Orientador: Ana Paula Risifni Alves Claro / Resumo: Infecção bacteriana sempre foi uma grande preocupação para medicina, principalmente devido a capacidade de adaptação de bactérias, e consequente aparecimento de cepas resistentes aos medicamentos convencionais. Como alternativa a esta problemática, estudos vem comprovando a eficácia de íons metálicos, no combate a diferentes tipos de microrganismos. Dentre metais com propriedade bactericida, há o gálio, elemento com interessante conjunto de propriedades que possibilitaram seu uso em tratamentos terapêuticos, entretanto sua ação bactericida ainda se encontra pouco explorada na literatura. Como forma veiculação deste metal, escolheu se a polidopamina, um polímero baseado em compostos presentes na composição de moluscos, os quais lhe confere m interessantes propriedades de adesão em diferentes superfícies e capacidade de ancoragem de íons ou moléculas. Com base nas informações expostas, a presente dissertação tem por objetivo produzir partículas de polidopamina com incorporação de gálio para aplicação biomédica . Para isso, inicialmente o polímero foi sintetizado a partir da polimerização do hidrocloreto de dopamina em ambiente alcalino, com pH ajustado em 9,0 a temperatura ambiente e com agitação magnética. Em seguida o material foi centrifuga do e seco. Em fase posterior, a incorporação do gálio se deu a partir da dissolução de nitrato de gálio na presença das partículas previamente produzidas, sendo mantido em solução por 18 horas. O material resultante foi novamente centrifu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Orientador: Aldo Eloizo Job / Resumo: As vantagens do uso de dispositivos ópticos na área das ciências da vida são amplamente exploradas, especialmente para o diagnóstico médico e protocolos de tratamento em uma prática de cuidados de saúde. Além disso, alguns pesquisadores têm atraído muita atenção ao desenvolvimento de materiais biocompatíveis e vestíveis para melhorar a segurança de dispositivos médicos, bem como para estabelecer novos procedimentos para monitorar a resposta de terapia e diagnóstico clínico. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver uma membrana biocompatível-luminescente não invasiva para reduzir os erros mais comuns relatados em fototerapia convencional de luz azul para icterícia neonatal. Dentre estes erros destacam-se: intensidade de irradiância que chega ao recém-nascido bem como seu posicionamento frente a fonte de radiação e qualidade das lâmpadas dos aparelhos fototerápicos. Neste contexto, a membrana foi confeccionada como um filme de sensor de luz azul, fluorescente e colorimétrico a partir de polímeros: poli [2-metoxi, 5-(2'etilhexyloxy)-pfenilenovileno (MEH-PPV) em uma matriz de borracha natural. Para tal, as membranas de borracha natural (BN) foram obtidas utilizando o látex, extraído das árvores Hevea brasiliensis (clone RRIM 600), por casting, com posterior tratamento térmico em estufa. Em seguida, também por casting, a solução de MEH-PPV/BN, razão igual a 4000, foi depositada na membrana BN para fazer uma camada fina de material luminescente. A membrana de MEH-PPV/BN fo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The advantages of optical devices in the life sciences are widely exploited, especially for medical diagnosis and treatment protocols in a health care practice. In addition, some researchers have attracted much attention to development flexible and biocompatible materials to improve security of medical devices, as well as to establish new procedures for monitoring therapy response and clinical diagnosis. The present paper aims to develop a new noninvasive biocompatible-luminescent membrane to reduce the most common user errors with conventional blue-light phototherapy of neonatal jaundice. The membrane was design based on a polymer-based fluorescent and colorimetric blue-light sensor film. This material was based on poly[2-methoxy,5-(2'etilhexyloxy)-p-fenilenovileno (MEH-PPV) in a natural rubber matrix. Natural rubber membranes (BN) were obtained using latex from Hevea brasiliensis trees (clone RRIM 600) by casting, with the time and temperature of thermal treatment fixed on 65°C for 10h. Then, also by casting, MEH-PPV/NR solution, ratio equal to 4000, was deposited on NR membrane for make thin-layer of luminescent material. The MEH-PPV/NR membrane was submitted to the same conditions used for neonatal hyperbilirubinemia treatment (Blue light phototherapy, 40 µW/m2 /nm, 460nm). The proprieties of membranes were characterized by optical (UV-Vis, PL) and infrared (FTIR) spectroscopy confocal microscopy (MC), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) a... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientadora: Profa. Dra. Juliana Marchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2017. / O vidro biocompatível pode ser utilizado como biomaterial para substituição e reconstituição óssea, por apresentar similaridade química com este tecido. Uma das principais complicações para a recuperação deste tecido ósseo é a ação da infecção bacteriana, que dificulta a utilização de um implante ósseo para corrigir o defeito deixado pela remoção do tecido infectado. Deste modo, torna-se desejável a introdução de um componente de ação antibacteriana para o tratamento da infecção do tecido através da distribuição de um agente bactericida como a prata, que foi incorporada na composição do vidro biocompatível estudado. Neste trabalho, foram desenvolvidas formulações de vidro do sistema ternário SiO2-CaO-P2O5 com incorporação de prata em diferentes concentrações (1, 5 e 10% em massa). As amostras foram obtidas pelo processamento via síntese sol-gel, e em seguida liofilizadas e calcinadas a 550°C. Os materiais foram caracterizados física e quimicamente, utilizando-se técnicas de análise térmica diferencial, análise termogravimétrica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, e ensaio de dissolução. Os materiais foram caracterizados biologicamente através da determinação da concentração inibitória mínima, concentração bactericida mínima e da avaliação da citotoxidade. Os resultados das análises físicas e químicas mostraram que os materiais são de natureza amorfa, com exceção do material com 10% em massa de prata, que apresentou formação de clusters de prata metálica. Todos os materiais apresentaram estrutura química dos grupos funcionais característicos de vidros biocompatíveis. Os resultados da caracterização biológica indicaram a eficácia da incorporação da prata como agente antibacteriano nos materiais estudados, o que afetou diretamente a toxicidade do material, onde algumas composições com maior teor de prata apresentaram citotoxicidade. Este efeito pode ser controlado através da diluição destas composições em veículos carreadores, obtendo-se desta forma um material promissor para ser utilizado na reconstrução óssea com associação do efeito bactericida. / Biocompatible glass can be used as biomaterial for bone replacement and reconstitution, because it presents chemical similarity with this tissue. One of the main complications for the bone tissue recovery is the action of bacterial infection, which difficult to the use of an orthopedic implant to correct the bone defect after removal of infected tissue. Thus, it the introduction of a component with antibacterial action is desirable for the treatment of tissue infection through the delivery of a bactericidal agent as a silver, which has been incorporated into the biocompatible glass composition studied. In this work, biocompatible glass formulations of the ternary systems SiO2-CaO-P2O5 with silver incorporation in different concentrations were developed (1, 5 and 10% w/w). The samples were obtained by sol-gel synthesis, and then lyophilized and calcined at 550° C. The materials was were characterized chemically and physically by differential thermal analysis, thermogravimetric analysis, X ray diffraction, scanning electron microscopy and dissolution test. The materials were characterized biologically by determination of minimum inhibitory concentration, minimal bactericidal concentration and cytotoxicity evaluation. The results of the physical and chemical analysis showed the amorphous nature of materials, except for the silver-incorpored material with 10%, which presented formation of metallic silver clusters in the matrix where crystallization took place. In addition, all the materials studied presented chemical structure of the characteristic functional groups of biocompatible glasses. The results of biological characterization of the materials indicated the effectiveness of the silver incorporation as antibacterial agent in the studied materials, which directly affected the toxicity of the material, where some compositions with higher silver content in the material presented cytotoxicity. This effect can be controlled by diluting these compositions in carrier vehicles, thereby obtaining a promising material to be used as bone reconstruction with association of the antibacterial effect.

O presente estudo demonstrou que a formação de cavidades (breath figures) em filmes de CA, CAPh, CAB e CMCAB preparados por spin-coating de soluções em tetrahidrofurano (THF) foi dependente das características moleculares dos polímeros quando preparados em ambiente com umidade relativa baixa (UR 35%), enquanto que em UR mais elevadas (55% e 75%) o balanço entre a energia superficial da água, THF e energia interfacial entre água e THF foi determinante. Por outro lado, a rápida exposição (de 3 a 6 min) desses filmes ao vapor de solvente teve um efeito plastificante tornando os filmes de CAB, CAPh e CMCAB completamente lisos, enquanto que para filmes de CA foi observado o efeito dewetting. Surfactantes biocompatíveis à base de sorbitano (Tween®) foram usados como plastificantes para filmes de ésteres de celulose obtidos por evaporação de solvente. O comportamento térmico dos filmes foi dependente do tamanho da cauda hidrofóbica do surfactante, do tipo do grupo lateral dos polímeros e da composição da mistura. Tween 20 e 40 mostraram agir como um excelente plastificante para os ésteres de celulose, exceto para o CA, no qual foi imiscível. Teores baixos de Tween favoreceram a flexibilidade das cadeias de polímeros ao passo que quantidades maiores aumentaram a mobilidade molecular dos ésteres de celulose levando a variações de Tg de até 200 °C. Filmes de nanocompósitos de CAB reforçados com nanocristais de celulose (CNC) modificados com diferentes grupos funcionais (acetato e metiladipoíla) foram preparados a partir de dispersões em acetato de etila (AE), THF e N,N-dimetilformamida (DMF). A melhor estabilidade coloidal foi verificada em DMF, devido sua alta polaridade. Suspensões em AE e THF de CNC modificados foram mais estáveis do que CNC por conta das interações entre grupos substituintes e solventes. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos, resultantes da dispersibilidade de nanocristais na matriz de CAB mostraram forte relação com a estabilidade coloidal das dispersões. Beads de celulose foram obtidos utilizando polpa pré-tratada de eucalipto, oxidados e utilizados como suporte para incorporação de um agente bactericida QPVP-C5. Bactérias de Micrococcus luteus adsorveram sobre beads oxidados e nos beads contendo baixa quantidade de QPVP-C5 adsorvido e foi observada propriedade biocida nos beads com elevada quantidade de QPVP-C5 adsorvido. Os resultados mostram o preparo de materiais celulósicos multifuncionais de baixo custo e simples preparação para aplicações em meios aquosos com a finalidade de imobilização e ação biocida frente a bactérias Gram-positivas. / The present study demonstrated that the breath figures formation in CA, CAPh, CAB and CMCAB films spin-coated from solutions in tetrahydrofuran (THF) was dependent on the polymers molecular characteristics when prepared under low relative humidity (RH 35%), whereas under higher RH (55% and 75%), the balance among water and THF surface energy and interfacial energy between water and THF was determinant. On the other hand, the short solvent vapor exposure had a plasticizer effect, making CAB, CAPh and CMCAB films completely smooth (from 3 up to 6 min), while dewetting phenomena was observed for CA films. Biocompatible sorbitan-based surfactants (Tween®) were used as plasticizer for CA, CAPh, CAB and CMCAB casted films. The thermal behavior of films was dependent on the size of surfactant hydrophobic tail, type of polymer side group and the mixture composition. Tween 20 and 40 showed act as an excellent plasticizer for cellulose esters, except for CA, which was immiscible. Low Tween content favored polymeric chains flexibility while higher content increased the cellulose esters molecular mobility leading to Tg variations up to 200 °C. CAB-based nanocomposites casted films reinforced with cellulose nanocrystals (CNC) modified with different functional groups (acetate and methyl adipoil) were prepared from dispersions in ethyl acetate (EA), THF and N,N-dimethylformamide (DMF). The best colloidal stability was verified in DMF, due its high polarity. Suspensions in EA and THF of modified CNC where more stable than unmodified CNC, regarding the interactions among substituents groups and solvents. The mechanical properties of nanocomposites stemming from nanocrystals dispersibility in the CAB matrix showed strong relationship with the colloidal stability. Cellulose beads were obtained by using pretreated Eucalyptus pulp, oxidized and used as a support for the incorporation of a biocide agent. Micrococcus luteus bacteria adsorbed onto oxidized beads and on the beads with low content of adsorbed QPVP-C5. It was observed biocide property for the beads with high QPVP-C5 content. The results show the simple preparation of low cost multifunctional cellulosic materials for applications in aqueous media for the purpose of immobilization and biocide action against Gram-positive bacteria.

O presente estudo demonstrou que a formação de cavidades (breath figures) em filmes de CA, CAPh, CAB e CMCAB preparados por spin-coating de soluções em tetrahidrofurano (THF) foi dependente das características moleculares dos polímeros quando preparados em ambiente com umidade relativa baixa (UR 35%), enquanto que em UR mais elevadas (55% e 75%) o balanço entre a energia superficial da água, THF e energia interfacial entre água e THF foi determinante. Por outro lado, a rápida exposição (de 3 a 6 min) desses filmes ao vapor de solvente teve um efeito plastificante tornando os filmes de CAB, CAPh e CMCAB completamente lisos, enquanto que para filmes de CA foi observado o efeito dewetting. Surfactantes biocompatíveis à base de sorbitano (Tween®) foram usados como plastificantes para filmes de ésteres de celulose obtidos por evaporação de solvente. O comportamento térmico dos filmes foi dependente do tamanho da cauda hidrofóbica do surfactante, do tipo do grupo lateral dos polímeros e da composição da mistura. Tween 20 e 40 mostraram agir como um excelente plastificante para os ésteres de celulose, exceto para o CA, no qual foi imiscível. Teores baixos de Tween favoreceram a flexibilidade das cadeias de polímeros ao passo que quantidades maiores aumentaram a mobilidade molecular dos ésteres de celulose levando a variações de Tg de até 200 °C. Filmes de nanocompósitos de CAB reforçados com nanocristais de celulose (CNC) modificados com diferentes grupos funcionais (acetato e metiladipoíla) foram preparados a partir de dispersões em acetato de etila (AE), THF e N,N-dimetilformamida (DMF). A melhor estabilidade coloidal foi verificada em DMF, devido sua alta polaridade. Suspensões em AE e THF de CNC modificados foram mais estáveis do que CNC por conta das interações entre grupos substituintes e solventes. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos, resultantes da dispersibilidade de nanocristais na matriz de CAB mostraram forte relação com a estabilidade coloidal das dispersões. Beads de celulose foram obtidos utilizando polpa pré-tratada de eucalipto, oxidados e utilizados como suporte para incorporação de um agente bactericida QPVP-C5. Bactérias de Micrococcus luteus adsorveram sobre beads oxidados e nos beads contendo baixa quantidade de QPVP-C5 adsorvido e foi observada propriedade biocida nos beads com elevada quantidade de QPVP-C5 adsorvido. Os resultados mostram o preparo de materiais celulósicos multifuncionais de baixo custo e simples preparação para aplicações em meios aquosos com a finalidade de imobilização e ação biocida frente a bactérias Gram-positivas. / The present study demonstrated that the breath figures formation in CA, CAPh, CAB and CMCAB films spin-coated from solutions in tetrahydrofuran (THF) was dependent on the polymers molecular characteristics when prepared under low relative humidity (RH 35%), whereas under higher RH (55% and 75%), the balance among water and THF surface energy and interfacial energy between water and THF was determinant. On the other hand, the short solvent vapor exposure had a plasticizer effect, making CAB, CAPh and CMCAB films completely smooth (from 3 up to 6 min), while dewetting phenomena was observed for CA films. Biocompatible sorbitan-based surfactants (Tween®) were used as plasticizer for CA, CAPh, CAB and CMCAB casted films. The thermal behavior of films was dependent on the size of surfactant hydrophobic tail, type of polymer side group and the mixture composition. Tween 20 and 40 showed act as an excellent plasticizer for cellulose esters, except for CA, which was immiscible. Low Tween content favored polymeric chains flexibility while higher content increased the cellulose esters molecular mobility leading to Tg variations up to 200 °C. CAB-based nanocomposites casted films reinforced with cellulose nanocrystals (CNC) modified with different functional groups (acetate and methyl adipoil) were prepared from dispersions in ethyl acetate (EA), THF and N,N-dimethylformamide (DMF). The best colloidal stability was verified in DMF, due its high polarity. Suspensions in EA and THF of modified CNC where more stable than unmodified CNC, regarding the interactions among substituents groups and solvents. The mechanical properties of nanocomposites stemming from nanocrystals dispersibility in the CAB matrix showed strong relationship with the colloidal stability. Cellulose beads were obtained by using pretreated Eucalyptus pulp, oxidized and used as a support for the incorporation of a biocide agent. Micrococcus luteus bacteria adsorbed onto oxidized beads and on the beads with low content of adsorbed QPVP-C5. It was observed biocide property for the beads with high QPVP-C5 content. The results show the simple preparation of low cost multifunctional cellulosic materials for applications in aqueous media for the purpose of immobilization and biocide action against Gram-positive bacteria.