Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2015-11-16T14:49:22Z No. of bitstreams: 1 TESE_DesenvolvimentoBionanocompósitosUtilizando.pdf: 3221319 bytes, checksum: fab3780179fe994128d9d0d18f9194eb (MD5) / Rejected by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br), reason: Adicionar licença on 2015-11-18T11:59:37Z (GMT) / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2015-11-18T14:11:42Z No. of bitstreams: 1 TESE_DesenvolvimentoBionanocompósitosUtilizando.pdf: 3221319 bytes, checksum: fab3780179fe994128d9d0d18f9194eb (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-11-19T17:59:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_DesenvolvimentoBionanocompósitosUtilizando.pdf: 3221319 bytes, checksum: fab3780179fe994128d9d0d18f9194eb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-19T17:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_DesenvolvimentoBionanocompósitosUtilizando.pdf: 3221319 bytes, checksum: fab3780179fe994128d9d0d18f9194eb (MD5) Previous issue date: 2015 / Diante da necessidade de produtos mais sustentáveis, nanofibras de materiais lignocelulósicos podem ser uma alternativa para o desenvolvimento de novos materiais a serem utilizados em diferentes aplicações. Neste sentido, bionanocompósitos a partir da mistura de polímeros biodegradáveis reforçados com nanofibras de polpa de bambu, para aplicações na indústria de embalagens plásticas e setor agrícola, utilizando o método “casting”, foram confeccionados. As polpas de bambu foram obtidas industrialmente através do processo químico soda/antraquinona, seguido de refino em moinho de disco, a partir de bambu com dois anos de idade. O primeiro estudo teve como meta determinar a metodologia de branqueamento da polpa. Os resultados mostraram que a solução com 4% de hidróxido de sódio e 24% de peroxido de hidrogênio, na proporção de 1:1, proporcionou melhores rendimento e alvura. A eficiência promovida pelos pré-tratamentos químicos e mecânico foi avaliada através dos resultados de suas analises químicas durante o segundo estudo experimental. As analises confirmaram a eficiência ao revelar um aumento gradativo do teor de alfa-celulose, apos o primeiro branqueamento, em relação à fibra “in natura”. No terceiro estudo, a polpa branqueada foi utilizada na obtenção de nanofibras através de um desfibrilador mecânico Super Masscolloider Masuko Sangyo MKCA6-3, seguido de cavitação em sonicador de 450W. A influencia do numero de passagens das suspensões de nanofibras pelo desfibrilador nas suas propriedades morfológicas, estruturais, óticas, térmicas e viscosimétricas foi analisada e avaliada apos sua diluição e sonicação. Apos 30 passagens, a suspensão se mostrou mais dispersa e transparente na faixa compreendida entre 400 e 800 nm, tornando-se mais estável que as demais. A análise de microscopia de forca atômica revelou uma redução de 87,2% nos valores médios das larguras das nanofibras destas suspensões em relação aquelas com 5 passagens. O quarto estudo foi norteado para averiguar as propriedades morfológicas, viscoamilográficas, térmicas, microestruturais e funcionais dos grânulos de polissacarideos. Por apresentar baixos valores de setback e viscosidade de quebra, aliado a elevados valores de viscosidade máxima, viscosidade final e temperatura de pasta, os grânulos de amido de modificado de mandioca (FMM) exibiram um alto potencial para formação de biofilmes. O quinto estudo foi dirigido a produção e seleção de biofilmes para a formação da blenda. Após a definição das concentrações de solução filmogênica e plastificantes dos biofilmes de polissacarideo e álcool polivinílico (PVA), fundamentado nas suas propriedades subjetivas, morfológicas, mecânicas, térmicas, microestruturais e físicas, foram escolhidas as formulações com 3% de FMM e 12% de glicerol e com 4% de PVA e 25% de glicerol. O sexto estudo foi conduzido para a elaboração da blenda. Cinco formulações foram elaboradas e avaliadas em função de suas propriedades funcionais, morfológicas, mecânicas, térmicas e físicas. A blenda com 80% de PVA e 20% de FMM se mostrou mais eficiente exibindo características almejadas para a formação da matriz do bionanocompósito. No sétimo estudo, a blenda selecionada foi reforçada com nanofibras obtidas apos 5 e 30 passagens pelo desfibrilador nas concentrações de 0,5; 1,5; 4,5 e 6,5% (b.s). Os bionanocompósitos foram avaliados segundo suas propriedades mecânicas, estruturais, morfológicas, físicas e térmicas. O bionanocompósito com 6,5% de nanofibras com 30 passagens apresentou um aumento de 24 e 51% em seus valores médios de tensão e alongamento máximo na ruptura, respectivamente, em relação a blenda de controle. O contrario aconteceu com os valores médios de permeabilidade ao vapor de água e solubilidade. Houve uma redução de 20 e 30%, respectivamente. ____________________________________________________________________________________ / Abstract: Considering the need to more sustainable products, nanofibrils from lignocellulosic materials can be an alternative for developing of new materials for different applications. In this sense, bionanocomposites were made using the casting method from the mixture of biodegradable polymers reinforced with nanofibrils of bamboo pulp for applications on the industry of plastic packages and agricultural sector. The bamboo pulp were obtained industrially by the soda-anthraquinone chemical process followed by refining in a disk mill from bamboo with two years of age. The first study aimed to determine the methodology of pulp whitening. Results showed that the solution with 4% of sodium hydroxide and 24% of hydrogen peroxide in the proportion 1:1 provided the best income and whiteness. The efficiency promoted by the chemical and mechanical pre-treatments was evaluated through the results of chemical analysis during the second study. Analyses have confirmed the efficiency when revealing a gradual increase on the content of alpha-cellulose after the first whitening in relation to the native fiber. In the third experimental study, the bleached pulp was used to obtain the nanofibrils in a mechanical defibrillator super Masscolloider Masuko Sangyo MKCA6-3, followed by cavitation in sonicator of 450W. The influence of number of passages of the nanofibril suspensions through the mechanical defibrillator under the morphological, structural, optical and viscosimetric properties was analyzed and assessed after dilution and sonication. After 30 passages the suspension was more disperse and transparent in the range between 400 and 800 nm, thus becoming more stable than others. The analysis at atomic force microscopy revealed a reduction of 87.2% on mean values of the nanofribril width of these suspensions in relation to those with 5 passages. The forth study was conducted in order to verify the morphological, viscoamylographic, thermal, microstructural and functional properties of the polysaccharide granules. Due to the low values of setback and breaking viscosity allied to the high values of maximum and final viscosity and paste temperature, the granules of modified cassava starch (FMM) exhibited a high potential to form biofilms. The fifth study was directed to the production and selection of biofilms for the blend formation. After defining the concentrations of the filmogenic solution and plasticizers for biofilms of polysaccharide and polyvinyl alcohol (PVA) based on their subjective, morphological, mechanical, thermal, microstructural and physical properties, the formulations with 3% of FMM and 12% of glycerol and 4% of PVA and 25% of glycerol were chosen. The sixth study was conducted to make the blend. Five formulations were made and assessed according to their functional, morphological, mechanical, thermal and physical properties. The blend with 80% of PVA and 20% of FMM was more efficient, exhibiting desirable characteristics for the formation of the bionanocomposite matrix. In the seventh study, the selected blend was reinforced with nanofibrils obtained after 5 and 30 passages by the defibrillator in the concentrations 0.5, 1.5, 4.5 and 6.5% (dry weight). The produced bionanocomposites were assessed according to their mechanical, structural, morphological, physical and thermal properties. The bionanocomposite with 6.5% of nanofibrils and 30 passages presented an increase of 24 and 51% on mean values of maximum tensile strength and maximum elongation at break, respectively, in relation to the control blend. The opposite was observed with mean values of water vapor permeability and water solubility. There was a reduction of 20 and 30%, respectively.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Farmácia / Made available in DSpace on 2013-03-04T17:53:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 305156.pdf: 2207376 bytes, checksum: 71e4b7e343149fe0ba20b5762323b232 (MD5) / Os polihidroxialcanoatos (PHAs) são polímeros amplamente utilizados na indústria farmacêutica por suas características de biodegradabilidade e biocompatibilidade. O poli(3-hidroxibutirato) (P(3HB)) e seu copolímero poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (P(3HB-co-3HV)) são os mais comuns deste grupo e tem sido extensivamente estudados, visando diversas aplicações como carreadores de fármacos. Desta forma, os PHAs são materiais interessantes para aplicações na área da saúde e farmacêutica como constituinte de formas farmacêuticas de liberação controlada. Como estratégia para controlar a liberação, podem ser empregados diferentes materiais em uma formulação, os quais podem modificar e melhorar as suas propriedades físico-químicas. Neste contexto, o naproxeno (NPX) foi encapsulado em sistemas microestruturados, obtidos a partir de PHAs polihidroxialcanoatos, acetato de celulose e suas blendas, com o intuito de avaliar as propriedades físico-químicas das microesferas e obter um sistema de liberação prolongada para o tratamento da periodontite. Estas microesferas foram então dispersas em gel de poloxamer com o objetivo de para manter as partículas intrabolsa periodontal. A fim de observar o efeito no tamanho e eficiência de encapsulação, a massa molar do P(3HB) foi reduzida por síntese com borohidreto de sódio. O método de emulsão/evaporação do solvente foi empregado no preparo das microesferas de PHA e acetato de celulose nas proporções de 100:0, 50:50 e 0:100, usando clorofórmio e acetona como solventes. Os valores de eficiência de encapsulação e teor variaram de 33,21 - 99,11% e 3,14 - 9,91 mg NPX/100 mg formulação, respectivamente. Partículas esféricas foram obtidas apresentando diâmetro médio entre 6,145 e 16,266 µm. A redução da massa molar do P(3HB) e a adição do acetato de celulose provocaram a redução do diâmetro médio das partículas. As análises por calorimetria exploratória diferencial e difração de raios-X indicaram uma interação entre os componentes da formulação. Os estudos de liberação em fluido salivar simulado mostraram que o aumento da concentração de acetato de celulose nas microesferas levou a uma liberação mais acentuada do naproxeno. Os modelos matemáticos aplicados demonstraram ainda que o mecanismo de liberação do fármaco ocorre principalmente por difusão. / The polyhydroxyalkanoates (PHAs) are polymers widely used in the pharmaceutical industry for its characteristics of biodegradability and biocompatibility. Poly(3-hydroxybutyrate) (P(3HB)) and its copolymer Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (P(3HB-co-3HV)) are the most common of this group and have been extensively studied as drug carriers. In this way, PHAs are interesting materials for applications in both health and pharmaceutical industries as a constituent of controlled release dosage forms. As strategy to control the release, different materials can be used in a formulation which can modify and improve its physicochemical properties. In this context, Naproxen (NPX) was encapsulated in microstructured systems obtained from polyhydroxyalkanoates, cellulose acetate and their blends, in order to evaluate the physical and chemical properties of the microspheres and to obtain a prolonged-release system for the treatment of periodontitis. These microspheres were then dispersed in poloxamer gel in order to keep the particles of the periodontal pocket. In order to observe the effect on size and encapsulation efficiency, the molecular weight of P(3HB) was reduced by synthesis with sodium borohydride. The method of emulsion/solvent evaporation was used to prepare the microspheres of PHA and ethylcellulose in proportions of 100:0, 50:50 and 0:100 (w/w), using chloroform and acetone as solvent. The values of encapsulation efficiency and drug content ranged from 33.21 to 99.11% and 3.14 to 9.91 mg NPX/100 mg formulation, respectively. Spherical particles were obtained with average diameter between 6.145 and 16.266 micrometers. The reduction of the molecular weight of P(3HB) and addition of ethyl cellulose caused a reduction in average particle diameter. Analyses by differential scanning calorimetry and X-ray diffraction indicated an interaction between the components of the formulation. Studies of release in simulated saliva showed that the concentration of cellulose acetate on microspheres resulted in a pronounced release of naproxen. Moreover, mathematical models demonstrated that the mechanism of drug release is predominantly controlled by diffusion.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:02:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316543.pdf: 2092398 bytes, checksum: 90830a18056697280e9686eea16e0cff (MD5) / Este trabalho teve como objetivo estudar o efeito do processo de branqueamento da fibra de sisal sobre as características morfológicas, índice de cristalinidade e comportamento térmico de nanocristais de celulose obtidos através de hidrólise ácida da fibra de sisal para sua posterior aplicação como material de reforço em filmes a base de amido. Mantendo-se as mesmas condições de hidrólise e variando o processo de branqueamento entre um processo básico e um processo ácido verificou-se que os nanocristais obtidos apresentaram propriedades bastante distintas. Tamanho de partículas, índice de cristalinidade e comportamento térmico foram sensivelmente afetados de acordo com o processo de branqueamento. Os nanocristais obtidos após o branqueamento ácido apresentaram menores dimensões, cristalinidade e resistência térmica em comparação aos nanocristais obtidos após branqueamento em meio básico, mostrando que os domínios cristalinos da celulose foram afetados por este processo e que este é vital para otimização do processo. A incorporação destes materiais em pequenas quantidades (1, 3 e 5%) a filmes de amido/glicerol levou a uma diminuição na permeabilidade a vapor d#água, propriedade muito apreciada na indústria alimentícia, além de aumentar em até 207% a elongação em 240% o módulo em relação aos filmes sem carga, mostrando que estes nanocristais são um meio de manter atraente a proposta de utilização de nanocompósitos a base de polímeros naturais devido as melhoras em suas propriedades, neste sistema em particular, os nanocristais mostraram ótima afinidade com a matriz, sendo eficientes na melhora de suas propriedades físicas.<br> / Abstract : The aim of this work intended to study the effect of the bleaching process of the fiber on the morphological features, crystallinity index and thermal behavior of the nanocrystals obtained by acid hydrolysis for subsequent application as reinforcement material in the starch-based films.Keeping the same hydrolysis conditions and varying the bleaching process between a basic and an acid process was found that the nanocrystals obtained had properties very distinct. Particle size, crystallinity index and thermal behavior was significantly affected under the bleaching process. The nanocrystals obtained after bleaching acid showed smaller dimensions, crystallinity and thermal resistance compared to the nanocrystals obtained after bleaching in basic medium, showing that the crystalline domains of cellulose were affected by this stage and that it is vital for a process optimization. The incorporation of these materials in small amounts (1, 3 and 5%) on the starch / glycerol film brought a decrease in water vapor permeability, a property appreciated in the food industry, and increases up to 207% elongation at 240 % module in relation to the films without charge, showing that these nanocrystals are an attractive way to keep the proposed use of the nanocomposites based on natural polymers due to improvements in their properties, this particular system, the nanocrystals have shown great affinity the matrix, being efficient in the improvement of their physical properties.

Orientadora : Profª. Drª. Maria Rita Sierakowski / Orientadora : Profª Drª Izabel Cristina Riegel Vidotti / Autor não autorizou a inclusão na Biblioteca Digital / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 22/04/2013 / Inclui referências / Resumo: O desenvolvimento de filmes de celulose bacteriana (CB) a partir de uma polpa desfibrilada mecanicamente foi efetuado neste trabalho, visando obter biocompósitos com a inclusão de aditivos como suportes para o cultivo de células e possível aplicação como biomaterial. Na polpa produzida foram incorporados hidrocolóides (HC): uma xiloglucana extraída das sementes da Tamarindus indica, XGT, outra de sementes de Hymenaea courbaril, XGJ, e a goma gelana (GL) de origem bacteriana. Dispersões foram preparadas com a inclusão (m/m) dos HC isolados ou em blendas com grau de substituição (GS) de 10, 20 e 30% da massa (~10mg) de uma membrana de CB comercial (MC). Os filmes obtidos, após secagem (48h, 40oC), foram caracterizados por difração de Raios X, DRX, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de força atômica (MFA), termogravimetria (TG), ensaios de tensão, citotoxicidade, biocompatibilidade, e de adesão celular, de acordo com o grau de substituição (GS) dos HC. Por MEV e MFA, após a inclusão da XGT (MCT), XGJ (MCJ), GL (MCG) e das blendas (MCGT e MCGJ), assim como na membrana somente reconstituída (MCR), verificou-se que as superfícies dos filmes apresentaram-se mais heterogêneas e rugosas, na ordem MCT>MCJ>MCR>MCG>MC, também confirmadas por medidas de ângulo de contato (AC). Por AC, observou-se um aumento da heterogeneidade em relação ao GS (10%>20%>30%), influenciando na energia livre de superfície (ELS). Pelas componentes da ELS, obtidas pelos métodos de Wu e van Oss (LW-AB), as superfícies dos filmes mudam de dispersiva (apolar) para polar em relação a MC, apresentando espécies doadoras de elétrons (base de Lewis). Tais características geraram variações na adesão de células L929 sobre os biocompósitos, quando comparadas a MC e MCR, onde as formulações de MCG com 10 e 30% de GS mostraram melhores resultados entre os biocompósitos e similares aos controles. Tais resultados são oriundos da provável presença das carboxilas presente na estrutura da GL e que se encontram na superfície dos filmes, conforme observado em uma banda em 1608 cm-1 nos espectros de infravermelho com reflectância atenuada (ATR-FTIR). E, por espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS), um pico com 289 eV no espectro de C1s, referente a energia da de ligação C-O de ácido foi observado, indicando uma adsorção dos HC na superfície da CB, sem alterar a estrutura cristalina da CB. Porém, pelas medidas de DRX, os biocompósitos apresentaram índices de cristalinidade inferiores aos controles (MC e MCR) devido à contribuição amorfa dos HC. Além disso, a incorporação dos HC não gerou filmes com baixa estabilidade térmica e não alterou as propriedades mecânicas da matriz celulósica. Em complemento, a inclusão (10%) do fluconazol em biocompósitos contendo 10% de gelana (MCGFZL) não apresentou potencial antifúngico frente à Candida albicans em meio ágar. Porém, em testes de adesão celular utilizando células-tronco mesenquimais humanas, os biocompósitos MCG e MCGFZL apresentaram maior adesão (MCG10%<MCG20%<MCG30%~MCGFZL) que os controles (MC, MCR e a superfície de poliestireno). Dessa forma, a mudança das características na superfície da CB com a inclusão dos HC mostrou ser uma ferramenta útil no desenvolvimento de materiais com aplicações biológicas. Palavras chave: Celulose bacteriana. Hidrocolóides. Biocompósitos. Filmes. adesão celular. Xiloglucana. Gelana. Propriedades de superfície. / Abstract: The development of bacterial cellulose films (BC) from a mechanically defibrillated pulp was efectued in this work, with the inclusion of addictives, in order to obtain biocomposites such as a media for growing cells and possible application as biomaterial. To the BC pulp was added the hydrocolloids (HC): a xyloglucan extracted from Tamarindus indica seeds (XGT), another from Hymenaea courbaril seeds (XGJ) and a gellan gum (GL) from bacterial source. Dispersions of BC pulp were prepared with an inclusion (wt%) of isolate HC or in mixtures with substitution of 10, 20 and 30 wt% of HD, based on comercial BC mass (~10 mg). The films wer obtained after drying process (48h at 40oC) and characterised by x-ray diffraction (DRX), scanning electron microscopy (MEV), atomic force microscopy (AFM), contact angle (AC), termogravimetric (TG) analysis, tensile tests, citotoxicity, biocompatibility and cell adhesion, evaluated according to substitution degree (SD) of HC. By MEV and AFM, after inclusion of XGT (MCT), XGJ (MCJ), GL (MCG) and in blends (MCGT and MCGJ), as well in reconstituted BC (MCR), was observed that the surface of the films showed more heterogeneous and rougher in order MCG>MCJ>MCR>MCG>MC, being confirmed by AC results, that shown the increase of heterogeneity in relation to SD (10wt%>20wt%>30wt%), influencing in the surface free energy (SFE). The evaluation of SFE components, obtained by Wu and van Oss (LW-AB) methods, the surfaces of the films changed from dispersive (apolar) to polar in relation to MC, indicating more electron donor species (Lewis base) in the surface. These characteristics have generated different ways in the adhesion of L929 cells over the films compared with MC and MCR, where the formulations of MCG with 10%wt and 30%wt of GS shown the best results between the formulations and similarities with the controls (MC and MCR). Such results are probably by presence of carboxyl groups in the GL structure, confirmed by attenuated total reflectance infrared spectroscopy (ATR-FTIR) with a characteristic band at 1608 cm-1 and a peak with 289 eV related to acid C-O bonds in the C1s spectrum of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), indicating only the adsorption of HC on surface without change the structure of BC after regeneration. Still, the DRX results showed the increase of amorphous contribution in the formulations with HC, decreasing the crystallinity index in the BC matrix. Furthermore, the HC adsorptions not generate films with thermal instability and not change the mechanical properties of BC matrix. In addition, the inclusion of 10wt% of fluconazole in the films of 10wt% of gellan (MCGFZL) was performed; however, there was no antifungal activity against Candida albicans in the agar medium. On the other hand, the human mesenchymal stem cells adhesion tests was performed with MCG and MCGFZL, and the films showed more cell adhesion (MCG10%>MCG20%>MCG30%~MCGFZL) than controls (MC, MCR and polystyrene surface). Thus, the change of surface characteristic of BC with the HC inclusion showed a useful tool to development of material with biological applications. Key words: Bacterial cellulose. Hydrocolloids. Biocomposites. Films. Cell adhesion. Xyloglucan. Gellan. Surface properties.

Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-21Bitstream added on 2015-01-26T13:30:33Z : No. of bitstreams: 1 000805886_20170321.pdf: 904849 bytes, checksum: bc7eee77a67bdd5dace720df7c69c6af (MD5) Bitstreams deleted on 2017-03-24T12:04:45Z: 000805886_20170321.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-03-24T12:05:38Z : No. of bitstreams: 1 000805886.pdf: 3705623 bytes, checksum: 006ac442bc6b4e331914cbe0aa6ab961 (MD5) / A celulose bacteriana (CB) é um biopolímero sob a forma de hidrogel nanoestruturado, o qual é uma excelente matriz para incorporação de outros compostos, e nos últimos anos a CB tem demonstrado resultados promissores para reparação tecidual. Além disso, compósitos baseados em CB e hidroxiapatita (CB-HA) são osteocondutores, e quando este compósito associado a peptídeos como OGP (osteogenic growth peptide) e a sua sequência C-terminal o pentapeptídeo OGP(10-14) poderão proporcionar-lhe propriedade osteoindutora. O presente estudo avaliou os compósitos CB-HA associados ou não a estes peptídeos para reparação óssea de defeitos críticos em calvária de camundongos. Os grupos experimentais avaliados foram CB-HA, CB-HA OGP, CB-HA OGP(10-14) e controle, nos respectivos períodos de análise: 3, 7, 15, 30, 60 e 90 dias. Após 3 dias de pós-operatório, as membranas CB-HA OGP e CB-HA OGP(10-14) promoveram maiores níveis de expressão dos principais genes marcadores de formação óssea. Além disso, após 7 dias foi observado na análise histomorfométrica que as membranas CB-HA e CB-HA OGP(10-14) promoveram maior neoformação óssea. Semelhantemente, essas membranas apresentaram maiores porcentagens de neoformação óssea como foi observado na microtomografia computadorizada nos períodos de 60 e 90 dias. Maiores níveis de expressão de alguns biomarcadores ósseos, como Alpl, Spp1 e Tnfrsf11b também foram observados para as mesmas membranas em 60 e 90 dias de pós-operatório. Conclui-se que os materiais CB-HA e CB-HA OGP(10-14) apresentaram melhor potencial na reparação óssea em defeitos críticos em calvária de camundongos, destacando o papel osteoindutor nos períodos iniciais de formação óssea da membrana de CB-HA OGP (10-14). / Bacterial cellulose (BC) is a biopolymer in the form nanostructured hydrogel, which is an excellent matrix for the incorporation of others compounds, and at last years, BC has demonstrated promising results for tissue repair. In addition, composites based on BC and hydroxyapatite (BC-HA) is osteoconductor; and when this BC-HA composite associated with the osteogenic growth peptide (OGP) or its C-terminal sequence the pentapeptide OGP (10-14) could be provide osteoinductive properties. This study aimed to evaluate the potential of BC-HA composites with or without OGP and OGP (10-14) in bone repair in critical-size calvarial defect in mice. The analyzed experimental groups were BC-HA, BC-HA-OGP, BC-HA-OGP (10-14) and control group in the respective periods: 3, 7, 15, 30, 60 and 90 days of postoperative. After 3 days of postoperative, bone biomarkers were upregulated mainly by BC-HA OGP and BC-HA OGP (10-14) membranes. In addition, a higher new bone formation was observed in the histomorphometric analysis for BC-HA and BC-HA OGP (10-14) membranes 7 days of postoperative. Similarly, in 60 and 90 days, high percentage of bone formation could be observed in micro-computed tomography analysis for BC-HA and BC-HA OGP (10-14) membranes. High expression of some bone biomarkers, such as Alpl, Spp1 and Tnfrsf11b were also observed for the same membranes 60 and 90 days of postoperative in mice calvarial. In conclusion, the BC-HA and BC-HA OGP (10-14) membranes promoted a better bone formation in critical-size calvarial defects in mice, mainly the BC-HA OGP (10-14) nanocomposite in the early periods of bone repair.

Tese (doutorado)–Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2017-01-17T12:34:02Z No. of bitstreams: 1 2016_MariaBetâniaD’HeniTeixeira.pdf: 2056296 bytes, checksum: eef047304e988a3015f674107ddbacdb (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-02-23T15:34:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_MariaBetâniaD’HeniTeixeira.pdf: 2056296 bytes, checksum: eef047304e988a3015f674107ddbacdb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-23T15:34:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_MariaBetâniaD’HeniTeixeira.pdf: 2056296 bytes, checksum: eef047304e988a3015f674107ddbacdb (MD5) / As bitucas de cigarro têm sido reconhecidas como resíduos tóxicos, pois podem conter contaminantes do cigarro e compostos gerados durante a combustão. Como normalmente têm sido jogadas no chão ou em lixos comuns, os contaminantes das bitucas podem ser lixiviados pela chuva até às águas superficiais e contaminar esses ambientes. No Brasil, após a criação da Política Nacional de Resíduos, todos os resíduos devem ter destinação ambientalmente adequada. Apesar das bitucas de cigarro não serem mencionadas nessa Lei, elas podem, devido às suas características, ser classificadas como resíduos perigosos. O Instituto de Química e o Instituto de Artes da Universidade de Brasília desenvolveram um processo de produção de polpa de celulose a partir de bitucas de cigarro por polpação alcalina. Assim, esse processo é apresentado como uma alternativa à destinação ambientalmente adequada desse resíduo. Durante o processo, um licor escuro é gerado, o qual foi caracterizado por demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), carbono orgânico total (COT), carbonilas, metais, nicotina e nitrosaminas específicas do tabaco. O licor escuro foi tratado por acidificação para promover a precipitação da lignina, coagulação com quitosana e Al2(SO4)3 para remover compostos orgânicos e ozonização para oxidar compostos químicos resistentes. O licor escuro apresentou DQO elevada (29.986 mg/L), que foi parcialmente removida por precipitação (20 %), coagulação com quitosana (66 %) e ozonização (45,8 %). Como o restante da DQO ainda permanecia elevado, foi proposto fazer o reúso do efluente clarificado obtido por precipitação ácida do licor escuro, o que apresentou-se como um procedimento mais simples, eficiente e com menor custo operacional. / Cigarette butts, which are usually thrown on the ground or into ordinary bins, have been recognized as toxic residues since may contain cigarette contaminants and chemicals produced during combustion. Therefore, contaminants in cigarette butts can be leached by rain into surface water and thereby contaminate the environment. In Brazil, according to the National Policy on Solid Waste, all residues must be disposed of in an environmentally friendly manner. Although cigarette butts are not mentioned in the law, due to their characteristics, they may be classified as hazardous waste. At the Institute of Chemistry and the Institute of Arts of University of Brasilia, a cellulose pulp production process from cigarette butts has been developed employing alkaline pulping. This process is presented as an alternative to environmentally friendly final disposal of this residue. During the process, a dark liquor is generated, which was found to contain chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), total organic carbon (TOC), carbonyls, metals, nicotine and specific tobacco nitrosamines. The dark liquor was treated by acidification to promote lignin precipitation, coagulation with chitosan and Al2(SO4)3 to remove organic compounds and ozonized to oxidize resistant chemicals. The dark liquor presented a high COD (29,986 mg/L), which was partially removed by precipitation (20 %), chitosan coagulation (66 %) and ozonation (45.8 %). As the remaining COD was still high, we proposed reusing the clarified effluent in alkaline pulping, which seemed to be the easiest and most efficient procedure with the lowest cost.

Orientadora: Profa. Dra. Karen Juliana do Amaral / Co-Orientador: Prof. Dr. Sergio Henrique Saavedra Martinelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento. Defesa: Curitiba:28/03/2012 / Bibliografia: fls. 233-248 / Resumo: As indústrias de celulose e papel têm dado uma atenção cada vez maior às medidas que buscam minimizar os impactos ambientais, o que implica na necessidade de novos métodos para o uso de recursos naturais no processo. Dentre esses métodos, a técnica de reuso direto de efluentes que permite desenvolver uma nova configuração para o circuito de águas das indústrias, acarretando em vários benefícios ambientais significativos, como a economia de água bruta junto ao manancial, seguido de sua disponibilização a outros usos, reduções de tratamento destas águas, e, consequentemente, do volume de efluentes lançados ao meio ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma proposta do reuso de águas na indústria de produção de celulose e papel Kraft. O estudo fez um levantamento da qualidade de água requerida nos diversos pontos da produção, abastecidos pela Estação de Tratamento de Água. A partir desse levantamento, foi realizada uma comparação com a água disponível para reuso no processo, composta pelos efluentes industriais que foram submetidos a uma etapa de tratamento terciário com ultrafiltração. Dessa comparação foram identificados prováveis pontos potenciais para implementação do reuso. Dentre esses pontos, foram identificadas as máquinas de fabricação de papel Kraft, como as principais operações a serem avaliadas para aplicação da técnica do reuso. Estas máquinas demandam grande quantidade de água para suas operações e estão localizadas a uma distância relativamente pequena do ponto gerador das águas de reuso sugeridas. Estes motivos levaram, posteriormente, a avaliação do micro fluxo de água destes setores. A comparação entre os parâmetros de qualidade de água praticados pela indústria e os registrados pelos efluentes da planta de ultrafiltração, levaram a proposta do reuso em duas máquinas de produção de papel Kraft. Os equipamentos indicados para receberem a implantação da técnica de reuso foram as bombas de vácuo de anel líquido, pois, a alta demanda de água tem essencialmente a função de gerar vácuo, sem que para isto, ocorra o contato entre a água e a folha de papel, garantindo que o papel produzido não apresente contaminações geradas pela ação do reuso. Para a alteração no circuito de águas sugerida, foi indicado a configuração e o investimento necessário. Estas ações se tomadas, contribuirão para a minimização da demanda de água fresca, e, consequentemente, uma redução na captação de água junto aos mananciais, bem como, a minimização na geração de efluentes industriais. / Abstract: The pulp and paper industries have given increasing attention to measures that seek to minimize environmental impacts, which implies the need for new methods for the use of natural resources in the process. Among these methods, the technique of indirect reuse of effluent in which the development of a new industry water circuit configuration outcomes several significant environmental benefits such as economy of raw water from the spring, followed by its availability to other uses, reductions in treatment of these waters, and thus the volume of effluents to the environment. The objective of this study was to evaluate a proposal for water reuse in the production of kraft pulp and paper. The study surveyed the quality of water required at various points of production, supplied by the water treatment plant. From this survey, a comparison was made with the water available for reuse in the process, composed of industrial effluents that have undergone a stage of tertiary treatment with ultrafiltration. This comparison identified likely potential sites for the implementation of reuse. Among these points, the kraft paper machines were identified as the most important points to be evaluated for the application of the technique of reuse. These machines require large amounts of water for their operations and are located a short distance from the reuse water generator equipment. These reasons led subsequently to evaluate the micro flow of water from these sectors. The comparison between the parameters of water quality carried out by industry and registered by the effluent from the ultrafiltration plant, led to a proposal of reuse at two kraft paper machines. The chosing equipment for the reuse technology are the vacuum pumps liquid ring, because the high demand for water has essentially the function of generating a vacuum, which without this, the contact occurs between the water and the sheet of paper, ensuring that the paper produced is not contaminated by reused water. For the suggested modification of the water circuit, configuration and necessary investment were indicated. If these actions are taken, they will contribute to minimizing the demand for fresh water, and hence a reduction in water uptake from the springs, as well as minimizing the generation of industrial effluents.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-04-30Bitstream added on 2014-06-13T20:35:53Z : No. of bitstreams: 1 rosa_h_me_rcla.pdf: 518038 bytes, checksum: 7164c25e5c6edcbdfe45e7d510c0cc68 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Durante a de fermentação alcoólica industrial, contaminações são comuns no meio fermentativo, causadas por bactérias e/ou leveduras selvagens. Um dos principais problemas devido a contaminações microbianas é a floculação das leveduras, responsável por dificuldades operacionais na indústria e implicações econômicas. A floculação pode ser resolvida por um tratamento enzimático à base de proteases, que agem na parede celular da levedura, substituindo o tratamento convencional, que emprega ácido sulfúrico. No entanto, o tratamento enzimático é economicamente inviável para a aplicação industrial. Para reduzir esses custos, o presente trabalho estudou duas técnicas para reutilizar a atividade catalítica da papaína. A primeira foi baseada na recuperação da enzima livre pela centrifugação da suspensão de leveduras. A segunda foi a imobilização da enzima nos suportes quitina e bagaço de cana (celulose). A enzima foi imobilizada em quitina tratada ou não com glutaraldeído, empregando diferentes concentrações de polietilenoimina, perfazendo 6 diferentes protocolos de imobilização em quitina. A imobilização em bagaço de cana foi efetuada pela ativação da celulose com ácido periódico. A quantidade de proteína imobilizada e os rendimentos da atividade da enzima imobilizada foram muito baixos nas técnicas de imobilização. A atividade específica da enzima imobilizada, no entanto, foi satisfatória em algumas imobilizações, com exceção daquelas que utilizaram suporte tratado com glutaraldeído, mostrando o efeito negativo desse reagente sobre a papaína e a importância do aprimoramento dessa técnica. A suspensão de leveduras tratada com papaína livre foi centrifugada e esse processo foi realizado 14 vezes, usando a mesma papaína recuperada. O uso de SDS nesse processo para potencializar a desfloculação celular... / During the industrial alcoholic fermentation contaminations are common due to bacterium and/or wild yeasts in the wort. One of the principal problems due to microbial contaminations is the yeasts flocculation, responsible by industrial operational difficulties and economic implications. The flocculation can be solved by protease enzymatic treatment, which acts on the yeast cellular wall, changing the conventional treatment, which employs sulfuric acid. However, the enzymatic treatment is economically impracticable for industrial application. In order to reduce these costs, this work studied two techniques to reuse the catalytic activity of papain. The first one was based on the free enzyme recuperation by yeast suspension centrifugation. The second one was the enzyme immobilization on chitin and sugar cane bagasse (cellulose) supports. The enzyme was immobilized on treated or nontreated chitin with glutaraldehyde, using different concentrations of polyethylenimine, resulting in 6 different immobilization techniques on chitin. The immobilization on cane bagasse was made by cellulose activation with periodic acid. The quantity of immobilized protein and its activity yields were very low in the immobilization techniques. Nevertheless, the specific activity of the immobilized enzyme was satisfactory in several immobilizations, except those which have used treated-support with glutaraldehyde, showing the negative effect of this reagent on papain and the importance of improvement of this technique. The yeast suspension treated with free papain in solution was centrifuged and this process was done 14 times, using the same recovered papain. The use of SDS in this process to improve the cell deflocculation wasn’t efficient. The yeast cell suspension centrifugation after free-enzyme treatment must be studied to industrial purposes.

Orientadora : Profª. Drª. Graciela Inês Bolzon de Muñiz / Coorientadores : Prof. Dr. Alan Sulato de Andrade, Prof. Dr. Leonardo Simon, Profª. Drª. Silvana Nisgoski / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 29/09/2016 / Inclui referências / Área de concentração : Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais / Resumo: As nanoceluloses têm sido estudadas como biopolímeros de alta tecnologia para aplicação em diversos materiais, especialmente para o desenvolvimento de filmes. O objetivo desse trabalho foi avaliar a aplicação de celulose microfibrilada (CMF) de Eucalyptus sp. para a aplicação em recobrimento e barreira de filmes celulósicas, assim como o desenvolvimento de um biofilme onde a CMF possa atuar como reforço em uma matriz de amido (mandioca e mandioca hidroxiproprilado). Foram utilizadas CMF's de duas fontes: CMF laboratorial produzida nomoinho desfibrilador Masuko utilizando polpa branqueada e não branqueada; e a CMF industrial com diferentes graus de fibrilamento. As CMF's foram caracterizadas morfologicamente e termicamente. As folhas celulósicas com as deposições superficiais e os biofilmes foram caracterizados morfológica, física, mecânica e termicamente. Os resultados mostraram o desenvolvimento de materiais promissores para o setor de embalagens, com ganhos nas propriedades mecânicas, físicas e térmicas, porém a principal limitação do uso do amido e da CMF foi quanto a sua alta afinidade por umidade, o que limita a aplicação em ambientes com tempo elevado de exposição a umidade. A aplicação do filme de CMF reduziu significativamente a absorção de água, porém os resultados indicam que este ainda não é um material totalmente impermeável para determinadas aplicações. Uma aplicação potencial poderia ser quanto ao seu uso em embalagens emalimentos vendidos em padarias e fast foods, onde o tempo de contato com a umidade e óleos é mais curto. Já o biofilme de amido de mandioca apresentou características potenciais para o desenvolvimento de um bioplástico com boas propriedades físicas e mecânicas. Palavras-chave: CMF. Embalagens. Nanotecnologia. Filme celulósico. Impermeabilidade. / Abstract: Nanocelluloseshave been studied as a high-tech biopolymer to use in various materials, especially for the packaging industry. The aim of this study was to evaluate the application of microfibrillated cellulose (MCF) from Eucalyptus sp. for use in cellulosic sheet coatings and cellulosic film barriers as well asto develop a biofilm where MCF can acts as a reinforcement in a starch matrix (hydroxipropilated cassava starch and cassava starch). MCFs were used from two sources: MCF produced in a laboratory with a Masuko defibrillator mill using bleached and unbleached pulp and industrial MCF with different degrees of fibrillation. The MCF's were characterized morphologically and thermally. The cellulosic sheets with the superficial deposits and biofilms were characterized by morphologic, physical, mechanical and thermal properties. The results show potential for a promising new material for the packaging sector with improvements in mechanical, physical and thermal properties. The major limitation on the use of starch and MCF was its high affinity for moisture, which limits its application in environments with exposure to moisture for long periods. The application of the MCF film significantly reduced the absorption of water, but the results indicated that the MCF film was not a completely waterproof material for certain applications. Since thecassava starch biofilm showed potential features for the development of a bioplastic with good physical and mechanical properties, one potential application could be in bakery and fast food packaging where the contact time with moisture and oils is shorter. The cassava starch biofilm showed potential features for the development of a bioplastic with good physical and mechanical properties. Keywords: MCF. Packaging. Nanotechnology. Cellulosic film. Impermeability.

A busca por materiais provenientes de matérias-primas renováveis e de baixo impacto ambiental é um dos campos que mais atrai pesquisadores na área da engenharia. A necessidade de substituir materiais oriundos de fontes não sustentáveis, tais como o petróleo, é o principal fator que motiva os estudos nessa área. Um dos materiais mais promissores nesse campo é a celulose, biomassa mais abundante no planeta. A celulose pode ser obtida de fontes naturais, mas também é descartada pelas indústrias moveleira e papeleira. É necessário dar um destino a esse resíduo, e a sua transformação em nanocelulose é uma das alternativas. A aplicação da nanocelulose em compósitos é muito visada, pois estes materiais podem oferecer uma série de vantagens: boas propriedades óticas e mecânicas, estabilidade dimensional e reciclabilidade. Assim, o presente estudo tem como objetivo obter celulose nanofibrilada (CNF) a partir de resíduos de celulose não branqueada de Pinus sp. (CNF-P) e de celulose branqueada de Eucalyptus sp. (CNF-E), e avaliar as propriedades físicas, térmicas e dinâmico-mecânicas dos compósitos CNF/resina poliéster. Os resíduos de celulose foram moídos em moinho Masuko MKCA 6-2 (3% m/v). Foi feita troca de solvente para álcool 96 °GL, e a suspensão foi seca em extrator supercrítico. As CNFs obtidas foram dispersas em resina poliéster utilizando agitação mecânica nas concentrações de 0,5%, 1% e 2%. Os compósitos foram preparados por casting de resina. Foi avaliada a composição química da polpa de celulose, e foi realizada caracterização da celulose de origem e das CNFs obtidas através de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, análise termogravimétrica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura. Os compósitos foram avaliados quanto às suas propriedades físicas, dinâmico-mecânicas e termomecânicas . Foram obtidas nanofibras de celulose com diâmetro médio de 70-90 nm e densidade aproximada de 0,3 g/cm³. A celulose de Pinus sp. e a celulose de Eucalyptus sp. tiveram percentual de α-celulose de 72,7% e 92,6%, respectivamente. A composição química das CNFs não foi alterada durante os processos de micronização e de secagem supercrítica. A cristalinidade das CNFs obtidas diminui após a moagem. A densidade dos compósitos não foi alterada. O compósito CNF-E-1% teve menor absorção de água, próxima aos valores da resina pura. O módulo de armazenamento dos compósitos foi mais elevado para o compósito CNF-E-2%. Na análise do módulo de perda, todos os compósitos dissiparam mais energia em relação à resina pura, evidenciando boa interação na interface fibra/matriz. A temperatura de transição vítrea não foi alterada significativamente. A energia de ativação na transição-alfa aumentou no compósito CNF-E-1%, indicando melhor interação na interface. O menor coeficiente de expansão térmica foi encontrado para o compósito CNF-E-1%, cujo valor foi 60% menor do que o da resina pura na temperatura de 130 °C. De modo geral, as fibras branqueadas de Eucalyptus sp. mostraram ser uma alternativa melhor e mais eficiente para obtenção de CNFs, possibilitando a obtenção de compósitos com melhores propriedades dinâmico e termomecânicas. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-11-24T15:13:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alessandra Lavoratti.pdf: 4893168 bytes, checksum: 90e8de6bcc08aab95b298b09ba1c693b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-24T15:13:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alessandra Lavoratti.pdf: 4893168 bytes, checksum: 90e8de6bcc08aab95b298b09ba1c693b (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, FAPERGS. / The search for low-impact, renewable materials is a recent research topic. The need to substitute materials from non-renewable sources is one of the main motivations for such studies in this area. In this context, one of the most promising materials is cellulose, the most abundant biomass on Earth. Cellulose can be obtained from many natural sources, but it is also largely discarded by the paper and wood industry. As such, it is necessary to give these residues a proper destination, and the processing of cellulose waste into nanocellulose is one of the alternatives. The application of nanocellulose in composites is greatly studied, as these materials have many advantages, such as good optical and mechanical properties, weight reduction and recyclability. The present study aims to enable low-cost production of cellulose nanofibers (CNF) from Pinus sp. (CNF-P) and Eucalyptus sp. (CNF-E) cellulose waste, and to evaluate the physical, thermal and dynamic-mechanical properties of polyester resin/nanocellulose composites. Cellulose waste was ground in water (3% wt per volume) in a Masuko MKCA 6-2 grinder at 2,500 rpm until gel was formed. Solvent exchange steps to ethanol 96 °GL were performed, and the gel suspension was dried in a supercritical dryer, using carbon dioxide as supercritical fluid. The obtained nanofibers were dispersed in polyester resin in concentrations of 0.5, 1 and 2 wt%. The samples were prepared by resin casting into rubber silicone molds, and cured in situ at 25 °C for 24 h. Two post-curing steps were performed: 6 h at 80 °C and 2 h at 120 °C. The CNFs were evaluated on their chemical composition and density. Thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and and field emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM) were also performed. Composite samples were evaluated on their density and water absorption. The dynamic mechanical analysis (DMTA) of the composites was performed at different frequencies. Thermal mechanical analysis was used to evaluate the coefficient of thermal expansion of the composites. Low-density (aproximately 0.3 g/cm³) CNFs with a mean diameter of 70-90 nm were succesfully obtained. The chemical composition of the cellulose waste revealed that both have a high initial cellulose content of 72.7 % for unbleached Pinus sp. and 92.6% for bleached Eucalyptus sp. The overall chemical composition of the original cellulose and the obtained CNFs evaluated by FTIR was not changed. CNFs were less thermally stable than the cellulose waste. The crystallinity index of CNFs reduced after grinding. Density of the composites was not altered. Water absorption tests revealed that the CNF-E-1% composite had the lowest values, close to that of the neat resin. The storage modulus obtained by DMTA was the highest for CNF-E-2%. Loss modulus was higher for all composites in comparison with the neat resin, evidencing interactions in the fiber/matrix interface. Glass transition temperature was not significantly altered. The activation energy of the alpha transition was the highest for CNF-E-1%, which may denote better interaction at the fiber/matrix interface. The lowest thermal expansion values were found for CNF-E composites, and the CNF-E-1% composite had a CTE 60% lower than neat resin at 130 °C. Overall, bleached Eucalyptus sp. was found to be a more efficient source of CNFs in this study, yielding the best dynamic mechanical and thermal properties.