A conformação de dispositivos médicos implantáveis a partir de uma blenda exige o desenvolvimento de um produto com propriedades próximas do comportamento ideal, combinando propriedades térmicas e mecânicas e boa resposta tecidual. O Poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) e o Poli (isopreno) (IR) foram escolhidos como componentes da blenda com finalidade de promover boa biocompatibilidade e características mecânicas especificas. As blendas foram obtidas por dissolução dos polímeros em solvente orgânico, seguida de secagem. Para determinar a influência do teor de IR sobre as propriedades da blenda, foram realizados ensaios de espectroscopia na região de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise dinâmico-mecânica (DMA), microscopia óptica por luz polarizada (POM), análise de dureza, ensaio de tração e análise de viabilidade celular. A presença de IR na blenda provocou alteração na estrutura molecular semi-cristalina do PLGA, bem como influenciou o comportamento mecânico analisado a partir da curva tensão-deformação do material. A blenda se mostrou biocompativel em ambiente celular e em ensaios preliminares em animais, apresentando potencial para aplicação como biomaterial. / The conformation of an implantable medical device from a polymeric blend requires the development of a product with properties as close as possible of ideal behavior with the combination between thermal and mechanical properties and good tissue response. The poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) and the poly (isoprene) (IR) were chosen as the blend components to promote good biocompatibility and specific mechanical characteristics. The blends were obtained by dissolution of polymers in organic solvent, followed by drying. In order to determine the IR content influence over the blend properties, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA), polarized light optical microscopy (POM), hardness analysis, tensile test and cell viability test were carried out. The IR presence caused changes in semi-crystalline molecular structure of PLGA, as well as actuated over the mechanical response analyzed on material’s stress-strain curve. The blend showed itself biocompatible at cellular environment and at preliminary animal tests, presenting potential for application as biomaterial.

Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T23:14:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kubo_TatianaMiyukiOgawa_M.pdf: 3390196 bytes, checksum: 90fbf573dfcb12a87da26f2fdcbfb4dd (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho foi feito o estudo da preparação de microesferas de hialuronato de sódio pelo método de emulsificação e evaporação de solvente, utilizando temperatura como agente de retificação física. O assunto foi abordado com ênfase na influência das condições operacionais do processo nas propriedades físico-químicas das microesferas e na sua capacidade de incorporação de proteínas, visando atender os requisitos da administração nasal. Inicialmente, a albumina de soro bovino foi usada como proteína modelo e, na segunda etapa, a ovoalbumina foi incorporada nas melhores condições do processo. Para conferir maior resistência mecânica às partículas e prolongar o tempo de liberação da proteína encapsulada, foi utilizado um segundo método de preparação, também por emulsificação, porem com reticulação química feita pela ligação cruzada (crosslinking), com dihidrazida adípica (ADH) em meio aquosos. As microesferas foram caracterizadas pelo seu diâmetro médio e distribuição de tamanhos, morfololgia, cristalinidade, mucoadesividade, intumescimento, eficiência de encapsulação e perfil de liberação das proteínas encapsuladas, eficiência de encapsulação e perfil de liberação das proteínas encapsuladas. Para as partículas reticuladas com ADH, o grau de reticulação foi correlacionado com a sua capacidade de intumescimento e com a cinética de liberação da proteína. Esses efeitos foram caracterizados através do coeficiente de difusão da ovoalbumina nas partículas com diferentes graus de reticulação... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This work describes the study of sodium hyaluronate microspheres preparation through the emulsification and solvent evaporation technique, using temperature as the physical crosslinking agent. The subject was analyzed with emphasis on the influence of the process operations conditions on the physical and chemical properties of the microspheres and on its protein encapsulation capacity, willing to attend the nasal administration requirements. Initially, bovine serum albumin (BSA) was used as model protein, and in the second step, ovoalbumin (OVA) was incorporated using the best process conditions. In order to improve the mechanical resistance of the particles and extend the release time of the encapsulated protein, a second preparation method, also based on an emulsification but involving a chemical crosslinking reaction using adipic dihidrazide (ADH) in an aqueous solution, was evaluated. The microspheres were characterized by the mean diameter and size distribution, morphology, cristallinity, mucoadhesiveness, swelling capacity, encapsulation efficiency and release profile of the encapsulated proteins. For the particles crosslinked with ADH, the degree of crosslinking was correlated to the swelling capacity and with the protein release kinetics. These effects were characterized by the diffusion coefficient of ovoalbumin from the particles with different crosslinking degrees. The results showed the feasubillity of the sodium hyaluronate microspheres production, its protein encapsulation capability and the flexibility to modulate its properties according to the process conditions... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Angela Maria Moraes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T12:39:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Veiga_ItiaraGoncalves_M.pdf: 5364423 bytes, checksum: 0c76c70a83787dbabce289bdb626f413 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O corpo humano é recoberto por aproximadamente 2 m2 de pele e, lesões cutâneas, além de causarem danos físicos, mecânicos e térmicos, podem também afetar as funções fisiológicas de outros tecidos. As membranas desenvolvidas para o tratamento de lesões podem ser constituídas por vários tipos de polímeros, sendo a quitosana um dos mais estudados. Polissacarídeos negativamente carregados como alginato, pectina, carragena e xantana são capazes de formar complexos polieletrólitos (PEC) com a quitosana. Uma das técnicas de preparação de membranas contendo simultaneamente quitosana e poliânion envolve a produção de coacervados das matérias-primas. Membranas de quitosana e alginato foram já detalhadamente estudadas para uso em lesões de pele. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de metodologia escalonável de preparação de membranas de quitosana-xantana (em substituição ao alginato), estudando-se o efeito do uso de diferentes vazões e relações mássicas durante a preparação do PEC e da reticulação térmica nas propriedades das membranas obtidas. Outros poliânions foram também testados, mas a xantana apresentou as características mais adequadas. As membranas de quitosana-xantana foram caracterizadas quanto à morfologia, à espessura, à capacidade de drenagem de água, à resistência mecânica, à capacidade máxima de absorção de diferentes soluções aquosas e à sua perda de massa quando nelas estocadas. Membranas capazes de absorver até 40 g de H2O, 12 g de solução salina, 5 g de fluído corpóreo simulado e 5 g de soro sanguíneo por grama de amostra foram obtidas, com perda de massa máxima nas mesmas soluções de até 12%. Capacidade de drenagem de água de até 6 Kg/m2.dia e resistência à tração de até 5,5 MPa foram verificadas. Dentre as membranas de quitosana-xantana obtidas, as preparadas a partir de soluções de quitosana e xantana de mesma concentração (0,25%) misturadas a uma vazão de 300 mL/h mostraram-se as mais promissoras para serem utilizadas em lesões de pele. A reticulação térmica das membranas não ocasionou diferença significativa nas características mecânicas. / Abstract: The human body is covered by approximately 2 m2 of skin and, skin lesions, in addition to causing physical, mechanical and thermal damage, may also affect the physiological functions of other tissues. The membranes developed to treat lesions can be constituted by several types of polymers, being chitosan one of the most studied. Negatively charged polysaccharides such as alginate, pectin, carrageenan and xanthan are capable to form polyelectrolytes complexes (PEC) with chitosan. Techniques used for the preparation of membranes containing simultaneously chitosan and polyanion involves the production of coacervates from the raw materials. Chitosan-alginate membranes have been studied in detail for the use in skin lesions. In this context, this work aimed the development of a up scalable methodology to prepare chitosan-xanthan membranes, in which xanthan replaces alginate. The effects of using different flow rates and mass ratios during the PEC preparation and of the use of thermal crosslinking on membrane properties was evaluated. Other polyanions were also tested, but xanthan presented the most adequate characteristics. The chitosan-xanthan membranes were characterized regarding to morphology, thickness, water drainage ability, tensile strength and strain at break, maximum uptake capacity of different aqueous solutions and percentage of mass loss when stored in the same media. Membranes capable of absorbing up to 40 g of H2O, 12 g of saline solution, 5 g of simulated body fluid and 5 g of blood serum per gram of sample were obtained, with maximum mass loss in the same solutions equal to 12%. Water drainage ability up to 6 Kg/m2.day and tensile strength up to 5,5 MPa were observed. The chitosan-xanthan membranes obtained from colutions of the same concentrations of chitosan and xanthan (0.25%) mixed at a flow rate of 300 mL/h presented the most promising characteristics to be used as dressings for skin lesions. The thermal crosslinking did not cause significant difference in their mechanical characteristics. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Lucila Chebel Labaki / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-14T03:28:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_EdmarMariaLima.pdf: 8612445 bytes, checksum: 69659b28ac6e14c5f71ca12f206444ac (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O óleo de mamona após seu processamento e síntese, dá origem a uma poliuretana, termicamente compatível com as poliuretanas de origem petroquímica, mas com toxidade quase nula e baixa flamabilidade. A utilização da espuma de mamona é ecologicamente correta por tratar-se de uma fonte vegetal renovável, não tóxica durante o seu manuseio Através da experimentação de 4 (quatro) células-teste em escala 1: 1 foram utilizadas placas de espuma poliuretana de mamona, como isolante térmico em coberturas. A diferença entre as células-teste apresenta-se na localização das placas de resina poliuretana. Na quarta célula-teste (casa 4), está localizada a central de tomada dos dados. Na primeira (casa 1), a espuma poliuretana encontra-se em forma "sandwich", localizada entre as telhas de fibrocimento. A segunda (casa 2), não possui nenhum tipo de isolamento térmico - é a célula-teste utilizada como referência para este estudo e na terceira (casa 3), a espuma poliuretana é colocada diretamente sobre a laje. O trabalho teve como objetivo verificar comparativamente, a resposta térmica das coberturas utilizando a espuma poliuretana de mamona como isolante térmico na cobertura, englobando duas estações climáticas, final do verão e o inverno. Em diferentes períodos da pesquisa utilizou-se as telhas de fibrocimento em sua cor natural e com a telha pintada na cor branca. Foram registradas as temperaturas de bulbo seco, bulbo úmido e de globo internas e externas do ar e as temperaturas superficiais dos elementos construtivos componentes da cobertura. A análise dos dados foi feita comparando-se as temperaturas de cada uma das células - teste, com as temperaturas externas, tomadas por uma pequena estação meteorológica. O experimento foi desenvolvido na cidade de Ilha Solteira/SP, região noroeste do estado A célula-teste 1 (casa 1), que possui o isolante térmico em forma "sandwich " entre as telhas e com as telhas pintadas na cor branca, apresentou melhor desempenho térmico, para utilização no inverno-seco e, a célula-teste 3 (casa 3), com o isolante diretamente sobre a laje e com as telhas pintadas de branco, demonstrou melhor comportamento térmico no verão quente-úmido. / Abstract: The aim of this work is to describe an experimental study using castor oil foam as an insulating material inside the roof. The castor oil foam inside the roof is an appropriate natural recycled material as a passive cooling strategy as opposite to the burning of fossil fuels for air conditioning (AC) and mechanical ventilation. The expected result of this research is the possibility of contributing to improve thermal comfort and quality of life in the built environment. This experimental study is based on collecting data under real climate conditions of temperature and humidity to investigated the thermal performance in four test-cells with castor oil foam inside their roofs, in the city of Ilha Solteira located at northwest region of São Paulo State, in Brazil. In this research four test-cells constructions were used for data collection of ambient and surfaces temperatures with dimensions 3,00 x 2,00 x 2,50 m in real scale. The first test-cell was composed with insulating material like a sandwich. The second one with no insulating material was taken by reference. The third one was had insulating material on the flag and on the fourth was found the central of data collection. This work compared about the behavior in the test-cells applying castor oil foam on four different periods of the year: two on the summer and two in the winter. Results showed up the best thermal performance on the summer period was demonstrated on the test-cell no 3, presenting white roofing. Otherwise in the winter, the best thermal behavior was presented on the test cell no 1, with white roofing, too. / Universidade Estadual de Campi / Arquitetura e Construção / Doutor em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jorge Luiz Dutra Ghem.pdf: 3823037 bytes, checksum: 69f9a016496a7365593dc414a668a187 (MD5) Previous issue date: 2006-07-07 / The products biodegradability produced to leave derived from cassava and ricinus are biodegradability for the constitution of the polimerics chains. They constitute a viable alternative in substitution, instead polymers biodegradability of food packings, for the reduction of the great amount of generated solid residues. It is important to emphasize the necessity of accomplishment tests, in order to know better the mechanisms of the products biodegradability. The tests in half inert solid of vermiculita simulate the ambient conditions next to the reality, in relation to the other ways. This experiment development focus to establish an evaluation of the materials biodegradability from cassava starch and ricinus in order to get information that may contribute in perfectioning and election for biopolimers use. The evaluated materials in half solid of vermiculita with aeration system 45ºC, with 45 mL of inoculo extracted from composting residue material from pruning trees. The carbonic gas unfastened in the degradation, determined the CO2 absorbed mass in solution of barium hidroxid 0,0125 moL/L and titleholder with solution standard of cloridric acid 0,05 mol/L, using phenolftalein indicating in order to determine the changing point. The degradation taxes, according to ASTM norms and ISO, 60% of the polymer Carbon must be mineralized in CO2, the biodegradability standards are satisfactory. The trays with cassava starch, 66,44% and starch with film, 62,36%. The ricinus trays, 13,82%, even though the biodegradability, did not reach a biodegradability index, chemical and physical composition was attributed to a ricinus polymer when degradated, did not suffer intrinsic influence from bacterial activity. / Os produtos biodegradáveis produzidos a partir derivados de mandioca e mamona, são biodegradáveis pela constituição das cadeias poliméricas. Constituem uma alternativa em substituição aos polímeros não biodegradáveis de embalagens de alimentos, para a redução da grande quantidade de resíduos sólidos gerados. É importante destacar a necessidade de realização de testes, a fim de se conhecer melhor os mecanismos da biodegradabilidade dos produtos. Os testes de compostagem em meio sólido inerte de vermiculita simulam as condições ambientais mais próximas da realidade, em relação aos outros meios. O desenvolvimento deste experimento busca estabelecer uma avaliação da biodegradabilidade de materiais à base de fécula de mandioca e de mamona como forma de obter informações que venham contribuir no aperfeiçoamento e seleção para utilização de biopolímeros. Os materiais foram avaliados em meio sólido de vermiculita com sistema de aeração a 45ºC, com 45 mL de inóculo extraído de resíduo de material de compostagem de resíduos de poda de árvores. O gás carbônico desprendido na degradação, determinado como massa de CO2 absorvida, em solução de hidróxido de bário 0,0125 moL/L e titulada com solução padrão de ácido clorídrico 0,05 mol/L, usando-se fenolftaleína como indicador para determinar o ponto de viragem. As taxas de degradação, segundo as normas ASTM e ISO, 60 % do Carbono do polímero deve ser mineralizada para CO2, foram satisfatórias para os padrões de biodegradabilidade. Para bandejas com fécula de mandioca, 66,44% e fécula com filme de mamona, 62,36%. As bandejas de mamona, 13,82%, embora sendo biodegradáveis, não atingiram índice de biodegradabilidade, atribui-se à composição química e física do polímero de mamona que ao ser degrada, não sofreu influência intrínseca da atividade bacteriana.

A insuficiência glótica é uma condição clínica caracterizada pelo fechamento inadequado das pregas vocais durante a fonação ou a deglutição. Nos casos mais leves, os pacientes são geralmente encaminhados para tratamento fonoterápico. Nos casos com sintomas mais importantes ou insucesso na fonoterapia, o tratamento cirúrgico se faz necessário. A melhor abordagem cirúrgica para a insuficiência glótica vem sendo debatida há mais de um século. As injeções laringoplásticas são procedimentos tecnicamente simples e com possibilidade de realização sob regime ambulatorial, no entanto seus resultados não são sempre previsíveis. Esses procedimentos também trazem consigo a possibilidade de rigidez da mucosa vocal por causa da reação inflamatória ao material utilizado. Apesar do crescente interesse por procedimentos ambulatoriais na laringologia e da popularização das injeções laringoplásticas, é sabido que se carece de materiais de melhor qualidade para resultados ainda mais consistentes. O surgimento do biopolímero de cana-de-açúcar (BPCA) e as pesquisas sobre seu uso em outras especialidades médicas apontaram para a possibilidade de que o referido material possa ser adequado ao uso nas injeções laringoplásticas. O presente trabalho foi desenvolvido para estudar a reação inflamatória causada pela injeção do BPCA na prega vocal de coelhos e comparar com a reação causada pela hidroxiapatita de cálcio (HCa). Para tal, foi procedida a injeção de 0,1mL HCa e BPCA na forma de gel nas pregas vocais direita e esquerda, respectivamente, de coelhos machos adultos da raça Oryctolagus cuniculus. Os coelhos foram divididos em dois grupos de 15, os quais foram sacrificados com 3 e 12 semanas. Após o sacrifício, foi feita a remoção e o processamento do material a ser estudado. Nos cortes histológicos foram avaliados os parâmetros de intensidade e composição celular do processo inflamatório, neovascularização, fibrogênese e alterações inflamatórias na mucosa vocal. Observou-se que a HCa e o BPCA desencadearam reação inflamatória por células do grupo linfomononuclear semelhantes em ambos os períodos analisados. A HCa desencadeou uma reação inflamatória por células gigantes intensa em todas as amostras e significativamente mais importante que o BPCA em ambos os períodos estudados. O BPCA apresentou reação inflamatória por células do grupo polimorfonucleares mais intensa do que a HCa apenas 3 semanas após a injeção. Não houve diferença entre as duas substâncias no que concerne à formação de tecido fibroso no leito cirúrgico após 3 e 12 semanas. Houve uma maior neoformação vascular com a injeção de BPCA comparado com a HCa após 3 semanas do procedimento. Não houve diferença estatística nessa variável após 12 semanas. Com relação às alterações inflamatórias da mucosa, não houve diferença significativa entre as substâncias nos três parâmetros estudados: integridade do epitélio, infiltrado inflamatório e presença de fibras colágenas na região submucosa. Conclui-se que, enquanto a HCa desencadeia uma reação inflamatória mediada por células gigantes, mais intensa e duradoura, o BPCA apresenta uma resposta por polimorfonucleares, assim como uma neoformação vascular mais importantes apenas após 3 semanas da injeção. Outros estudos devem ser realizados para avaliar o potencial do uso do BPCA no tratamento da insuficiência glótica / The glottal insufficiency is a clinical condition featured by abnormal closure of vocal folds during the process of phonation or deglutition. In most mild, cases patients are usually referred to speech therapy. In those cases presenting more relevant symptoms or failure in speech therapy, the surgical procedure is mandatory. The best surgical approach for glottal insufficiency has been debated over the past one hundred years. Laryngoplastic injections are technically simple procedures and possible to be performed in an outpatient basis, however their results are not always predictable. Such procedures may also present stiffness in the vocal mucosa due to the inflammatory reaction to the material which has been used. Despite of the fact that the growing interest in outpatient basis procedures in laryngology as well as the popularization of laryngoplastic injections, it is well known the lack of better quality materials for inducing much more consistent results. The arising of sugarcane biopolymer (SCB) along with researches on its use in other medical specialties demonstrated that there is a possibility for adequately using the mentioned material in laryngoplastic injections. The present work has been developed for the purpose of studying the inflammatory reaction which is caused by sugarcane biopolymer (SCB) injected in rabbits vocal folds as well as comparing to that reaction caused by calcium hydroxyapatite (HCa). For this experiment adult male rabbits from the race Oryctolagus cuniculus have been used, thus, 0.1 ml of HCa and of SCB in gel form were injected in their right and left vocal folds respectively. Rabbits have been divided into two groups of 15 each which were sacrificed at 3 and 12 weeks. After sacrifice, the vocal cords were removed and processed in order to be studied. Parameters as intensity and cellular composition in the inflammatory process, neovascularization, fibrogenesis as well as inflammatory alterations of vocal mucosa have been analyzed in histological pieces. It has been observed that HCa and SCB triggered an inflammatory reaction by lymphomononuclear group cells which are similar in the analysis of both periods. HCa triggered an inflammatory reaction by giant cells being intense in all of the samples and significantly more relevant as compared to SCB in the study of both periods. SCB presented an inflammatory reaction by polymorphonuclear group cells which was more intense as compared to HCa in just three weeks after injection. There was no difference between the two substances concerning the fibrous tissue building-up after three and twelve weeks. There was a larger vascular neoformation when injecting SCB as compared to HCa injection three weeks after procedure. There was no statistical difference in such a variable after twelve weeks. In respect of mucosa inflammatory changes, there was no significant difference between the substances by studying those three parameters as follows: epithelial integrity, inflammatory infiltrate and the presence of collagenous fibers in the submucosal region. In conclusion, while HCa triggers an inflammatory reaction mediated by giant cells which is more intense and lasting, SCB in its turn presents a more prevalent response by polymorphonuclear cells as well as by a vascular neoformation just three weeks after injection. Other studies should be done in order to evaluate the potential use of SCB in treating glottal insufficiency

A doença arterial coronariana vem sendo a maior causa de mortalidade no mundo, a angioplastia com implante de stent é uma estratégia importante nestes casos. Estudos apontam a biodegradabilidade, imobilização de antiproliferativos e moléculas bioativas nos stents, como características das futuras gerações destes dispositivos. Dentre estas, o ácido hialurônico contribui para a diminuição da agregação e proliferação de células entre as camadas da artéria e o dispositivo implantado. Foram desenvolvidos modelos de stents coronários biorreabsorvíveis de poli(-L-ácido láctico) (PLLA) com enxertia de ácido hialurônico (HA) em poli(-ácido lático co-ácido glicólico) (PLGA) e poli(L-D-ácido lático) (PLDLA). Os modelos foram caracterizados quanto suas propriedades térmicas, mecânicas e de superfície. O PLDLA e PLGA com enxertia de HA modificado com dihidrazida adípica (ADH) apresentaram características de superfície mais hidrofílicas, ideais para material de revestimento dos dispositivos. Desta forma, este trabalho possibilitou o desenvolvimento dos modelos físicos biorreabsorvíveis, com dimensões semelhantes aos stents coronários, feitos de PLLA, revestidos com PLGA e PLDLA com enxertia de HA e HAADH, e estáveis aos processos de esterilização por radiação ultravioleta e plasma de peróxido de hidrogênio. / Coronary artery disease has been world´s leading cause of death and angioplasty stent implantation is an important strategy in these cases. Studies indicate that the biodegradability, immobilization of antiproliferatives and bioactive molecules in stents are characteristics of future generations of these medical devices. Amongst them, hyaluronic acid (HA) contributes to the decrease of the aggregation and proliferation of cells between artery layers and implanted device. For this purpose, poly (L-lactic acid) (PLLA) bioresorbable coronary stents with HA grafting in poly (lactic acid-co-glycolic acid) (PLGA) and poly (LD- (PLDLA) were developed. The models were characterized as their thermal, mechanical and surface properties. PLDLA and PLGA with adipic dihydrazide (ADH) modified HA grafting presented more hydrophilic surface characteristics, ideal as coating material of this devices. This project allowed the development of bioresorbable physical models with similar dimensions to coronary stents, made of PLLA, coated with PLGA and PLDLA with hyaluronic acid grafting, stable to ultraviolet radiation and plasma sterilization with hydrogen peroxide processes.

Os polihidroxialcanoatos (PHA) são poliésteres bacterianos. Na sua biossíntese, a PHA sintase incorpora monômeros 3HA à cadeia polimérica. O objetivo deste trabalho foi estudar o potencial da PHA sintase de 2 isolados do gênero Burkholderia sp. na produção de copolímeros. Construiram-se linhagens recombinantes que abrigavam os genes da PHA sintase classe I, em mutantes de Pseudomonas sp. e Burkholderia sacchari, que não acumulam PHA. Foram realizados ensaios de acúmulo de PHA usando glicose como fonte de carbono, apresentando a produção de unidades de 3HB, 3HO e 3HD nas linhagens recombinantes de Pseudomonas sp. As linhagens recombinantes de B. sacchari incorporaram como único constituinte P(3HB). Ensaios de acúmulo de PHA foram realizados nas linhagens recombinantes de B. sacchari, usando como co-substratos diferentes ácidos graxos, sendo detectada a incorporação de unidades de 3HV e 3HHx além do 3HB, quando foram fornecidos acido hexanóico e valérico. Estes resultados indicam que as PHA sintases classe I são capazes de incorporar diferentes unidades monoméricas. / The polyhydroxyalkanoates (PHA) are bacterial polyester. In their biosynthesis, the PHA synthase incorporates monomers 3HA to the polymer chain. The objective of this work was to study the potential of PHA synthase of 2 isolates of the genus Burkholderia sp. in the production of copolymers. Were constructed recombinant strains that housed the genes of PHA synthase class I mutants of Pseudomonas sp. and Burkholderia sacchari, which do not accumulate PHA. PHA accumulation assays were performed using glucose as carbon source, showing the production of units of 3HB, 3HO and 3HD in recombinant strains of Pseudomonas sp. The recombinant strains of B. sacchari incorporated as single constituent P(3HB). PHA accumulation assays were performed on the recombinant strains of B. sacchari, Using as co-substrates different fatty acids, being detected the incorporation of units of 3HV and 3HHx beyond the 3HB, when were supplied hexanoic acid and valerico. These results indicate that the PHA synthases class I are able to incorporate different monomer units.

Os Polihidroxialcanoatos (PHAs) são poliésteres naturais, acumulados por diversos microorganismos como reserva de carbono e energia, sendo hoje considerados a melhor alternativa para o plástico tradicional, devido às suas propriedades biodegradáveis e biocompatíveis. Escherichia coli é considerada um hospedeiro ideal para a produção de PHAs, devido a várias vantagens sobre outros microrganismos. Linhagens de Escherichia coli foram avaliadas com o intuito de escolher aquela que apresentasse as melhores características como hospedeira dos genes envolvidos na produção dos PHAs. A linhagem E. coli LS5218 apresentou os melhores resultados de consumo das diferentes fontes de carbono avaliadas, assim como as melhores velocidades de crescimento. Esta linhagem tem a capacidade de produzir, além do P3HB, o copolímero P3HB-co-3HV. Os resultados obtidos a partir dos cultivos em frascos agitados demonstraram que a linhagem E. coli LS5218 consegue produzir P3HB, correspondendo a cerca de 40% da massa seca celular. A limitação do crescimento nos cultivos em biorreator, mediante o controle da velocidade de alimentação da fonte de carbono e nitrogênio, favoreceu a síntese e acúmulo do polímero. A análise de fluxos metabólicos indicou que existe uma considerável perda de carbono na forma de CO2, devido ao suprimento de NADPH pela isocitrato desidrogenase. A análise de modos elementares aponta que, para se atingir desempenhos melhores, o fluxo na via das pentoses deveria ser aumentado significativamente, de forma a que todo o NADPH para biossíntese de P3HB fosse suprido por essa via, e, que o fluxo no ciclo de Krebs deveria ser o menor possível, suprindo apenas a demanda de precursores para a biossíntese de biomassa residual. Finalmente, foi possivel obter, embora em pequenas quantidades, acúmulos do copolimero a partir de E. coli LS5218 expressando os genes de C. necator. A partir destes resultados, fica evidente que a utilização da linhagem LS5218 é interessante sob o ponto de vista industrial, devido ao fato de ela utilizar eficientemente fontes de carbono, e ter a capacidade de acumular o P3HB e seu copolímero P3HB-co-3HB. / The Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are natural polyesters accumulated by several microorganisms as a source of carbon and energy, now considered as the best alternative to the traditional plastic due to their biocompatible and biodegradable properties. Escherichia coli is considered an ideal host for the production of PHAs, due to several advantages over other microorganisms. Escherichia coli strains were evaluated in order to choose the one that presented the best characteristics as a host of genes involved in the production of PHAs. The strain E. coli LS5218 showed the best results in terms of consumption of different carbon sources being tested and the best growth rates. This strain has the ability to produce the P3HB and additionally, the copolymer P3HB-co-3HV. The results from the cultivation in shaked flasks showed that the strain E. coli LS5218 can produce P3HB, corresponding to 40% approximatelly of the dry cell mass using glucose as carbon source. Limiting the growth of cultures in a bioreactor by controlling the feeding speed of the carbon and nitrogen source, favored the synthesis and accumulation of the polymer. Analysis of the metabolic flux indicated that a considerable loss of carbon in the form of CO2 due to NADPH supply by the isocitrate dehydrogenase. Elemental analysis shows that to achieve better performance, the flow of the pentose pathway should be substantially increased, in order to all the NADPH for the biosynthesis of P3HB can be supplied by this pathway and that the flow in the Krebs cycle should be as small as possible, only to supply the demand of precursors for the biosynthesis of residual biomass. Finally, it was possible to obtain, although in small quantities, accumulation of the copolymer using E. coli LS5218 expressing the genes of C. necator. From these results it is evident that the use of LS5218 strain is interesting from the industrial point of view due to the fact of efficiently utilize carbon sources and have the capacity of accumulate the P3HB and its copolymer P3HB-co-3HB.

Os equinos são animais que, quando adultos, apresentam elevado peso corpóreo e ossos bastante resistentes para sustentar esse peso. Dessa forma, para que ocorra fratura nos ossos do cavalo é necessário um trauma de elevada energia resultando em fraturas cominutivas, que podem formar falhas ósseas impedindo o contato entre os fragmentos ósseos, o que compromete a estabilidade e resistência da osteossíntese. Devido à complexidade desse tipo de fraturas e aos implantes disponíveis apresentarem baixa resistência para o uso nessa espécie e devido a seu comportamento, o tratamento de fraturas em equinos apresenta baixos índices de sucesso. Dessa maneira, o uso de um material osteocondutor com resistência mecânica para o preenchimento dessas falhas poderia elevar a resistência da osteossíntese, levando a melhores índices de sucesso na correção dessas fraturas. O presente estudo teve como objetivo a avaliação biomecânica em laboratório de dois biomateriais substitutos ósseos no preenchimento de falha óssea. Para isso foram utilizados 30 ossos terceiro metacarpiano de equinos que foram submetidos a osteossíntese com placa LCP em sua face dorsal e criada uma falha óssea transversal completa de um centímetro na diáfise média. Dez dessas peças foram submetidas a ensaios biomecânicos não destrutivos até a carga de 1000N, onde foram avaliadas a rigidez, as deformações da peça inteira, da placa e do osso individualmente em diferentes regiões. As outras 20 dessas peças foram submetidas a ensaios destrutivos, onde foram avaliadas a carga e deformação suportada no limite elástico e no ponto de ruptura. Dessa forma, pôde-se observar que houve aumento na rigidez de 699,39N/mm para 2905,38N/mm e 4274,93N/mm devido ao preenchimento da falha com poliuretana de mamona e quitosana, respectivamente. A peça inteira teve sua deformação diminuída de 1,73mm para 0,5mm e 0,35 com carga de 1000N, devido ao preenchimento da falha com poliuretana de mamona e quitosana, respectivamente. A placa teve sua deformação diminuída de 2260,64µd para 320,25µd pelo preenchimento da falha com poliuretana de mamona e para 89,88µd com o preenchimento com quitosana durante a aplicação de 1000N. O osso próximo à falha sofreu maiores deformações tanto com poliuretana de mamona quanto com quitosana, contudo não apresentou maiores deformações em região distante da falha. A peça inteira teve aumento da carga suportada em seu limite elástico de 1008N para 8804N apenas com o preenchimento da falha com quitosana. A peça inteira teve sua deformação diminuída de 1,64mm para 1,26 no limite elástico apenas devido ao preenchimento da falha poliuretana de mamona. A peça inteira teve aumento da força suportada no momento de ruptura de 1660N para 15187N e 11012N com o preenchimento da falha com poliuretana de mamona e quitosana, respectivamente. A peça inteira teve sua deformação máxima no ponto de ruptura diminuída de 5,4mm para 2,16mm apenas com o preenchimento da falha com quitosana. / Adult horses are heavy animals equipped with bones strong enough to support their body weight. High energy trauma is required to produce comminuted fractures, where bone loss may prevent proper fracture reduction and compromise osteosynthesis resistance and stability. In horses, aside from behavioural issues, low success rates associated with comminuted fracture resolution may be due to the complexity of such fractures or the low resistance of bone implants. Therefore, osteoconductive biomaterials with good mechanical resistance would potentially benefit treatment outcomes. This ex vivo study evaluated the biomechanical behaviour of two bone surrogate biomaterials in experimental third metacarpal fractures in horses. Thirty equine third metacarpal bone specimens were submitted to dorsal LCP (locking compression plate) osteosynthesis following creation of a transverse 1 cm wide middiaphiseal defect. Defects were filled either with Ricinus communis polyurethane or calcium phosphate cement-chitosan composite. Ten specimens were submitted to non-destructive biomechanical testing under 1000N maximum load; construct stiffness, construct deformation and isolated deformation of LCP and third metacarpal bone in different regions were evaluated. The remaining 20 specimens were submitted to destructive biomechanical testing; maximum load and deformation within the elastic limit, and to failure were documented. Bone defect repair with RCP or CPC-chitosan composite increased construct stiffness from 699,39N/mm to 2905.38N/mm and 4274.93N/mm and decreased construct deformation under 1000N from 1.73mm to 0,5mm and 0.35 respectively. LCP deformation under 1000N decreased from 2260.64d to 320.25µd and from 2260.64µd to 89.88d following filling of the bone defect with RCP or CPC-chitosan composite respectively. Bone deformation around the defect increased following treatment with RCP or CPC-chitosan composite. However bone deformation away from the defect remained unchanged. Maximum load within the elastic limit increased from 1008N to 8804N when the experimental defect was filled with chitosan composite. Conversely, construct deformation within the elastic limit decreased from 1.64mm to 1.26mm following treatment with RCP. Maximum load to construct failure increased from 1660N to 15187N and 11012N following bone defect repair with RCP or calcium phosphate cement-chitosan composite respectively. However, construct maximum deformation decreased from 5.4mm to 2.16mm when calcium phosphate cement-chitosan composite was used.