Orientador: Silvana Artioli Schellini / Banca: Erika Hoyama / Banca: Roberta Lilian Fernandes de Souza Meneghim / Banca: Patricia Mitiko Santello Araishi / Banca: Ana Estela Besteti Pires Ponce Sant'Anna / Resumo: A Nanoskin® é uma película de celulose bacteriana produzida pela bactéria Acetobacter xylinum,por meio de um processo biotecnológico. É composta por uma rede de nanofibrilas cuja estrutura cria uma extensa superfície, a qual permite a retenção de grande quantidade de água e importantes modificações em seu formato, sem perder suas características estruturais. Objetivo: visando acrescentar novas possibilidades para a reconstrução da pálpebra, em seus folhetos profundo ou superficial, o presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar se a película de Nanoskin® poderia ser uma opção. Método: foram utilizadas 40 cobaias, do sexo masculino, que receberam fragmentos de Nanoskin® na região dorsal, em dois estudos, um direcionado para a utilização da Nanoskin nos tecidos profundos, quando o biomaterial foi colocado no subcutâneo e outro no qual a Nanoskin foi colocada na superfície da pele. Em ambos os estudos foram utilizados dois tipos de Nanoskin: grupo 1 (G1), no qual foi utilizada película de Nanoskin® (2X2 cm) sem recobrimento de gelatina no subcutâneo ou na superfície da pele e o grupo 2 (G2), que recebeu implante de Nanoskin® (2X2 cm) com revestimento de gelatina no subcutâneo e na superfície da pele. O grupo controle foi obtido com colocação de enxerto de pele de espessura total no tamanho de 2X2 cm, contíguo ao implante de Nanoskin®, em todos os animais de G1 e de G2 do experimento que estudou o biomaterial na superfície da pele. Cinco animais de cada grupo foram eutanasiados em quatro momentos experimentais: 7 dias (M1), 30 dias (M2), 90 dias (M3) e 180 dias (M4). Foram realizadas avaliações morfométricas do implante das lâminas histológicas, exame histológico e exame ultraestrutural. Resultados: a Nanoskin® quando implantada no subcutâneo não foi encontrada em um animal de M3 e em cinco animais de M4. Nos momentos M3, M4 e M5, houve separação entre as suas lamelas. Houve... / Abstract: The Nanoskin® is a bacterial cellulose film produced by the bacteria Acetobacter xylinum by means of a biotechnological process. It is composed by a network of nanofibrils whose structure creates a large surface area, which allows the retention of a large amount of water and significant changes in its shape without losing its structural characteristics. Purpose: aiming to add new possibilities for the reconstruction of the eyelid, in its superficial or deep lamellae, this study was developed in order to assess whether the Nanoskin® film could be an option. Method: 40 male guinea pig were used, that received Nanoskin® fragments in the dorsal region, in two studies, one directed to the use of Nanoskin® in deep tissue when the biomaterial was placed subcutaneously and another in which the Nanoskin® was placed on skin surface. In both studies we used two types of Nanoskin: group 1 (G1), which was used Nanoskin® film (2x2 cm) without gelatin coating on the subcutaneous or on the skin surface, and Group 2 (G2), which received Nanoskin® implant (2X2 cm) with gelatin coating on the subcutaneous and on the skin surface. The control group was obtained with full-thickness skin graft placement on the size of 2X2 cm Nanoskin® adjacent to the implant in all animals in G1 and G2 experiment that studied the biomaterial on the surface of the skin. Five animals from each group were euthanized at four experimental times: 7 days (M1), 30 days (M2), 90 days (M3) and 180 days (M4). Morphometric assessments of the implant and the histological slides were held, histological and ultrastructural examination. Results: the Nanoskin® when implanted subcutaneously was not found in one animal from M3 and in five animals from M4. In moments M3, M4 and M5, there was separation between their lamellae . There was a significant inflammation at the beginning of the experiment which reduced the following times, and formation of a pseudocapsule around the ... / Doutor

Made available in DSpace on 2016-08-12T18:48:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-16. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-12T18:50:59Z : No. of bitstreams: 1 000865259.pdf: 3255498 bytes, checksum: 5ab3f0da34d9a2202c8baaada085b6cc (MD5) / A Nanoskin® é uma película de celulose bacteriana produzida pela bactéria Acetobacter xylinum,por meio de um processo biotecnológico. É composta por uma rede de nanofibrilas cuja estrutura cria uma extensa superfície, a qual permite a retenção de grande quantidade de água e importantes modificações em seu formato, sem perder suas características estruturais. Objetivo: visando acrescentar novas possibilidades para a reconstrução da pálpebra, em seus folhetos profundo ou superficial, o presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar se a película de Nanoskin® poderia ser uma opção. Método: foram utilizadas 40 cobaias, do sexo masculino, que receberam fragmentos de Nanoskin® na região dorsal, em dois estudos, um direcionado para a utilização da Nanoskin nos tecidos profundos, quando o biomaterial foi colocado no subcutâneo e outro no qual a Nanoskin foi colocada na superfície da pele. Em ambos os estudos foram utilizados dois tipos de Nanoskin: grupo 1 (G1), no qual foi utilizada película de Nanoskin® (2X2 cm) sem recobrimento de gelatina no subcutâneo ou na superfície da pele e o grupo 2 (G2), que recebeu implante de Nanoskin® (2X2 cm) com revestimento de gelatina no subcutâneo e na superfície da pele. O grupo controle foi obtido com colocação de enxerto de pele de espessura total no tamanho de 2X2 cm, contíguo ao implante de Nanoskin®, em todos os animais de G1 e de G2 do experimento que estudou o biomaterial na superfície da pele. Cinco animais de cada grupo foram eutanasiados em quatro momentos experimentais: 7 dias (M1), 30 dias (M2), 90 dias (M3) e 180 dias (M4). Foram realizadas avaliações morfométricas do implante das lâminas histológicas, exame histológico e exame ultraestrutural. Resultados: a Nanoskin® quando implantada no subcutâneo não foi encontrada em um animal de M3 e em cinco animais de M4. Nos momentos M3, M4 e M5, houve separação entre as suas lamelas. Houve... / The Nanoskin® is a bacterial cellulose film produced by the bacteria Acetobacter xylinum by means of a biotechnological process. It is composed by a network of nanofibrils whose structure creates a large surface area, which allows the retention of a large amount of water and significant changes in its shape without losing its structural characteristics. Purpose: aiming to add new possibilities for the reconstruction of the eyelid, in its superficial or deep lamellae, this study was developed in order to assess whether the Nanoskin® film could be an option. Method: 40 male guinea pig were used, that received Nanoskin® fragments in the dorsal region, in two studies, one directed to the use of Nanoskin® in deep tissue when the biomaterial was placed subcutaneously and another in which the Nanoskin® was placed on skin surface. In both studies we used two types of Nanoskin: group 1 (G1), which was used Nanoskin® film (2x2 cm) without gelatin coating on the subcutaneous or on the skin surface, and Group 2 (G2), which received Nanoskin® implant (2X2 cm) with gelatin coating on the subcutaneous and on the skin surface. The control group was obtained with full-thickness skin graft placement on the size of 2X2 cm Nanoskin® adjacent to the implant in all animals in G1 and G2 experiment that studied the biomaterial on the surface of the skin. Five animals from each group were euthanized at four experimental times: 7 days (M1), 30 days (M2), 90 days (M3) and 180 days (M4). Morphometric assessments of the implant and the histological slides were held, histological and ultrastructural examination. Results: the Nanoskin® when implanted subcutaneously was not found in one animal from M3 and in five animals from M4. In moments M3, M4 and M5, there was separation between their lamellae . There was a significant inflammation at the beginning of the experiment which reduced the following times, and formation of a pseudocapsule around the ...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-07-10Bitstream added on 2014-06-13T19:58:52Z : No. of bitstreams: 1 pinto_erp_me_araiq.pdf: 5569467 bytes, checksum: 2f595227d3dc3f1b9f4455d7803afae6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O desenvolvimento de novos materiais com fonte renovável, baixo custo, melhores propriedades físico-mecânicas e biodegradáveis tem se tornado o principal objetivo de muitas empresas e grupos de pesquisa. O principal objetivo deste trabalho foiestudare desenvolver materiais a partir de uma matriz de poliuretano (PU) derivada do óleo de mamona utilizando como reforço a fibra da celulose bacteriana (CB). O trabalho foi dividido em duas etapas, a primeira direcionada a escolher o melhor estado da fibra (úmida, seca ou liofilizada) e a melhor resina para a formação da matriz. Na segunda etapa, desenvolveram-se as condições de moldagem e compressão para a matriz e compósito. A formação dos compósitos na primeira etapa utilizou a fibra da CB em três estados diferentes, seca, úmida em pedaço, úmida triturada e liofilizada, e duas matrizes de resinas PU monocomponente com diferentes porcentagens de NCO livre para cada uma, na proporção de 80% de fibra CB e 20% da matriz PU. A partir dos resultados obtidos optouse por utilizar a fibra úmida e seca e a matriz para a moldagem foi desenvolvida como bicomponente, pois a monocomponente apresentou formação de bolhas devido à reação com a umidade e a presença de muito solvente. Na segunda etapa foram obtidos os compósitos com 10% de fibra seca com uma pequena porcentagem de água (7%) e 90% da matriz PU bicomponente. As condições de moldagem foram a 6 ton a 70ºC por 7h. Para a fibra úmida foi desenvolvido um processo de troca de solvente para diminuir a porcentagem de água com o objetivo de aumentar a interação com a matriz. Esse processo possibilita utilizar a fibra revestida com a resina em forma de tiras, fios ou manta como reforço na matriz PU ou em outras matrizes. A caracterização foi feita por Raio-X, Infravermelho, Termogravimetria, Calorimetria Exploratória Diferencial, Análise Dinâmico Mecânico e ensaios... / The development of new materials with renewable source, low cost, better physicsmechanical properties and biodegradable, has become the main objective of many companies and research groups. The main goal of this work was to study and to develop material from polyurethane matrix (PU) derivative from castor oil added to bacterial cellulose (BC) fiber as reinforcement. The present work was divided in two parts: first, a selection of adequate fiber (humid, dry or lyophilized) and adequate resin have been explored to prepare the matrix. In the second part, the conditions of molding and compression for the matrix and composite have been studied. The first stage of the composites were formed with different types of BC fiber, dry and humid like continuum, discontinue and lyophilized, the matrix used was PU monocomponent resin with different percentages of free NCO for each one, with the ratio 80% of BC fiber and 20% of PU matrix. From these results, it was possible to select the humid and dry fiber. The molding PU matrix was developed as bicomponent, because the monocomponent resin had several bubbles due to the high amount of solvent and reaction with humid. The second stage of the composites had 10% of dry fiber containing (7%) of water and 90% of bicomponent PU. The molding condition was 6 ton at 70ºC during 7h. To increase the interaction of the matrix and CB fiber, a process has been developed based on solvent exchange. The characterization was made by X-Ray Diffraction, Infrared, Thermogravimetry, Differential Scanning Calorimetry, Dynamic Mechanical Analysis and mechanical test of the tension and creep. The bicomponent matrix present viscoelastic properties and the reinforcement with BC enhanced some of the properties as: increases of the glass transition temperature; 5 times increment of elastic modulus, reduction of the storage module, low yield region and better behavior on creep. Therefore, these results are interesting and show that the dry.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raysa Frankievicz.pdf: 2669303 bytes, checksum: 9e7cf92368c675d33a730546ebb1fccc (MD5) Previous issue date: 2014-08-13 / Due to environments problems caused by synthetic plastic, there is currently a search for replacing these materials with biodegradable materials. The study related to composites and nanocomposites formed from biodegradable materials and synthetic matrices has increased last years, and it has shown that these materials are very promising respect to biodegradation processes, besides presenting better properties than their pure components. In this work, it has been emphasized the production of nanofibers bacterial cellulose composite in a polypropylene matrix. The production of nanofibers from bacterial cellulose (BC) has been made in colloid mill. The material has been processed in a twin screw extruder in proportions of 1 %, 3% and 5% (w/w) of bacterial cellulose and coupling agent has been used as graphitized PP with maleic anhydride. The samples have been characterized by thermogravimetric analysis (TGA), x-ray diffraction (XRD), rheological characterization, infrared spectroscopy (FTIR), colorimetry, scanning electron microscopy (SEM), and tensile strength and impact. The TGA results have shown a single stage of mass loss for all samples, and thermal stability increase with filler concentration increase, which can be associated with the fiber-matrix interactions. In the XRD results, the PP has showed only the α phase remaining in the samples containing CB. In the rheological analysis, the complex viscosity has been maintained for samples containing 1% and 3% CB and pure PP, decreasing only for the 5% CB. In additional, It has been observed an enlargement of the molar mass distribution through a tendency reduction in the intersection point of G' and G". In the tensile strength, the elastic modulus has not undergone significant changes, the yield stress has decreased according to the load increasing, however it there have been significant changes with the load concentration increment. The impact strength has decreased for all samples with CB compared to pure PP. The microscopy has showed a good adhesion between fiber and matrix with bacterial cellulose clusters formation. By colorimetry process, it has been found caramelization of bacterial cellulose during the process of extrusion and injection, which causes browning of the samples. / Devido aos problemas ambientes causados pelos plásticos sintéticos, existe atualmente uma busca pela substituição desses materiais por materiais biodegradáveis. O estudo em relação a compósitos e nanocompósitos formados por materiais biodegradáveis e matrizes sintéticas vem crescendo nos últimos anos. Tem-se demostrado que esses materiais são muito promissores em relação aos processos de biodegradação, além de apresentarem propriedades melhores do que seus componentes puros. Neste trabalho foi visada a produção de um compósito com celulose bacteriana nanofibrilada em uma matriz de polipropileno. A produção das nanofibras de celulose bacteriana (CB) foi realizada em moinho coloidal. O material foi processado em extrusora dupla rosca nas proporções de 1%, 3% e 5% (p/p) de celulose bacteriana e como agente compatibilizante foi utilizado PP grafitizado com anidrido maleico. As amostras foram caracterizadas por análise termogravimétrica (TGA), difratometria de raio-x (DRX), espectroscopia de infravermelho (FTIR), análise reológica, resistência a tração e impacto, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e colorimetria. Os resultados de TGA demostraram um único estágio de perda de massa para todas as amostras, e um aumento da estabilidade térmica conforme aumenta a concentração de carga, que pode estar associado com as interações fibra-matriz. Nos resultados de raio-x o PP apresentou apenas a fase α, mantendo-se para as amostras contendo CB. Nas análises reológicas, a viscosidade complexa manteve-se para as amostras de 1% e 3% de CB e para o PP puro, diminuindo apenas para a amostra com 5% de CB. Também observou-se um alargamento da distribuição da massa molar através de uma tendência na redução do ponto de cruzamento de G’ e G”. Na resistência à tração, o módulo elástico não sofreu alterações significativas, a tensão de escoamento reduziu com a inserção de carga, porém, não houve variação significativas com o aumento da concentração da carga. A resistência ao impacto reduziu para todas as amostras contendo celulose bacteriana em relação ao PP puro. A microscopia revelou uma boa adesão entre a fibra e a matriz com a formação de aglomerados de celulose bacteriana. Através da colorimetria verificou-se o processo de caramelização da celulose bacteriana durante o processo de extrusão e injeção, o que provoca o escurecimento das amostras.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-23Bitstream added on 2014-06-13T19:24:28Z : No. of bitstreams: 1 barud_hs_dr_araiq.pdf: 3654254 bytes, checksum: b5905a0e972f7b5cc24710cf4e824b3d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esta tese apresenta a preparação e caracterização de novos materiais multifuncionais baseados em celulose produzida pela bactéria Gluconacetobacter xylinus. A celulose bacteriana (CB) possui fórmula molecular idêntica a celulose de plantas (CP) e apresenta uma estrutura de nanofios de celulose dispostos numa rêde tridimensional. Membranas hidratadas ou sêcas foram utilizadas para a preparação de materiais híbridos orgânico-inorgânicos (HOIs) opticamente transparentes baseados em CB e no sistema Bohemita-3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano (Boe-GPTS), que foram caracterizados quanto as suas propriedades ópticas, estruturais e mecânicas. Dependendo da utilização de membranas de CB sêcas ou hidratadas obtém-se híbridos com características diferentes. No caso das membranas sêcas observou-se uma redução nos valores de resistência a tração e módulo de Young quando comparado as membranas de CB (112,5 MPa e 12,5 GPa) para (50,5 MPa e 2,8 GPa). Por outro lado a utilização de membranas de CB hidratadas leva a materiais mostrando acréscimo na resistência a tração (116 MPa) e no módulo de Young e (13,7 GPa). As membranas de CB e os novos híbridos foram utilizados como substratos para a preparação de dispositivos flexíveis de emissão de luz, FOLEDs (Flexible Organic Light Emitting Diodes). Os substratos foram recobertos com um filme fino de silica e um filme de ITO. Os FOLEDs foram então obtidos pela deposição de filmes orgânicos por evaporação térmica, na seguinte seqüência: ftalocianina de cobre (CuPC)/ N,N’-difenil-N,N’-bis(1-naftil) (1,1’bifenil)- 4,4’diamina (NPB)/ tris(8-hidroxiquinolina) alumínio (Alq3). Por último foi depositado o contato de alumínio. O FOLED apresentou luminância máxima de (2400 cd/m2 ), resultados similares aos obtidos para o OLED sobre vidro, com as vantagens de flexíbilidade e biocompatibilidade.... / This thesis presents the preparation and characterization of new multifunctional materials based on cellulose produced by bacteria Gluconacetobacter xylinus. Bacterial cellulose (BC) shows molecular formula identical to plant cellulose (PC) and a three-dimensional cellulose nanowires network. Hydrated or dried membranes were utilized for the preparation of the optically transparent organic-inorganic hybrid (OIH) based on BC and Bohemite-3- glycidoxipropyltrimethoxisilane (Boe-GPTS) systems. Theses samples were optically, structurally and mechanically characterized. Different materials characteristics were observed depending on the utilization of dried or hydrated BC membranes precursors. Dried membranes lead to lower values for tensile and Young’s Modulus comparing with pure BC (112. MPa and 12.5 GPa) for (50.5 MPa and 2.8 GPa). Hydrated prcurosor lead to materials presenting an increase in tensile strength (116 MPa) and Young's modulus (13.7 GPa). BC membranes and the new hybrids were utilized as substrate for preparation of flexible displays emitting light, FOLEDs (Flexible Organic Light Emitting Diodes). The substrates were coated with thin films of silica and ITO. FOLEDs were obtained by thermal evaporation, in the following sequence: copper phthalocyanine (CuPc) /(N,N΄-bis(1- naphtyl)-N,N΄-diphenyl-1,1´-biphenyl-4,4´-diamine) (NPB) /tris(8-hydroxyquinoline) aluminum and the aluminum contact. The total maximum luminance values for the FOLED was 2400 (cd/m2 ), which is comparable with a glass OLED prepared with similar characteristics. Photocromic hybrids were prepared by the incorporation of phosphotungstic acid (H3PW12O40) in BC membranes. The BC/PWA OIHs were characterized by vibrational spectroscopies (Raman scattering and infrared absorption), electron microscopy and thermal analysis. In order to elucidate the photochromic phenomena electronic spectroscopy... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-17Bitstream added on 2014-06-13T19:58:43Z : No. of bitstreams: 1 salvi_dtb_me_araiq.pdf: 8254301 bytes, checksum: 206fba452475ee19cd840bec61eb7015 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esta dissertação apresenta a preparação e caracterização de membranas condutoras iônicas baseadas em celulose produzida pela bactéria Gluconacetobacter xylinus. Estas membranas foram preparadas a partir da imersão de membranas de celulose bacteriana (CB) em soluções aquosas de ácidos (ácido acético e ácido trifluoroacético) e/ou plastificantes (trietanolamina e glicerol). Estrutura e perfil térmico destas membranas condutoras foram investigados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR) e espectroscopia de espalhamento Raman. As propriedades elétricas foram avaliadas utilizando-se espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). As análises de DRX mostram o aumento de plastificante diminui a cristalinidade das amostras, cujo recobrimento das microfibrilas pelo plastificante pode ser visualizado por análise de MEV, e os valores de condutividade iônica obtidos são maiores em comparação aos da CB seca. A condutividade na membrana é dependente do conteúdo de umidade e o plastificante age impedindo a desidratação da membrana. Foi observado também que combinações de ácido e plastificante resultaram em membranas com maiores condutividades do que aquelas em que houve apenas adição do plastificante, uma vez que a adição de ácidos pode aumentar a condutividade protônica / This dissertation presents the preparation and characterization of ionic conducting membranes based on cellulose produced by bacteria Gluconacetobacter xylinus. These membranes have been prepared from bacterial cellulose membranes (BC) soaked in acids (acetic and trifluoroacetic acids) and/or plasticizer (triethanolamine and glycerol) aqueous solutions. The structure and thermal behavior of the conducting membranes were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetry (TG), differential scanning calorymetry (DSC), infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. Electrical properties were performed utilizing electrochemical impedance spectroscopy (EIS). From XRD analyses the amorphous phase becomes larger after increasing the amount of plasticizer that covers the cellulose microfibrils as revealed by SEM, and the obtained conductivity values were high in comparison to dried BC. The conductivity in the membrane is dependent on the moisture content and the plasticizer acts avoiding complete membrane dryness. It was also observed that the combination of acid and plasticizer resulted in membranes with higher ionic conductivity than plasticized ones, once the addition of acids may improve protonic conductivity

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-19T13:51:41Z No. of bitstreams: 3 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Cynthia Coimbra BC.pdf: 5378162 bytes, checksum: c76cbf49b8ae27ba5d421eba30de2290 (MD5) Tese Cynthia Coimbra BC.pdf: 5378162 bytes, checksum: c76cbf49b8ae27ba5d421eba30de2290 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-19T13:51:41Z (GMT). No. of bitstreams: 3 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Cynthia Coimbra BC.pdf: 5378162 bytes, checksum: c76cbf49b8ae27ba5d421eba30de2290 (MD5) Tese Cynthia Coimbra BC.pdf: 5378162 bytes, checksum: c76cbf49b8ae27ba5d421eba30de2290 (MD5) Previous issue date: 2015-10-28 / Celulose bacteriana é um biopolímero flexível, constituído por fibras mais finas e poros menores do que as da celulose vegetal. Muitas aplicações já são conhecidas, mas ainda são necessárias informações para a viabilização de sua produção em escala industrial. Este trabalho visou contribuir com informações sobre os fatores que influenciam sua produção, sua purificação e elaboração de filmes para uso na área farmacêutica e de alimentos, bem como a interação entre estes fatores. Para tanto, foi realizado um estudo em três etapas: (1) avaliação da interação entre diversas fontes de carbono (glicose, xilose, sacarose, frutose e glicerol) e a velocidade de agitação sobre crescimento da biomassa, produção de celulose, sua capacidade de retenção de água e produção de acetana; (2) estudo do tratamento da celulose bacteriana, interrelacionando diferentes concentrações de NaOH e tempos de aquecimento em forno de micro-ondas de acordo com a efetividade de purificação e a possíveis alterações estruturais; e (3) aproveitamento da celulose produzida sob forma de filmes comestíveis, pela associação com glicerol e manitol em diferentes proporções e a caracteriação dos mesmos. Identificou-se, para as condições investigadas, que: (1) a maior produção de celulose (1,08 ± 0,07gL-1) é obtida com a mistura de glicose e frutose, em cultivo estático, já que a modificação das velocidades de agitação propiciou aumento da biomassa, sem acarretar maior produção de celulose e que as melhores condições de produção de celulose diferem das para a produção de acetana; (2) as condições ideais para a purificação da celulose é com NaOH a 0,85 mol.L-1 e 3,3 min de aquecimento em forno de micro-ondas; (3) o aquecimento a partir de 7 min promoveu modificações estruturais nos domínios cristalinos da celulose e que a partir de 12,5 min obtém-se a mercerização completa da celulose; e (4) é possível determinar as características finais dos filmes produzidos manipulando-se as proporções de manitol e glicerol associados à celulose, de forma a adequá-lo à aplicação desejada. Tais resultados conduziram à conclusão de que as determinações e os tratamentos realizados em cada uma das etapas possibilitou o conhecimento de que dois importantes fatores influenciam juntos a produção de celulose e de acetana por Gluconacetobacter xylinus, bem como a purificação de membranas de celulose e a elaboação de filmes comestíveis com possibilidade de manipulação de suas características para ampliação dos usos deste biopolímero na área farmacêutica. / Bacterial cellulose is a polymer flexible, consisting of thinner fibers and smaller pores than plant cellulose. Many applications are already known, but are still necessary more information about its production for the viability of its production on an industrial scale. This work contributed with information on the factors that influence its production, purification and preparation of films for use in pharmaceuticals and food, as well as the interaction between these factors. To this end, this thesis was prepared in three stages: (1) evaluation of the interaction of various carbon sources (glucose, xylose, sucrose, fructose and glycerol), and the stirring rate on biomass growth, cellulose production, water retention capacity and acetan production; (2) study of the treatment of the bacterial cellulose, cross correlating different concentrations of NaOH and heating time in a microwave oven according to the effectiveness of the purification and the possible structural changes; and (3) use of the cellulose produced in the form of edible films, the combination with glycerol and mannitol in different proportions and characterization thereof. It was identified that (1) higher production of pulp (1.08 ± 0.07 gL-1) was obtained with the mixture of glucose and fructose in static culture, since the modification of agitation rates resulted in an increase of the biomass, without causing larger cellulose production and the best cellulose producing conditions different from those for the production of acetan; (2) optimum conditions for the purification of cellulose is with NaOH 0.85 mol L -1 and 3.3 min of heating in microwave oven; (3) the heating from 7 min promoted structural modifications on cellulose crystalline domains and heating times from the 12.5 min cause complete mercerizing cellulose; and (4) it can determine the final characteristics of the films produced by manipulating the proportions of mannitol and glycerol associated with the cellulose in order to adjust it to the desired application. These results led to the conclusion that the proposed aims have been achieved, since the requirements and treatments carried out in each of steps allowed the understanding of how two important factors influencing together, the synthesis of cellulose and acetan by Gluconacetobacter xylinus and the purification of cellulose membranes and the preparation of edible films with the possibility of handling characteristics to expand the uses of this biopolymer in pharmaceutical area.

Orientador: Antonio Carlos Guastaldi / Resumo: O desenvolvimento de biomateriais para a regeneração de tecidos é de grande importância e sua demanda aumenta a cada dia, devido ao aumento do envelhecimento da população, da expectativa e qualidade de vida, bem como ao aumento das taxas de acidentes (trânsito e violência). Os Scaffolds são uma estrutura tridimensional, projetada para suportar infiltração, crescimento e diferenciação celular, a fim de melhorar o desenvolvimento e a formação de novos tecidos. Muitos biomateriais podem ser usados para fabricar essas estruturas, como as biocerâmicas e biopolímeros. No entanto, poucos estudos foram realizados para avaliar sua contaminação microbiológica e a influência dos métodos de esterilização podem ter sobre a estrutura e propriedades dos implantes. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades mecânicas, físico-químicas e microbiológicas, antes e após três métodos de esterilização. Esses Scaffolds foram feitos de celulose bacteriana, alginato de sódio e fosfato de cálcio amorfo. Os Scaffolds foram elaborados mediante processo de liofilização. Eles foram divididos em quatro grupos: um grupo controle e três diferentes métodos de esterilização (esterilização a vapor, esterilização por irradiação ultravioleta e esterilização por micro-ondas). O número de colônias viáveis (UFC/mL) foi obtido através do plaqueamento das amostras em Ágar Dextrose Sabouraud com Cloranfenicol (SDA), Ágar Infusão Cérebro e Coração (BHI), Chromagar e Ágar Sangue. Todos os experimen... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of biomaterials for the regeneration of tissues is of great importance and their demand increases every day, due to the increase of the aging population, of the expectation and quality of life, as well as the increase of the accident rates (traffic and violence). Scaffolds are a three-dimensional structure designed to withstand cellular infiltration, growth and differentiation in order to improve the development and formation of new tissues. Many biomaterials can be used to make these structures, such as bioceramics and biopolymers. However, few studies have been conducted to evaluate its microbiological contamination and the influence of sterilization methods may have on the structure and properties of implants. Thus, the aim of this work was to evaluate the mechanical, physicochemical and microbiological properties of Scaffolds, before and after three different sterilization methods. These Scaffolds were made of bacterial cellulose, sodium alginate and amorphous calcium phosphate. Scaffolds were made by lyophilization process. They were divided into four groups: a control group and three different sterilization techniques (steam sterilization, sterilization by ultraviolet irradiation and microwave sterilization). The number of viable colonies (CFU/mL) was obtained by plating the samples in Sabouraud Dextrose Agar with Chloramphenicol (SDA), Brain and Heart Infusion Agar (BHI), Chromagar and Blood Agar. All experiments were performed in triplicate and analyze... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Desde o início da espécie humana, houve quem procurasse auxiliar o corpo na tentativa natural de restaurar suas partes injuriadas. Um dos grandes desafios atuais é a substituição de tecidos do organismo, inclusive em áreas de lesão cutânea. Um biomaterial pode ser utilizado para melhorar, aumentar ou substituir, parcial ou inteiramente tecidos ou órgãos. A membrana de celulose bacteriana (CB) possui moldabilidade, boas propriedades mecânicas, permeabilidade seletiva, permitindo a passagem de vapor d\'água, mas impedindo a passagem de microrganismos. O colágeno (COL) vem sendo amplamente usado como material na fabricação de biomateriais. Neste trabalho obteve-se membrana e hidrogel de CB-COL, caracterizados de diferentes maneiras. Foram realizados, estudos in vivo, análises macroscópica e histológica de coberturas de CB-COL, comparando com os controles (coágulo e a pomada de colagenase), após a aplicação sobre as feridas confeccionadas no dorso de ratos. Os animais foram sacrificados depois de 3, 7, 15 e 30 dias, e os dorsos processados segundo rotina histológica para coloração em HE. As caracterizações realizadas neste trabalho (microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TG), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e difratometria de raios-X (DRX)) confirmaram a incorporação do COL às matrizes de CB. A avaliação macroscópica somente demonstrou diferença estatisticamente significante da reparação tecidual entre os tratamentos aos sete dias de pós-operatório, sendo que o hidrogel apresentou uma tendência para uma reparação mais rápida. Os resultados da avaliação histológica demonstraram diferença estatisticamente significante para reação inflamatória tecidual entre os tratamentos em todos os períodos estudados. Na avaliação da qualidade, quantidade e orientação das fibras colágenas, somente o período de três dias que não apresentou diferença estatisticamente significante entre os tratamentos. Conclui-se com esses resultados que as duas coberturas são biocompatíveis. / Since the beginning of the human race, there was those who sought to assist the body in a natural attempt to restore yours injured parts. One of the main current challenges is the replacement of body tissues, including areas of skin lesion. A biomaterial can be used to improve, enhance or replace, partially or fully tissues or organs. The membrane of bacterial cellulose (BC) has moldability, good mechanical properties, selective permeability, allowing the passage of water vapor but preventing the passage of microorganisms. The collagen (COL) has been widely used as material in the manufacture of biomaterials. In this study was obtained hydrogel and membrane BC-COL, characterized in different ways. Were realized in vivo studies, macroscopic and histological analyzes from dressings of BC-COL, comparing with controls (clot and collagenase ointment), after applying in wounds on the backs of rats. The animals were sacrificed after 3, 7, 15 and 30 days, and the scars were processed according to histological routine to HE staining. The characterizations performed in this study (scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy with Fourier transform (FT-IR) and X-ray diffraction (XRD)) confirmed the incorporation of the COL to matrices BC. The macroscopic evaluation only demonstrated statistically significant difference of tissue repair between treatments at seven days postoperative, and the hydrogel showed a trend for a faster repair. The results of the histological evaluation showed statistically significant difference in inflammatory tissue reaction between treatments in all periods studied. In quality evaluation, quantity and orientation of collagen fibers, only three days period didnt show statistically significant difference between treatments. We conclude from these results that the two dressings are biocompatible.

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-09-21T13:17:25Z No. of bitstreams: 1 TesePBef.pdf: 3148046 bytes, checksum: 168b293a813985fc61f9e1a34e6572fa (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:22:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePBef.pdf: 3148046 bytes, checksum: 168b293a813985fc61f9e1a34e6572fa (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:22:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePBef.pdf: 3148046 bytes, checksum: 168b293a813985fc61f9e1a34e6572fa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:22:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TesePBef.pdf: 3148046 bytes, checksum: 168b293a813985fc61f9e1a34e6572fa (MD5) Previous issue date: 2015-10-29 / Não recebi financiamento / Burn injuries represent a high risk of morbidity and mortality worldwide. In severe and deep injuries, the wound healing process is complex and requires the participation of different types of cells. Among the existing treatments, biomaterials and LLLT are highlighted for having properties that favor and stimulate the healing process. Thus, three studies were conducted to evaluate the effects of bacterial cellulose membranes in its pure state or enriched with lidocaine and LLLT (660 nm) in two different fluences (12.5J/cm2 and 25J/cm2) used independently or associated, on third-degree burns in rats. The burn was induced with an aluminum plate at 150°C, pressed onto the animal's back for 10 seconds. In the first study the action of bacterial cellulose membrane in its pure state and enriched with lidocaine, as biological dressings was evaluated. Therefore, the rats were divided in three experimental groups, CG (control group), MG (group treated with the pure bacterial cellulose membrane), and MLG (group treated with the bacterial cellulose membrane with lidocaine). The treated groups showed an advanced wound healing when compared to the control group. In the immunohystochemical analysis of COX-2, the treated groups showed a light immunoexpression, with the characteristics of repaired tissue. Thus, bacterial cellulose-based biological dressings were effective and provided a favorable environment for the development of the healing process. In the second study, the effects of LLLT with two different fluences (12.5J/cm2 and 25J/cm2) in three experimental groups, divided into CG (control group), LG12.5 (burning treated group 12.5 J/cm2) and LG25 (burn group treated with 25 J/cm2) were evaluated. The animals received laser application immediately after the induction of the lesion and the subsequent doses 2, 4, 6 and 8 days after the induction, at five different points, four on the edges of the wound and one in the central region. The LG25 had better results, with higher number of blood vessels, increased immunoexpression of VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) and decreased immunoexpression of COX-2 (Cyclooxygenase-2) when compared to CG and GL12.5 groups. The LG12.5 showed the longest delay in the progression of the healing process, due to its intense inflammation and tissue fibrosis when compared to CG and LG25. In the third study the association of pure bacterial cellulose membrane and LLLT (660 nm, 25 J/cm2) was investigated. Four groups were evaluated, CG (control group), MG (burn group treated with pure bacterial cellulose membrane), LG (burn group treated with laser 25 J/cm2) and MG + L (burn group treated with bacterial cellulose membrane + LLLT). Histological findings demonstrated that the treated group showed better results in the healing process. The (GM + L) showed results similar to those found in the GL, evidencing the stimulatory effects of angiogenesis provided by the laser light. GM showed improvement in the healing process, indicating the proliferative phase. However, although LLLT presented the expected proinflam matory effects, which modulate the inflammatory phase and favor tissue regeneration, the isolated action of the bacterial cellulose membrane proved to be advantageous by presenting tissue characteristics, which are compatible with a more advanced phase of the healing process. / Queimaduras representam mundialmente alto risco de morbidade e mortalidade. Nas consideradas severas ou profundas, o processo de cicatrização é complexo e necessita da participação de diversas linhagens celulares. Dentre os tratamentos existentes, os biomateriais e a Terapia laser de baixa intensidade (LLLT) vêm se destacando por apresentar propriedades que favorecem e estimulam o processo de cicatrização. Assim, foram realizados três estudos com o objetivo de avaliar os efeitos das membranas de celulose bacteriana pura e com lidocaína e da LLLT (660 nm) em duas fluências diferentes (12,5J/cm2 e 25J/cm2), utilizados independentemente ou associados, em queimaduras de terceiro grau em ratos. A queimadura foi realizada através de uma placa de alumínio acoplada a um ferro de solda aquecido a 150°C, pressionado no dorso do animal por 10 segundos. No primeiro estudo a ação das membranas de celulose bacteriana pura e acrescida de lidocaína foram avaliados. Para isso, foram estabelecidos três grupos experimentais divididos em GC (grupo controle), GM (grupo queimadura tratado com a membrana de celulose bacteriana pura) e GML (grupo queimadura tratado com a membrana de celulose acrescida de lidocaína). Os grupos tratados com as membranas demonstraram um processo de cicatrização avançado quando comparado ao grupo controle. Na análise da imunoexpressão da COX-2, os grupos tratados apresentaram a imunoexpressão de forma leve, o que evidencia características de tecido reparado. Assim, concluímos que os curativos biológicos a base de celulose bacteriana, foram efetivos, proporcionando um ambiente favorável para a evolução do processo de cicatrização. No segundo estudo, foram avaliados os efeitos da LLLT com duas diferentes fluências (12,5J/cm2 e 25J/cm2) em três grupos experimentais, divididos em GC (grupo controle), GL12,5 (grupo queimadura tratado com 12,5J/cm2) e GL25 (grupo queimadura tratado com 25J/cm2). Os animais receberam a aplicação da LLLT imediatamente após a indução da lesão e nos dias 2, 4, 6 e 8 subsequentes, em cinco pontos distintos, sendo quatro localizados nas bordas da ferida e um na região central. O GL25 demonstrou os melhores resultados, com maior imunoexpressão do VEGF (Fator de crescimento endotelial vascular), maior quantidade de vasos sanguíneos e menor imunoexpressão da COX-2 Ciclooxigenase-2) quando comparado aos grupos GC e GL12,5. Com isso, foi possível concluir que a maior fluência, bem como a maior energia depositada no tecido foi mais eficaz em estimular o processo de cicatrização em queimaduras de terceiro grau em ratos. No terceiro estudo foi abordada a associação da membrana de celulose bacteriana pura com a LLLT (660 nm, 25J/cm2). Quatro grupos foram avaliados, GC (grupo controle), GM (grupo queimadura tratado com membrana de celulose bacteriana pura), GL (grupo queimadura tratado com laser 25J/cm2) e GM+L (grupo queimadura tratado com membrana de celulose bacteriana + LLLT). Os achados histológicos demonstraram que os grupos que receberam os tratamentos apresentaram melhores resultados no processo de cicatrização quando comparados ao grupo controle. O (GM+L) apresentou resultados similares aos achados no GL, evidenciando os efeitos estimuladores da angiogênese fornecidos pela luz laser. O GM apresentou avanço no processo de cicatrização, evidenciando a fase proliferativa. Assim, apesar da LLLT apresentar os efeitos pró-inflamatórios esperados, que modulam a fase inflamatória e favorecem a regeneração tecidual, a ação isolada da membrana de celulose bacteriana demonstrou vantagens no tratamento por apresentar características morfológicas teciduais compatíveis a um processo de cicatrização mais avançado.