Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-20T12:17:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_IuriMedeirosJauris.pdf: 8625676 bytes, checksum: 6980ea50a786db7523d0559ac05b09bb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:17:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_IuriMedeirosJauris.pdf: 8625676 bytes, checksum: 6980ea50a786db7523d0559ac05b09bb (MD5) Previous issue date: 2016-11-21 / Various chemical pollutants and substances named endocrine disruptors compounds (EDCs) has become commonly detected in wastewater and even in drinking water in many countries. In contrast the adsorption technique has been considered by many researcher as a promising method to treatment and purification of wastewater, mainly due to its ease of operation, high efficiency and low cost. Meanwhile, carbon nanomaterials such as nanotubes, and graphene, have been reported in the literature as promising materials to adsorb and removing various types of contaminants from wastewater. From this perspective, the main goal of this study was the evaluation of the use of graphene, functionalized graphene and reduced graphene oxide (rGO), in the adsorption and removal of drugs in aqueous medium. The removal efficiency was measured using diclofenac sodium (DCL) and nimesulide (NIME) in aqueous solutions and analizing sorption equilibrium conditions as well as kinetics and adsorption isotherms in the rGO. At the same time, through ab initio calculations, computational simulations were carried out to better understand how the structural and electronic characteristics of the adsorbent material can influence the adsorption process. Thus, through the batch experiments, it was found that the rGO showed a good ability to successfully remove NIME and DCL drugs from aqueous solutions. The maximum percentage removal of DCL by rGO was 80.4% and 79.3% for the initial concentrations of 40 and 70 mg.L-1, respectively. The maximum sorption capacity for adsorption of the DCL drug at 25ºC was 59.67 mg.g-1. The maximum percentage removal of NIME by rGO was 92.2% and 82.9% for the initial concentrations of 40 and 70 mg.L-1, respectively. The thermogravimetric and FTIR spectroscopy analyzes revealed that DCL and NIME was successfully adsorbed by rGO. In addition, theoretical results showed that the interaction between DCL and NIME with pristine or functionalized graphene, occurs by physical adsorption, being maintained mainly due to π-π interactions and hydrogen bonding. The results provide valuable information for better understanding the behavior of physicochemical properties in the evaluated interactions. Based on these results, the ab initio calculations and the adsorption experiments point out that the graphene and functionalized graphene or rGO are promising materials for extracting DCL and NIME drugs from wastewater effluents. / A detecção de poluentes químicos diversos e substâncias conhecidas com interferentes endócrinos (IEs) em águas residuais e até mesmo na água potável, tem se tornado cada vez mais frequente em inúmeros países. Em contrapartida a técnica de adsorção, tem sido considerado por muitos pesquisadores como um método promissor de tratamento e purificação da água proveniente de efluentes, devido, principalmente, a sua facilidade de operação, alta eficiência e baixo custo. Paralelamente, os nanomateriais de carbono, tais como nanotubos e o grafeno vêm sendo reportados na literatura como materiais de grande capacidade para adsorção e remoção de diversos tipos de produtos químicos de águas residuais. Nesse sentido, o foco desse estudo foi a avaliação do uso do grafeno, grafeno funcionalizado e óxido de grafeno reduzido (rGO), na adsorção e remoção de fármacos em meio aquoso. A avaliaçao da eficiência de remoção foi conduzida empregando-se diclofenaco sódico (DCL) e a nimesulida (NIME) em soluções aquosas e avaliando-se as condições de equilíbrio de sorção e também cinética e isotermas de adsorção no rGO. Paralelamente, através de cálculos de primeiros princípios, foram realizadas simulações computacionais para melhor compreensão de como as características estruturais e eletrônicas do material adsorvente, podem influenciar no processo adsortivo. Assim, através dos experimentos em batelada, observou-se um percentual de remoção máximo do DCL pelo rGO de 80,4% e 79,3% para as concentrações iniciais de 40 e 70 mg.L-1. A capacidade máxima encontrada de adsorção do DCL pelo rGO a 25ºC foi de 59,67mg.g-1. O percentual de remoção máximo da NIME pelo rGO foi 92,2 % e 82,9% para as concentrações iniciais de 40 e 70 mg.L-1 . O pH foi fixo em 10,0 para todos os experimentos. As análises termogravimétricas para adsorção do DCL e NIME em rGO, e de espectroscopia FTIR para adsorção da NIME em rGO, revelaram que os fármacos foram adsorvidos com sucesso pelo rGO. Em adição os resultados teóricos mostraram que a interação do DCL e da NIME com o grafeno puro e os grafenos funcionalizados ocorreram através da adsorção física, sendo essa mantida em grande parte devido às interações do tipo π-π e ligações de hidrogênio. Os resultados obtidos fornecem subsídios para a melhor compreensão do comportamento das propriedades físico-químicas nas interações avaliadas. Baseado nesses resultados, os cálculos de primeiros princípios e os experimentos de adsorção revelaram que o grafeno puro, grafeno funcionalizado, ou rGO, são materiais promissores para remoção dos fármacos DCL e NIME de soluções aquosas.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-20T12:55:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MarianaZancanTonel.pdf: 6177598 bytes, checksum: e830fe652c79ad380053f80cae3e2382 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:55:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MarianaZancanTonel.pdf: 6177598 bytes, checksum: e830fe652c79ad380053f80cae3e2382 (MD5) Previous issue date: 2017-08-25 / Graphene is a nanomaterial that has several applications including drug delivery and pollutant remover. However, graphene is hydrophobic, which makes it difficult to apply in biological media, and one of the alternatives is through functionalization. At the same time, aromatic molecules are precursors of several essential compounds for life, and are also important in industry. However, some of them are pollutants that can severely affect people and the environment, so developing effective removal methods is extremely interesting. Some molecules of biological interest like dopamine and serotonin have an aromatic part, recent studies show the use of these molecules as mediators for specific and selective drug delivery. Therefore, the study of the interaction of these molecules as pure and modified graphene is of great importance in the biomedical area as well as for diagnostic and treatment studies. In this work, we perform a theoretical study through the density functional theory; initially we analyze the changes caused by the effect of the concentration of the functional groups -COOH, -COH, -OH, -O- or -NH2 on graphene. The results show that in all cases it is possible to modulate the electronic properties depending on the number and location of the groups. Subsequently, we analyzed the graphene pure and functionalized with a group -COOH, -COH, -OH, -O- or -NH2, with the molecules of biological interest as dopamine, serotonin and the pollutants: benzene, aniline, benzoic acid and phenol. The results show that all interactions occur under a physical adsorption regime, there are no changes in the original geometric structures of the molecules after adsorption, it may be of interest to create possible routes as mediators for the delivery of drugs and to assist in the treatment of various diseases or in a system of removal of pollutants based on pristine and modified graphene. Finally, we developed a method to parameterize the benzene-benzene and benzene-graphene force field through the data obtained from the ab initio calculations, the results obtained agree with studies described in the literature. Thus, this work presents the understanding through the simulation of the biomedical part for drug delivery systems, and removal of pollutants, in addition to the parameterization to be used in simulations of the biological environment which may aid in the development of future experimental studies. / O grafeno é um nanomaterial que possui diversas aplicações tecnológicas entre elas como carreador de fármacos e removedor de poluentes. No entanto, o grafeno é hidrofóbico, o que dificulta sua aplicação em meios biológicos, sendo que uma das alternativas para controlar este problema é através de funcionalizações. Paralelamente, moléculas aromáticas são precursoras de diversos compostos imprescindíveis para a vida, e também são importantes na indústria. No entanto, algumas delas são poluentes que podem afetar severamente as pessoas e o meio ambiente. Assim, o desenvolvimento de métodos efetivos para remoção desses é extremante importante. Algumas moléculas de interesse biológico como a dopamina e serotonina apresentam parte aromática. Estudos recentes têm mostrado a utilização dessas moléculas como mediadoras para entrega de fármacos específica e seletiva. Portanto, o estudo dessas moléculas visando este tipo de aplicação é de grande importância na área biomédica. Realizamos um estudo teórico através da Teoria do Funcional da Densidade. Inicialmente, analisamos as alterações causadas pelo efeito da concentração de grupos funcionais -COOH, -COH, -OH, -O- ou -NH2 no grafeno. Os resultados mostram que em todos os casos é possível modular as propriedades eletrônicas dependendo do número e do local dos grupos. Posteriormente, analisamos o grafeno puro e funcionalizado com um grupo –COOH, -COH, -OH, –O- ou -NH2, com as moléculas de interesse biológico dopamina, serotonina e os poluentes benzeno, anilina, ácido benzóico e fenol. Os resultados mostram que todas as interações ocorrem sob um regime de adsorção física, sem alterações nas estruturas geométricas originais das moléculas após adsorção. Esses resultados são de interesse para criar possíveis rotas como mediadores para a entrega de fármacos e auxiliar no tratamento de várias doenças ou ainda em um sistema de remoção de poluentes baseados no grafeno puro e modificado. E, por fim, desenvolvemos um novo método para parametrizar campo de força do benzeno-benzeno e benzeno-grafeno através dos dados obtidos dos cálculos ab initio. Os resultados obtidos concordam com estudos descritos na literatura. Dessa forma, este trabalho apresenta a compreensão através da simulação da parte biomédica para sistemas de drug delivery, e remoção de poluentes, além da parametrização para ser usado em simulações do meio biológico o que poderá auxiliar no desenvolvimento de estudos experimentais futuros.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-20T12:59:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AlexandredeOliveiraZamberlan.pdf: 14214019 bytes, checksum: cdd28b0c541b52994e91cbeb4ec0c2fe (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AlexandredeOliveiraZamberlan.pdf: 14214019 bytes, checksum: cdd28b0c541b52994e91cbeb4ec0c2fe (MD5) Previous issue date: 2018-03-23 / Production and characterization of polymer nanoparticles (PNPs), colloidal dispersions, are processes that require time and technical skills to produce accurate results. Computational simulations in Nanoscience have aided in these processes, providing support and agility to achieve better results. In this work, the challenge was to show, previously, by computational simulation, the agglomeration behavior, which indicates instability in a nanoparticulate system. These PNPs are used for transport and delivery of drugs in various treatments. The Computing area has methods based on behaviors derived from nature, such as systems of intelligent collective behavior or MAS. Such systems are composed of agents - programs - living in society, which interact with each other. This approach facilitates the implementation of real systems that require observation of specific behavior, since each agent can be programmed individually to perceive other agents, the environment and respond to these perceptions so that the behavior of the system arises from the interactions of these agents agents. Thus, the objective of the work was to evaluate the agglomeration effect of polymer nanoparticles (PNPs) through design, implementation and testing of the simulation environment using MAS theory. The methodology used was computer simulation supported by a case study. For the case study, a simulation environment was constructed with functionalities to produce interactions between particles from physical-chemical parameters, that guarantee the Brownian movement with elastic and inelastic collisions. This environment, named "Multi-Agent System for Polymeric Nanoparticles" (MASPN), has been developed according to the Feature Driven Development (FDD) methodology of software design and the methodology of Multi-Agent Systems. In addition, we used the event-oriented simulation package algs4 and the JASON agent building environment, all integrated by Java technology. The package has implementations of various functions for scientific computing and event-oriented simulation, including resolution of particle-particle and particle-wall collisions, obeying the stochastic model of Brownian motion. The MASPN environment emerges as the main result of this research, since it is an alternative simulation tool, containing graphical interface with integrated physicochemical parameters, distribution graphs (particle size, particle zeta potential and environment pH), particle animation under the Brownian mathematical model.The parameters of the simulations, for evaluation of the agglomeration effect, are size, size distribution, surface electric charge, mass, drug content and pH. Finally, the simulation environment designed and built, integrating areas, methodologies and technologies, can be considered a resource in the production and characterization of polymer nanoparticles, since the simulations performed had significantly accurate results. In addition, we can be stated that scientifically this research provides perspectives of future work in Pharmacy, Chemistry, Physics and/or Computing. / Produção e caracterização de nanopartículas poliméricas (NPPs), dispersões coloidais, são processos que exigem tempo e habilidades técnicas para produzir resultados precisos. Simulações computacionais em Nanociência têm auxiliado nesses processos, fornecendo suporte e agilidade para alcançar melhores resultados. Neste trabalho, o desafio foi mostrar, previamente, por simulação computacional, o comportamento de aglomeração, que pode indicar instabilidade em um sistema nanoparticulado. As NPPs podem ser utilizadas para transporte e entrega de fármacos em diversos tratamentos. A área da Computação possui métodos baseados em comportamentos advindos da natureza, como sistemas de comportamento coletivo inteligente ou Sistemas Multi-agentes (SMA). O uso dessa abordagem facilita a implementação de sistemas reais que necessitam de observação de comportamento específico, pois se pode programar individualmente cada agente para que perceba outros agentes, o ambiente e responda a essas percepções de forma que o comportamento do sistema observado surja a partir das interações desses agentes. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi avaliar o efeito de aglomeração de nanopartículas poliméricas, por meio de projeto, implementação e testes de um ambiente de simulação com o uso da abordagem SMA. A metodologia de pesquisa empregada foi simulação computacional amparada por estudo de caso, em que foi construído um ambiente de simulação com funcionalidades de produzir interações entre partículas a partir de um conjunto reduzido de parâmetros físico-químicos, que garantam o movimento Browniano, relacionado ao modelo estocástico, que muitas vezes é chamado de teoria da partícula. O ambiente, nominado de Multi-Agent System for Polymeric Nanoparticles (MASPN), vem sendo desenvolvido de acordo com a metodologia Feature Driven Development (FDD) de projeto de software e a metodologia de Sistemas Multiagentes. Também, foram utilizados o pacote de simulação orientada a eventos algs4 e o ambiente de construção de agentes JASON, todos integrados pela tecnologia Java. Sendo assim, o ambiente MASPN surge como o principal resultado desta investigação, pois é uma ferramenta de simulação alternativa, contendo interface gráfica com parâmetros físico-químicos integrados, gráficos de distribuição e animação de partículas sob o modelo matemático de partícula. Os parâmetros tratados nas simulações são diâmetro, distribuição de tamanho, carga elétrica de superfície, massa, teor do fármaco e pH. Finalmente, o ambiente de simulação proposto com a integração de áreas, metodologias e tecnologias pode ser considerado um recurso na produção e na caracterização de nanopartículas poliméricas, uma vez que as simulações executadas no MASPN e relatadas neste trabalho tiveram resultados significativamente positivos. Além disso, pode-se afirmar que cientificamente esta investigação proporciona perspectivas de trabalhos futuros tanto na Farmácia, Química, Física quanto na Computação.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-16T18:45:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DeniseBomBaldissera.pdf: 939659 bytes, checksum: 4e6775a2df22405fe611e164c8aaaba0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-16T18:45:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DeniseBomBaldissera.pdf: 939659 bytes, checksum: 4e6775a2df22405fe611e164c8aaaba0 (MD5) Previous issue date: 2014-04-29 / Gynoid lipodystrophy (GLD), also known as cellulite, is a common dermatological condition among women after the puberty, mainly concentrated in the pelvic region, lower limbs and abdomen. It´s a tissue edematous infiltration that promotes unattractive changes, the skin becomes to have a paddled aspect or “orange peel”, conducing to a low self esteem. The exactly etiology of GLD is unknown, however, its presence and level are related to several factors like genetic, emotional, metabolic and hormonal, besides the age, sex, blood pressure, obesity and habits like smoke, sedentary, tight clothes and poor diet. There are many ways to treat this condition, being the most used and easy accessed the use of cosmetic products having as active principles the vasopressure action, anti-inflammatory, lower microcirculation and lipolytic agents. In the present work, methods for analysis of the lipid nanocarrier containg actives employees for GLD treatment (diidromiricetin, diosgenin and synephrine) were developed and validated. There aren’t decrypted monographs in pharmacopeias to analyze these substances in pharmaceutical formulas. In the spectrophotometric method UV-VIS the diosgenin and the dihydromyricetin were quantified in 434 nm and 561 nm, respectively, used as reagents sulfuric acid and ρ- anisaldehyde. Synephrine can be quantified by the derivative ultraviolet spectrophotometry, 239 nm wave-length, in the second order, medium scan, Δλ 10.000 and scale factor of 50, using ethanol as a solvent. The methods showed to be specific, linear, precise, exact and robust to the actives quantification. It can be concluded that the validated methods were of easy execution, fast and with a low cost, to do the quality control analyses. / A lipodistrofia ginoide (LDG), também chamada de celulite, é uma afecção dermatológica comum entre mulheres após a puberdade, concentrando-se preferencialmente na região pélvica, membros inferiores e abdome. Trata-se de uma infiltração edematosa do tecido conjuntivo que promove alterações esteticamente desagradáveis, fazendo com que a pele assuma um aspecto acolchoado ou “casca de laranja”, levando a uma diminuição da auto-estima. A exata etiologia da LDG é desconhecida, contudo, sua presença e grau de comprometimento estão relacionados a diversos fatores como genéticos, emocionais, metabólicos e hormonais, além da idade, sexo, hipertensão arterial, obesidade e hábitos como fumo, sedentarismo, roupas apertadas e má alimentação. Existem inúmeras formas de se tratar essa condição, sendo a mais utilizada e de fácil acesso o uso de cosméticos contendo princípios ativos com ação vasopressora, anti-inflamatória, estimuladores da microcirculação periférica e agentes lipolíticos. No presente trabalho, métodos para análise de um nanocarreador lipídico contendo ativos empregados para o tratamento da LDG (diidromiricetina, diosgenina e sinefrina) foram desenvolvidos e validados. Não há monografias descritas em farmacopéias para análise desses ativos em formulações farmacêuticas. No método espectrofotométrico UV-VIS a diosgenina e a diidromiricetina foram quantificadas em 434 nm e 561 nm, respectivamente, utilizando como reagentes ácido sulfúrico e ρ-anisaldeido. A sinefrina pode ser quantificada por espectrofotometria ultravioleta derivada, no comprimento de onda de 239 nm, na segunda derivada, velocidade de varredura média, Δλ 10.000 e fator escala de 50, utilizando etanol como solvente. Os métodos demonstraram serem específicos, lineares, precisos, exatos e robustos para a quantificação dos ativos. Sendo assim, pode-se concluir que os métodos validados foram de fácil execução, rápidos e de baixo custo, para a realização das análises de controle de qualidade.