M.Sc. / Despite several decades of extensive research and development in pharmaceutical chemistry, the poor solubility of lipophilic compounds in aqueous media remains a major barrier to their absorption, bioavailability and clinical efficacy. This poor solubility is also a problem in other areas such as the flavour and fragrance industry. In cosmetics, for example, poor aqueous solubility and instability of oily compounds causes problems in formulation and fragrance stability. One approach to overcome these difficulties is to encapsulate oily compounds in biocompatible materials. As a drug delivery system such an approach is attractive if the size of the capsule is reduced to the micrometer or nanometer scale. Naturally occurring polysaccharides like sodium alginate (NaALG) and chitosan (CS) are generally regarded as safe (GRAS) for use in human use and have therefore gained much attention recently. As a drug delivery system, this polymer matrix can be used to prevent drug degradation in the gastro intestinal tract (GIT) and often provides controlled release of the encapsulant. Cyclodextrins (CDs) on the other hand offer an alternative approach. These cyclic oligosaccharides have the ability to form non-covalent inclusion complexes with a range of organic compounds, and in so doing alter their physiochemical properties such as solubility. This study was aimed at exploring these concepts by using ALG and CS as an entrapment matrix for an essential oil, tagette oil (used as a model oily drug) that is insoluble in aqueous media. Alginate/chitosan (ALG/CS) nanoparticles were prepared in a 3-step procedure; emulsification of tagette oil in aqueous Na-ALG solution, followed by ionotropic pre-gelation of the ALG core with CaCl2 and further crosslinking with CS. Morphology and particle size measurements were performed by scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM), and Malvern Zetasizer.

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Sergio Persio Ravagnani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:52:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_MariaClaraPinto_D.pdf: 5943553 bytes, checksum: b12150e79224fd5dadd1465609f322d1 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho as análises de difusão de oxitetracilina (OTC) como espécie ativa, foram realizadas a 37 +/- 0,5 °C; em soluções tampão pH=7,4 e 1,2, condições estas similar ao trato gastro-intestinal, com microesferas de alginato de cálcio; microcápsulas de alginato de cálcio coacervado com quitosana (baixa, média e alta viscosidade); microcápsulas de alginato de cálcio coacervada com a quitosana baixa viscosidade, e revestidas com o polietileno glicol - PEG (2000, 4600 e 10000); microcápsulas de alginato de cálcio revestidas com o PEG e, finalmente, microcápsulas de alginato de cálcio revestidas com EUDRAGIT®. Na primeira parte do trabalho, priorizou-se o estudo da estrutura, sequência e composição das unidades repetitivas dos biopolímeros alginato e quitosana, as quais certamente exercem profunda influência na liberação controlada do fármaco. Na segunda parte, o coeficiente de difusão (D) de OTC foi calculado através de equações estabelecidas por Crank, para difusão em esferas, que seguem a segunda lei de Fick. Considerou-se a difusão do interior para o exterior das micropartículas, utilizando o método dos mínimos quadrados e método iterativo de Newton Raphson para ajuste dos dados. Foi verificado que o modelo matemático para a difusão de OTC tem uma representatividade muito boa em meio básico, mesmo com o efeito de disparo de OTC em forma de cristais alojados na superfície das micropartículas, conforme observado por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). No entanto, em meio ácido, o ajuste não foi o esperado, pois fatores como a alta solubilidade do fármaco no meio; além da presença de fissuras nas microesferas, devido aos cristais na superfície, contribuíram para que o perfil desviasse do obtido em outros meios, resultando em um comportamento não-Fickiano. Finalmente, observou-se a possibilidade de modulação da velocidade de liberação nos diversos tipos de microesferas / Abstract: Diffusion studies of oxytetracycline (OTC) entrapped in microbeads of calcium alginate, calcium alginate coacerved with chitosan (high, medium and low viscosity) and calcium alginate coacerved with chitosan low viscosity, covered with Poly (ethylene glycol) - PEG (2 000, 4 600 and 10 000) and alginate covered with EUORAGITI®, were carried out at 37 +/- 0.5 °C, in buffer solutions at pH 7.4 and pH 1.2, similar to the conditions of the gastric-intestinal system. The diffusion coefficient, or diffusivity (D), of OTC was calculated by equations provided by Crank for diffusion, which follows Fick's second law, considering the diffusion from the inner parts to the surface of the microbeads. The least square and the Newton Raphson methods were used to obtain the diffusion coefficients. The microbeads swelling in pH 7.4 and OTC diffusion is classically Fickian, suggesting that the OTC transport, in this case, is controlled by the exchange rates of free water and relaxation of calcium-alginate chains. In case of acid media, it was observed that the phenomenon did not follow Fick's law, due probably to the high solubility of the OTC in this environment and the presence of cracks formed during the drying process of the microbeads. It was possible to model the release rate of OTC in several types of microbeads / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Nelson Eduardo Durán Caballero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T16:38:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ridolfi_DanielaMissiani_M.pdf: 1638152 bytes, checksum: e0dcd5884432b022ba79cd8e69b9512f (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Tretinoína (ácido todo-trans-retinóico) é empregado no tratamento tópico de várias doenças de pele, no entanto sua utilização é fortemente limitada pelos efeitos colaterais que apresenta e pela sua alta instabilidade química. Neste trabalho tretinoína foi encapsulada em nanopartículas lipídicas sólidas (NLS-TRE) e em NLS recobertas com quitosana (NLS-Quitosana-TRE). Ambas as partículas apresentaram alta eficiência de encapsulação, alta estabilidade física e morfologia esférica. As NLS-Quitosana-TRE apresentaram menor cristalinidade em relação às NLS sem quitosana. A capacidade de transporte das nanopartículas foi limitada pela baixa taxa de solubilização da tretinoína no lipídio fundido, nas condições de preparação. A adição de etanol na preparação das nanopartículas aumentou a capacidade de transporte, no entanto a estabilidade das dispersões foi alterada (as NLS sem quitosana permaneceram estáveis por apenas um mês e as NLS com quitosana se desestabilizaram logo após a preparação). Ambas as partículas não apresentaram potencial citotóxico em células de fibroblastos e queratinócitos. A encapsulação de tretinoína em NLS reduziu de forma significativa sua fototoxidade, o que evidencia o efeito protetor da matriz lipídica. As NLS-Quitosana-TRE apresentaram alta atividade antibacteriana contra as principais bactérias envolvidas na acne (S. epidermidis e P. acnes) e contra a S. aureus, também envolvida em infecções de pele. Os resultados obtidos neste trabalho permitem concluir que as NLS, com e sem recobrimento com quitosana, possuem um grande potencial para encapsulação de tretinoína em aplicações dérmicas. O recobrimento com quitosana pode melhorar ainda mais as propriedades das NLS como sistema carreador de tretinoína, uma vez que as NLS-Quitosana-TRE apresentaram atividade antibacteriana contra bactérias envolvidas em infecções de pele e desta forma podem aumentar a eficácia terapêutica no tratamento tópico da acne e de outras doenças de pele / Abstract: Tretinoin (all-trans retinoic acid) is employed in the topical treatment of various skin diseases, however, its uses is strongly limited by their side effects and high chemical instability. In this work tretinoin was encapsulated in solid lipid nanoparticles (SLN-TRE) and SLN coated with chitosan (SLN-Chitosan-TRE). Both particles exhibited high entrapment efficiency, high physical stability and spherical morphology. The SLN-chitosan-TRE presented lower crystallinity compared to SLN without chitosan. The loading capacity of nanoparticles was limited by the low solubilization rate of tretinoin in the melted lipid at the preparation's conditions. The addition of ethanol in the nanoparticles preparation increased the loading capacity, however the dispersion stability was altered (the SLN without chitosan remained stable by only one month and the SLN with chitosan destabilized after preparation). Both particles were not cytotoxic to either fibroblasts or keratinocytes cells. The tretinoin encapsulation in SLN decreased significantly its phototoxicity, which shows a protector effect by the lipid matrix. The SLN-Chitosan-TRE exhibited high antibacterial activity against the main bacteria involved in the acne (S. epidermidis and P. acnes) and against the S. aureus which is involved in skin infections. The results obtained in this work allows us to conclude that the SLN, with and without coating with chitosan, have a great potential for encapsulation of tretinoin in dermal application. The coating with chitosan can improve the SLN properties as carrier for tretinoin because the SLN-Chitosan-TRE exhibited antibacterial activity against bacteria involved in skin infections and therefore can improve the therapeutic efficacy in the topical treatment of acne and other skin diseases / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

O poli(ácido lático)(PLA) tem sido utilizado no campo das embalagens, contudo, visando melhorar as características processuais e a tenacidade deste polímero, misturas poliméricas de PLA com poli(etileno-co-acetato de vinila)(EVA), polietilenoglicol (PEG) e quitosana(QUI) foram desenvolvidas por processo de extrusão, injeção e por moldagem por compressão foram produzidos filmes, utilizados no estudo. As propriedades de mistura com PLA foram investigadas pelas propriedades morfológicas, térmicas e mecânicas e os filmes desenvolvidos foram aplicados a produtos alimentícios como pão de forma, sendo avaliadas as propriedades antimicrobianas, umidade, atividade de água, textura e cor, e em maçã minimamente processada, sendo avaliadas as propriedades antimicrobianas, atividade antioxidante, polifenóis, textura, pH, sólidos solúveis e cor. As misturas de PLA/EVA/PEG e PLA/EVA/PEG/QUI, quando comparadas ao PLA, mostraram miscibilidade parcial, diminuição na temperatura de transição vítrea (Tg), redução da resistência à flexão e do módulo de elasticidade, evidenciando a diminuição de rigidez molecular e aumento na capacidade de deformação do polímero, propriedades estas de interesse para processar PLA e para a produção de embalagens. A exposição do produto alimentício pão de forma às misturas poliméricas com quitosana promoveu efeito inibitório do crescimento de bolores e leveduras, em torno de 50% (com a mistura polimérica contendo 5 pcr de quitosana, quando comparado a mistura sem quitosana), sem afetar os teores de umidade, atividade de água e textura, do produto, e contribui para a manutenção da cor durante o armazenamento. A exposição de maçãs minimamente processadas às misturas poliméricas com quitosana promoveu uma diminuição no crescimento de bolores e leveduras, em torno de 54% (com a mistura polimérica contendo 5 pcr de quitosana, quando comparado a mistura sem quitosana), sem afetar a os teores de sólidos solúveis, pH, textura e perda de peso. A adição de quitosana também evitou o escurecimento enzimático, aumentou os teores de polifenóis totais, em torno de 20% e triplicou a atividade antioxidante, após 10 dias de armazenamento, nas frutas que ficaram em contato com a mistura polimérica PLA/EVA/PEG/5,0QUI. Conclui-se, por fim, que a mistura de EVA, PEG e quitosana ao PLA possibilitou a modificação das propriedades de rigidez e processabilidade e que o emprego da quitosana comprovou ter eficiente ação antimicrobiana e antioxidante, permitindo atender, com os resultados apresentados, o objetivo proposto no estudo. / Poly (lactic acid) (PLA) has been employed in the packaging area, however, in order to improve its processing features and tenacity. Polymer blends of PLA with poly(ethylene-co-vinyl-acetate) (EVA), polyethylene glycol (PEG) and chitosan (QUI) were developed by extrusion and injection process while films were obtained by compression on this work. Morphological, thermal and mechanical properties of PLA blends have been investigated and films have been developed and put in contact with a nutritional product, the loaf bread, analyzing then its antimicrobial properties, humidity, water activity, texture and color and on the minimally processed apple, analyzing then its antimicrobial properties, antioxidant activity, polyphenols, texture, pH, soluble solids as well as color. The PLA/EVA/PEG and PLA/EVA/PEG/QUI blends when compared to PLA, showed partial miscibility, reduction of glass transition temperature (Tg), lower flexural strength and of the modulus of elasticity, evidencing then a reduction in molecular hardness and an increase in the deformation ability of the polymer, properties of interest to process PLA and for packaging manufacture. The exposure to a nutritional product, the loaf bread, to the poly blends with chitosan promoted an inhibitory effect in the growing of molds and yeasts of around 50% (with poly blend containing 5 phr of chitosan when compared to chitosan-free blend), without affecting the humidity levels, water activity and texture of product, supporting the maintenance of the color during its storage. The contact of films with chitosan on minimally processed apples have promoted a decrease in the growing of molds and yeast of around 54% (with poly blends containing 5 phr of chitosan when it was compared to chitosan-free bled), without affecting the soluble solids levels, pH, texture and weight loss. It has contributed also to avoid the enzymatic browning and increased the total polyphenols levels by 20% and triplicated the antioxidant activity recorded after 10 days of storing the fruits that had been in contact with the poly blends PLA/EVA/PEG/QUI. Finally, it can be concluded that EVA/PEG and chitosan blends added to PLA have allowed modifications on the hardness and processability properties and that the application of chitosan proved to be an efficient action antimicrobial and antioxidant allowing the results obtained here and purpose of this study.

Orientador: Nelson Eduardo Durán Caballero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T20:45:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ridolfi_DanielaMissiani_D.pdf: 3264748 bytes, checksum: faea0a4fec50e345e79d3072a773bb48 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho nanofibras de quitosana/poli (óxido de etileno) (PEO) (5:1) com nanocristais de celulose (NCC) foram produzidas com sucesso por eletrofiação e foi verificado o efeito da adição dos NCC nas propriedades das nanofibras obtidas. Os ensaios de eletrofiação foram realizados com amostras de NCC obtidas por hidrólise ácida. A eletrofiação de soluções de quitosana, sem e com NCC, resultaram na formação de muitas gotas (beads). Portanto, foi necessário adicionar o PEO nas soluções. Embora a adição de PEO tenha favorecido a formação de fibras, as soluções de quitosana/PEO sem NCC geraram também gotas enquanto que as soluções de quitosana/PEO contendo NCC resultaram em fibras uniformes. As soluções de quitosana/PEO com NCC apresentaram maior viscosidade em relação à solução sem NCC, o que pode ter favorecido a formação de fibras uniformes. As soluções de quitosana/PEO contendo 10% (m/m) de NCC produziram fibras mais finas em relação às soluções com 5% (m/m) de NCC provavelmente devido à maior condutividade da solução. Análises termogravimétricas mostraram que os NCC interferem na decomposição do PEO, mas sem prejudicar o desempenho do material. As nanofibras de quitosana/PEO contendo NCC apresentaram menor cristalinidade em relação às nanofibras sem NCC. Resultados de ensaios com células em culturas de fibroblastos 3T3 mostraram que as nanofibras de quitosana/PEO (com 10% de NCC) promoveram a adesão celular e mantiveram a morfologia celular característica o que sugere um potencial dessas nanofibras para aplicações em engenharia de tecidos / Abstract: In this work chitosan/ poly (ethylene oxide) (PEO) (5:1) nanofibers with cellulose nanocrystals (CNC) were successfully produced by the electrospinning technique and the effect of the addition of CNC on the nanofibers properties was evaluated. The electrospinning assays were performed with samples of CNC obtained by acid hydrolysis. The electrospinning of chitosan solutions, with and without CNC, resulted in the formation of many drops (beads). Therefore, it was necessary to add PEO on solutions. Although the PEO addition has favored the fiber formation, the chitosan/PEO solutions without CNC showed beads while chitosan/PEO solutions with CNC resulted in uniform fibers. The chitosan/PEO solutions with CNC showed higher viscosity compared to the solution without CNC, which may have favored the formation of uniform fibers. Solutions of chitosan/PEO containing 10% (w/w) of CNC produced thinner fibers compared to solutions containing 5% (w/w) of CNC probably due the higher solution conductivity. Thermogravimetric analysis (TGA) showed that the CNC has an effect on the PEO decomposition, however, it does not impair the performance of the material. The chitosan/PEO nanofibers with CNC showed lower crystallinity compared the nanofibers without CNC. Results from cell assay in cultures of 3T3 fibroblasts showed that the chitosana/PEO nanofibers (with 10% of CNC) promoted cell attachment and maintained the characteristic cell morphology which suggests potential applications of these nanofibers in cell tissue engineering / Doutorado / Físico-Química / Doutora em Ciências

Orientadores: Telma Teixeira Franco, Cristiana Maria Pedroso Yoshida / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T09:35:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maciel_ViniciusBorgesVieira_D.pdf: 3450420 bytes, checksum: 93b85fa848aed2fac2f71661da3c2d09 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Complexos de polieletrólitos (PEC) podem ser obtidos a partir de polímeros que apresentam cargas opostas, como quitosana e pectina. A inovação deste trabalho foi desenvolver sistemas carreadores de compostos bioativos (antocianina (ATH) e insulina), na forma de membranas e nanocomplexos (NCXs) obtidos a partir da interação eletrostática existente entre os polímeros naturais quitosana e pectina. Quitosana é um polímero linear catiônico composto por N-glucosamina e N-acetilglucosamina, e apresenta diferentes graus de acetilação (GA). Pectina é um polímero linear aniônico composto principalmente por ácido D-galacturônico com uma fração dos grupos carboxilas sendo metoxilados. Membranas PEC foram desenvolvidas para incorporar a ATH formando um dispositivo inteligente indicador de pH, com alteração visual e reversível da cor. NCXs foram elaborados na forma de micro/nanopartículas carregadas de insulina (pI = 5,3) para avaliar a liberação controlada do fármaco, via oral, em sistemas in vitro. Membranas PEC foram estudadas usando quitosana e pectina em diferentes pH (3,0, 4,0, 5,0 e 5,5) e relações molares pectina:quitosana. Soluções de pectina e quitosana, ambas de 0,50 g/100 g de solução e mesma força iônica foram misturadas e homogeneizadas. As membranas PEC apresentaram superfície rugosa e parcialmente homogênea. A máxima formação do PEC foi em pH 5,5, com aproximadamente 60,0 % de rendimento. O processo de difusão do bioativo ATH a partir das membranas PEC indicou que o composto foi incorporado na matriz, onde menos de 2,0 % (em massa) do bioativo migrou para a solução tampão em que estavam imersos (pH 4,0, 5,5 e 7,0). A compatibilidade entre os polímeros e ATH foi verificada pelas análises termogravimétricas, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e difração de raios X. Os NCXs foram obtidos a partir da homogeneização das soluções de quitosana (5,0 mg/mL) e pectina (5,0 mg/mL) em diferentes pH (2,70, 4,0, 5,0 e 5,5), relações de carga, carga total e molaridade das soluções de NaCl. A melhor condição para obtenção das micro/nanopartículas foi em pH < 4,0, havendo formação de partículas entre 250-2500 nm e rendimento de formação entre 18-33 % (em massa). O GA da quitosana influenciou na citotoxicidade das células Caco-2. A relação de carga promoveu efeito significativo na associação da insulina às partículas, na ordem de 34,0-62,0 %. As micrografias indicaram a formação de partículas esféricas, compactas e distribuídas homogeneamente. A liberação de insulina ocorreu de forma lenta e gradativa em fluido intestinal simulado (SIF) / Abstract: Polyelectrolyte complex (PEC) with very strong intermolecular interaction can be obtained from polysaccharides that present opposite charges such as chitosan and pectin. The innovation of this work was developing carrier systems of bioactive compounds (anthocyanin (ATH) and insulin) using membranes and nanocomplexes (NCXs) obtained from electrostatic interaction that exists between the polymers chitosan and pectin. Chitosan is a linear cationic polysaccharide composed by N-glucosamine and N-acetil glucosamine and presents different degree of acetylation (DA). Pectin is a linear anionic polysaccharide composed mainly by D-galacturonic acid with one part of carboxyl group methoxylated. PEC membranes were developed to entrap ATH forming an intelligent pH indicator device, with visual and reversible colour change. NCXs were elaborated such as micro and nanoparticles loading insulin (pI = 5.3) to evaluate drug controlled delivery, oral pathway, in systems in vitro. PEC membranes were studied using chitosan and pectin in different pH (3.0, 4.0, 5.0, and 5.5) and molar ratios pectin:chitosan. Pectin and chitosan solutions, both at 0.50 g/100 g of solution and the same ionic force were mixed and homogenized. PEC membranes were characterized by rough and partially homogeneous surface. The maximum PEC formation was at pH 5.5, with approximately 60.0 % of yield. The diffusion process of bioactive ATH from PEC membranes indicated great entrapment of compound on matrix, where less than 2.0 % (mass) of pigment migrated to the aqueous buffer solution (pH 4.0, 5.5 and 7.0). The compatibility between the polymers and ATH was verified by thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy and X-ray diffraction. The NCXs were obtained from homogenization of chitosan (5.0 mg/mL) and pectin (5.0 mg/mL) solutions at different pH (2.7, 4.0, 5.0 and 5.5), charge ratios, total charge and molarity of NaCl solutions. The best condition to obtain micro/nanoparticles was in pH < 4.0, with size particles formation between 250-2500 nm and yield of NCXs formation between 18-33 % (mass). The DA of chitosan influenced on cytotoxicity of Caco-2 cells. The charge ratio promoted significant effect on drug efficient association to the particles, around 34.0-62.0 %. The micrograpH indicated the formation of shape and compact particles distributed homogeneity. The insulin delivery occurred slowly and gradually on simulated intestinal fluid (SIF) / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

A quitina é um biopolímero abundante na natureza e seu derivado, a quitosana é tido como excelente biomaterial na engenharia tecidual por sua versatilidade e propriedades, assim como colágeno que por sua presença natural no organismo e seu papel biológico fazem com que seja amplamente utilizado na medicina. As blendas destes biopolímeros possuem excelentes propriedades mecânicas devido às interações eletrostáticas e pontes de hidrogênio, e propriedades biológicas pelos materiais que as compõe, já demonstrando eficácia na regeneração tecidual. O extrato de Garcinia mangostna L., ou extrato de mangostão, é pouco estudado no ocidente, mas no oriente é amplamente utilizado para fins medicinais, com propriedades promissoras na área de engenharia tecidual. A interação deste com as blendas de quitosana/colágeno ainda não foram estudadas. Este trabalho teve como objetivo a obtenção e estudo de scaffolds de quitosana/colágeno em diferentes proporções (1:1, 2:1 e 3:1) com extrato de mangostão em variadas concentrações (10, 20 e 30%). A quitosana foi extraída por desacetilação da &#946-quitina de gládios de lula, o colágeno aniônico foi obtido de tendão bovino por hidrólise alcalina e o extrato de mangostão foi obtido da casca do fruto. A caracterização da quitosana e assim como colágeno, extrato e misturas foram analisados por absorção na região do infravermelho (FT-IR), efetuou-se um ensaio reológico dos géis e os scaffolds foram submetidos à calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), ensaios de intumescimento e liberação do extrato. Ensaios reológicos indicam um comportamento pseudoplástico para todas as amostras e se feito um tratamento matemático, o melhor modelo às quais estas se adaptam seria o modelo de Carreau. Os DSC dos scaffolds mostram que a adição de extrato tende à elevar a temperatura de desnaturação (Td) do colágeno. Espectros FT-IR caracterizaram o extrato e não mostraram resultados conclusivos sobre a incorporação dele aos filmes. Fotomicrografias por MEV mostram alteração no tamanho médio de poros e canais com a adição de extrato. Ensaios de intumescimento dos scaffolds mostram uma diminuição de capacidade de absorção com adição de extrato, os ensaios de liberação feitos para os scaffolds das misturas mostram uma liberação entre 25-35% do extrato sendo as cinéticas de liberação modeladas pelo modelo de Kosmeyer-Peppas para a maioria das amostras. Obtendo-se assim géis e scaffolds que mostram resultados inicias promissores e com acréscimo de estudos complementares podem vir a ser utilizados no campo da engenharia tecidual. / Chitosan is an abundant biopolymer in nature, and it is an excellent biomaterial for tissue engineering due to its versatility and properties. Collagen, by the natural presence in the organism and to the biological role makes it widely used in medicine. These biopolymers blends have excellent mechanical properties due to electrostatic interactions and hydrogen bonds, and biological properties, demonstrating good efficiency in tissue engineering. The Garcinia mangostana L. extract, or mangosteen extract, is not very well studied in the western culture, but in the eastern, it is widely used in local medicine, with promising properties in tissue engineering field. The interaction between chitosan/collagen blends and mangosteen extract has not yet been studied. This study aims to obtain scaffolds from chitosan/collagen blends in different ratios, such as 1:1, 2:1 and 3:1 with different extract concentrations (10, 20 and 30%). Chitosan was obtained by deproteinization and deacetylation of &#946-chitin from squid\'s pens, anionic collagen was obtained from bovine tendon by alkaline hydrolysis, and the mangosteen extract was obtained from the hulls of fruits. Materials characterization was done by FT-IR, DSC, SEM, swelling and extract release in buffer solution. Rheological measurements were made with the gels formed from the mixture of the components. The rheological studies indicates a pseudo plastic behavior to all samples and by a mathematical treatment, the Carreau mathematical model was the best fitting. The DSC analysis for the collagen mixtures indicated a tendency to elevate the denaturation temperature with addition of extract. With the FT-IR results, we could obtain mangosteen extract spectrum but the mixtures spectrum did not show the extract incorporation. The photomicrographies obtained by SEM showed pore and channels alteration with extract addition. Swelling studies showed a decrease in swelling capacity after extract addition, release studies showed a 25-35% extract release by scaffolds and in most cases the kinetic was fitted by Kosmeyer-Peppas. Thus obtaining promising gels and scaffolds in the field of tissue engineering, but needing of further development.

Pacientes com queimaduras e outras lesões cutâneas de grande extensão apresentam alta propensão a infecções multirresistentes. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é a obtenção de nanopartículas de quitosana carregadas com composto derivado de 5-nitro-heterocíclico com estrutura análoga à nifuroxazida, N\'-((5-nitrofurano-2-il)metileno)-2-benzidrazida (C-H), que apresentou importante atividade frente a diversas cepas de bactérias multirresistentes. Por sua vez, a quitosana é um biopolímero com atividade antimicrobiana, analgésica, regeneradora tecidual e que, mediante contato com exsudato de lesões cutâneas forma filmes hidrogéis protetores no local de aplicação, sendo estas atividades importantes para a prevenção e tratamento de infecções e da exsudação excessiva de lesões de grande extensão. As nanopartículas de quitosana carregadas com o composto (Nps-H) foram obtidas pelo método de gelificação iônica com tripolifosfato de sódio como agente reticulante, variando a concentração de NaCl e polissorbato 80 do sistema, orientada por análise fatorial. As Nps-H obtidas foram caracterizadas por Dynamic Light Scattering (DLS) para determinação do tamanho, índice de polidispersão (IPD) e potencial zeta (&#950;). A eficiência de encapsulação (EE%) foi determinada por espectrofotometria UV/VIS a 370 nm por método indireto. Entre os experimentos desenvolvidos, aquele que apresentou os melhores resultados resultou em partículas de tamanho médio de 321 d.nm, IPD 0,18, P&#950; +37 mV e EE% de 48%. A morfologia e superfície das Nps-H foram analisadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e mostraram que as Nps-H são esféricas e de superfície irregular. A partir da obtenção e caracterização das Nps-H determinou-se a concentração inibitória mínima (CIM) das Nps-H, do composto livre (C-H) e das nanopartículas de quitosana vazias (Nps-Cs) por método colorimétrico e microdiluição frente às cepas de Staphylococcus aureus ATCC 29213, hVISA e ORSA. As Nps-H apresentaram atividade bastante superior comparando-se ao C-H e as Nps-Cs frente às cepas de S. aureus estudadas. Com vista à preparação de uma formulação farmacêutica estável, partiu-se para a liofilização das Nps-H e com esse objetivo realizou-se análises térmicas das Nps-H por Differential Scanning Calorimetric (DSC) para determinação das temperaturas de transição vítrea e eutética (Tg\' e Teut) e análise por criomicroscopia para determinação da temperatura de colapso (Tcol). Amostras de Nps-H com lio/crioprotetores glicina, lactose e sacarose a diferentes concentrações foram liofilizadas a -40 ºC a 100 mTorr. As amostras de Nps-H com lactose e sacarose ambas a 2,5% e 5% demonstraram preservar as características originais das Nps-H após o processo de liofilização. Observou-se, com os resultados obtidos neste trabalho que as Nps-H representam uma promissora alternativa na prevenção e tratamento de pacientes com lesões cutâneas infeccionadas por bactérias multirresistentes e no controle da exsudação excessiva, principalmente por suas atividades terapêuticas em conjunto, diminuindo a mortalidade e morbidade desses quadros. / Patients with burns and others extensive skin lesions show high propension to multiresistant infections. In this context, the aim of this project is to obtain chitosan nanoparticles carried with 5-nitro-heterocyclic derivate with structure analogue to nifuroxazide N\'-((5-nitrofuran-2-yl) methylene)-2-benzhydrazide, that showed important activity against multiresistant bacteria strains. In its turn, the chitosan is a biopolymer with antimicrobial, analgesic, tecidual regenerator activities and by contact with excessive burns and extensive skin lesions exsudate process, form protective hydrogel films on place of application, being these activities important to infection and excessive exsudate treatment and prevention of extensive burns and lesions. The chitosan nanoparticles carried with compound (Nps-H) were obtained by ionic gelation method with sodium tripolyphosphate as crosslinker agent, varing the NaCl and polysorbate 80 concentrations in the system, oriented by factorial analyze. The Nps-H obtained were characterized by Dynamic Light Scattering (DLS) to size determination, polydispersion index (PDI) and zeta potential (&#950;-P). The encapsulation efficiency (EE%) were determined by spectrophotometry UV/VIS at 370 nm by indirect method. Bepolissorbato the experiments developed, the one who showed the best results, resulted in particles with size of 321 d.nm, PDI of 0,18, &#950;-P of +37 mV and EE% of 48%. The Nps-H morphology and surface were analyzed by Scanning Electronic Microscopy (SEM) and showed that Nps-H are spherical and with irregular surface. Starting of Nps-H obtain and characterization were determined the Nps-H, free compound (C-H) and empty chitosan nanoparticles (Nps-Cs) Minimal Inhibitory Concentrations (MIC) by colorimetric method and microdilution against Staphylococcus aureus ATCC 29213, ORSA and hVISA strains. The Nps-H showed the superior activity comparing to C-H and Nps-H against all strains tested. With a view to preparation of stable pharmaceutic formulation, started to Nps-H freeze-drying and with this aim, were realized Nps-H thermal analyzes by Differential Scanning Calorimetric (DSC) to determine glass transition and euthetic temperatures (Tg\' and Teut) and the cryomicroscopy analyze to determine collapse temperature (Tcol). The Nps-H samples with lyo/cryoprotectants as glycine, lactose and sucrose at different concentrations were lyophilized at -40 ºC at 100 mTorr. The Nps-H samples with lactose and sucrose both at 2,5% and 5% demonstrated to preserve the original Nps-H characteristics after freeze-drying process. Were observed, with the results obtained in this project that Nps-H represent the promising alternative to prevention and treatment of patients with infected skin lesions by multiresitant bacteria and to control of excessive exudate process, mainly by their therapeutic activities combined, decreasing the mortality and morbidity of these cases.

A vida útil do filé de salmão fresco é em grande parte limitada pela deterioração microbiana, proteolítica e oxidativa. Esse trabalho visou estudar o efeito do filme de quitosana adicionado ou não do extrato de resíduo agroindustrial de pimenta rosa (Schinus terebinthifolius Raddi) sobre a vida útil e qualidade de salmão do Atlântico (Salmo salar) fresco, embalado em atmosfera modificada (AM, 100% CO2), durante 28 dias. Os filés de salmão (± 300 g) com 11 dias post mortem sem pele e sem ossos foram embalados em 100% de dióxido de carbono (CO2), submetidos aos tratamentos: sem filme (TC), com filme de quitosana (TFQ) e com filme de quitosana adicionado do extrato de resíduo agroindustrial de pimenta rosa (TFQPR), armazenados a 2 ± 1° C e sem exposição à luz por 0 (11 dias), 7, 14, 21 e 28 dias. Após cada período de armazenamento, nove bandejas de cada tratamento foram analisadas de acordo com parâmetros físico-químicos (pH, cor, capacidade de retenção de água (CRA), perfil de textura (PT), bases voláteis totais (BVT), trimetilamina (TMA), estabilidade oxidativa, perfil de ácidos graxos (PAG), degradação de ATP e seus catabólitos), microbiológicas (microrganismos aeróbios mesófilos e psicrotróficos, bactérias láticas, coliformes totais e termotolerantes) e sensoriais. O estudo foi conduzido por um delineamento inteiramente casualizado com arranjo fatorial (3 tratamentos x 5 tempos de armazenamento), considerado como parcela o filé de salmão embalado em atmosfera modificada, com 3 repetições. Os dados foram analisados no ambiente R, a fim de verificar o efeito de tempo, tratamento e tempo x tratamento. Durante o armazenamento, o pH oscilou para os três tratamentos. Observou-se a descoloração dos filés de salmão devido à oxidação dos carotenoides astaxantina e cantaxantina, presentes no músculo do pescado. Ao longo do armazenamento, CRA foi reduzida, influenciando no perfil de textura das amostras. Os filés de salmão tornaram-se mais macios devido à proteólise muscular e a ação de microrganismos deteriorantes presentes. Os dados de oxidação lipídica foram baixos e não influenciou no PAG do salmão - considerando que o salmão é uma boa fonte de ácidos graxos poli-insaturados da série ômega-3. Os microrganismos deteriorantes analisados aumentaram ao longo do armazenamento, porém não ultrapassaram os limites recomendados pela ICMSF, bem como a contagem dos microrganismos patógenos. A análise sensorial permitiu verificar as mudanças nos filés de salmão ao longo do armazenamento, porém não houve diferença significativa entre os tratamentos. Em conclusão, o filme ativo foi eficiente na manutenção da qualidade e vida útil dos filés de salmão embalados com AM durante 28 dias de armazenamento, em comparação com o grupo controle (TC). / Shelf-life of the fillet of fresh salmon is greatly limited by microbial, proteolytic and oxidative deterioration. This research aimed to study the effect of chitosan active films and the addition of agro-industrial residue of pink pepper (Schinus terebinthifolius Raddi) on this film on fresh Atlantic salmon (Salmo salar) shelf-life and quality packaged in modified atmosphere packaging (MAP, 100% CO2) during 28 days. Skinless and boneless salmon fillets (± 300 g) with 11 days post mortem were packaged in 100% carbon dioxide (CO2) MAP according to three treatments: without chitosan film (TC), with chitosan film (TFQ) and with chitosan film added with agro-industrial residue of pink pepper (TFQPR), stored at 2 ± 1° C and under dark condition for 0 (11 days),7, 14, 21, and 28 days. After each retail day, 9 trays of each treatment were analyzed according to physical-chemical (pH, color, water holding capacity (WHC), texture profile (TP), total volatile basic nitrogen (TVB-N), trimethylamine (TMA), oxidative stability, fatty acid profile (FAP), and ATP and ATP-catabolites quantification), microbiological (the content of mesophilic, psychrotrophic, lactic, thermotolerant bacteria and total coliform), and sensory parameters. This research used Completely Randomized Design (CRD) with a factorial arrangement (3 treatments x 5 five storage time), considering the packaged salmon fillet as a research unity, with 3 repetitions. Data was analyzed on R environment, in order to verify time, treatment and time x treatment effects. During storage, pH oscillated for the three treatments. The salmon fillets discolored due to the carotenoids astaxanthin and canthaxanthin oxidation, which are present in fish muscle. Along storage time, WHC reduced, influencing on sample texture profile. Salmon fillets softened, which is possibly resulting from muscle proteolysis and from spoilage bacteria action. Lipid oxidation data were low and did not influence on salmon FAP - considering that salmon is a good source of omega-3 poly-unsaturated fatty acid. Fish spoilage bacteria increased along storage, but it was not higher than the legal limit established by ICMSF, as well as pathogen bacteria. Sensory analysis revealed overall changing on salmon fillets during storage. In conclusion, active film was efficient in the maintenance of quality and shelf-life of MAP-packaged salmon fillets during 28 days of storage, compared to control group (TC).

Le chitosane présente des propriétés biologiques (biocompatibilité, biorésorbabilité, bioactivité) idéalement adaptées à des applications en ingénierie tissulaire. Dans cette étude partenariale (Programme ANR TECSAN 2010 ChitoArt), nous avons travaillé à l'élaboration d'hydrogels physiques de chitosane à propriétés physico-chimiques et biologiques variées et contrôlées, sans utilisation d'agents de réticulation externes. Ces hydrogels sont envisagés sous forme de tube mono ou pluri-membranaires pour une utilisation en tant que substituts vasculaires de petit diamètre (<6mm). En effet, l'ingénierie vasculaire présente, encore de nos jours, de nombreuses limitations lorsqu'il est question de vaisseaux de petits calibres. Notre démarche consiste en la modulation des paramètres structuraux (degré d'acétylation, masse molaire) et environnementaux (concentration du bain de gélification, du collodion) intervenants dans le procédé d'élaboration des hydrogels pour atteindre les critères physiques, biologiques et mécaniques compatibles avec cette application. L'étude morphologique des hydrogels par Cryo-Microscopie Électronique à Balayage (Cryo-MEB), via une méthode de préparation originale a permis une meilleure compréhension de l'organisation micro-structurale et multi-échelle des hydrogels de chitosane. Cette approche fondamentale a été couplée à une évaluation in vivo des propriétés biologiques des hydrogels ainsi qu'a des caractérisations mécaniques des substituts vasculaires. En particulier, l'évaluation de la suturabilité de nos substituts a mené au développement d'une formulation donnant lieu à des hydrogels physiques de chitosane suturables ayant fait l'objet d'un dépôt de brevet (N° de dépôt FR1363099). Le contrôle et la modulation des paramètres d'élaboration des hydrogels ont permis l'obtention de substituts vasculaire cellularisables et respectant les exigences (suture, compliance, résistance à l'éclatement) concernant leur implantation in vivo / Chitosan presents biological properties (biocompatibility, bioresorbability, bioactivity) ideally suited for tissue engineering. In this partnership study (ANR TECSAN 2010 ChitoArt program), we worked at the elaboration of physical chitosan hydrogels presenting various and controlled physicochemical and biological properties, without any external crosslinkers. These hydrogels are envisioned under mono- or poly-membranous tubes for small diameter vascular substitutes (<6mm) purposes. Indeed, vascular engineering presents, even today, numerous limitations for small calibre vessels. Our strategy consists in the modulation of both structural (degree of acetylation, molar mass) and environmental (neutralization bath and collodion composition and concentration) parameters involved in hydrogels elaboration process in order to reach physical, biological and mechanical requirements suitable for this application. The study of hydrogels morphology by Cryo-Scanning Electron Microscopy (Cryo-SEM), using an original sample preparation method led to a better comprehension of chitosan hydrogels fine structure and multi-scale organization. This fundamental approach was conducted through the in vivo biological evaluation of hydrogels but also to mechanical characterizations of vascular substitutes. In particular, our substitutes were evaluated in term of suture retention resulting in the development of a formulation that led to suturable physical chitosan hydrogels, which were protected by a patent (Deposit number: FR1363099). Hydrogels elaboration parameters control and modulation have resulted in the development of colonisable vascular substitutes matching their in vivo implantation requirements (suture retention, compliance, burst pressure)