CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Devido a busca e necessidade da aplicação de produtos sustentáveis, as blendas e os nanocompósitos a partir de biopolímeros surgem como uma proposta de uso em diversos campos tais como: embalagens, biomedicina e agricultura. Nesse sentido foram desenvolvidos blendas de goma de linhaça/ágar reticulados com glutaraldeído utilizando nanocristais de celulose como reforço, obtidos através do método “casting”. Testes preliminares foram realizados inicialmente variando a proporção de agente reticulante e plastificante além da variação de pH do meio, com o objetivo de promover ligações cruzadas na estrutura e consequente diminuição da hidrofilicidade do material. Seguiu-se o desenvolvimento das blendas em meio ácido fixando as proporções mássicas de aditivos (30% m/m de glicerol e 15% m/m de glutaraldeído em relação a massa final para cada filme), além de variar as proporções dos polímeros (75/25, 50/50 e 25/75 GL/AG). Os nanocompósitos foram obtidos a partir de cada formulação (blendas e amostras controles) com a adição de 2, 4 e 8% m/m de nanocristal de celulose (NC). Os filmes e blendas foram caracterizados pelas técnicas: Calorimetria Exploratória Diferencial, Análise Termogravimétrica, Difração de Raios-X e Infravermelho com Transformada de Fourier a fim de avaliar possíveis interações e organização do sistema. O estudo da reticulação das matrizes poliméricas, de suas blendas e dos nanocompósitos foram avaliados através da interação com a água pelo teste de solubilidade, absorção de vapor de água, ângulo de contato e permeabilidade ao vapor de água. A morfologia das amostras foi estudada por Microscopia Eletrônica de Varredura e por fim, o ensaio sob tração foi realizado para avaliação do desempenho mecânico das amostras. Os eventos endotérmicos observados nas curvas de DSC podem estar associados a novas interações estabelecidas no sistema. As curvas termogravimétricas apresentaram aumento da estabilidade térmica para os filmes controles e as blendas reticuladas em meio ácido. Os difratogramas de DRX apresentaram um padrão difuso de material tipicamente amorfo. Os espectros de FTIR não apresentaram bandas específicas de reticulação, apenas as existentes na estrutura original dos polissacarídeos. As imagens de MEV mostraram boa agregação e dispersão para as blendas e nanocompósitos. Os testes realizados de interação dos filmes com água mostraram que a reticulação em meio ácido levou a menor solubilidade para a formulação de goma de linhaça. A inserção de ágar bem como de NC contribuiu para uma menor absorção de água e melhora nas propriedades mecânicas. As formulações 50/502% NC e 50/504% NC apresentaram aumento da tensão na ruptura, elongamento e módulo de Young demonstrando assim resultados que justificam tanto a obtenção destas blendas quanto dos nanocompósitos. Além disso, com as diferentes morfologias obtidas nesse estudo é possível estender a faixa de aplicação para as formulações propostas. / Nowadays, due to the incentive and the requirement for the use of sustainable products, the blends and nanocomposites from biopolymers appear as a proposal for application in several fields, such as: packaging, biomedicine and agriculture. In this sense, flaxseed gum/agar blends were developed using glutaraldehyde as a crosslinker and cellulose nanocrystals as reinforcement, produced by casting method. Preliminary tests were fulfilled varying the amount of crosslinker agent and plasticizer, changing the pH of the medium in order to insert crosslinks in the polymer structure and consequently decrease the hydrophilicity of the samples. The development of the blends in acid medium by setting the mass proportions of additives (30 wt.% glycerol and 15 wt.% glutaraldehyde relative to the final mass for each film) and varying the polymers proportions (75/25, 50/50 and 25/75 GL/AG). The nanocomposites were obtained from each formulation (blends and control samples) with the addition of 2, 4 and 8% w/w of cellulose nanocrystals (NC). Films and blends were characterized by Differential Scanning Calorimeter, Thermal Gravimetric Analysis, X-ray Diffraction and Attenuated Total Reflectance with Fourier Transforms Infrared Spectroscopy techniques in order to assess possible interactions and organization of the system. The effect of the crosslinking in the polymer matrices, their blends and the nanocomposites were evaluated through the interaction with water by the solubility test, water vapor absorption, contact angle and water vapor permeability. The morphology of the samples was studied by the Scanning electron microscopy and, finally, the tensile test was performed to evaluate the mechanical performance of the samples. The endothermic events observed in the DSC curves may be associated with new interactions established in the polymeric systems. The thermogravimetric curves showed increased thermal stability for the control films and crosslinked blends in acid media. The X-ray diffractograms presented a diffuse pattern of the amorphous material. The infrared spectra did not present specific bands of crosslinking, only those being in the original structure of the polysaccharides. MEV images showed good aggregation and dispersion for blends and nanocomposites. Tests performed on the interaction of the films with water show that crosslinking in acid media led to a lower solubility for the flax gum formulation. The insertion of agar, as well as, the insertion of NC contributed to a lower water absorption and improvement in the mechanical tensile properties. The 50/502%NC and 50/504%NC formulations showed increased tensile rupture, Young's Modulus and elongation thus demonstrating results that justify both blends and nanocomposites originated from these. Moreover, with the different morphologies obtained in this study it is possible to extend the application range for the proposed formulations. / Dissertação (Mestrado)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, the effects of the incorporation were valued of cellulose nanocrystals of the wood pulp of Eucalyptus urograndis from three different times of acid hydrolysis (20, 50 and 80 minutes) in order to determine which of three types of nanocrystals would be most appropriate in the reinforcement function for the matrix of apple pectin. The films were characterized using dynamic mechanical thermal analysis to choose the best reinforcement element in terms of improvement in mechanical properties. After choosing the appropriate filler, new nanocomposites were produced with the percentages of 1, 2, 4 and 8% w/w in relative to the final mass of 0.5 g of each nanocomposite film. The films were manufactured by casting method, in the presence and absence of glycerol as plasticizer in the formulations. These nanocomposite films were characterized using the techniques of water vapor permeability and gases, with the aim of evaluating the barrier properties, contact angle with water in order to verify the hydrophillicity of the material, and dynamic mechanical thermal analysis for evaluating mechanical properties. The nanocrystals extracted with fifty minutes hydrolysis (NC50) were the ones that stood out in terms of improvement in mechanical properties, due to the significant increase in the values of E\'. The nanocomposite films acted as a barrier to passage of gases due to its dense structure, without pores and homogeneous. The formulations of the nanocomposite films with 8% w/w of cellulose nanocrystals in the absence and presence of glycerol were used for coating of strawberries, the comparatives were made with poly (vinyl chloride) film, in relation to weight loss (%) and texture analysis in terms of Puncture Strength the film and Puncture deformation suffered by them. The results showed that the nanocomposite films with glycerol and poly (vinyl chloride) showed comparable values in terms of weight loss, and the glycerol incorporation provided a gain in flexibility of these films. Additionally this same formulation was used in the formulations of the edible coatings and the incorporation of essential oil of lemon grass in the formulations, in order to study the antifungal potential of this compound for coating strawberries. The formulation (18.20 mL of suspension the cellulose nanocrystals fifty minutes, NC50, 230 mL of suspension of apple pectin, 0.50 mL glycerol and 0.12 mL of essential oil of lemon grass) whose processes of immersion were performed twice. This formulation, was the one that stood out in terms of reduction of weight loss, around 5% for the strawberry coated with this formulation and on the other hand 12% for uncoated, analyzed in the time of two days, time that these fruits should be consumed when fresh and stored under satisfactory conditions. So with this work it was observed that the addition of cellulose nanocrystals acted as reinforcement elements for the matrix in the study, these films are hydrophilic and acted as a barrier to passage of gases. The addition of glycerol causes changes in mechanical, thermal and barrier properties of the nanocomposites. According to applicability tests the same base formulation can be used in two different perspectives: coating strawberries in the form of films and as ingredients for preparing the edible coatings to extend shelf life of these fruits which have an extremely short life-time due to rapid metabolism thereof. / Neste trabalho, foram avaliados os efeitos da incorporação de nanocristais de celulose da polpa de madeira de Eucalyptus urograndis a partir de três tempos distintos de hidrólise ácida (20, 50 e 80 minutos) a fim de determinar qual dos três tipos de nanocristais seria o mais adequado na função de reforço para a matriz de pectina de maçã. Os filmes foram caracterizados utilizando análise térmica dinâmico mecânica, para a escolha do melhor elemento de reforço em termos de melhora nas propriedades mecânicas. Após a escolha do elemento de reforço mais adequado, novos nanocompósitos foram produzidos com as percentagens de 1, 2, 4 e 8% m/m em relação à massa final de 0,5 g de cada filme nanocompósito. Os filmes foram obtidos através do método de casting, na presença e na ausência de glicerol como plastificante nas formulações. Estes filmes nanocompósitos foram caracterizados através das técnicas de permeação aos vapores de água e a gases, com intuito de se avaliar as propriedades de barreira, ângulo de contato em água a fim de verificar a hidrofilicidade dos materiais, e análise térmica dinâmico mecânica para avaliação das propriedades mecânicas. Os nanocristais extraídos com cinquenta minutos de hidrólise (NC50) foram os que mais se destacaram em termos de melhora em propriedades mecânicas, devido ao aumento significativo nos valores de E‟. Os filmes nanocompósitos atuaram como barreira a passagem de gases, devido a sua estrutura densa, homogênea e sem poros. As formulações dos filmes nanocompósitos com 8% m/m de nanocristais de celulose na ausência e na presença de glicerol foram utilizados no revestimento de morangos, e os devidos comparativos foram feitos com o filme de policloreto de vinila, com relação à perda de massa (%) e análise de textura em termos de força máxima para a perfuração dos filmes, bem como a deformação sofrida pelos mesmos. Os resultados mostraram que os filmes nanocompósitos com glicerol e policloreto de vinila apresentaram valores comparáveis em termos de minimização de perda de massa, e a incorporação do glicerol proporcionou um ganho em flexibilidade destes filmes. Adicionalmente esta mesma formulação foi usada nas formulações dos revestimentos comestíveis, além da incorporação do óleo essencial de capim-limão as formulações com a finalidade de estudar a potencialidade antifúngica deste composto para revestir morangos. Os devidos comparativos foram feitos com os morangos não revestidos. A formulação (18,20 mL de suspensão de nanocristais de celulose, NC50, 230 mL de suspensão de pectina de maçã, 0,50 mL de glicerol e 0,12 mL de óleo essencial de capim-limão) cujos processos de imersão foram realizados por duas vezes. Sendo esta, a que mais se destacou em termos de redução de perda de massa em torno de 5% para o morango revestido com esta formulação e em contrapartida 12% para o não revestido, analisados no tempo de dois dias, tempo esse que estes frutos devem ser consumidos quando in natura e armazenados sob condições satisfatórias. Assim, com este trabalho foi possível observar que a adição de nanocristais de celulose atuou como elementos de reforço para a matriz em estudo, os filmes são hidrofílicos e atuaram como barreira a passagem de gases. A adição de glicerol provocou alterações nas propriedades mecânicas, de barreira e térmica dos nanocompósitos. E diante dos testes de aplicabilidade, uma mesma formulação base pode ser empregada em duas perspectivas distintas: para revestir morangos na forma de filmes e como ingredientes para o preparo dos revestimentos comestíveis, a fim de se estender o tempo de prateleira destes frutos que é extremamente curto, devido ao metabolismo acelerado dos mesmos. / Mestre em Química

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este trabalho utilizou glicerol como fonte de carbono na obtenção de biopolímero a partir de fermentação com fungos do cerrado. Foram utilizados quatro diferentes micro-organismos com o objetivo de converter glicerol em biopolímeros. Os micro-organismos testados foram: Mucor racemosus Fresenius, Monilia sitophila, Fusarium sp, e Acremonium sp. Para cada microrganismo realizou-se ensaios exploratórios, afim de selecionar cepas capazes de converter glicerol no bioproduto de interesse. No primeiro teste exploratório, com 168 horas de fermentação, o micro-organismo Mucor racemosus Fresenius, apresentou formação de 1 g/L de biopolímero. As variáveis avaliadas nos ensaios posteriores (em erlenmyer) foram em sequência cronológica: concentração inicial de glicerol; tempo de fermentação; tempo de cultivo do inóculo em meio Czapeck; ensaios com aeração contínua; avaliação da reposição de meio durante a fermentação; avaliação da vazão de ar; avaliação da influência da aeração aplicada em duas fases no crescimento celular e na produção do biopolímero; avaliação do efeito da adição de extrato de levedura sobre a produção de goma e avaliação da produção de goma sem adição do glicerol. Dentre as condições estudadas identificou-se como mais promissoras: concentração inicial de glicerol de 50 g/L, 2 g/L de extrato de levedura, com tempo de fermentação de 96 horas e com agitação de 100 rpm, 120 horas de idade de cultivo do inóculo, sistema com aeração empregando vazão de ar de 4 vvm na fase de produção (72 horas após as 24 h sem aeração), sem reposição de meio de cultivo. Nestas condições houve uma produção máxima de 14,21 g/L de goma formada e 67,7% consumo de glicerol. Após estes ensaios foi realizado o ensaio cinético em fermentador Biostat B de capacidade de 2L, com volume útil de 1L, para avaliar o desempenho do fungo na produção do biopolímero nas melhores condições estabelecidas de processo. Nesta etapa foi gerada uma produção de 23 g/L de goma e consumo de glicerol de 75%. A análise do espectro de infravermelho da goma produzida comparada a goma xanthana mostrou, que as gomas possuem natureza de carboidrato. / The present work used glycerol as a carbon source to obtain bio-based products from fermentation with fungi. It was used four different microorganisms in order to convert glycerol into biopolymers and biosurfactants. The microorganisms tested were: Mucor racemosus Fresenius, Monilia sitophila, Fusarium sp and Acremonium sp. For each microorganism exploratory tests were held in order to select strains capable of converting glycerol in bio-based products of interest. In the first exploratory test of 168 hours fermentation, the microorganism Mucor racemosus Fresenius showed the formation of 1 g/L biopolímero.As variables evaluated in subsequent tests (in Erlenmyer) are in chronological order: the concentration of glycerol; fermentation time; cultivation time of inoculum amid Czapeck; trials with continuous aeration; review the replacement of the medium during fermentation;review of the flow rate; evaluate the influence of aeration applied in two stages in cell growth and production of the biopolymer; assessing the effect of adding yeast extract on gum production and evaluation of gum production without addition of glycerol. These assays have promoted the following results: glycerol concentration of 50 g/L 2 g/L yeast extract with fermentation time of 96 hours with agitation of 100 rpm and 120 hours of culture age of the inoculum, aeration system using flow rate of 4 vvm in the production phase (72 hours after the 24 h without aeration) without replacement of culture medium. Under these conditions there was a maximum yield of 14.21 g/L and 67.7% gum formed consumption glicerol. After these tests the kinetic assay was performed in Biostat B fermenter with a capacity of 2L, with a working volume of 1L to evaluate the performance of the fungi in the production of biopolymer in the best conditions established process. In this step has been generated an output of 23 g/L of starch and glycerol consumption of 75%. The analysis of the infrared spectrum of the biopolymer produced compared to xanthana gum showed that biopolymers have carbohydrate nature. / Dissertação (Mestrado)

A preocupação com o meio ambiente tem gerado discussões em torno da sustentabilidade ambiental. Neste ponto, o design pode contribuir com o desenvolvimento de produtos voltados para a redução de impactos ambientais. Visando a colaboração do design com a preservação do meio ambiente, uma possível alternativa encontra- se na aplicação de materiais biodegradáveis em soluções de design. Dessa forma, esta pesquisa tem como objetivo geral investigar a viabilidade de aplicação dos compósitos biodegradáveis à base de biopolímero poli(butileno adipato-co-tereftalato e poli(ácido lático) com fibras de curauá no design de produto. Para isso, inicialmente foi realizado um mapeamento em torno de artigos que visam o desenvolvimento e a caracterização de compósitos biodegradáveis que utilizam fibras vegetais brasileiras como reforço. Este levantamento resultou em um panorama de pesquisas da área, os tipos de materiais que compõe os compósitos biodegradáveis, os tratamentos utilizados nas fibras e os aditivos na matriz, as formas de processamento e as propriedades mecânicas. A partir destas propriedades foi possível verificar os materiais que possuem propriedades semelhantes, e assim, averiguar em que tipo de produtos são empregados estes materiais, para posteriormente, examinar o emprego de compósitos biodegradáveis nestas aplicações. Desse modo, foi possível realizar o prognóstico de aplicações para os compósitos biodegradáveis. Na sequência do trabalho, realizou-se um estudo de caso em torno dos compósitos biodegradáveis, a fim de verificar a viabilidade de aplicação destes materiais. Utilizou-se a técnica de entrevistas semi estruturadas com designers de produto, que resultou na relação de atributos tangíveis, intangíveis com possíveis aplicações para os referidos compósitos. / Concern for the environment has generated discussions on environmental sustainability. At this poin, the design can contribute to the development of products designed to reduce environmental impacts. Aiming at the design collaboration with the preservation of the environment, a possible alternative is the use of biodegradable materials in design solutions. Thus, this research aims at investigating the feasibility of application of composite biopolymer based biodegradable poly (butylene adipate -co- terephthalate and poly (lactic acid) fiber curauá in product design. Initially we conducted a mapping around articles aimed at the development and characterization of biodegradable composites using Brazilian vegetable fibers as reinforcement. This survey resulted in an overview of research in the area, the types of materials that make up the biodegradable composites, the treatments used in the fibers and additives in matrix, forms processing and mechanical properties. based on these properties was possible to verify that the materials have similar properties, and thus determine what kind of products are used these materials to further examine the use of biodegradable composites in these applications. Thus, it was possible to perform the prediction of applications for biodegradable composites, following the study, there was a case study around biodegradable composites in order to verify the feasibility of these materials. to do this, we used the technique of semi-structured interviews with product designers, which resulted in the ratio of tangible attributes, intangible assets with potential applications for these composites.

A preocupação com o meio ambiente tem gerado discussões em torno da sustentabilidade ambiental. Neste ponto, o design pode contribuir com o desenvolvimento de produtos voltados para a redução de impactos ambientais. Visando a colaboração do design com a preservação do meio ambiente, uma possível alternativa encontra- se na aplicação de materiais biodegradáveis em soluções de design. Dessa forma, esta pesquisa tem como objetivo geral investigar a viabilidade de aplicação dos compósitos biodegradáveis à base de biopolímero poli(butileno adipato-co-tereftalato e poli(ácido lático) com fibras de curauá no design de produto. Para isso, inicialmente foi realizado um mapeamento em torno de artigos que visam o desenvolvimento e a caracterização de compósitos biodegradáveis que utilizam fibras vegetais brasileiras como reforço. Este levantamento resultou em um panorama de pesquisas da área, os tipos de materiais que compõe os compósitos biodegradáveis, os tratamentos utilizados nas fibras e os aditivos na matriz, as formas de processamento e as propriedades mecânicas. A partir destas propriedades foi possível verificar os materiais que possuem propriedades semelhantes, e assim, averiguar em que tipo de produtos são empregados estes materiais, para posteriormente, examinar o emprego de compósitos biodegradáveis nestas aplicações. Desse modo, foi possível realizar o prognóstico de aplicações para os compósitos biodegradáveis. Na sequência do trabalho, realizou-se um estudo de caso em torno dos compósitos biodegradáveis, a fim de verificar a viabilidade de aplicação destes materiais. Utilizou-se a técnica de entrevistas semi estruturadas com designers de produto, que resultou na relação de atributos tangíveis, intangíveis com possíveis aplicações para os referidos compósitos. / Concern for the environment has generated discussions on environmental sustainability. At this poin, the design can contribute to the development of products designed to reduce environmental impacts. Aiming at the design collaboration with the preservation of the environment, a possible alternative is the use of biodegradable materials in design solutions. Thus, this research aims at investigating the feasibility of application of composite biopolymer based biodegradable poly (butylene adipate -co- terephthalate and poly (lactic acid) fiber curauá in product design. Initially we conducted a mapping around articles aimed at the development and characterization of biodegradable composites using Brazilian vegetable fibers as reinforcement. This survey resulted in an overview of research in the area, the types of materials that make up the biodegradable composites, the treatments used in the fibers and additives in matrix, forms processing and mechanical properties. based on these properties was possible to verify that the materials have similar properties, and thus determine what kind of products are used these materials to further examine the use of biodegradable composites in these applications. Thus, it was possible to perform the prediction of applications for biodegradable composites, following the study, there was a case study around biodegradable composites in order to verify the feasibility of these materials. to do this, we used the technique of semi-structured interviews with product designers, which resulted in the ratio of tangible attributes, intangible assets with potential applications for these composites.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Portland cement pastes are applied in the cementing of oil wells in sedimentary saliferous basins in regions called Pre-Salt. Usually, silica amounts are added to cement slurries to reduce portlandite formation, what increases the chemical reactivity of cemented regions before chemical attacks. However, little is known about the application of other types of materials, such as natural polymers, for example chitosan and sodium alginate, and hydroxyapatite, which can be extracted from fish scales. The influence of the addition of hydroxyapatite from fish scales, chitosan and sodium alginate in silica-containing cement pastes, which were prepared and hydrated with sea water, was evaluated in this study. After 28 days of hydration at room temperature, it was observed that the cement paste prepared only with silica exhibited a higher percentage of portlandite compared to that prepared with hydroxyapatite, chitosan and sodium alginate. These cement pastes were evaluated before solutions of sodium chloride (NaCl), sulfuric acid (H2SO4), as well as in production water under different experimental conditions. The results indicated that in cement pastes were still anhydrous compounds, which had not been hydrated. Thus, the cement pastes continued to be hydrated during the immersion tests. In the analysis, it was observed that the paste prepared with hydroxyapatite, chitosan and sodium alginate, showed to be more resistant in presence of the chemical attacks, due to having smaller amounts of portlandite. / Pastas de cimento Portland são aplicadas na cimentação de poços de petróleo em bacias sedimentares salíferas em regiões denominadas de Pré-Sal. Normalmente, quantidades de sílica são adicionadas as pastas de cimento, para diminuir a formação de portlandita, que aumenta a reatividade química das regiões cimentadas frente a ataques químicos. No entanto, sabe-se pouco sobre a aplicação de outros tipos de materiais, como polímeros naturais, a exemplo de quitosana e alginato de sódio, e hidroxiapatita, que pode ser extraída de escamas de peixes. No presente estudo, avaliou-se a influência da adição de hidroxiapatita proveniente de escamas de peixes, quitosana e alginato de sódio em pastas de cimento contendo sílica, que foram preparadas e hidratadas com água do mar. Após 28 dias de hidratação à temperatura ambiente, observou-se que a pasta de cimento preparada somente com sílica exibiu maior percentual de portlandita em comparação daquela que foi preparada com hidroxiapatita, quitosana e alginato de sódio. Essas pastas de cimento foram avaliadas frente a soluções de cloreto de sódio (NaCl), ácido sulfúrico (H2SO4), bem como em água de produção, sob diferentes condições experimentais. Os resultados indicaram que, nas pastas de cimento ainda haviam compostos anidros, que não tinham sido hidratados. Assim sendo, as pastas de cimento continuaram sendo hidratadas durante a realização dos testes de imersão. Nas análises, observou-se que a pasta preparada com hidroxiapatita, quitosana e alginato de sódio, mostrou-se mais resistente frente aos ataques químicos, por apresentar menores quantidades de portlandita.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-10-17T13:31:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) JANIRA DISSERTAÇÃO PPGIT UFPE 2016.pdf: 2767067 bytes, checksum: c6f9b4694fc912f845955ae3a11a3c37 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-17T13:31:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) JANIRA DISSERTAÇÃO PPGIT UFPE 2016.pdf: 2767067 bytes, checksum: c6f9b4694fc912f845955ae3a11a3c37 (MD5) Previous issue date: 2016-03-15 / CNPq / O desenvolvimento de sistemas de administração de fármacos utilizando biopolímeros, como a goma de cajueiro e quitosana tem-se destacado pela formação de nanoestruturas por complexação polieletrolítica, realizada pela interação das diferentes cargas dos materiais e devido as suas promissoras propriedades, dentre elas: excelente biodegradabilidade, elevada biocompatibilidade, baixa toxicidade. Usados no desenvolvimento nanotecnológico de formulações para proteção de fármacos peptídicos, como a insulina, para sua administração por via oral, no qual faz-se necessário pela sua instabilidade em variações de pH. Este trabalho teve como objetivo a síntese de nanopartículas a partir de biopolímeros por complexação polieletrolítica para administração oral de insulina e avaliação analítica do fármaco e seu principal produto de degradação o A-21 em meio ácido. Nanopartículas de goma de cajueiro e quitosana foram sintetizadas por complexação polieletrolítica com e sem adição do tripolifosfato de sódio, como agente de reticulação. Foram caracterizadas quanto ao seu tamanho, carga superficial, índice de polidispersão e adicionalmente a Espectroscopia da Região do Infravermelho (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Termogravimétrica (TG). Para a determinação analítica da insulina e seu principal produto de degradação o A-21 foi realizado um planejamento experimental fatorial, a fim de analisar quais variantes iriam influenciar para obtenção de um menor tempo de análise das moléculas por HPLC. Vinte e sete experimentos foram realizados e destacou-se dentre os valores observados nos tempos de retenção de 5,18 min para insulina e 9,10 min para o A-21, na condição onde a temperatura da coluna foi de 35°C, fluxo do eluente de 1,0 mL/min-1 e na proporção da fase móvel de 52% KH2PO4, 31% acetonitrila e 17% metanol, uma análise final com cerca de 11 minutos. Em média os fatores que mais influenciaram no sistema foram o fluxo do eluente e a proporção da fase móvel, demonstrados através da estimativa dos efeito, análise da variância e teste F. O modelo linear obtido demonstrou ter uma boa predição para o método, com pontos reais de distribuição aleatórios condizentes aos resultados obtidos experimentalmente, a variância total explicada de 91,14% e o modelo deixa de explicar 8,86% dos resíduos. A adequabilidade cromatográfica da combinação das variáveis independentes resultaram em valores próximos ou dentro dos limites estabelecidos. Os resultados das avaliações de concentração dos biopolímeros, proporção dos agentes de reticulação, ordens de adição, pH das soluções mostraram-se bastante significativos na influência dos tamanhos das partículas, potencial zeta e índice de polidispersão. Houve uma grande distinção das preparações com e sem TPP, pois foi evidenciada uma eficaz ação reticulante entre os polieletrólitos, as ligações cruzadas realizadas foram importantes para aperfeiçoamento dos parâmetros, demonstrado a redução dos tamanhos das nanopartículas, de modo homogêneo e com baixos índices de polidispersão, potenciais zeta na faixa neutra diferindo nos valores de acordo com a concentração adicionado. Através das caracterizações realizadas por FTIR, MEV e TG houve a demonstração da interação entre os materiais estudados. As características e propriedades apresentadas pelas nanoesferas formadas pela interação GC/TPP/QT indicam um promissor sistema de liberação de fármacos e proteção para moléculas instáveis ao ambiente gastrointestinal. / The development of drug delivery systems using biopolymers such as cashew gum and chitosan it has been highlighted by the formation of nanostructures by complexation polyelectrolytic held by the interaction of the different loads of materials and due to their promising properties, among them: excellent biodegradability , high biocompatibility, low toxicity. Used in nanotechnological development of formulations for protection peptide drugs such as insulin, for administration orally, in which it is necessary for its instability at pH variations. This study aimed to the synthesis of nanoparticles from biopolymers by complexation polyelectrolytic for oral administration of insulin and analytical evaluation of the drug and its main degradation product A-21 in acid. cashew gum and chitosan nanoparticles were synthesized by complexation polyelectrolytic with and without addition of sodium tripolyphosphate as crosslinking agent. They were characterized as to their size, surface charge, polydispersity and additionally Spectroscopy Infrared Region index (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetric Analysis (TG). For the analytical determination of insulin and its main degradation product A-21 factorial experimental design was conducted to analyze variants which would influence to obtain a shorter analysis of molecules by HPLC. Twenty-seven experiments were conducted and it was highlighted among the values observed at 5.18 min retention time of 9.10 min for insulin and A-21 in the condition where the column temperature was 35 ° C, flow of the eluent of 1.0 ml / min-1 and the rate of mobile phase of 52% KH2PO4, 31% acetonitrile and 17% methanol, with a final analysis about 11 minutes. On average the factors that most influence the system were the eluent flow and the proportion of the mobile phase, demonstrated by estimating the effect of variance analysis and test F. The resulting linear model was shown to have a good prediction for the method, with points real random distribution consistent with the results obtained experimentally, the total explained variance of 91.14% and the model fails to explain 8.86% of the waste. Chromatographic suitability of the combination of the independent variables resulted in close to or within the established limits. The results of evaluations concentration of biopolymers, the proportion of cross-linking agents, addition orders, the solutions pH were quite significant in the influence of particle size, zeta potential and molecular weight distribution index. There was distinction of preparations with and without TPP, as was evidenced effective action crosslinking of polyelectrolytes, cross-connections made were important for improvement of the parameters shown to reduce the size of the nanoparticles, homogeneous way and with low levels of polydispersity, zeta potential in the neutral range in differing values according to the concentration added. Through the characterizations made by FTIR, SEM and TG was the demonstration of the interaction between the studied materials. The characteristics and properties presented by the nanospheres formed by the interaction GC / TPP / QT indicate a promising system of drug delivery and protection for unstable molecules to the gastrointestinal environment.

Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2017-11-27T15:54:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE_SIDCLEY_ARAUJO.pdf: 1399431 bytes, checksum: 122da0f972194a86c65f5d711727814c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-27T15:54:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE_SIDCLEY_ARAUJO.pdf: 1399431 bytes, checksum: 122da0f972194a86c65f5d711727814c (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / Investigar características do processo de integração e biocompatibilidade de um implante de gel celulósico nas cavidades anoftálmicas de coelhos. Analisar a proliferação celular em geral, a angiogênese, a proliferação de células multinucleadas gigantes e a fibrogênese, por técnicas de histomorfométria e imunohistoquímica. Estudo experimental de intervenção empregando 18 coelhos divididos em 6 grupos. O olho direito de todos os animais foi eviscerado e os esquedo não sofreu nenhum tipo de intervenção. Após a evisceração a bolsa escleral foi suturada e preenchida com gel celulósico gel. Diariamente, todos os animais foram examinados clinicamente, sob biomicroscopia, até o 7º dia do implante e uma vez por semana até o dia da eutanásia. Os animais foram submetidos a eutanásia e enucleações dos olhos no 7º, 30º, 60º, 90º, 120º e 240º dia após o implante. Os olhos, inclusive os esquerdos, foram avaliados macroscopicamente e processados para análises histopatológica, histomorfométricas, imunohistoquímicas e imunofluorescência. Clinicamente, todos os animais, não exibiram sinais de alergias, intoxicação, extrusão e infecção. Em todos os grupos ao exame macroscópico, histopatológico e histomordo olho esquerdo, não revelou alterações anatômicas. No entanto, nesta análise, olho direito exibiu redução de 8% no volume do bulbo. O corte do saco escleral mostrou um conteúdo sólido, compacto, elástico, resistente à tração, com superfície lisa e brancacenta.Não foram observados sinais de necrose, ou liquefação. O tecido epiescleral estava algo hipertrofiado. As preparações histológicas estudadas, nas diversas colorações, revelaram uma infiltração linfomonomorfonuclear inicial, substituída posteriormente por uma proliferação fibrocitária e histiocitária com formação de células multinucleadas gigantes. Foram também encontrados poucos polimorfonucleares neutrófilos e eosinófilos. A partir do 30o dia houve proliferação vascular e deposição de colágeno em todos os espécimes estudados, embora, no 240º dia do experimento, a resposta inflamatória crônica, a neovascularização e a deposição do colágeno não tinham ainda atingido o centro do implante. Neste modelo, o gel da celulose produzido pela Zoogleia sp, mostrou-se biocompatível e integrado às órbitas. Fica, portanto, comprovado que o gel celulósico, utilizadoneste experimento, além de biocompatível, se integrou às órbitas dos coelhos. / To evaluate histologically the integration process of cellulose gel produced by Zoogloea sp when implanted into rabbits’ eviscerated eyes. This experimental study employed 36 eyes of 18 rabbits subjected toEvisceration of their right eyes. The sclerocorneal bag was sutured and filled withbiopolymer from sugar cane in the gel state. All animals were clinically examinedby biomicroscopy until the day of their sacrifice which occurred on the 7º, 30º, 60º, 90º, 120º, or 240º day. The eyeballs obtained, including the left eyes considered controls were sent for histopathological study by optical macroscopyand microscopy. Tissue staining techniques used included hematoxylin-eosin, Masson trichrome (with aniline), Gomori trichrome, Van Gienson, Picrosirius red and periodic acid-Schiff (PAS). No clinical signs of infection, allergy, toxicity, or extrusion were observed throughout the experiment. The corneas were relatively preserved. Macroscopic examination revealed a decrease of ~ 8% in the volume of the bulbs implanted with the biopolymer. After cutting, the sclerocorneal bag was solid, compact, elastic, and resistant to traction, with a smooth and whitish surface, and showed no signs of necrosis or liquefaction. The episcleral tissues were somewhat hypertrophied. The histological preparations studied in different colors revealed an initial lymphoplasmacytic infiltration, replaced by a fibroblastic response and proliferation of histiocytes, along with formation of giant cells. Few polymorphonuclearneutrophils and eosinophils were also found. Neovascularization and collagen deposition were present in all animals starting from day 30; although on the 240º day of the experiment the chronic inflammatory response, neovascularization and collagen deposition had not yet reached the center of the implant. In this model, the cellulose gel produced by Zoogloea sp proved to be biocompatible and integrated into the orbits.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-07-09T13:53:30Z No. of bitstreams: 1 textocompleto.pdf: 2032527 bytes, checksum: ce69328abd2036640887a58922e0c8f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-09T13:53:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 textocompleto.pdf: 2032527 bytes, checksum: ce69328abd2036640887a58922e0c8f8 (MD5) Previous issue date: 2018-03-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Quitosano é um polissacarídeo policatiônico de origem animal que apresenta biocompatibilidade e biodegradabilidade, que não se dispersa em água pura, apenas em meios ácidos, limitando sua aplicação a estes meios. Assim, se torna necessário determinar a dispersibilidade máxima deste biopolímero e compreender a nível molecular o seu comportamento em meios aquosos contendo ácidos que apresentam diferentes estruturas moleculares e aplicações biotecnológicas. Neste estudo caracterizou-se o quitosano quanto a sua massa molar viscosimétrica (Mv) e grau de desacetilação (GD%) e por meio de técnicas espectroscópicas, potenciométricas e condutivimétricas buscou-se compreender as interações intermoleculares deste quando disperso em meios aquosos contendo os ácidos monopróticos: glicólico, acético, propiônico e lático. Realizou-se também a quantificação da dispersibilidade máxima e cinética de dispersão do quitosano por espectrofotometria UV-Vis a 275 nm ajustando-se aos dados um modelo matemático exponencial crescente, para cada ácido que constituiu as dispersões nas concentrações [10,30 e 50 mmol.L -¹ ], bem como foram medidos os potenciais ζ das cadeias de quitosano dispersas em cada um dos ácidos na concentraçãode 10mmol.L -¹ . Utilizando o quitosano de Mv 624 KDa e GD % =77,12%, calculou-se as dispersibilidades máximas do polímero = [(0.6 0.7 e 1.35 g.(100mL) -¹ ] para as respectivas concentrações [10,30 e 50 mmol.L -¹ ] de cada um dos ácidos, utilizando modelo matemático de primeira ordem com dois termos, ajustado (R 2 >0.9) aos dados de cinética .A faixa de pH encontradas para a titulação das suspensões variou de 7 a 2.5 e condutividade de 0 a 2000 μs.cm -¹ , nos espectros de FT-IR destacaram- se bandas de NH 3+ , OH e CO. O potencial ζ das cadeias dispersas nos diferentes ácidos não se mostrou diferentes (p<0.05), apresentando-se positivo na faixa de (57,8 ±0.9 mV). Com a análise conjunta dos dados concluiu-se, que os contra-íons decorrentes da ionização dos ácidos não interagiram de maneira significante com os grupos amino protonados do quitosano, de modo que não afetaram a dispersão deste polímero nestes meios. Também foi observado que o processo de dispersão da quitosana é dinâmico ocorrendo em duas etapas, uma primeira etapa, mais rápida e marcada em grande parte, pela maior extensão de protonação das cadeias do biopolímeiro e a segunda mais lenta, marcada principalmente pela solvatação destas cadeias protonadas. / Chitosan is a polycationic polysaccharide of animal origin that presents biocompatibility and biodegradability, which does not disperse in pure water, only in acidic media, limiting its application to these media. Thus, it is necessary to determine the maximum dispersibility of biopolymer and index at the molecular level, its behavior in aqueous media, with different acids and applications, structural and biotechnological applications. In this study chitosan was characterized for its viscosimetric molar mass (Mv) and degree of deacetylation percentual (GD%) and by means of spectroscopic, potentiometric and conductivimetric techniques it was sought to understand the intermolecular interactions of this when dispersed in aqueous media containing the monoprotic acids: glycolic, acetic, propionic and lactic) by means of spectroscopic, potentiometric and conductivity. Quantification of the maximum and kinetic dispersion of chitosan dispersion by UV-Vis spectrophotometry at 275 nm was also performed by adjusting the exponential mathematical model for each acid that constituted the dispersions at the concentrations [10.30 and 50 mmol.L -¹ ], as well as the pot potentials of the chitosan chains dispersed in each of the acids in the concentration of 10 mmol.L -¹ . Using the chitosan of Mv 624 KDa and GD% = 77.12%, the maximum polymer dispersions = [(0.6 0.7 e 1.35 g.(100mL) -¹ ] were calculated for the respective concentrations [10,30 e 50 mmol.L -¹ ] of each of the acids, using mathematical model of first order with two terms, adjusted (R 2 > 0.9) to kinetic data. The pH range found for the titration of the suspensions ranged from 7 to 2.5 and conductivity from 0 to 2000 μs.cm -¹ , in the Infrared spectroscopy with Fourier transform (FT-IR) spectra the bands of NH 3+ , OH and CO were highlighted. The potential ζ of the chains (p <0.05), presenting positive values in the range of (57,8 ±0.9 mV). With the analysis of the data, it was concluded that the ion-ion counter-ion did not interact with. In a significant manner with the protonated amino groups of chitosan, so that they did not affect the dispersion of this polymer in these media. It was also observed that the chitosan dispersion process is dynamic, occurring in two stages, a first step, faster and marked in large part, by the greater protonation extension of the chains of the biopolymer and the second slower, marked mainly by the solvation of these chains protonated.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Alternative materials have long been studied and developed to replace conventional skin dressings due to the emergence of new biopolymers and development of new polymeric film fabrication techniques. As a new material for polymeric dressings, films of poly (hydroxybutyrate) (PHB) blended with esterified alginate (ALG-e) and Poly (ethyleneglycol) were studied. The esterification of sodium alginate (ALG-e) generated a material with some amphiphilic characteristics and increased its compatibility with the PHB. PEG was added as plasticizer in PHB/ALG-e films, since PEG is often used in blends with PHB to improve its flexibility and reduce its hydrophobicity. At the amounts studied, it was found that both PEG and ALG-e increase the degree of crystallinity, but a decrease in the hydrophobic nature of PHB films was observed. At the maximum concentration of ALG-e and PEG used an increase in water vapor permeability and a decrease in tensile strength was reached due to the synergistic effect caused by better homogenization of PEG and ALG-e in the PHB matrix. / Materiais alternativos têm sido estudados e desenvolvidos para substituir curativos de pele convencionais devido ao surgimento de novos biopolímeros e o desenvolvimento de novas técnicas de fabricação de filmes poliméricos. Como um novo material para curativos poliméricos, filmes de poli (hidroxibutirato) (PHB) misturado com alginato esterificado (ALG-e) e poli (etilenoglicol) foram estudados. A esterificação de alginato de sódio (ALG-e) gerou um material com característica anfifílica e com uma compatibilidade maior com o PHB. PEG foi adicionado como plastificante ao sistema PHB/ALG-e, uma vez que PEG é muitas vezes utilizado em misturas com PHB para melhorar a flexibilidade e reduzir a hidrofobicidade. Nas quantidades estudadas, verificou-se que tanto PEG como ALG-e aumentaram o grau de cristalinidade, o entanto foi observada uma redução na natureza hidrofóbica dos filmes de PHB. Nos filmes com concentrações máximas de ALG-e e PEG um aumento na permeabilidade ao vapor de água e uma diminuição na resistência à tração foram alcançadas devido ao efeito sinérgico causado por uma melhor homogeneização de PEG e ALG-e na matriz de PHB.