Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-29T15:07:27Z No. of bitstreams: 1 RAYANE SANTA CRUZ MARTINS DE QUEIROZ ANTONINO - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2016.pdf: 1360876 bytes, checksum: bf2f12294c54d5dd47a2072415f51663 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T15:07:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAYANE SANTA CRUZ MARTINS DE QUEIROZ ANTONINO - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2016.pdf: 1360876 bytes, checksum: bf2f12294c54d5dd47a2072415f51663 (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / Capes / A quitina é o segundo polissacarídeo mais abundante na natureza, sendo a quitosana seu principal derivado. A quitosana é um polissacarídeo composto por unidades de Nacetil-glucosamina e N-glucosamina unidas por ligações (1-4). Suas propriedades de biocompatibilidade, baixa toxicidade e biodegradabilidade, a tornam um polímero de escolha em aplicações biomédicas e farmacêuticas. Encontra-se quitina em insetos, fungos e em exoesqueletos de crustáceos, sendo esta última a fonte de mais fácil obtenção. Sendo assim, objetiva-se produzir quitosana a partir de exoesqueletos de camarão (Litopenaeus vannamei Boone) visando aplicações biomédicas. Primeiramente, fez-se necessário o beneficiamento da casca de camarão, para posterior tratamento químico. Sendo, portanto, retirado da casca a fase mineral, a fase proteica, os pigmentos, extraindo assim, a quitina, e posterior desacetilação da mesma para finalmente, obter a quitosana. Foram determinados tempos diferentes nas etapas do processo a fim de se obter características distintas entre os lotes. Foram realizados ensaios de caracterização química e física da quitosana obtida a fim de verificar a pureza, como também a variabilidade nas características obtidas quanto ao processamento. As amostras de quitosana possuem aspecto de pó e de coloração branca. O método de desmineralização foi eficiente, observado pelo teor de cinzas abaixo de 0,063%; o grau de desacetilação está acima de 90%, tal resultado corrobora com a solubilidade adequada da quitosana em soluções diluídas de ácidos fracos, e o baixo teor de insolúveis determinado; por meio do ensaio de difração de raios X (DRX) foi possível a identificação dos picos característicos da quitosana e sua distinção com a quitina; a massa molecular obtida por viscosimetria, determinou que a quitosana obtida nos cinco lotes, podem ser caracterizadas como de médio peso molecular; e quanto ao aspecto morfológico, foi possível observar semelhança da superfície entre os cinco lotes da quitosana obtida. Assim, as amostras de cada lote obtiveram resultados satisfatórios para os ensaios de caracterização para aplicações farmacêuticas e biomédicas. / Chitin is the second most abundant polysaccharide in nature, the chitosan being its main derivative. Chitosan is a polysaccharide composed of N-acetyl-glucosamine and N-glucosamine units linked by  (1-4) linkages. Their properties of biocompatibility, low toxicity and biodegradability, make a polymer of choice for biomedical and pharmaceutical applications. It lies chitin in insects, fungi and the exoskeletons of crustaceans, the latter being the source easier to obtain. Thus, the objective is to produce chitosan from shrimp exoskeletons (Litopenaeus vannamei Boone) aiming for biomedical applications. First, it became necessary the processing of shrimp shells for further chemical treatment. It is, therefore, taken from the bark mineral phase, the proteinaceous phase, pigments, thereby drawing, chitin, and subsequent deacetylation thereof to finally obtain chitosan. They were determined at different times of the process steps in order to obtain different characteristics between batches. Chitosan chemical and physical tests were performed as obtained in order to verify purity as well as the variability in characteristics obtained on processing. Chitosan samples have aspect powder and white coloration. The method was efficient demineralization, observed by an ash content below 0.063%; The deacetylation degree is above 90%, this result confirms adequate solubility of chitosan in dilute solutions of weak acids, and certain low insoluble content; using the test X-ray diffraction (XRD) it was possible to identify the characteristic peaks of chitosan and its distinction with chitin; the molecular weight obtained by viscometry determined that the chitosan obtained in five batches, can be characterized as average molecular weight; and as the morphologic aspect, it observed like the surface of the five lots of chitosan obtained. Thus, samples from each batch satisfactory results for the characterization tests for pharmaceutical and biomedical applications.

Orientador: Eduardo René Pérez González / Banca: Silvana Lanfredi Nobre / Banca: Maria Helena Sarragiotto / Banca: Beatriz Eleuterio Goi / Banca: Cristiano Raminelli / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: O presente trabalho descreve modificações estruturais feitas na cadeia lateral do polímero quitosana mediante a N-alquilação com diferentes aldeídos aromáticos, a qual originam bases de Schiff como produtos intermediários, seguido de uma redução com cianoborohidreto de sódio (NaBH3CN). Subsequentemente, reações de acoplamento entre o produto sintetizado N-benzil quitosana e diferentes sais de diazônio foram realizadas para produzir uma nova classe de compostos poli-azóicos a partir deste polímero. Diferentes materiais foram sintetizados para investigar a influencia de diferentes substituintes na complexação de metais e futuros estudos de eficiência biológica. Pela técnica de ressonância magnética nuclear de próton em solução, o grau de substituição dos poli-azo-compostos foi de 46 a 66%. Os compostos foram caracterizados por FT-IR e RMN de 13C no estado sólido e RMN de 15N em solução, que confirmaram a síntese dos derivados poliméricos. Também foi realizado um estudo da interação destes materiais sintetizados com os íons metálicos Cu(II) e Zn(II). Para a caracterização dos complexos, utilizou-se as técnicas de titulação complexométrica, FAAS, MEV, EDS, difratometria de raios X, EPR e TG/DTG. Por titulação complexométrica e FAAS, a quitosana pura mostrou maior capacidade em complexar/adsorver os metais do que seus derivados. A capacidade de adsorver íons Cu(II) foi maior do que íons Zn(II) para todos os compostos. Por MEV e EDS, observou-se que além do cobre coordenado pelos ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work describes structural modifications in the side chain of the polymer chitosan by N-alkylation with different aromatic aldehydes, which originates Schiff base as an intermediate, followed by reduction with sodium cyanoborohydride (NaBH3CN). Subsequently, coupling reactions between the synthesized product N-benzyl chitosan and various diazonium salts were carried out to produce a new class of poly-azo compounds from this polymer. Different materials were synthesized to investigate the influence of different substituents on metal chelation and future studies of their biological efficience. From nuclear magnetic resonance technique, the degree of substitution of the poly-azo compounds was between 46 and 66%. The compounds were characterized by FT-IR, 13C NMR in solid state and 15N NMR in solution, which confirmed the synthesis of the polymeric derivatives. The interaction of the synthesized materials with the metal ions Cu(II) and Zn(II) was also studied. For the characterization of such metal complexes, the techniques complexometric titration, FAAS, SEM, EDS, X-ray diffraction, EPR and TG/DTG were employed in this work. By complexometric titration and FAAS, pure chitosan showed greater capacity for complex/adsorb metals than its derivatives. The capacity of adsorbing Cu(II) ions was greater than Zn(II) ions for all compounds. The synthesized complexes were studied by various spectroscopic techniques. By SEM and EDS, it was observed that in addition of copper coo... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Guilherme Orsetti (guilherme.orsetti@ufvjm.edu.br) on 2016-07-14T19:37:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) andressa_ aparecida_goncalves.pdf: 2921232 bytes, checksum: 7bb7b4fc7e6bed0489470006df3aeb04 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2016-07-18T14:56:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) andressa_ aparecida_goncalves.pdf: 2921232 bytes, checksum: 7bb7b4fc7e6bed0489470006df3aeb04 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-18T14:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) andressa_ aparecida_goncalves.pdf: 2921232 bytes, checksum: 7bb7b4fc7e6bed0489470006df3aeb04 (MD5) Previous issue date: 2016 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (Capes) / Funda??o de Amparo ? Pesquisa do estado de Minas Gerais (FAPEMIG) / Nanopart?culas bimet?licas (bNPs) de Ni-Fe estabilizadas com s?lica (Ni-Fe/SIL) e quitosana (Ni-Fe/QUI) foram sintetizadas e caracterizadas para aplica??o em ?gua contaminada para remo??o da nimesulida (NMS). Para os ensaios em batelada em solu??es aquosas, fatores que afetam a remo??o NMS tais como a concentra??o inicial de NMS e a dosagem de Ni-Fe/SIL e Ni-Fe/QUI foram investigados sistematicamente. A remo??o completa da NMS foi obtida em 15 min de rea??o ao utilizar-se as bNPs 8%Ni-Fe/SIL, na velocidade 250 rpm, dose de 0,6g e concentra??o inicial de 50 mg L-1. J? a remo??o completa ao utilizar-se as bNPs 17%Ni- Fe/QUI foi obtida ap?s 17,5 min de rea??o de 40 mg L-1 de NMS com 0,8 g de 17%Ni- Fe/QUI e agita??o de 250 rpm. Como esperado para uma rea??o heterog?nea realizada em batelada, sob vigorosa agita??o, foi verificado que a taxa de remo??o aumentou com o aumento da concentra??o inicial da NMS e da dosagem de 8%Ni-Fe/SIL e 17%Ni-Fe/QUI. Foi realizado um estudo do efeito da velocidade de agita??o do sistema, verificando que este ? um fator que influencia diretamente na taxa de remo??o. O estudo de remo??o na presen?a e na aus?ncia de oxig?nio dissolvido revelou que a presen?a deste ?ltimo exerce uma pequena influ?ncia no processo de remo??o. Um estudo comparativo da remo??o utilizando a bNPs na presen?a e na aus?ncia dos agentes estabilizantes foi realizado nas mesmas propor??es, sendo verificado que os n?veis de remo??o foram superiores para o sistema em presen?a de estabilizantes. A an?lise do subproduto formado da NMS mostrou que este ? menos t?xico que o composto original. O presente trabalho demonstra que o processo de tratamento redutivo alternativo fazendo uso de nanopart?culas bimet?licas contendo Fe e Ni ? muito promissor para a elimina??o da NMS. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2016. / ABSTRACT Fe-Ni bimetallic nanoparticles stabilized with silica (Ni-Fe/SIL) and chitosan (Ni-Fe/CS) were synthesized and characterized for use in contaminated water for removal of nimesulide (NMS). For the test batch in aqueous solutions, factors affecting the removal of drugs such as the initial concentration of NMS and dosage of Ni-Fe/SIL and Ni-Fe/CS were investigated systematically. The complete removal of the NMS was obtained in 15 min of reaction using up the bNPS 8%Ni-Fe/SIL speed 250 rpm, initial concentration of 50 mg L- and 0.6g dose. Since complete removal when using bNPs 17%Ni-Fe/CS was obtained after 17.5 minutes of reaction 40 mg L-1 NMS with 0.8 g of 17%Ni-Fe/CS and stirring 250 rpm. As expected for a heterogeneous reaction carried out in batch, under vigorous stirring, it was found that the removal rate increased with the increase of the initial concentration of the drugs and dosage of Ni-Fe/SIL and Ni-Fe/CS. A study of the effect of system stirring speed was carried out by checking that this is a factor that directly influence the removal rate. The removal of the presence and in the absence of dissolved oxygen showed that the presence of the latter exerts a small influence on the removal process. A comparison of removal using the bNPs in the presence and in the absence of stabilizers was performed in the same proportions, and found that the removal rates were higher for the system in the presence of stabilizers. The analysis of the byproduct formed from the NMS showed that it is less toxic than the parent compound. The present work demonstrates that the reductive treatment process alternative making use of bimetallic nanoparticles containing Fe and Ni is very promising for the elimination of NMS.

Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2017-09-21T19:51:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tarciane_silva_pinto.pdf: 4051834 bytes, checksum: d6525c9152e47311a8695bf3eed5c6e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2017-10-09T13:37:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tarciane_silva_pinto.pdf: 4051834 bytes, checksum: d6525c9152e47311a8695bf3eed5c6e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T13:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tarciane_silva_pinto.pdf: 4051834 bytes, checksum: d6525c9152e47311a8695bf3eed5c6e6 (MD5) Previous issue date: 2017 / Neste trabalho, Carbon Dots (CDs) obtidos a partir de celulose de algod?o e contendo 4,5 mmol.g-1 de grupos funcionais ?cidos, dos quais 63 % exibiam pKas t?picos de ?cidos carbox?licos foram usados na prepara??o de filmes automontados com os biopol?meros quitosana (QT) e col?geno (CL) a fim de verificar a morfologia, espessura e intera??es moleculares entre os componentes. A quitosana usada apresentou um total de 4,2 mmolg-1 de grupos funcionais -NH2, correspondente a um grau de desacetila??o de ~70 %. Por outro lado, o col?geno hidrolisado apresentou diferentes grupos funcionais com acidez de Br?nsted, t?picos da presen?a de diferentes amino?cidos na estrutura. Todos os filmes finos foram preparados com a t?cnica de deposi??o camada por camada (do ingl?s: Layer-by-layer (LbL)) por meio de imers?o do substrato nas diferentes solu??es. Os materiais foram caracterizados por diferentes t?cnicas, incluindo Microscopia de For?a At?mica, Espectroscopia na regi?o do UV-Vis, Espectroscopia de Resson?ncia de Plasma de Superf?cie e Titula??o Calorim?trica. Em todas as condi??es experimentais utilizadas para o crescimento dos filmes, observou-se um crescimento linear da quantidade de material depositado com o n?mero de imers?es realizadas. No entanto, diferentes condi??es das solu??es dos biopol?meros e da suspens?o de Carbon Dots produziram filmes com espessura e morfologia diferentes. Nos filmes de QT/CDs a quantidade de nanopart?culas depositadas por bicamada, com solu??o de quitosana em pH = 3,5, pH = 5 e pH = 3,5 na presen?a de 0,1 mol/L de NaCl, foram, respectivamente, 11 mg.m-2, 16 mg.m-2 e 24 mg.m-2 sendo as espessuras dos filmes, com 20 bicamadas, correspondentes a estas quantidades foram de 60, 150 e 200 nm. Este resultado ? atribu?do ao aumento da flexibilidade das cadeias polim?ricas dos biopol?meros, as quais est?o menos carregadas. Dessa forma, as cadeias podem apresentar conforma??es mais adequadas para recobrir eficientemente a estrutura das nanopart?culas quase esf?ricas. Al?m disso, o aumento da for?a i?nica da solu??o de Carbon Dots tamb?m contribui para o aumento de material depositado devido ? forma??o de aglomerados sob estas condi??es. Nos filmes de CL/CDs, a quantidade de nanopart?culas depositadas, com solu??o de col?geno em pH = 3,16, pH = 5 e pH = 3,16 na presen?a de 0,1 mol/L de NaCl, foram 2,3 mg.m-2, 6,46 mg.m-2 e 6,41 mg.m-2, respectivamente. No entanto, a energia de intera??o, obtida por calorimetria isot?rmica, ? maior em pH baixo. Em geral, a quantidade de material depositado nos filmes de col?geno ? bem inferior ?s observadas para os filmes de QT/CDs e, consequentemente, filmes com espessuras entre 40 e 50 nm. Al?m disso, n?o foi observada varia??o significativa entre as massas depositadas nestes filmes com o aumento do pH e for?a i?nica. Estes resultados podem estar relacionados ? menor ?carga parcial positiva? sobre as cadeias da prote?na em rela??o a quitosana, observada pelos potenciais zeta nestas condi??es. Por fim, os resultados aqui apresentados sugerem que as estruturas dos filmes, isto ?, morfologia e espessura, podem ser facilmente controladas e reproduzidas manipulando-se as condi??es das solu??es dos biopol?meros, al?m do tradicional n?mero de imers?es. Em adi??o, o estudo pode contribuir para o desenvolvimento de uma nova classe de dispositivos de alto desempenho, como sensores e superf?cies fotoativas. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017. / In the present work, Carbon Dots (CDs), obtained from cotton cellulose and containing 4.5 mmol g-1 of acid functional groups, of which 63% exhibited typical pKa?s compared to carboxylic acids, were used in the preparation of self-assembled films with the biopolymers Chitosan (QT) and Collagen (CL) in order to verify the morphology, thickness and molecular interactions among the components. The chitosan used in this work had a total of 4.2 mmol g-1 of functional groups ?NH2, corresponding to a deacetylation degree of ~70%. On the other hand, the hydrolyzed collagen showed different functional groups with Br?nsted acidity typical to the presence of different amino acids in the structure. All the thin films were prepared using the Layer-by-layer method (LbL) by immersing the substrate in different solutions. The materials were characterized by several techniques, such as Atomic Force Microscopy, UV-Vis Spectroscopy, Surface Plasmon Resonance and Calorimetric Titration. It was observed, in all experimental conditions for the growth of the films, a linear increase in the amount of deposited material with the number of immersions performed. However, different conditions of the biopolymer solutions produced films with different thickness and morphology. In the films QT/CDs the amount of nanoparticles deposited per bilayer, with the chitosan solution at pH = 3.5, pH = 5 and pH = 3.5 with the presence of 0.1 mol L-1 of NaCl, were, respectively, 11 mg m-2, 16 mg m-2 and 24 mg m-2 with the thickness of the film, at 20 bilayers, at 60, 150 and 200 nm. This result is associated to the increase in the flexibility of the polymeric chains of the biopolymers, which are less charged. Thus, the chains can present conformations that are proper to cover more efficiently the structure of the almost spherical nanoparticles. Furthermore, the increase of the ionic strength of the Carbon Dots solution also contributes to the increase of the material deposited due to the formation of agglomerates in these conditions. In the films CL/CDs, the amount of nanoparticles deposited, with the collagen solution at pH = 3.16, pH = 5 and pH3.16 in the presence of 0.1 mol L-1 of NaCl, were 2.3 mg m-2, 6.46 mg m-2 and 6.41 mg m-2, respectively. However, the interaction energy, obtained by isothermal calorimetry, is higher in low pH. In general, the amount of material deposited on the collagen films is much lower than that observed for the QT/CDs films and, consequently, films thickness are 40 and 50 nm. Besides that, it was not observed any significant variation between the masses deposited in these films with the increase of the pH and the ionic strength. These results may be associated to the lower ?partial positive charge? on the protein chains in relation to the chitosan, observed by the zeta potentials in these conditions. The presented results suggest that the structures of the films, i.e. morphology and thickness, can be easily controlled and reproduced manipulating the conditions of the biopolymer solutions and the number of immersions. Additionally, the study may contribute to the development of a new class of high performance devices, such as sensors and photoactive surfaces.

A enzima β-D- frutofuranosídeo frutohidrolase (E.C. 3.2.1.26), também conhecida como invertase, é uma hidrolase capaz de clivar o dissacarídeo sacarose, gerando mistura equimolar de glicose e frutose (‘açúcar invertido’). A aplicação deste, bem como a dos monossacarídeos de modo isolado é bastante comum na indústria alimentícia, por exemplo na manufatura de recheios de doces, além de outras aplicações, como na indústria farmacêutica. O objetivo deste trabalho foi avaliar diferentes suportes e métodos de imobilização de uma invertase de Saccharomyces cerevisiae. Os experimentos feitos com filmes de celulose, macroesferas de quitosana, e o suporte comercial Immobead não apresentaram resultados conclusivos. A imobilização covalente unipontual da invertase em mistura de nano e agregados de nanopartículas de quitosana possibilitou a obtenção dos seguintes resultados: além desse suporte ser de fácil preparação e ativação, oferecendo grande área superficial para a imobilização, o derivado imobilizado apresentou alta recuperação da atividade, sendo utilizado o protocolo que permitiu obter 74,3 % de rendimento e 61,6 % de eficiência de imobilização. A temperatura (55 ºC) e o pH ótimos de atividade (4,5), estabilidade térmica e ao armazenamento não foram modificados pós-imobilização. A afinidade da invertase pelo substrato decaiu cerca de 3 vezes, devido à reduzida acessibilidade da sacarose ao sítio ativo da enzima. Porém, o parâmetro Vmax manteve-se constante, indicando que não houve perda na máxima conversão da sacarose em seus monossacarídeos. Através da imobilização foi possível obter excelente estabilidade operacional: 59 reusos com 100 % da atividade catalítica da enzima (bateladas de 30 min, sob suave agitação, com solução de sacarose 8 %, a 55 ºC). / The enzyme β-D- fructofuranoside fructohydrolase (E.C. 3.2.1.26), also known as invertase, is one hydrolase able to cleave the sucrose disaccharide, generating an equimolar mixture of glucose and fructose (‘invert sugar’). The application of invert sugar, as well the isolated monosaccharides is very common in the food industry, for example in the manufacture of filling of sweets, besides other applications, as in the pharmaceutical industry. The objective of this work was to evaluate different supports and immobilization methods of an invertase from Saccharomyces cerevisiae. The experiments performed with cellulose films, chitosan macrospheres and the commercial support Immobead did not present conclusive results. The unipoint covalent immobilization of invertase in a mixture of chitosan nano and aggregated nanoparticles made possible to obtain the following results: besides the easy preparation and activation of this support, offering high superficial area for enzyme immobilization, the immobilized derivative presented high activity recovery, which allowed getting 74.3 % of immobilization yield and 61.6 % of immobilization efficiency. The optimal temperature (55 ºC) and pH (4.5) for activity, thermal and storage stabilities were not modified after immobilization. The enzyme affinity for its substrate decreased about 3 folds, mainly due to the reduced accessibility of sucrose to the catalytic site of the enzyme. However the parameter Vmax remained constant, indicating that there was not loss in the maximal conversion of sucrose in its monosaccharides. Through the immobilization was possible to obtain excellent operational stability: 59 reuses with 100 % of the catalytic enzyme activity (batches of 30 min, under genlte stirring, with sucrose solution 8 %, 55 ºC).

No presente trabalho, foram desenvolvidas nanocápsulas de núcleo lipídico (LNCs) para posterior revestimento com manana através da utilização de duas metodologias diferentes, sendo ambas por interações eletrostáticas. Na primeira metodologia, soluções de manana em diferentes concentrações foram gotejadas sobre a formulação LNC-Quit+ e na segunda metodologia a LNC-Quit+ foi injetada nas soluções de manana. Através de análises de diâmetro, mobilidade eletroforética, potencial zeta e viscosidade, foi possível notar que a primeira metodologia não apresenta reprodutibilidade, demonstrando valores aleatórios, ao passo que, na segunda metodologia os valores são reprodutíveis para a concentração de 0,5 μg/mL final de manana. Também foi possível observar que as nanopartículas revestidas com manana não apresentam estabilidade após 24 horas, sugerindo-se que a manana se desprende da superfície da partícula. Nas duas metodologias foram utilizadas concentrações diferentes de material de partida, e com isso, foi criada a metodologia 2B para que as anteriores pudessem ser comparadas. Com estes resultados tem-se um caminho promissor para estudos futuros e o aprimoramento deste tipo de revestimento. / In the present work, lipid core nanocapsules (LNCs) was developed for subsequent coating with mannan by using two different methodologies and both by electrostatic interactions. In the first methodology, mannan solutions at different concentrations were drop wise on LNC-Quit+ formulation and the second methodology, LNC-Quit+ was injected in mannan solutions. Through analysis of diameter, electrophoretic mobility, zeta potential and viscosity, it was possible to notice that the first methodology was not reproductible, showing random values, whereas, in the secont methodology the values was reproductible for the 0,5 μg/mL concentration. It was also possible to observe that the particle coated with mannan has no stability after 24 hours, suggesting that mannan detaches from the particle surface. In this methodologies, two different concentrations of raw materials are used, and with that, it was created the methodology 2B so that the results could be compared. With these results, it was a promising path way for future studies and enhancement of this type of coating.

Os biomateriais metálicos possuem módulo de elasticidade superior ao do osso o que pode ocasionar a reabsorção óssea, devido à blindagem de tensões. Além disso, a liberação de íons devido à corrosão do implante pode provocar inflamação, e em função da vida útil do implante, normalmente, existe a necessidade da segunda intervenção cirúrgica para substituição do mesmo. Com o intuito de contornar os pontos negativos dos implantes metálicos, têm sido estudados materiais absorvíveis com módulo de elasticidade próximos ao do osso. O magnésio e suas ligas têm sido propostos para uso em implante absorvível desde o final do século XIX. A grande dificuldade em utilizá-los está na elevada taxa de corrosão dos mesmos, que não é compatível com a velocidade de cicatrização dos tecidos adjacentes ao implante. Neste contexto, revestimentos têm sido propostos. O objetivo deste estudo é obter pelo método sol-gel, revestimentos híbridos absorvíveis à base de quitosana e GPTMS (Glicidoxipropiltrimethoxisilano) para aumentar a resistência à corrosão da liga de magnésio ZK60 visando aplicação biomédica. Parâmetros como tempo de hidrólise e pH do sol foram monitorados para avaliar as características do sol obtidos com as proporções quitosana/GPTMS de 1:1 e 1:2. A partir desse monitoramento foram estabelecidos os valores dos parâmetros a serem empregados para obtenção do revestimento por dip-coating. Foram aplicadas quatro diferentes arquiteturas (combinações de camadas) do revestimento sobre a liga ZK60. Os revestimentos obtidos foram caracterizados quanto à morfologia por MEV. A resistência à corrosão das amostras foi avaliada por monitoramento do potencial de circuito aberto por 24 horas em uma solução para simular o fluido corpóreo (SBF - Simulated Body Fluid). Os resultados mostraram que o revestimento obtido com a arquitetura 1, 2 e 4 (1 a 3 camadas) não promoveram deslocamento do potencial de circuito aberto em relação à liga ZK60 não revestida. Contudo, as amostras recobertas com três camadas (arquitetura 3) apresentaram um deslocamento do potencial de circuito aberto na ordem de 1000 mV em relação à liga não revestida, no entanto, houve o destacamento de parte da camada. Esses resultados indicam que é possível obter um revestimento que funcione como uma barreira temporária entre a liga de magnésio e o meio, retardando dessa forma a corrosão da mesma. Entretanto, estudos devem ser realizados no sentido de melhorar a adesão entre esse filme e o substrato. / Metallic biomaterials have a superior elastic moduli than cortical bone, which may lead to bone resortion, due to “the shielding of bone”. Besides, ion release as a result of corrosion may also lead to a inflammatory chain. And, according to the implants life cycle, it ordinarily implies its replacement. Focusing on avoiding those problems of the metallic materials, it has been studied absorbable implants with close-to-bone elastic moduli. Magnesium and its alloys have been proposed as absorbable implants since the end of the nineteenth century. The main difficulty in using Mg implants is its high corrosion rate, which is not compatible to the adjacent tissues healing rate. In this context, absorbable coatings have been proposed. The objective of this study is to obtain, through the sol-gel method, absorbable hybrid coatings composed by chitosan and GPTMS (Glicidoxipropiltrimethoxisilane) to enhance the corrosion resistance of the ZK60 alloy, focusing on biomedical applications. Parameters such as hydrolysis and the sol’s pH were monitored to evaluate the sols characteristics obtained with the proportions of chitosan/GPTMS of 1:1 and 1:2. The parameters used to obtain the coating through dip-coating were stablished from this monitoring. Four architechtures were stablished (arrangement of layers) of the coating over the ZK60 alloy. The coating morphology was characterized using MEV. The corrosion resistance of the samples was evaluated by OCP (Open Circuit Potential) monitoring in a SBF (Simulated Body Solution) solution for 24 hours. The obtained results show that the coating with Archtechture 1, 2 and 4, did not increase significatively the corrosion potential comparing to uncoated ZK60. However, the archtecture 3 showed a displacement in the order of 1000 mV in the OCP, contrasting with the uncoated ZK60, nevertheless, the coating detached from the substrate. Those results indicate that it is possible to obtain a coating that works as a barrier between the Mg alloy and the media, slowing down the corrosion of the specimen. However, studies to enhance the coatings adhesion are mandatory to its efectiveness.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2012-12-05T19:54:22Z No. of bitstreams: 1 Rhyna Carla da Cunha Costa Avaliação in vitro... 2008.pdf: 63652316 bytes, checksum: b5b47c90094bcc1316f3f0c6a163aa92 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-05T19:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rhyna Carla da Cunha Costa Avaliação in vitro... 2008.pdf: 63652316 bytes, checksum: b5b47c90094bcc1316f3f0c6a163aa92 (MD5) Previous issue date: 2008 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, Bahia, Brasil / Na primeira parte desse estudo, foi avaliada in vitro a influência de 2 diferentes graus de N-acetilação (DA) de matrizes tridimensionais (3D) de quitosana sobre a viabilidade, adesão, distribuição e proliferação de células mesenquimais extraídas da medula óssea de ratos (rBMSC's), assim como, a influência do soro autólogo de rato (RS), sobre os mesmos aspectos, como fonte de proteínas e fatores de crescimento. Para tanto, 10 animais foram utilizados para extração do RS e das rBMSC's. As células foram semeadas e induzidas a osteodiferenciação sobre matrizes 3D de quitosana, com FBS (Soro Fetal Bovino) e sem adição do RS. Na segunda parte dessa análise, foi analisado in vivo o comportamento biológico de matrizes 3D de quitosana para a regeneração óssea, com DA's de 4 e 15%, quando implantadas em defeitos com morfologia e dimensões criticas, criados em calvária de rato. Utilizou-se 80 animais, distribuídos em 4 grupos, com 5 animais cada, avaliados nos pontos biológicos de 7, 15, 45 e 120 dias. Os grupos foram divididos em: Gl Controle - Sem implantação de biomaterial; Gil - Implantação de matriz de quitosana 4%; GUI - Implantação de matriz de quitosana 15%; GIV - Implantação de matriz de colágeno tipo I. Os espécimes foram fixados e incluidos em blocos de resina e cortados em micrótomo de alto impacto, para tecidos não descalcificados e corados em H/E, Picrosírius Red e Tricrómio de Masson Goldner para avaliação histológica em microscopía de Luz. Também, foram confeccionados blocos em parafina para análise imunohistoquímica da formação vascular utilizando-se PECAM-1. Os resultados in vitro demonstraram que as rBMSC's apresentaram-se viáveis quando cultivadas nos 2 tipos de soro. Mais ainda, as rBMSC's aderiram e proliferaram sobre as matrizes de quitosana, em especial sobre a de 4%. Em adição, os achados sugeriram que o RS apresenta as proteínas e fatores necessários para o crescimento das rBMSC's. Quando analisado o comportamento biológico das matrizes 3D in vivo, concluiu-se que, muito embora, as matrizes tenham sido consideradas biocompatíveis, e que tenham tido a sua região central permeada por vasos sangüíneos, não foi encontrada formação óssea de novo nos sítios de implantação. / In the first part of this study, an in vitro evaluation was made of the influence of 2 different grades of N-acetylation (DA) of tridimensional matrixes (3D) of chitosan on the viability, adhesion, distribution and proliferation of mesenchyme cells extracted from the bone marrow of rats (rBMSC's), as well as the influence of autologous rate serum (RS), on the same aspects, as a source of proteins and growth factors. For this purpose, 10 animals were used for the extraction of RS and rBMSC's. The cells were seeded and induced to osteodifferentiate on 3D chitosan matrixes, with FBS (Fetal Bovine Serum) and with the addition of RS. In the second part of this analysis, the biologic behavior of the 3D chitosan matrixes was analyzed in vivo for bone regeneration, with DA's of 4 and 15%, when implanted in defects with critical morphology and dimensions, created in rat calvarlas. Eighty animals distributed into 4 groups with 5 animals in each were used, and evaluated at the biological time points of 7, 15, 45 and 120 days. The groups were divided as follows: Gl Control - Without biomaterial implantation; Gil - Implantation of chitosan matrix at 4%; Gill - Implantation of chitosan matrix at 15%; GIV - Implantation of collagen type I matrix. The specimens were fixed and embedded in blocks of resin, and cut in a high impact microtome for non decalcified tissues, and stained with H/E, Picrosirius Red and Goldner’s Masson Trichrome for histomorphometric evaluation under light microscopy. Paraffin blocks were also made for immunohistochemical analysis of the vascular formation, using PECAM-1. The results in vitro demonstrated that the rBMSC's presented as viable when cultivated in the 2 types of serum. Furthermore, the rBMSC's adhered and proliferated on the chitosan matrixes, especially on the one with 4%. In addition, the findings suggest that RS presents the proteins and growth factors necessary for the growth of the rBMSC's. When the biologic behavior of the 3D matrixes were analyzed in vivo, it was concluded that although the matrixes had been considered biocompatible, and also had their central regions permeated by blood vessels, no de novo bone formation was found at the implantation sites.

A ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) faz parte da família das α-amilases e se destaca por ser a única enzima capaz de produzir ciclodextrinas (CDs). Esses oligossacarídeos cíclicos possuem a capacidade de formar complexos de inclusão com uma variedade de moléculas, alterando suas características como, por exemplo, solubilidade, volatilidade e estabilidade. Desta forma, CDs tem encontrado aplicação nas mais diversas áreas. Na indústria de alimentos, se destacam por serem potenciais estabilizantes naturais. Buscando alternativas viáveis para produção destas ciclodextrinas, neste trabalho, a enzima CGTase foi imobilizada covalentemente em esferas de quitosana e posteriormente utilizada em um reator enzimático para uso contínuo. O rendimento da imobilização foi de aproximadamente 100 %, com uma carga de 20 mg de enzima por grama de suporte seco. O processo de imobilização foi capaz de manter o comportamento da enzima frente à variação de pH e temperatura de reação, apresentando pH ótimo em 5,0 e a faixa de temperatura ótima de 70 a 95 ºC, para ambos. A estabilidade conferida ao catalisador imobilizado possibilitou sua reutilização, 61 % da sua atividade inicial foi mantida após 100 ciclos de reação. Durante utilização contínua, realizada em um reator de leito fixo, analisou-se a influência da taxa de fluxo e da concentração do substrato na geração de β-CD. A máxima produção (1,32 g / L) foi alcançada utilizando-se 4 % de amido solúvel em uma taxa de fluxo de 3 mL / min. Além disso, o biocatalisador apresentou uma ótima estabilidade operacional a 60 °C, mantendo 100 % da atividade inicial após 100 h de uso contínuo. Estes resultados demonstram que o desempenho do reator é diretamente afetado pelos parâmetros analisados e que a produção pode ser otimizada por regulação simples na velocidade de fluxo, ou pela concentração do substrato; e sugerem a possibilidade de utilizar este biocatalisador imobilizado na produção contínua de CDs. / Cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) is member of the family α-amylase and is known for being the only enzyme able to produce cyclodextrins (CDs). These cyclic oligosaccharides have the ability to form inclusion complexes with a variety of molecules, changing its characteristics, for example, solubility, volatility and stability. Therefore, CDs have found application in several fields. In the food industry stand out for being potential natural stabilizers. Seeking to alternatives for producing these cyclodextrins, in this work, the CGTase enzyme was immobilized covalently on chitosan beads and subsequently used in enzymatic reactor for continuous use. The immobilization yield was high, reaching about 100 %, representing a load of 20 mg enzyme per gram of dry support. The immobilization process was capable of maintaining the behavior of the enzyme to the variation of pH and temperature of reaction, with pH optimum at 5.0 and the optimal temperature range of 70 - 95 ° C, for both. The stability afforded to the immobilized catalyst made possible its reuse, maintaining 61 % of its initial activity after 100 cycles of reaction. During its continuous use, in a packed bed reactor, we analyzed the influence of flow rate and concentration of the substrate in the generation of β-CD. The maximum yield (1.32 g / L) was achieved using 4 % soluble starch at a flow rate of 3 mL / min. In addition, the biocatalyst showed a great operational stability at 60 ° C, maintaining 100 % of initial activity after 100 h of continuous use. These results demonstrate that the performance is directly affected by the parameters analyzed and that the production can be optimized by simple adjustment in flow rate through the reactor, or the substrate concentration used and suggests the possibility of using this biocatalyst immobilized to the continuous production of CDs.

Les composés dits 'bionano' (bionanocomposites) apparaissent comme un nouveau groupe de matériaux hybrides nano-structurés. Ils sont issus de la combinaison de polymères naturels et de solides inorganiques et sont de l'ordre du nanomètre dans au moins une direction. Ces matériaux hybrides conservent les structures et les propriétés fonctionnelles des polymères et matériaux inorganiques dont ils sont composés. Parallèlement, la présence de biopolymères permet de diminuer les risques environnementaux et de santés publiques liés aux nano-matériaux. Les propriétés inhérentes aux biopolymères (biocompatibles' et biodégradables) ouvrent des perspectives intéressantes pour ces matériaux hybrides en particulier dans les domaines de la médecine regénérative et en génie de l'environnement. La production de bionanocomposites de taille plus importante, que les nanoparticules qu'ils renferment, permet d'éviter les effets nocifs potentiels des nanoparticules (NPs) pour les organismes vivants et plus particulièrement pour l'homme. L'association de biopolymères et de nano-solides inorganiques permet la conception de bionanocomposites multifonctionnels qui peuvent être synthétisés et utilisés pour des applications dans des domaines variés. Cette thèse se propose d'étudier principalement (i) ma présence d'arsenic et d'antibiotiques dans les sources d'eau potable en Chine; (ii) l'évaluation d'un nouveau bionanocomposites, à savoir le CGB (chitosan goethite bionanocomposite), dans la décontamination des eaux contenant des espèces inorganiques d'arsenic; (iii) l'évaluation d'argiles comme adsorbants de décontamination de la gentamicine (un antibiotique aminoglycoside ) présent dans l'eau de même que celle de bionanocomposés fait d'argiles riches en gentamicine de polymères de methycelluloses hydroxypropyles Gt-Mt-HPMC (gentamicin-montmorillonite- hydroxypropyl methycellulose) utilisés comme pansement contre les infections qui ont lieu suite à des brûlures. / Bionanocomposites represent an emerging group of nano-structured hybrid materials. They are formed by the combination of natural polymers and inorganic solids and show at least one dimension on the nanometer scale (Darder et al., 2007). These hybrid materials retain the structural and functional properties of nano-structured materials. Meanwhile, the presence of biopolymer can reduce the public health and environmental risk of nano-sized material. The properties inherent to the biopolymers, that is, biocompatibility and biodegradability, open new prospects for these hybrid materials with special incidence in regenerative medicine and in environmental engineering (Darder et al., 2007). Fabrication of large-sized bionanocomposites, rather than nano-sized particles, can prevent possible harmful nanoparticles (NPs) intake by humans and living things. Synergistic assembling of biopolymers with inorganic nano-sized solids leads to multifunctional bionanocomposites which can be synthesized and applied in several areas for designed purposes. This thesis focuses on (i) the presence of toxic arsenic and antibiotics in Chinese drinking water sources; (ii) evaluation of a novel tailored bionanocompsite, namely chitosan goethite bionanocomposite (CGB), as removal agent for inorganic arsenic species from water; (iii) using clay mineral as adsorbent for removing gentamicin, an aminoglycoside antibiotic, from water, and assembling gentamicin-loaded clay with biopolymer hydroxypropyl methycellulose leading to a bionanocomposites film, namely gentamicin-montmorillonite- hydroxypropyl methycellulose (Gt-Mt-HPMC), to be used as burn wound dressing.