4 salt. At pH 4,5 and 6,0 high activity and good stability were observed in different temperatures, and both were selected for system characterization. The half-life obtained at 50oC and pH 4,5 and 6,0 were respectively 24 and 48 days and the maximum activities for each pH were at temperature of 61oC and 63oC. Enzymatic kinetic for the immobilized enzyme presented inhibition by substrate concentration, effect not observed with free enzyme. FOS synthesis with sucrose at 50% as starting substrate were conducted in micro-reactors in both pH and the FOS conversion obtained were around 60%, similar to free enzyme. Based in these results it is possible to say that this methodology for enzyme immobilization is viable for application in large scale bioreactors for FOS production / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Flávio Luís Schdmit / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-26T00:08:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TamayoRojas_SebastianAlfredo_M.pdf: 7883097 bytes, checksum: c1aa552f1be3e09a994019eb7534bf42 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O Brasil vem se destacando como grande mercado produtor e consumidor de cerveja no cenário mundial, o que mostra a importância de se desenvolver novas tecnologias cervejeiras, buscando melhoria da qualidade do produto. Esta pesquisa teve como objetivo estudar a estabilidade da espuma da cerveja "mainstream" mediante a adição de hidrocolóides não convencionais após o processo de filtragem. Doze hidrocolóides dentre os grupos pectina, xantana, gelana, carragena, carboximetil celulosa e locusta foram comparados com o alginato de propilenglicol (APG), atualmente utilizado na indústria brasileira. Foi utilizada uma cerveja lager tipo Pilsen elaborada sem aditivos espumantes previamente desgaseificada a 8ºC com injeção de hélio a 50 KPa adaptado de um equipamento Shimadzu® DGU-2A. Primeiramente descartaram-se os hidrocolóides que não se dissolveram corretamente na cerveja nas concentrações de 0,01g/L a 1g/L. Posteriormente, realizou-se uma análise de viscosidade das misturas dos hidrocolóides selecionados, em água e com cerveja, para avaliar diferenças significativas entre os mesmos nas concentrações testadas (0,01 a 0,1 g/L). Em seguida se avaliou a capacidade espumante, mediante um teste de agitação das cervejas com os hidrocolóides nas concentrações de 0,01 a 1g/L, baseado no procedimento descrito por Knapp e Bamforth (2002), as quais foram comparadas com o APG. Finalmente, as cervejas foram misturadas com os diferentes hidrocolóides em concentrações de 0,5 g/L, e submetidas novamente a um teste de estabilidade de espuma na presença de lipídeos (ácido palmítico, ácido oléico e ácido linoléico) em concentrações de 1mg/L. Foram pré-selecionados os hidrocolóides KIMILOID BF (APG), Genu GUM RL 200-Z; Genu Pectin 106-HV e Genu Pectin 121 Slow Set. Em relação à viscosidade, nenhum hidrocolóide diferiu significativamente (p<0,05) do outro na sua capacidade espessante em soluções aquosas ou em cerveja, nas concentrações testadas. Em relação à manutenção da qualidade da espuma, os melhores hidrocolóides foram a APG e a Genu® Pectin tipo 106-HV, os quais foram estatisticamente iguais em todas as concentrações testadas e apresentaram os melhores desempenhos na estabilização da espuma. De forma geral, os hidrocolóides diminuíram o prejuízo causado pelos ácidos graxos, sendo que o melhor efeito foi sobre o acido linoléico, seguido do acido oléico. Nestes ácidos graxos a Genu® Pectin tipo 121 Slow Set foi a que apresentou melhor desempenho, seguida do KIMILOID® BF (APG). Somente a APG conseguiu diminuir o prejuízo na espuma causado pelo ácido graxo palmítico / Abstract: Beer production and consumption has gained increasing importance in Brazil. New brewer technologies are needed for improvement of product quality. This research aimed to study the stability of mainstream beer foam by the addition of non-conventional hydrocolloids after the filtering process. Twelve hydrocolloids among pectin, xanthan, gellan, carrageenan, carboxymethyl cellulose (CMC) and locust groups were compared with propylene glycol alginate (PGA), currently used in Brazilian industry. It was used Pilsen lager beer produced without foaming additives previously degassed at 8°C with injection of helium at 50 kPa adapted from a Shimadzu DGU-2A® equipment. Hydrocolloids which did not dissolve properly in beer at concentrations of 0.01 g/L to 1g/L were discarded. Subsequently, viscosity analyses (Brookfield LVDVI-Prime® spindle and cup ULA. In order to keep CUP at 20°C it was used a Brookfield TC-550 water bath) of the selected hydrocolloids in water and beer solutions were performed to assess significant differences among them in the tested concentrations (0.01 to 0.1 g/L). Then foaming capacity was evaluated by a stirring beer test with hydrocolloids at concentrations of 0.01 to 1 g/L, based on the procedure described by Knapp and Bamforth (2002), which were compared with the APG. Finally, the beers were mixed up with the various hydrocolloids at concentrations of 0.5 g/L, and again subjected to a test of foam stability in the presence of palmitic, oleic and linoleic acids at 1 mg/L. The preselected hydrocolloids were KIMILOID BF® (APG), Genu GUM RL 200-Z®; Genu Pectin® 106-HV e Genu Pectin® 121 Slow Set (Figure 1). No hydrocolloid was significantly different (p<0.05) in relation to the capacity of thickening aqueous or beer solutions. Concerning the quality of the foam maintenance, the best hydrocolloids were APG and Genu Pectin 106-HV type, which were statistically similar in all tested concentrations. Generally, hydrocolloids reduced the damage caused by the fatty acids and the best effect was on linoleic followed by oleic acid. In these conditions, Genu Pectin type 121 Slow Set showed the best performance, followed by KIMILOID BF (APG). The damage in the foam caused by the palmitic fatty acid was only minimized by APG / Mestrado / Tecnologia de Alimentos / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Theo Guenter Kieckbusch / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:55:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zactiti_EricaMarostica_D.pdf: 5513893 bytes, checksum: 1d3ab4df0091663092f98ac6015a9abe (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Questões relacionadas à preservação ambiental têm sido intensamente discutidas, não somente devido à escassez de recursos naturais, mas também, em função da legislação que está cada vez mais rigorosa. Visando o desenvolvimento sustentável, a procura por novos materiais e tecnologias capazes de minimizar os danos ao meio ambiente tem aumentado consideravelmente. Filmes biodegradáveis estão inseridos nesse contexto. Eles são produzidos a partir de polímeros naturais, principalmente polissacarídeos e proteínas, com potencial aplicação nas indústrias farmacêutica e alimentícia. Filmes confeccionados a partir de biopolímeros podem ser utilizados como embalagens antimicrobianas para produtos alimentícios se os agentes ativos são incorporados. Alginato de sódio foi utilizado como substância formadora de filme, cloreto de cálcio como agente reticulante e glicerol como plastificante. Um processo de confecção de filmes reticulados realizado em dois estágios foi desenvolvido, sendo possível obter filmes com baixa solubilidade em água. Filmes com diferentes graus de reticulação foram caracterizados em relação a suas propriedades, tais como: solubilidade em água, permeabilidade ao vapor de água, resistência mecânica, grau de intumescimento e temperatura de transição vítrea. Para o desenvolvimento de embalagens ativas, sorbato de potássio foi incorporado ao filme. Medidas de permeabilidade utilizando uma célula de diafragma indicaram que o processo de migração do sorbato foi afetado pela concentração de sorbato na solução e que o aumento do grau de crosslinking da matriz polimérica diminui a taxa de transferência de massa. Experimentos de liberação de sorbato realizados com água (22 °C) como sorvedouro mostraram rápida liberação do material ativo por difusão (95 % da massa total liberada em aproximadamente 4 minutos). Dados de massa de sorbato liberada apresentaram bom ajuste ao modelo difusional derivado da segunda lei de Fick, com os valores de difusividade variando entre 2,32 x10-7 a 3,32 x10-7cm2/s. Estes valores são inferiores aos dados de difusão de sorbato em filmes de proteína, indicando um uso potencial como sistemas de liberação de substâncias antimicóticas / Abstract: The concern and consciousness relative to the environmental preservation is raising global issues, not only due to the shortage of natural resources, but also because of the legislation that is becoming more and more stringent. Seeking the sustainable development, the number of researches on new materials and technologies that are able to minimize the environmental damages have grown considerably. Biodegradable films are inserted in this context. They are produced from natural polymers, mainly polysaccharides and proteins, with potential applications in the pharmaceutical and food industries. Films manufactured with biopolymers can be used as antimicotic packaging for food products if active agents are incorporated. Sodium alginate was used as film matrix, calcium chloride as reticulating (crosslinking) agent and glycerol as plasticizer. A two-stage reticulation film manufacture process was developed and rendered films with low solubility in water. Films with different degree of reticulation were characterized according to properties such as water solubility, water vapor permeability, mechanical resistance, degree of swelling and glass transition temperature. For the development of active packaging, potassium sorbate was incorporated into the film. Permeability measurements using a diaphragm 0011 indicated that the sorbate migration process was affected by the sorbate concentration and that higher crosslinking degree of the polymeric matrix decreases the mass transfer rates. Sorbate release experiments conducted with water at 22°C as a sink showed rapid exhaustion of the active material by diffusion (95 % of total mass delivered in about 4 minutes). The mass of sorbate release data were well fitted to Fick's second law diffusional model, with O values ranging from 2,32 x10-7 to 3,32 x10-7 cm2/s. These values are lower than published data of sorbate diffusion in protein film, foreseeing a potential use of calcium alginate as an antimicotic packaging / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Sergio Persio Ravagnani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:52:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_MariaClaraPinto_D.pdf: 5943553 bytes, checksum: b12150e79224fd5dadd1465609f322d1 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho as análises de difusão de oxitetracilina (OTC) como espécie ativa, foram realizadas a 37 +/- 0,5 °C; em soluções tampão pH=7,4 e 1,2, condições estas similar ao trato gastro-intestinal, com microesferas de alginato de cálcio; microcápsulas de alginato de cálcio coacervado com quitosana (baixa, média e alta viscosidade); microcápsulas de alginato de cálcio coacervada com a quitosana baixa viscosidade, e revestidas com o polietileno glicol - PEG (2000, 4600 e 10000); microcápsulas de alginato de cálcio revestidas com o PEG e, finalmente, microcápsulas de alginato de cálcio revestidas com EUDRAGIT®. Na primeira parte do trabalho, priorizou-se o estudo da estrutura, sequência e composição das unidades repetitivas dos biopolímeros alginato e quitosana, as quais certamente exercem profunda influência na liberação controlada do fármaco. Na segunda parte, o coeficiente de difusão (D) de OTC foi calculado através de equações estabelecidas por Crank, para difusão em esferas, que seguem a segunda lei de Fick. Considerou-se a difusão do interior para o exterior das micropartículas, utilizando o método dos mínimos quadrados e método iterativo de Newton Raphson para ajuste dos dados. Foi verificado que o modelo matemático para a difusão de OTC tem uma representatividade muito boa em meio básico, mesmo com o efeito de disparo de OTC em forma de cristais alojados na superfície das micropartículas, conforme observado por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). No entanto, em meio ácido, o ajuste não foi o esperado, pois fatores como a alta solubilidade do fármaco no meio; além da presença de fissuras nas microesferas, devido aos cristais na superfície, contribuíram para que o perfil desviasse do obtido em outros meios, resultando em um comportamento não-Fickiano. Finalmente, observou-se a possibilidade de modulação da velocidade de liberação nos diversos tipos de microesferas / Abstract: Diffusion studies of oxytetracycline (OTC) entrapped in microbeads of calcium alginate, calcium alginate coacerved with chitosan (high, medium and low viscosity) and calcium alginate coacerved with chitosan low viscosity, covered with Poly (ethylene glycol) - PEG (2 000, 4 600 and 10 000) and alginate covered with EUORAGITI®, were carried out at 37 +/- 0.5 °C, in buffer solutions at pH 7.4 and pH 1.2, similar to the conditions of the gastric-intestinal system. The diffusion coefficient, or diffusivity (D), of OTC was calculated by equations provided by Crank for diffusion, which follows Fick's second law, considering the diffusion from the inner parts to the surface of the microbeads. The least square and the Newton Raphson methods were used to obtain the diffusion coefficients. The microbeads swelling in pH 7.4 and OTC diffusion is classically Fickian, suggesting that the OTC transport, in this case, is controlled by the exchange rates of free water and relaxation of calcium-alginate chains. In case of acid media, it was observed that the phenomenon did not follow Fick's law, due probably to the high solubility of the OTC in this environment and the presence of cracks formed during the drying process of the microbeads. It was possible to model the release rate of OTC in several types of microbeads / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

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La médecine régénérative exploite divers biomatériaux afin de stimuler la guérison tissulaire. Les hydrogels composés d'alginate et de gélatine sont prometteurs grâce à leur biocompatibilité. L'alginate, issu d'algues brunes, et la gélatine, dérivée du collagène, renforcent l'hydrogel et favorisent l'attachement et la régénération cellulaire. Le caractère composite du matériau permet une combinaison des caractéristiques individuelles des composants. Toutefois, les études sur l'adhérence bactérienne à cet hydrogel dans la cavité buccale sont limitées. Les objectifs de cette recherche étaient d'étudier l'adhérence bactérienne à différents hydrogels, de trouver des solutions pour la réduire, et d'évaluer la cytotoxicité de l'hydrogel composite d'alginate/gélatine sur des fibroblastes gingivaux. Des hydrogels ont été fabriqués avec diverses concentrations d'alginate et testés avec des cultures bactériennes buccales, incluant *Streptococcus mutans*, *Streptococcus salivarius*, *Porphyromonas gingivalis*, et *Fusobacterium nucleatum*. Les propriétés mécaniques des hydrogels ont été évaluées par des mesures de force d'élasticité. La dégradabilité du matériau a été mesurée elle, par la variation de poids au fil du temps. L'adhérence bactérienne a été évaluée par des quantifications d'ATP, quantification PCR, et visualisations en microscopie à fluorescence et électronique à balayage. L'hydrogel composite alginate et gélatine a également été testé pour la cytotoxicité sur des fibroblastes gingivaux, cherchant la meilleure survie cellulaire. Les résultats montrent que les bactéries planctoniques adhèrent à l'hydrogel, sans que les concentrations d'alginate influencent cette adhérence sauf pour *F. nucleatum* et *S. mutans*. Cependant, une réticulation de l'hydrogel en présence d'ions Zn$^{2+}$ réduit l'adhérence bactérienne de *S. mutans*, *S. salivarius*, et *P. gingivalis*. Cette diminution d'adhérence est confirmée avec la formation de biofilms plus complexes composés des quatre espèces bactériennes. En conclusion, l'hydrogel d'alginate/gélatine présente des propriétés de régénération cellulaire et d'adaptabilité intéressantes pour la dentisterie, mais des études supplémentaires sont nécessaires afin d'optimiser son utilisation en régénération tissulaire.

Les maladies valvulaires sont un problème de santé majeur et grandissant. Les substituts pour remplacer les valves cardiaques disponibles présentement comportent plusieurs inconvénients, dont la prise de médicaments antirejets ou anticoagulants, ainsi que la calcification. De plus, ils ne sont pas adaptés pour les jeunes patients à cause de leur taille inadéquate et de l'impossibilité de croissance. L'objectif est de fabriquer une valve aortique vivante grâce une technique innovante de moulage de tissus biologiques produits par génie tissulaire, pour remédier à ces problèmes. Un moule en sucre vitrifié sous la forme de valve cardiaque à trois feuillets est fabriqué par impression 3D. Un mélange d'alginate (hydrogel biocompatible) et de cellules est coulé dans le moule et se gélifie. Le moule est ensuite dissout dans une solution aqueuse laissant place à la valve. Les objectifs du projet étaient de produire une valve fonctionnelle et de géométrie optimale mais exempte de cellules et d'étudier l'impact de l'alginate sur la viabilité cellulaire. Des modifications à la conception, l'impression et la recette d'alginate sans cellules ont été réalisées afin d'obtenir une valve avec peu de défauts et dont la résistance fut testée en bioréacteur. La littérature suggère qu'un haut pourcentage d'alginate est nocif pour les cellules. Une étude sur des disques d'alginate avec cellules fut réalisée pour évaluer cet impact. Ces disques ont été fabriqués en conditions stériles et cultivés pendant 24h ou sept jours. Des tests de viabilité ont montré que les pourcentages d'alginate étudiés n'avaient pas d'influence sur la viabilité cellulaire, validant l'utilisation de la concentration d'alginate pour la fabrication d'un substitut de valve aortique par génie tissulaire. À terme, l'alginate servira d'échafaudage pour les cellules qui produiront leurs propres tissus biologiques. Ces derniers remplaceront l'alginate qui se dégradera avec le temps, laissant place à une valve uniquement composée de tissus biologiques. / Heart valve disease is a major and growing health problem. The currently available heart valve substitutes have several drawbacks, including the use of immune-suppressors or anticoagulant medication, as well as calcification. In addition, they are not suitable for young patients because of their inadequate size and their inability to grow. The objective is to create a living aortic valve using an innovative tissue-engineering molding technique of biological tissue to address these issues. A vitrified sugar mold in the shape of a trileaflet heart valve is 3D printed. A mixture of alginate (a biocompatible hydrogel) and cells is poured and cast into the mold. Upon gelling of the alginate scaffold, the mold is then dissolved in an aqueous solution, leaving the alginate valve. The objectives of this project were to produce a perfect cell-free but functional and geometrically adequate aortic valve and to study the impact of alginate on cell viability. Modifications to the design, printing and recipe of the cell-free alginate were made to obtain a valve with few defects and which resistance was tested in a bioreactor. The literature suggests that a high percentage of alginate can be harmful to the cells. A study on cellular alginate discs was performed to evaluate this impact. These discs were produced under sterile conditions and were cultured for 24 hours or seven days. Viability tests showed that the alginate percentages tested had no influence on cell viability, validating the use of the alginate concentration to produce a tissue-engineered aortic valve substitute. Eventually, the alginate will be used as a scaffold for cells that will produce their own biological tissues. The latter will replace the alginate which will degrade over time, leaving a valve only composed of biological tissue.