Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-01-06T16:16:41Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ygor Roberto de Carvalho - 2009.pdf: 1167127 bytes, checksum: 7fe8cf1100e0875c875d048be01ffbbc (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-01-07T08:16:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ygor Roberto de Carvalho - 2009.pdf: 1167127 bytes, checksum: 7fe8cf1100e0875c875d048be01ffbbc (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-07T08:16:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ygor Roberto de Carvalho - 2009.pdf: 1167127 bytes, checksum: 7fe8cf1100e0875c875d048be01ffbbc (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2009-09-28 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Peritoneal adhesions are fibrous bands that form abnormal unions between two or more serosal coating surfaces, may cause obstructions of abdominal tubular organs and pelvic pain. Several studies have been performed using antiinflammatory, anticoagulant, proteolytic agents and biomaterials in the form of film or gel, with the aim of preventing or simply reduce the formation of peritoneal adhesions. The chitosan is a polymer obtained by deacetylation of chitin, a polysaccharide obtained from the exoskeleton of crustaceans and has been used in various medical specialties as a biomaterial. The aim of this study was to evaluate the film based on chitosan as a barrier in the formation of postoperative intestinal adhesions in rabbits. For this, 30 rabbits used were male adult, race New Zealand, with an average weight of three kilograms and clinically healthy, of which 15 were submitted to enterotomy (control group) and 15 to enterotomy with overlap of the chitosan-based film at the intestinal incision (treatment group). Five animals from each group were assessed at seven, 14 and 21 days postoperatively, when held to the macroscopic evaluation of adhesions with regard presence, extent and type, and also performed microscopic evaluation of the enterorrhaphy site and hematimetric exams. The adhesions occurred in 80% of subjects in the control group and 86.7% of treatment group. In the control group 50% of the animals developed adhesions between the site of enterorrhaphy and abdominal wall, while in the treatment group 76.9% of individuals had adhesions between the site of enterorrhaphy and adjacent bowel. The control group had formed adhesions extensions higher than in treatment group. We found statistical differences between subgroups T7 and C7, C14 and T14 on the extent of adhesions (p ≤ 0.05) but not between C21 and T21. Also no significant differences between subgroups on the type of adhesions were seen. As for the histopathological evaluation, there was significant difference (p ≤ 0.05) between the subgroup C7, where 80% of samples the score was considered strong, and T7 in that 80% of the samples was considered moderate score on the concentration of fibroblasts and angiogenesis. Regarding the variable necrosis, was observed in 40% of samples of T7 and 0% of C7 and therefore statistically different (p ≤ 0.05). Significant differences (p ≤ 0.05) were also found between the groups C14 and T14 on variables heterophils (C14, 80% score discreet, T14, 80% score marked), eosinophils (score of 60% in discrete T14, but absent in C14) and necrosis (mild in 60% of C14 and severe in 80% of T14). In subgroups C21 and T21 only the scores of mononuclear cells were statistically different (p ≤ 0.05). The hematimetric variables remained within the normal values for the species. Based on the results we can conclude that the chitosan-based film reduces the extent of intestinal adhesions in rabbits and is useful as a barrier system in this species and that this film, when overlaid with a wound of rabbits induces intestinal tissue response to formation of caseous material. / Aderências abdominais ou peritoniais são faixas fibrosas que formam uniões anormais entre duas ou mais superfícies serosas de revestimento, podendo causar obstruções de órgãos abdominais tubulares e dores pélvicas. Diversos estudos já foram realizados utilizando antiinflamatórios, anticoagulantes, agentes proteolíticos e ainda biomateriais na forma de filme ou gel, com a finalidade de prevenir ou simplesmente reduzir a formação de aderências peritoniais. A quitosana é um polímero obtido pela desacetilação da quitina, que é um polissacarídeo oriundo do exoesqueleto de crustáceos e vem sendo utilizado em diversas especialidades médicas como biomaterial. O objetivo deste estudo foi avaliar o filme à base quitosana como barreira na formação de aderências intestinais pós-operatórias em coelhos. Para isso, utilizou-se 30 leporinos machos, adultos, da raça Nova Zelândia, com peso médio de três quilos e clinicamente sadios, dos quais 15 foram submetidos à enterotomia (grupo controle) e 15 à enterotomia e sobreposição do filme à base de quitosana sobre a incisão cirúrgica intestinal (grupo tratamento). Cinco animais de cada grupo foram avaliados aos sete, 14 e 21 dias pós-operatórios, quando se realizou a avaliação macroscópica das aderências quanto à presença, extensão e o tipo, sendo também realizada avaliação microscópica do sítio da enterorrafia e hematimetria. As aderências ocorreram em 80% dos indivíduos do grupo controle e 86,7% do grupo tratamento. No grupo controle em 50% dos animais as aderências formaram-se entre o sítio da enterorrafia e parede abdominal, enquanto no grupo tratamento 76,9% dos indivíduos apresentaram aderências entre o sítio da enterorrafia e alças intestinais adjacentes. No grupo controle as aderências formadas possuíam extensões maiores que no grupo tratamento. Foram encontradas diferenças estatísticas entre os subgrupos C7 e T7; C14 e T14 quanto à extensão das aderências (p≤ 0,05), mas não entre C21 e T21. Também não foram observadas diferenças significativas entre os subgrupos quanto ao tipo de aderências. Quanto à avaliação histopatológica, houve diferença significativa (p≤ 0,05) entre o subgrupo C7, em que 80% das amostras o escore foi considerado acentuado, e T7 em que 80% das amostras o escore foi considerado moderado quanto à concentração de fibroblastos e angiogênese. Em relação à variável necrose, esta foi observada em 40% das amostras de T7 e 0% de C7 sendo, portanto estatisticamente diferente (p≤ 0,05). Diferenças significativas (p≤ 0,05) também foram encontradas entre os subgrupos C14 e T14 quanto às variáveis heterófilos (C14, 80% escore discreto; T14, 80% escore acentuado), eosinófilos (escore discreto em 60% de T14, porém ausentes em C14) e necrose (discreta em 60% de C14 e acentuada em 80% de T14). Já nos subgrupos C21 e T21 apenas os escores das células mononucleares foram estatisticamente diferentes (p≤ 0,05). As variáveis hematimétricas permaneceram dentro dos valores considerados normais para a espécie. Com base nos resultados pode-se concluir que o filme à base de quitosana reduz a extensão das aderências intestinais em coelhos, sendo útil como sistema de barreira nessa espécie e que este filme, quando sobreposto a uma ferida intestinal de coelhos induz a resposta tissular com formação de material caseoso.

A utilização de nanopartículas (NP) magnéticas em várias áreas da biomedicina e biotecnologia vem recebendo elevado destaque nos últimos anos, graças à versatilidade de aplicações tais como: reparo de tecidos, diagnósticos, imagens por ressonância magnética, tratamento contra o câncer, separação celular, transporte controlado de drogas, entre outras. Atualmente, as NP com potencialidade de aplicação em biomedicina baseiam-se principalmente em óxidos magnéticos de ferro, os quais apresentam comportamento superparamagnético a temperatura ambiente e baixa magnetização da ordem de 60 emu g-1. A utilização dos óxidos se baseia em duas razões principais: facilidade e versatilidade de modificação da superfície e funcionalização devido aos grupos hidroxila na superfície das NP e pela baixa toxicidade comparada às NP magnéticas metálicas. Biocompatibilidade e funcionalidade específica são obtidas geralmente pela incorporação de materiais paramagnéticas e/ou diamagnéticos na superfície das NP contribuindo para diminuir ainda mais o baixo valor de magnetização de saturação dos óxidos. Nesse contexto, é necessário o desenvolvimento de novos núcleos magnéticos com elevado valor de magnetização, próximos aos valores observados para ferro metálico (~200 emu g-1). Entretanto, esses valores são observados apenas em NP metálicos com elevada toxicidade. Assim, neste trabalho, NP magnéticas bimetálicas de FePt, CoPt e NiPt recobertas óxido de ferro ou ferritas de Co e Ni foram sintetizadas pelo processo poliol modificado combinado com a metodologia de crescimento mediado por semente. As NP obtidas apresentaram tamanho e distribuição de tamanho compatíveis para aplicações biomédicas e a magnetização de saturação dos diferentes sistemas foi intensificada quando comparada às de NP de óxidos magnético puros. Os surfactantes ácido oleico e oleilamina presentes na superfície das NP como sintetizadas foram substituídos por moléculas de APTMS (3-aminopropiltrimetoxisilano) resultando em sistemas de NP dispersáveis em água. Adicionalmente, moléculas de carboximetil-dextrana foram conjugadas com as moléculas de APTMS modificando a superfície das NP e levando a formação de sistemas de NP magnéticas biocompatíveis, com estabilidade em dispersões aquosa e resposta magnética melhorada. As NP sintetizadas apresentam, em resumo, grande potencialidade para diversas aplicações em biomedicina. / In recent years, the magnetic nanoparticles uses in many biomedical and biotechnological areas have received great attention due to their applications possibilities such as: tissue repair, diagnostics, magnetic resonance imaging, cancer treatment, cell separation, and controlled drug delivery, among others. Today, the magnetic nanoparticles applications are mainly based on magnetic iron oxides, which exhibit superparamagnetic behavior at room temperature and low saturation magnetization around 60 emu g-1. Magnetic oxide uses was based in two main reasons: easily and versatility of surface changes and functionalization due to hydroxyl groups present on the oxide nanoparticles surface, and low toxicity compared with the magnetic metallic nanoparticles. Biocompatibility and targetable functionalizations are generally obtained by paramagnetic and/or diamagnetic materials incorporations onto the nanoparticle surface contributing to decreases the already low oxide saturation magnetization. In this context, the development of new magnetic nuclei with high magnetizations values closed to the metallic iron values (~200 emu g-1) is required. However, this value is only generally observed in highly toxic metallic nanoparticles. Therefore, in this study, bimetallic magnetic nanoparticles of FePt, CoPt and NiPt coated with iron oxide and Ni- or Co-ferrites in a core-shell structure are synthesized by using the modified polyol process combined with the seed-mediated growth method. Obtained nanoparticles presented size and size distribution compatible for biomedical applications and the saturation magnetization of the different synthesized systems were enhanced compared with the pure magnetic oxide nanoparticles. Oleic acid and oleylamine present on the as-synthesized magnetic nanoparticles surface were properly changed by (3-aminopropyl)trimethoxysilane (APTMS) molecules leading to water-dispersible magnetic nanoparticles system. In addition, carboxymethyl-dextran molecules were conjugated with the APTMS molecules changing the nanoparticles surfaces and resulting in biocompatible water-soluble magnetic nanoparticles systems with improved magnetic response. These synthesized biocompatible magnetic systems present a great potential for many biomedical applications.

Com a crescente demanda por dispositivos implantáveis de suporte cardíaco (vulgarmente chamados de Coração Artificial) no tratamento da insuficiência cardíaca, surge a demanda por sistemas de transmissão de energia transcutânea (TET) para recarregamento das baterias implantadas. Esses sistemas reduzem os riscos de infecções, por não terem cabos atravessando a pele para alimentar os implantes; evitando também intervenções cirúrgicas reincidentes para troca de baterias. Normalmente, são pesquisados e testados sistemas TET por acoplamento magnético (indutivo) entre bobinas através da pele. Este trabalho propõe um modelo para o acoplamento por meio do campo elétrico, através de um capacitor, cujo dielétrico é constituído por polímeros (materiais biocompatíveis) e tecido biológico vivo (pele humana). Provas de conceito para transmissão de energia pelo acoplamento capacitivo apresentaram a possibilidade de mitigar problemas relacionados ao alinhamento axial exigido pelo acoplamento indutivo. Simulações computacionais de circuitos elétricos equivalentes ao acoplamento capacitivo foram confrontadas com experimentos in vitro e ex vivo, com tecidos vivos, validando o modelo proposto e servindo de base para o desenvolvimento de uma nova tecnologia. / Heart failure (HF) is a complex syndrome and a problem in the world. Ventricular assistive devices (VADs) are being used as target therapy in the treatment of HF. In order to avoid infectious due to the driveline passing through the patients, transcutaneous energy transmission systems (TET) have been developed to VADs. These TETs usually act by magnetic coupling between coils. The present work proposes a modeling for capacitive coupling through a dielectric composed of polymer and human skin. Bench tests demonstrated advantages over the axial alignment required by inductive systems. Computational simulations of the equivalent electric circuit for capacitive coupling were compared with in vitro experiments and validated the proposed model.

Orientadora: Profa. Dra. Juliana Marchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, Santo André, 2018. / A hipertermia e uma terapia de tratamento de cancer que consiste em aumentar a temperatura do tecido biologico contendo celulas cancerigenas a temperaturas ate 43¿C, a qual afeta as celulas cancerigenas e causa minimos danos a celulas saudaveis. Este trabalho visou sintetizar, pelo metodo sol-gel, vidros bioativos do sistema SiO2-CaO-P2O5 contendo fases magneticas de oxido de ferro a fim de obter um material com propriedades magneticas promissoras para hipertermia e com propriedades osteocondutoras favoraveis para regeneracao ossea, podendo assim ser utilizado no tratamento de cancer osseo. As fases magneticas foram introduzidas por dois diferentes metodos: I) cristalizacao por reacoes de estado solido (Parte I); II) dispersao de nanoparticulas de magnetita na matriz vitrea (Parte II). Na Parte I do trabalho, uma rota alternativa de sintese foi desenvolvida e validada para possibilitar a obtencao de vidros contendo fases superparamagneticas nucleadas por cristalizacao. Os materiais foram caracterizados por difracao de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho na transformada de Fourier, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e magnetometro de amostra vibrante (VSM-SQUID). Os resultados indicaram que vidros obtidos pela metodologia modificada da Parte I apresentam estrutura quimica similar aos vidros obtidos pelo metodo convencional, i.e. uma fase vitrea contendo fase secundaria cristalina de hidroxiapatita. Foi possivel obter vidros contendo ferro, cuja incorporacao ocasiona uma conversao 3Q2 ¨ 2Q3 na estrutura vitrea, sugerindo um efeito de ion intermediario em relacao ao ferro. O tratamento termico de vidros contendo ferro a 670¿C induziu a nucleacao de nanocristais de hematita, fazendo que os vidros exibissem comportamento superparamagnetico. Na segunda parte deste trabalho (Parte II) os vidros foram obtidos pelo metodo quick-alkali onde as nanoparticulas de magnetita foram dispersas durante a sintese. Os materiais foram caracterizados por DRX, DSC, espectroscopia Raman, microscopia eletronica de varredura por emissao de campo e VSM-SQUID. Os resultados da Parte II indicaram que vidros contendo nanoparticulas de magnetita com propriedades superparamagneticas foram obtidos. Foi observado um efeito de aglomeracao das nanoparticulas, o qual afetou as interacoes dipolares entre as particulas. O processo da sintese induziu uma oxidacao das nanoparticulas de magnetita, levando a uma diminuicao do momento de saturacao, porem ainda com valores adequados para sejam empregados em tratamentos por hipertermia. Os resultados de ambas as Partes (I e II) indicam que materiais promissores para aplicacoes em hipertermia foram obtidos. / Hyperthermia is a cancer treatment therapy that consists of increasing the cancerous tissue temperature up to 45¿C, majorly affecting cancer cells, and minimally damaging healthy ones. The aim of this work was to synthesize, through the sol-gel method, bioactive glasses based on the SiO2-CaO-P2O5 and containing magnetic phases of iron oxide in order to achieve materials with suitable magnetic properties for hyperthermia, and desired biological properties for bone regeneration. Therefore, such material can be used in treatment of bone cancer. The magnetic phases were added in the glass structure by two different methodologies: I) crystallization through solid state reactions (Part I); II) dispersion of magnetite nanoparticles within the glass matrix (Part II). In Part I, an alternative synthesis route was developed and validated to obtain glasses containing superparamagnetic phases nucleated by crystallization.The prepared materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and vibrating sample magnetometer (VSM-SQUID). The results showed that glasses obtained by the adapted synthesis of Part I showed chemical structure similar to those glasses obtained by the conventional quick-alkali route, i.e., a glassy phase contenting hydroxyapatite crystals as residues. Iron-containing glasses were also obtained, and it was verified that iron diffusion the glass structure led to a 3Q2 ¨ 2Q3 silicate population conversion, suggesting an intermediate role for iron ions. Thermal treatment in the iron-containing glasses up to 670¿C induced to a hematite nanocrystals nucleation, which makes the glasses to exhibit superparamagnetic properties. .In Part II, the glasses were obtained through quick-alkali route, where magnetic nanoparticles were dispersed during the synthesis. The obtained materials were characterized by XRD, DSC, Raman spectroscopy and field-emission gun scanning electron microscopy and VSM-SQUID. Part II results highlighted that glasses containing magnetite nanoparticles exhibiting superparamagnetic properties were obtained. It was noted that a clustering effect of the magnetite nanoparticles affected dipole-dipole interactions. In addition, along the synthesis, magnetite underwent oxidation, which diminished the saturation moment, but it does not prevent the use of such materials for hyperthermia purposes. Finally, the overall results of both parts (I and II) indicated that promising materials for hyperthermia applications were obtained.

Atualmente, existe uma grande necessidade médica por enxertos vasculares de pequeno calibre (< 6 mm), que possam ser utilizados em cirurgias de reconstrução vascular. Nesse trabalho, dois tipos de biomateriais vasculares foram desenvolvidos pela técnica de electrospinning: biomateriais de policaprolactona (PCL) e biomateriais de poli(carbonato de trimetileno – co – ácido lático) (PTMCLLA). Os biomateriais de PCL foram funcionalizados com heparina e com VEGF (PCL/Hep/VEGF). Os biomateriais de PTMCLLA foram desenvolvidos a partir de três razões de carbonato de trimetileno/ ácido lático: 20/80, 30/70 e 40/60. Os biomateriais de PCL apresentaram taxa de degradação lenta e alta elasticidade. A funcionalização dos biomateriais preveniu a coagulação do sangue e também favoreceu o crescimento de células-tronco mesenquimais (CTMs) e de células progenitoras endoteliais (CPEs) nessas estruturas. A análise de PCR demonstrou que o VEGF adsorvido aos biomateriais não foi suficiente para diferenciar as CTMs em células endoteliais. O cultivo das CPEs sobre os biomateriais aumentou a expressão de VE-caderina e a presença de VEGF nas estruturas manteve o nível de expressão de CD31 e CD34 nessas células. Após essas análises, os biomateriais de PCL/Hep/VEGF foram fabricados em formato tubular. As CPEs foram semeadas no lúmen do biomaterial, através de biorreatores de parede rotatória (BPR), e mantidas em cultivo, por biorreatores de perfusão (BP). O BPR favoreceu a distribuição homogênea das CPEs na parede luminal dos biomateriais enquanto que o BP estimulou seu crescimento e otimizou seu metabolismo energético. Os biomateriais produzidos a partir dos copolímeros de PTMCLLA 30/70 e 40/60 exibiram uma alta flexibilidade. Porém, os biomateriais de PTMCLLA 40/60 tiveram um grande enrugamento. Os biomateriais de PTMCLLA 30/70 suportaram a adesão e o crescimento de CTMs, de CPEs e de células musculares lisas. Os resultados obtidos no presente estudo demonstram que biomateriais de PCL/Hep/VEGF apresentam características físico-químicas compatíveis para o uso vascular. Ainda, previnem a formação de trombos em sua superfície e propiciam o desenvolvimento da camada endotelial em seu lúmen. Os biomateriais de PTMCLLA 30/70 exibem alta flexibilidade e suportam o desenvolvimento de células vasculares e de células-tronco mesenquimais. De acordo com esses resultados, é possível concluir que biomateriais de PCL/Hep/VEGF e de PTMCLLA 30/70 são candidatos promissores para aplicação como enxertos vasculares. / Currently, there is a great medical need for small caliber vascular grafts (<6 mm), which can be used in vascular replacement surgeries. In this work, two types of vascular biomaterials were developed by the electrospinning technique: biomaterials of polycaprolactone (PCL) and biomaterials of poly(trimethylene carbonate-co-L-lactide) (PTMCLLA). PCL biomaterials were functionalized with heparin and VEGF (PCL / Hep/VEGF). The PTMCLLA biomaterials were developed from three ratios of trimethylene carbonate/lactide: 20/80, 30/70 and 40/60. The PCL biomaterials presented a slow degradation rate and high elasticity. The functionalization of the biomaterials prevented the blood from clotting and also favored the growth of mesenchymal stem cells (MSCs) and endothelial progenitor cells (EPCs) in these structures. PCR analysis demonstrated that VEGF adsorbed by the biomaterials was not sufficient to differentiate the MSCs into endothelial cells. The cultivation of CPEs on the biomaterials increased their expression of VE-cadherin and the presence of VEGF in the structures maintained the cell expression of CD34 and CD31. After these analyzes, the PCL/Hep/VEGF biomaterials were produced in a tubular geometrical form. The CPEs were seeded into their lumen by rotating bioreactors (RB) and maintained in culture by perfusion bioreactors (PB). The RB favored the homogeneous distribution of the CPEs in the luminal wall of the biomaterials while the BP stimulated their growth and optimized their energetic metabolism. The biomaterials produced from the PTMCLLA 30/70 and 40/60 copolymers exhibited high flexibility. However, the PTMCLLA 40/60 biomaterials exhibited substantial wrinkling. The PTMCLLA 30/70 biomaterials supported the adhesion and growth of MSCs, CPEs and smooth muscle cells. This study has demonstrated that PCL/Hep/VEGF biomaterials have physicochemical characteristics compatible with vascular use. Furthermore, they prevent thrombus formation on their surfaces and promote the development of the endothelial layer in their lumen. Biomaterials of PTMCLLA 30/70 exhibit high flexibility and support the development of vascular and mesenchymal stem cells. According to these results, it can be concluded that PCL/Hep/VEGF and PTMCLLA 30/70 biomaterials are promising candidates for use as vascular grafts.

A Terapia Fotodinâmica (TFD) é uma técnica para tratamento de câncer que usa um fotossensibilizador (FS) na presença de luz e oxigênio molecular gerando espécies altamente reativas de oxigênio que levam as células tumorais à morte. Porém a hidrofobicidade de alguns FSs podem induzir a agregação em sistemas biológicos, com redução da sua atividade fotodinâmica. A incorporação de FSs em sistemas nanocarreadores pode ser uma alternativa para superar este problema. O objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar dois FSs hidrofóbicos (Hipericina e Tetra-carboxiftalocianinade zinco) encapsulados em nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) para um potencial uso em terapia fotodinâmica. Os FSs incorporados em nanopartículas lipídicas sólidas foram preparados utilizando a técnica de ultra-sonicação e a caracterização físico-química foi realizada. O tamanho médio das nanopartículas de hipericina e tetra-carboxiftalocianinade zinco foram de 153 e 245 nm respectivamente, índice de polidispersão de 0,28 para Hy-NLS e 0,29 para FtZnT-NLS. Uma das vantagens dos sistemas de encapsulação utilizando NLS é o alto valor de eficiência de encapsulação (EE%) e neste estudo foram obtidos valores de eficiência de encapsulação superior a 80% para a Hy-NLS e FtZnT-NLS. De modo a obter a eficiência fotodinâmica da Hy e FtZnT antes e depois do encapsulamento em NLS, as constantes de velocidade de foto-decomposição utilizando dois agentes captadores de 1O2 (1,3 Difenilisobenzofurano e ácido úrico) foram determinadas. As constantes de velocidade de foto-decomposição tiveram aumento significativo após o encapsulamento que ocorreu provavelmente devido a um aumento no tempo de vida do estado triplete causado pelo aumento da solubilidade. Hy-NLS e FtZnT-NLS apresentaram um aumento acima de 30% e 60% respectivamente na acumulação intracelular e uma melhoria na fototoxicidade correlacionado com o aumento da acumulação intracelular. Todas essas vantagens sugerem que hipericina e a tetra-carboxiftalocianinade zincoencapsuladas em nanopartículas lipídicas sólidas tem potencial para serem utilizadas em terapia fotodinâmica. / Photodynamic therapy (PDT) is a technique for treating cancer using a photosensitizer (PS) in the presence of light and molecular oxygen generating highly reactive oxygen species that lead to tumor cell death. The hydrophobicity of some photosensitizers can induce aggregation in biological systems, reducing its photodynamic activity. The incorporation of PSs in nanocarriers can be an alternative to overcome this problem. The aim of this work was to prepare and characterize two hydrophobic photosensitizers (Hypericin and Zinc tetra-carboxylicphthalocyanine) encapsulated in solid lipid nanoparticles (SLN) for potential use in photodynamic therapy. The PSs incorporated into solid lipid nanoparticles were prepared using the ultrasonication technique, and physico-chemical characterization was performed. The average size of the nanoparticles with hypericin and zinc tetra-carboxylicphthalocyanine was 153 and 245 nm respectively, the polydispersivity index of 0.28 to Hy-SLN and 0.29 to FtZnT-SLN. One of the advantages of encapsulation systems using SLN is the high value of encapsulation efficiency (EE %). In this study were obtained values of encapsulation efficiency greater than 80% for the Hy-SLN and FtZnT-SLN. In order to obtain the photodynamic efficiency of Hy and FtZnT before and after encapsulation in SLN, rate constants using photo-decomposition of two scavengers of 1O2 agents (1,3-Diphenylisobenzofuran and uric acid) were determined. The rate constants of photo-decomposition had significant increase after encapsulation which occurred probably due to an increase in the lifetime of the triplet state caused by the increased solubility. Hy-SLN and FtZnT-SLN showed an increase above 30% and 60% respectively in the intracellular accumulation and an improvement in phototoxicity correlated with increased intracellular accumulation. So, all these advantages suggest that hypericin and zinc tetra-carboxylicphthalocyanine encapsulated in solid lipid nanoparticles have potential to be used in photodynamic therapy.

Atualmente, existe uma grande necessidade médica por enxertos vasculares de pequeno calibre (< 6 mm), que possam ser utilizados em cirurgias de reconstrução vascular. Nesse trabalho, dois tipos de biomateriais vasculares foram desenvolvidos pela técnica de electrospinning: biomateriais de policaprolactona (PCL) e biomateriais de poli(carbonato de trimetileno – co – ácido lático) (PTMCLLA). Os biomateriais de PCL foram funcionalizados com heparina e com VEGF (PCL/Hep/VEGF). Os biomateriais de PTMCLLA foram desenvolvidos a partir de três razões de carbonato de trimetileno/ ácido lático: 20/80, 30/70 e 40/60. Os biomateriais de PCL apresentaram taxa de degradação lenta e alta elasticidade. A funcionalização dos biomateriais preveniu a coagulação do sangue e também favoreceu o crescimento de células-tronco mesenquimais (CTMs) e de células progenitoras endoteliais (CPEs) nessas estruturas. A análise de PCR demonstrou que o VEGF adsorvido aos biomateriais não foi suficiente para diferenciar as CTMs em células endoteliais. O cultivo das CPEs sobre os biomateriais aumentou a expressão de VE-caderina e a presença de VEGF nas estruturas manteve o nível de expressão de CD31 e CD34 nessas células. Após essas análises, os biomateriais de PCL/Hep/VEGF foram fabricados em formato tubular. As CPEs foram semeadas no lúmen do biomaterial, através de biorreatores de parede rotatória (BPR), e mantidas em cultivo, por biorreatores de perfusão (BP). O BPR favoreceu a distribuição homogênea das CPEs na parede luminal dos biomateriais enquanto que o BP estimulou seu crescimento e otimizou seu metabolismo energético. Os biomateriais produzidos a partir dos copolímeros de PTMCLLA 30/70 e 40/60 exibiram uma alta flexibilidade. Porém, os biomateriais de PTMCLLA 40/60 tiveram um grande enrugamento. Os biomateriais de PTMCLLA 30/70 suportaram a adesão e o crescimento de CTMs, de CPEs e de células musculares lisas. Os resultados obtidos no presente estudo demonstram que biomateriais de PCL/Hep/VEGF apresentam características físico-químicas compatíveis para o uso vascular. Ainda, previnem a formação de trombos em sua superfície e propiciam o desenvolvimento da camada endotelial em seu lúmen. Os biomateriais de PTMCLLA 30/70 exibem alta flexibilidade e suportam o desenvolvimento de células vasculares e de células-tronco mesenquimais. De acordo com esses resultados, é possível concluir que biomateriais de PCL/Hep/VEGF e de PTMCLLA 30/70 são candidatos promissores para aplicação como enxertos vasculares. / Currently, there is a great medical need for small caliber vascular grafts (<6 mm), which can be used in vascular replacement surgeries. In this work, two types of vascular biomaterials were developed by the electrospinning technique: biomaterials of polycaprolactone (PCL) and biomaterials of poly(trimethylene carbonate-co-L-lactide) (PTMCLLA). PCL biomaterials were functionalized with heparin and VEGF (PCL / Hep/VEGF). The PTMCLLA biomaterials were developed from three ratios of trimethylene carbonate/lactide: 20/80, 30/70 and 40/60. The PCL biomaterials presented a slow degradation rate and high elasticity. The functionalization of the biomaterials prevented the blood from clotting and also favored the growth of mesenchymal stem cells (MSCs) and endothelial progenitor cells (EPCs) in these structures. PCR analysis demonstrated that VEGF adsorbed by the biomaterials was not sufficient to differentiate the MSCs into endothelial cells. The cultivation of CPEs on the biomaterials increased their expression of VE-cadherin and the presence of VEGF in the structures maintained the cell expression of CD34 and CD31. After these analyzes, the PCL/Hep/VEGF biomaterials were produced in a tubular geometrical form. The CPEs were seeded into their lumen by rotating bioreactors (RB) and maintained in culture by perfusion bioreactors (PB). The RB favored the homogeneous distribution of the CPEs in the luminal wall of the biomaterials while the BP stimulated their growth and optimized their energetic metabolism. The biomaterials produced from the PTMCLLA 30/70 and 40/60 copolymers exhibited high flexibility. However, the PTMCLLA 40/60 biomaterials exhibited substantial wrinkling. The PTMCLLA 30/70 biomaterials supported the adhesion and growth of MSCs, CPEs and smooth muscle cells. This study has demonstrated that PCL/Hep/VEGF biomaterials have physicochemical characteristics compatible with vascular use. Furthermore, they prevent thrombus formation on their surfaces and promote the development of the endothelial layer in their lumen. Biomaterials of PTMCLLA 30/70 exhibit high flexibility and support the development of vascular and mesenchymal stem cells. According to these results, it can be concluded that PCL/Hep/VEGF and PTMCLLA 30/70 biomaterials are promising candidates for use as vascular grafts.

Atualmente, existe uma grande necessidade médica por enxertos vasculares de pequeno calibre (< 6 mm), que possam ser utilizados em cirurgias de reconstrução vascular. Nesse trabalho, dois tipos de biomateriais vasculares foram desenvolvidos pela técnica de electrospinning: biomateriais de policaprolactona (PCL) e biomateriais de poli(carbonato de trimetileno – co – ácido lático) (PTMCLLA). Os biomateriais de PCL foram funcionalizados com heparina e com VEGF (PCL/Hep/VEGF). Os biomateriais de PTMCLLA foram desenvolvidos a partir de três razões de carbonato de trimetileno/ ácido lático: 20/80, 30/70 e 40/60. Os biomateriais de PCL apresentaram taxa de degradação lenta e alta elasticidade. A funcionalização dos biomateriais preveniu a coagulação do sangue e também favoreceu o crescimento de células-tronco mesenquimais (CTMs) e de células progenitoras endoteliais (CPEs) nessas estruturas. A análise de PCR demonstrou que o VEGF adsorvido aos biomateriais não foi suficiente para diferenciar as CTMs em células endoteliais. O cultivo das CPEs sobre os biomateriais aumentou a expressão de VE-caderina e a presença de VEGF nas estruturas manteve o nível de expressão de CD31 e CD34 nessas células. Após essas análises, os biomateriais de PCL/Hep/VEGF foram fabricados em formato tubular. As CPEs foram semeadas no lúmen do biomaterial, através de biorreatores de parede rotatória (BPR), e mantidas em cultivo, por biorreatores de perfusão (BP). O BPR favoreceu a distribuição homogênea das CPEs na parede luminal dos biomateriais enquanto que o BP estimulou seu crescimento e otimizou seu metabolismo energético. Os biomateriais produzidos a partir dos copolímeros de PTMCLLA 30/70 e 40/60 exibiram uma alta flexibilidade. Porém, os biomateriais de PTMCLLA 40/60 tiveram um grande enrugamento. Os biomateriais de PTMCLLA 30/70 suportaram a adesão e o crescimento de CTMs, de CPEs e de células musculares lisas. Os resultados obtidos no presente estudo demonstram que biomateriais de PCL/Hep/VEGF apresentam características físico-químicas compatíveis para o uso vascular. Ainda, previnem a formação de trombos em sua superfície e propiciam o desenvolvimento da camada endotelial em seu lúmen. Os biomateriais de PTMCLLA 30/70 exibem alta flexibilidade e suportam o desenvolvimento de células vasculares e de células-tronco mesenquimais. De acordo com esses resultados, é possível concluir que biomateriais de PCL/Hep/VEGF e de PTMCLLA 30/70 são candidatos promissores para aplicação como enxertos vasculares. / Currently, there is a great medical need for small caliber vascular grafts (<6 mm), which can be used in vascular replacement surgeries. In this work, two types of vascular biomaterials were developed by the electrospinning technique: biomaterials of polycaprolactone (PCL) and biomaterials of poly(trimethylene carbonate-co-L-lactide) (PTMCLLA). PCL biomaterials were functionalized with heparin and VEGF (PCL / Hep/VEGF). The PTMCLLA biomaterials were developed from three ratios of trimethylene carbonate/lactide: 20/80, 30/70 and 40/60. The PCL biomaterials presented a slow degradation rate and high elasticity. The functionalization of the biomaterials prevented the blood from clotting and also favored the growth of mesenchymal stem cells (MSCs) and endothelial progenitor cells (EPCs) in these structures. PCR analysis demonstrated that VEGF adsorbed by the biomaterials was not sufficient to differentiate the MSCs into endothelial cells. The cultivation of CPEs on the biomaterials increased their expression of VE-cadherin and the presence of VEGF in the structures maintained the cell expression of CD34 and CD31. After these analyzes, the PCL/Hep/VEGF biomaterials were produced in a tubular geometrical form. The CPEs were seeded into their lumen by rotating bioreactors (RB) and maintained in culture by perfusion bioreactors (PB). The RB favored the homogeneous distribution of the CPEs in the luminal wall of the biomaterials while the BP stimulated their growth and optimized their energetic metabolism. The biomaterials produced from the PTMCLLA 30/70 and 40/60 copolymers exhibited high flexibility. However, the PTMCLLA 40/60 biomaterials exhibited substantial wrinkling. The PTMCLLA 30/70 biomaterials supported the adhesion and growth of MSCs, CPEs and smooth muscle cells. This study has demonstrated that PCL/Hep/VEGF biomaterials have physicochemical characteristics compatible with vascular use. Furthermore, they prevent thrombus formation on their surfaces and promote the development of the endothelial layer in their lumen. Biomaterials of PTMCLLA 30/70 exhibit high flexibility and support the development of vascular and mesenchymal stem cells. According to these results, it can be concluded that PCL/Hep/VEGF and PTMCLLA 30/70 biomaterials are promising candidates for use as vascular grafts.

A Terapia Fotodinâmica (TFD) é uma técnica para tratamento de câncer que usa um fotossensibilizador (FS) na presença de luz e oxigênio molecular gerando espécies altamente reativas de oxigênio que levam as células tumorais à morte. Porém a hidrofobicidade de alguns FSs podem induzir a agregação em sistemas biológicos, com redução da sua atividade fotodinâmica. A incorporação de FSs em sistemas nanocarreadores pode ser uma alternativa para superar este problema. O objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar dois FSs hidrofóbicos (Hipericina e Tetra-carboxiftalocianinade zinco) encapsulados em nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) para um potencial uso em terapia fotodinâmica. Os FSs incorporados em nanopartículas lipídicas sólidas foram preparados utilizando a técnica de ultra-sonicação e a caracterização físico-química foi realizada. O tamanho médio das nanopartículas de hipericina e tetra-carboxiftalocianinade zinco foram de 153 e 245 nm respectivamente, índice de polidispersão de 0,28 para Hy-NLS e 0,29 para FtZnT-NLS. Uma das vantagens dos sistemas de encapsulação utilizando NLS é o alto valor de eficiência de encapsulação (EE%) e neste estudo foram obtidos valores de eficiência de encapsulação superior a 80% para a Hy-NLS e FtZnT-NLS. De modo a obter a eficiência fotodinâmica da Hy e FtZnT antes e depois do encapsulamento em NLS, as constantes de velocidade de foto-decomposição utilizando dois agentes captadores de 1O2 (1,3 Difenilisobenzofurano e ácido úrico) foram determinadas. As constantes de velocidade de foto-decomposição tiveram aumento significativo após o encapsulamento que ocorreu provavelmente devido a um aumento no tempo de vida do estado triplete causado pelo aumento da solubilidade. Hy-NLS e FtZnT-NLS apresentaram um aumento acima de 30% e 60% respectivamente na acumulação intracelular e uma melhoria na fototoxicidade correlacionado com o aumento da acumulação intracelular. Todas essas vantagens sugerem que hipericina e a tetra-carboxiftalocianinade zincoencapsuladas em nanopartículas lipídicas sólidas tem potencial para serem utilizadas em terapia fotodinâmica. / Photodynamic therapy (PDT) is a technique for treating cancer using a photosensitizer (PS) in the presence of light and molecular oxygen generating highly reactive oxygen species that lead to tumor cell death. The hydrophobicity of some photosensitizers can induce aggregation in biological systems, reducing its photodynamic activity. The incorporation of PSs in nanocarriers can be an alternative to overcome this problem. The aim of this work was to prepare and characterize two hydrophobic photosensitizers (Hypericin and Zinc tetra-carboxylicphthalocyanine) encapsulated in solid lipid nanoparticles (SLN) for potential use in photodynamic therapy. The PSs incorporated into solid lipid nanoparticles were prepared using the ultrasonication technique, and physico-chemical characterization was performed. The average size of the nanoparticles with hypericin and zinc tetra-carboxylicphthalocyanine was 153 and 245 nm respectively, the polydispersivity index of 0.28 to Hy-SLN and 0.29 to FtZnT-SLN. One of the advantages of encapsulation systems using SLN is the high value of encapsulation efficiency (EE %). In this study were obtained values of encapsulation efficiency greater than 80% for the Hy-SLN and FtZnT-SLN. In order to obtain the photodynamic efficiency of Hy and FtZnT before and after encapsulation in SLN, rate constants using photo-decomposition of two scavengers of 1O2 agents (1,3-Diphenylisobenzofuran and uric acid) were determined. The rate constants of photo-decomposition had significant increase after encapsulation which occurred probably due to an increase in the lifetime of the triplet state caused by the increased solubility. Hy-SLN and FtZnT-SLN showed an increase above 30% and 60% respectively in the intracellular accumulation and an improvement in phototoxicity correlated with increased intracellular accumulation. So, all these advantages suggest that hypericin and zinc tetra-carboxylicphthalocyanine encapsulated in solid lipid nanoparticles have potential to be used in photodynamic therapy.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2019-03-25T11:56:58Z No. of bitstreams: 1 Jeferson Cardoso do Rosario_.pdf: 3523684 bytes, checksum: 6d033c623e7ef74a93692efd6ca37e8e (MD5) / Made available in DSpace on 2019-03-25T11:56:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jeferson Cardoso do Rosario_.pdf: 3523684 bytes, checksum: 6d033c623e7ef74a93692efd6ca37e8e (MD5) Previous issue date: 2019-01-18 / Nenhuma / O traumatismo cranioencefálico (TCE) é atualmente a terceira maior causa de óbitos no âmbito mundial. Estudos recentes têm demonstrado que a monitorização de pressão intracraniana (PIC), como forma de cálculo da pressão de perfusão cerebral (PPC) é uma ferramenta importante para avaliação do fluxo sanguíneo cerebral (FSC), provocando sensível redução nas taxas de mortalidade. Além do TCE, outras patologias ou situações neurocirúrgicas tem utilizado a técnica de monitorização de PIC. A monitorização desse parâmetro foi proposta já na década de 50, onde um tubo com fluido em contato com o líquido cefalorraquidiano (LCR) era introduzido no espaço intracraniano e conectado a um transdutor de pressão externo. Com a evolução da indústria microeletrônica e dos sistemas microeletromecânicos, foi possível colocar os transdutores na ponta do cateter, permitindo uma monitorização menos invasiva, com menos riscos de infecções. Os cateteres atuais com micro transdutor na ponta podem ser divididos em três grupo: straingauge, fibra óptica e pneumático. Cada grupo possui suas características, entretanto o primeiro tem se demonstrado como solução mais robusta e confiável, com boa relação custo benefício. No presente trabalho foi proposto o desenvolvimento de um cateter implantável de monitorização de pressão intracraniana do tipo micro transdutor strain-gauge. Foram construídos protótipos funcionais e submetidos a ensaios de desempenho, especificados em norma técnica para monitorização de pressão sanguínea, a influência da temperatura na medição de pressão, bem como a exatidão das medições. Os processos empregados no trabalho são utilizados comumente na indústria de encapsulamento de semicondutores, porém foram levadas em consideração as especificidades da aplicação, adequando as técnicas disponíveis às geometrias e materiais empregados, considerando a necessidade de utilização de materiais biocompatíveis. / The traumatic brain injury (TBI) is nowadays the third cause of death in the world. Recent studies have shown the intracranial pressure (ICP) monitoring as an important tool for cerebral perfusion pressure (CPP) calculation and cerebral blood flow (CBF) assestment, reducing significantly the mortality statistics. Besides TBI, several others pathologies and neurosurgery conditions have been using the ICP monitoring technique. The proposal of ICP monitoring first appeared on the 50’s, where a tube fulfilled with fluid in contact with cerebrospinal fluid (CSF) was introduced into the intracranial space and connected to an external pressure transducer. With the waves of the microelectronics and microelectromechanical systems (MEMS) industry evolution, it was possible to put the transducer and all the electronics inside the catheter tip, allowing a less invasive monitoring, decreasing the risk of infection. The state of art catheters with micro transducer on the tip can be divided into three groups: strain-gauge, optical fiber and pneumatic. Each group has it’s own characteristics, however the first has been demonstrated as the rugged solution, being reliable, cost effective and with good accuracy. In the present work, it was proposed the development of an strain-gauge micro transducer implantable catheter for intracranial pressure monitoring. Functional prototypes were built and submitted to performance tests, according to the technical standards in the medical equipment area, the temperature influence over the pressure measurements was evaluated, as well as the accuracy. The adopted processes are commonly used in the semiconductor packaging industry, however it was considered the application special requirements, adapting the processes to the geometry and materials used, considering the needs of biocompatible materials.