Orientadora: Profa. Dra. Christiane Bertachini Lombello / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2014. / A engenharia de tecidos envolve o desenvolvimento de novos materiais ou dispositivos capazes de interações específicas com os tecidos biológicos, buscando a utilização de materiais biocompatíveis que devem servir como arcabouço para o crescimento de células in vitro, organizando e desenvolvendo o tecido que posteriormente será implantado no paciente. Uma variedade de arcabouços como hidrogéis e polímeros, sintéticos e naturais, têm sido investigados para a expansão de condrócitos in vitro, visando o reparo da cartilagem lesionada. Uma molécula de interesse particular na regeneração de cartilagem é o ácido hialurónico (AH). Trata-se de um biopolímero atraente para a fabricação de arcabouços artificiais para engenharia de tecidos por ser biocompatível e biodegradável. A biocompatibilidade do AH deve-se ao fato de estar presente na matriz extracelular nativa, deste modo, cria-se um ambiente propício que facilita a adesão, proliferação e diferenciação celular, para além da existência de sinalização celular específica, o que contribui para a regeneração do tecido. O uso de hidrogel composto de ácido hialurónico e quitosana (QUI) também tem sido investigado em aplicações de engenharia de tecidos de cartilagem, com resultados promissores. A utilização da QUI visa a aprimorar as propriedades mecânicas do AH, para uma proposição futura de aplicação clínica na regeneração da cartilagem articular. Baseando-se nestas informações, este trabalho visa avaliar inicialmente os aspectos da interação celular com biomaterial polimérico a base de AH em blendas com QUI. A abordagem da hipótese levantada envolve a síntese e análises de intumescimento e degradação da blenda polimérica; a inoculação de células no biomaterial; análises de citotoxicidade, adesão, proliferação e morfologia celular sobre a blenda. O ensaio de intumescimento demonstrou a capacidade hidrofílica da blenda, o que resultou em um aumento de 300 % de sua massa inicial após 24 horas de imersão em solução aquosa. Os dados de degradação permitiram a previsão do comportamento das amostras de blenda em PBS em até 30 dias, mostrando que tais amostras apresentam boa estabilidade em PBS, apresentando praticamente nenhuma perda de massa (3 %) no período analisado. A avaliação da citotoxicidade mostrou que os biomateriais, incluindo o AH, a QUI e a blenda, não foram citotóxicos para células Vero. Com a análise quantitativa realizada com o MTT pode-se verificar uma viabilidade celular de 98 % para a blenda, confirmando assim a sua não citotoxicidade. Os ensaios de microscopia de luz e eletrônica das células cultivadas sobre a blenda demonstraram adesão, espalhamento e proliferação celular sobre este biomaterial, diferenciados do padrão controle das células. Com isto, pode-se inferir que a blenda produzida a partir de AH e QUI é um hidrogel promissor para aplicações em Engenharia de Tecido, objetivando futuramente o tecido cartilaginoso. / Tissue engineering involves the development of new materials or devices capable of specific interactions with biological tissues, searching the use of biocompatible materials as scaffolds for cell growth in vitro, organizing and developing tissue that is subsequently implanted into patient. A variety of scaffolds such as polymeric hydrogels, natural and synthetic, have been investigated for the expansion of chondrocytes in vitro in order to repair the damaged cartilage. An hydrogel of particular interest in cartilage regeneration is hyaluronic acid (HA). HA are attractive biopolymers for manufacturing artificial scaffolds for tissue engineering it is biocompatible and biodegradable. The biocompatibility of HA is due to the fact that it is present in native extracellular matrix, thus creates an environment, which facilitates the adhesion, proliferation and differentiation, in addition to the existence of specific cell signaling, which contribute to tissue regeneration. The use of hydrogel composed of hyaluronic acid and chitosan has also been investigated for applications in tissue engineering of soft tissues, like cartilage, with promising results. The use of chitosan aims to improve the mechanical properties of HA. Based on this information, this study aims to evaluate initial aspects of cell interaction with the polymeric biomaterials based on hyaluronic acid in blends with chitosan. The approach to hypothesis involves synthesis and analysis of swelling and degradation of the polymer blend; inoculation of cells on the biomaterial; analysis of cytotoxicity, adhesion and cell morphology on the blend. The swelling assay demonstrated hydrophilicity of the blend, resulting in an increase of 300 % of its initial weight after 24 hours of immersion in aqueous solution. The degradation data allowed the prediction of the behavior of the samples blend in PBS for up to 30 days, showing that these samples had good stability in PBS, with practically no weigth loss (3 %) in the period analyzed. The evaluation of cytotoxicity showed that the biomaterials, including hyaluronic acid, chitosan and the blends, were non cytotoxic for Vero cells. The quantitative analysis performed with the MTT can verify a cell viability of 98 % for the blend, thus confirming its not cytotoxicity. The experiments of light and electron microscopy of .cultured cells on the blend showed adhesion, spreading and proliferation on this biomaterial, distinguished from the pattern of the control cells. These results showed that the blends produced from CHI and HA hydrogels are promising for applications in tissue engineering, aiming at future cartilaginous tissue.

Orientadora: Profª. Drª. Maria Elizete Kunkel / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2016. / O objetivo deste trabalho foi desenvolver biomateriais compositos ineditos a base de quitosana (QUI) com adicoes de 0, 15, 30, 45, 60 e 75% (m/m) de BiosilicatoR funcionalizado (BG), na forma de particulas micrometricas (tamanho de particula ~3 ¿Êm), obtidas por reacao de estado solido, para futuras aplicacoes na engenharia tecidual. Os compositos foram sintetizados na forma de membrana pela tecnica de evaporacao de solvente. Estes materiais foram caracterizados quanto a composicao e microestrutura por FTIR, DRX e microscopia optica, grau de intumescimento em solucao tampao fosfato (PBS), molhabilidade pelo metodo da gota sessil, propriedade mecanica em ensaio de tracao, bioatividade in vitro,e avaliacao da viabilidade celular com MTT. Ademais, foram feitas analises estatisticas em algumas etapas de caracterizacao (ANOVA, teste T de student e de Tukey), sendo os resultados considerados significativamente diferentes quando p-valor < 0,05.Os resultados mostraram que apos etapa de funcionalizacao do Biosilicato foi possivel incorporar altas fracoes do reforco nos compositos, com boa dispersao de particulas na matriz de quitosana. O aumento da concentracao de BiosilicatoR nos compositos aumentou gradativamente a molhabilidade destes, devido a alta hidrofilicidade das particulas de Biosilicato. Os compositos com teor de Biosilicato de 30 a 60% apresentaram grau de intumescimento estatisticamente semelhante, porem, menores e estatisticamente diferente quando comparado a membrana de quitosana pura, sugerindo assim que a incorporacao de BiosilicatoR interfere na absorcao e retencao de fluidos. De modo geral, o modulo elastico, a resistencia a tracao dos compositos foi estatisticamente semelhante e superiores a membrana de quitosana pura, com excecao do composito com teor de Biosilicato de 75% pois o excesso de reforco resulta em defeitos na estrutura da rede polimerica. Os resultados sugerem que o Biosilicato possa ter reticulado ionicamente os compositos, uma vez que este tipo de reticulacao resulta em um aumento da resistencia mecanica e reducao no grau de intumescimento. Por fim, o teste de bioatividade in vitro mostrou que os compositos sao bioativos apos 7 dias de imersao em SBF e nenhuma das amostras foi considerada citotoxica, de maneira que os valores obtidos na analise quantitativa da viabilidade celular foram estatisticamente semelhantes aos valores do controle negativo. Em conclusao, os resultados evidenciam que a funcionalizacao do Biosilicato permitiu desenvolver compositos bioativos inovadores, com elevadas concentracoes de reforcos vitroceramicos micrometricos, nunca antes relatados na literatura. / The present work proposes to develop a novel biomaterial based on chitosan (CHT) with 0, 15, 30, 45, 60 and 75% (w/w) additions of functionalized Biosilicate® (BG), as microparticles (particle size ~3 ìm), obtained by solid state reaction, for future applications in Tissue Engineering. The composites were fabricated in the form of membranes by solvent casting. The materials were characterized in terms of composition and morphology using FTIR, XRD and optical microscopy, swelling under phosphate buffered saline (PBS) solution, wettability by sessile drop method, mechanical properties in tensile test, in vitro bioactivity test and Cell viability by MTT assay. In addition, statistical analyzes were performed in some characterization stages (ANOVA, T student and Tukey tests), and the results were considered significantly different when p-value <0.05. The results showed that the functionalized Biosilicate® allow us to incorporate high fractions of reinforcement in composites and good dispersion of the microparticles in the chitosan matrix. The addition of BG to CHT increased the wettability of these membranes, due to high hydrophilicity of the Biosilicate microparticle. The membranes containing the BG demonstrated lower degree of swelling when compared with pure chitosan membrane, on the other hand, better elastic modulus and tensile strength. Moreover, the results suggest that composites could be ionically cross linked by Biosilicate, since this type of crosslinking generates an increase in strength and a reduction in degree of swelling. Finally, after seven days, the membranes containing the BG induced the precipitation of bone-like apatite in simulated body fluid (SBF). Pure chitosan and composite membranes were not cytotoxicity. In conclusion, the functionalization of Biosilicate allowed developing innovative bioactive composite using high concentrations of micrometric glass-ceramic reinforcements, never before reported in the literature.

Orientador: Prof. Dr. Arnaldo Rodrigues dos Santos Jr. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2017. / A engenharia tecidual aplicada a regeneracao de lesoes da pele e uma area de estudos interdisciplinar, e envolve principalmente o desenvolvimento de biomateriais em forma de arcaboucos (scaffolds) e a associacao destes as celulas. Biomateriais polimericos naturais, como quitosana (QUI) e acido hialuronico (AH), tem apresentado resultados promissores nesta area, ja que possuem propriedades biomimeticas da matriz extracelular. Este fato motiva o desenvolvimento de arcaboucos como matrizes artificiais que dao suporte mecanico para celulas do tecido a ser regenerado. Neste estudo, acido hialuronico (AH) e quitosana (QUI) foram utilizados para preparo de arcaboucos de QUI e a blenda composta por QUI-AH para a regeneracao tecidual cutanea. Os arcaboucos foram obtidos pela tecnica de gelificacao seguida de liofilizacao, o que resultou em estruturas porosas adequadas para utilizacao em engenharia tecidual, ja que permite melhor interacao e proliferacao celular. Estruturas porosas promovem a vascularizacao, essencial para a nutricao do tecido, e consequentemente, a melhora do processo de reparacao tecidual. Amostras de arcaboucos produzidas foram caracterizadas quanto ao intumescimento em meio de cultura, microscopia eletronica de varredura (MEV) e Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR). A tecnica de liofilizacao nao proporcionou distribuicao e topografia homogeneas e coordenada dos poros, porem obteve-se poros com alta distribuicao ao longo do arcabouco seco com tamanho medio de aproximadamente (20 } 7) ¿Êm em composto por QUI e de (15 } 5) ¿Êm em composto por QUI-AH. Apos o intumescimento, os arcaboucos apresentaram (95.6 }8.8) ¿Êm e (86.3 }13.6) ¿Êm, respectivamente. Ambos os compostos demonstraram perda de massa residual, porem o composto de QUI-AH demonstrou maior diminuicao de massa residual no decorrer do estudo. O presente estudo foi realizado em celulas HaCaT, um modelo in vitro para citotoxicidade cutanea. Os arcaboucos demonstraram-se nao toxicos e proporcionaram adesao e migracao celular das celulas HaCaT e HDFB sobre ambos os substratos. As celulas HaCaT demonstraram maior formacao de colonias e migracao sobre o composto de QUI-AH e HDFB apresentou maior migracao no composto de QUI. / Tissue engineering applied to the regeneration of skin wounds is an area of interdisciplinary study and involves mainly the development of biomaterials in the form of scaffolds and the association of these to cells. Natural polymeric biomaterials, such as chitosan (CS) and hyaluronic acid (HA), have shown promising results in this area since they have biomimetic properties of the extracellular matrix. This fact motivates the development of scaffolds as artificial matrices that give mechanical support to cells of the tissue to be regenerated. In this study, hyaluronic acid (HA) and chitosan (CS) were used to prepare CS and hybrid CS-HA scaffold for cutaneous tissue regeneration. The scaffolds were obtained by the gelation technique followed by lyophilization, which resulted in porous structures suitable for use in tissue engineering since it allows better interaction and cell proliferation. Porous structures promote vascularization, essential for the nutrition of the tissue, and consequently, the improvement of the tissue repair process. Samples of scaffolds produced were characterized by swelling in the culture medium, scanning electron microscopy (SEM) and FTIR. The freeze-drying technique did not provide a homogeneous and coordinated pore distribution and topography, however, the pores with high distribution along of the dry scaffolds were obtained with a mean size of approximately (20 ± 7) ìm in composites composed of CS and (15 ± 5) ìm in the compound by CS-HA. After swelling, they presented (95.6 ±8.8) ìm and (86.3 ±13.6) ìm, respectively. Both compounds showed the residual mass loss, but the CS-HA compound demonstrated a greater decrease in residual mass during the study. The present study was carried out on HaCaT keratinocytes, an in vitro model of skin cytotoxicity. The scaffolds demonstrated no toxicity and provided cell adhesion and migration of HaCaT cells on both substrates. HaCaT cells demonstrated increased colony formation and migration through the CS-HA compound. In the other hand, HDFB presented increased migration through the CS compounds.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-02-26Bitstream added on 2014-06-13T20:34:26Z : No. of bitstreams: 1 camili_ec_me_botfca.pdf: 1770083 bytes, checksum: f5ea3a6bbc481ab702d9339e5ee2ce93 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Perdas significativas ocorrem durante o armazenamento e a comercialização de uvas de mesa devido, principalmente, à ocorrência do mofo cinzento (Botrytis cinerea Pers.:Fr.) e, visando o controle de patógenos emprega-se, geralmente, o dióxido de enxofre (SO2). Diante da restrição crescente ao uso de produtos químicos em pós-colheita, tem ocorrido considerável interesse em métodos alternativos de controle. Este trabalho teve como principal objetivo avaliar os efeitos dos agentes bióticos (Lentinula edodes (Berk.) Pegler e Agaricus blazei (Murril) ss. Heinem) e abióticos (quitosana, ácido acético e irradiação UV-C), possíveis indutores de resistência, na proteção de uva Itália pós-colheita contra B. cinerea. In vivo, avaliou-se o efeito direto e indireto dos agentes de controle através do tratamento dos cachos de uva, antes e após a inoculação com o patógeno. Utilizaram-se extratos aquosos dos cogumelos A. blazei (linhagem ABL 29) e L. edodes (linhagem LED 17) nas concentrações de 0,0; 2,5; 5,0; 10,0; 20,0 ou 40,0 % (v/v); quitosana nas concentrações de 0,00; 0,25; 0,50; 1,00; 1,50 e 2,00 % (v/v); vapor de ácido acético a 0,0; 2,6; 5,2; 10,5 ou 21,0 mg.L-1 e; irradiação UV-C (254 nm) nas doses de 0,00; 0,84; 1,30; 2,40; 3,60; 4,80 e 7,50 kJ.m-2. Para inoculação, em cada cacho foram feridas 10 bagas, fazendo-se um furo por baga de 2 mm de profundidade, procedendo-se em seguida, a aspersão da suspensão de conídios ( 105 conídios.mL-1) de B. cinerea. Após os tratamentos, os cachos foram mantidos a 25 1 C / 80-90 % UR; quando avaliações de incidência e severidade foram realizadas diariamente, além de análises físicas e físico-químicas da uva. Avaliações in vitro do efeito dos agentes de controle sobre o patógeno também foram realizadas analisando-se o crescimento micelial e a germinação dos conídios de B. cinerea... / Significant losses of table grapes occur during storage and commercialization due mainly to the occurrence of gray mold (Botrytis cinerea Pers.:Fr.), and sulfur dioxide (SO2) is frequently used to control such pathogens. Due to increasing restrictions on the postharvest use of chemical products, considerable interest in alternative control measures has arisen. The main objective of this study was to evaluate the effects of biotic (Lentinula edodes (Berk.) Pegler and Agaricus blazei (Murril) ss. Heinem) and abiotic (chitosan, acetic acid and UV-C irradiation) agents as possible resistance inducers in 'Itália' grapes, aimed at post-harvest protection against B. cinerea. The direct and indirect effects of these control agents were evaluated in vivo by treating bunches of grapes before and after inoculation with the pathogen. Aqueous extracts of the mushrooms A. blazei (strain ABL 29) and L. edodes (strain LED 17) were used in the concentrations of 0.0; 2.5; 5.0; 10.0; 20.0 and 40.0 % (v/v); chitosan at 0.00; 0.25; 0.50; 1.00; 1.50 and 2.00 % (v/v); acetic acid vapor at 0.0; 2.6; 5.2; 10.5 and 21.0 mg.L-1 and UV-C (254 nm) irradiation at doses of 0.00; 0.84; 1.30; 2.40; 3.60; 4.80 and 7.50 kJ.m-2. For inoculation, 10 grapes in each bunch were injured by piercing the grape to a depth of 2 mm, followed by spraying with the inoculum of B. cinerea conidia ( 105 conidia.mL-1). After the treatments, the bunches were kept at 25 1 C / 80-90 % RH, carrying out daily evaluations of disease incidence and severity, as well as physical and physical-chemical analyses of the grapes. In vitro evaluations of the effect of the control agents were also carried out based upon mycelial growth and germination of B. cinerea conidia. The results showed that the extracts of A. blazei and L. edodes failed to control deterioration by B. cinerea in 'Itália' grapes when applied after inoculation. However, the A. blazei... (Complete abstract, click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-25Bitstream added on 2014-06-13T20:05:27Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_gf_dr_arafcf.pdf: 1597111 bytes, checksum: 8e048dc196c11ce687d14ea7159987ad (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Neste estudo foi desenvolvido um sistema multiparticulado magnético (SMM) à base de quitosana (QS), pectina (PC) e acetoftalato de celulose (CAP), pelo método da coacervação complexa. O sistema contém um glicocorticóide, a triancinolona (TC), e, como material magnético, a ferrita (F). Em estudos anteriores, este SMM mostrou-se promissor para conduzir a liberação modificada de fármacos para a região colônica. Segundo análises in vitro, ele associou a liberação pH-dependente à liberação enzimática, típica do ambiente colônico. Entretanto, devido à complexidade do trato gastrintestinal (TGI), torna-se essencial que formas farmacêuticas desenvolvidas para liberação alvo-específica sejam avaliadas in vivo, para que se possa estabelecer uma correlação in vitro/in vivo adequada. Baseado nesses fatos, o objetivo deste trabalho foi o monitoramento do trânsito gastrintestinal (TG) do sistema proposto até sua chegada ao cólon, através de uma técnica não invasiva, livre de radiação, a Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC), que pudesse avaliar o trânsito gastrintestinal (TG) do SMM em voluntários saudáveis em jejum e no estado alimentado. Foram também realizadas análises do perfil de liberação in vivo da TC. Os resultados obtidos mostraram que o sistema desenvolvido foi capaz de produzir campo magnético de intensidade suficiente para ser detectado e que a BAC foi capaz de monitorar o trânsito gastrintestinal do SMM até sua chegada ao cólon. O estado pós-prandial influenciou significativamente o esvaziamento gástrico, sendo o tempo médio de 107,5 min ± 43,37 min no estado de jejum e de 260min ± 67,64 min no estado alimentado. Além do esvaziamento gástrico mais demorado no estado alimentado, o trânsito pelo intestino delgado e a chegada ao cólon também foram influenciados pelo estado pós-prandial. Não foi possível estabelecer correlação... / In this study a magnetic multiparticulate system (MMS) based on chitosan (CS), pectin (PC) and cellulose acetophtalate (CAP) was developed by means of a complex coacervation method. The system contains a glucocorticoid, triamcinolone (TC), and ferrite (F) as magnetic material. In earlier studies, this MMS showed to be a promising system for modified drug release to target the colonic region. As in vitro analyses proved, it was able to associate pHdependent and enzymatic controlled, typical from the colonic environment, drug releases. However, due to the complexity of the gastrointestinal tract (GIT), it is essential that pharmaceutical dosage forms developed to perform target specific drug release may be evaluated also in vivo, in order to establish an adequate in vitro/in vivo correlation. Based on these issues, the aim of this work was the monitoring of the gastrointestinal transit (GT) of the proposed system until it reaches the colon, by means of a non-invasive, radiation free technique, namely the Alternate Current Biosusceptometry (ACB), which could evaluate the MMS transit in healthy volunteers both in fasting and fed states. Analyses of the in vivo TC release profile were also carried out. The results showed that the developed system was able to generate magnetic field strong enough to be detected and that ACB was efficient to monitoring the MMS transit until its arrival in the colon. The postprandial state influenced significantly the gastric emptying, being 260.0 min ± 67.64 min the mean time for the fed state and 107.5 min ± 43.37 min for the fasting state. Additionally to a longer gastric emptying time, the transit within the small intestine and the arrival in the colon were also influenced by the postprandial state. It was not possible to establish a valid in vivo/in vitro correlation between the drug released profiles... (Complete abstract click electronic access below)

Neste trabalho foi avaliada a capacidade sorbente da quitosana comercial em pó e biotecnologicamente processada em microesferas na descoloração de efluente industrial, sendo utilizados na concentração de 0,514g para cada 50mL do efluente. Os resultados obtidos demonstraram uma significativa redução da DQO (Demanda Química de Oxigênio) pela quitosana em microesferas (99%) do que em pó (96%), com 168horas de contato. Resultados semelhantes foram obtidos no processo de descoloração do efluente industrial, tendo sido evidenciada uma remoção da cor do efluente de 98% e 96%, respectivamente, para microesferas e quitosana em pó, no mesmo período de contato. Os resultados obtidos com a quitosana em pó serviram de base para os estudos desenvolvidos com a produção microbiológica de quitosana por Absidia corymbifera, considerando o baixo custo daquele processo. Os experimentos foram realizados utilizando um planejamento fatorial completo 23, tendo como varáveis o resíduo industrial milhocina (obtido do beneficiamento do milho), glicerina (obtida do excedente da produção do biodiesel) e uréia, tendo como variáveis respostas a produção de biomassa e de quitosana. Os resultad os obtidos indicaram uma produção máxima de biomassa de 21g/L e 88mg/g de quitosana. O polímero microbiológico foi caracterizado através do espectro de absorção ao raio infravermelho e difração de raios- X, indicando 90,3% de deacetilação e um índice de cristalinidade de 21%. A eficiência da quitosana em pó na adsorção foi avaliada utilizando um planejamento fatorial 2, tendo como variáveis a concentração de quitosana e agitação, sob a variável resposta descoloração. Os resultados obtidos demonstraram um processo de remoção de 100,0% da cor do efluente de indústria produtora de refrigerantes e sucos, com uma redução de DQO de 99,8% e 90,0% de SST (Sólidos Suspensos Totais). Desta forma, os resultados confirmam a eficiência da quitosana microbiológica no processo biotecnológico de descoloração de efluente, sugerindo ser um método alternativo para minimizar a poluição das águas receptoras e reuso da água / This work was evaluated the ability of commercial chitosan as sorbent powder and biotechnologically processed microspheres in the decoloration of industrial wastewater, being used at a concentration of 0.514 g per 50 ml of effluent. The results showed a significant reduction of COD (Chemical Oxygen Demand) by chitosan microspheres (99%) than powder (96%), during 168 hours of contact. Similar results were obtained during the decolorization of the industrial effluent; it was revealed a color removal of wastewater to 98% and 96%, respectively, for microspheres and chitosan powder in the same period of contact. The results obtained with chitosan powder were used for the studies with the microbial production of chitosan by Absidia corymbifera, considering the low cost of that process. The experiments were carried out using a 23 full factorial design, with variables such as industrial waste corn steep liquor (obtained from milling of corn), glycerin (obtained from excess of production of biodiesel) and urea, with the variables response and biomass production of chitosan. The results indicated the maximum yield of biomass of 21g/L and 88mg/g of chitosan. The microbiological polymer was characterized by absorption spectra of the infrared ray and X-ray diffraction, indicating 90.3% of deacetylation and a crystallinity index of 21%. The efficiency of chitosan powder in adsorption was evaluated using a 2 factorial design, with variables like the concentration of chitosan and agitation in the response variable discoloration. The results showed a removal process of 100.0% of the color of the effluent from industry of soft drinks and juices, and a COD reduction of 99.8% and 90.0% of TSS (total suspended solids). Thus, the results confirmed the effectiveness of microbiological chitosan powder in the biotechnological process of decolorization of effluent, suggesting that an alternative method to minimize pollution of receiving waters and water reuse

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Quitina e quitosana são co-polímeros com grande aplicação biotecnológica na atualidade (na área alimentícia, biotecnologia, ciência dos materiais, drogas e produtos farmacêuticos, agricultura e proteção ambiental dentre outras) e, podem ser obtidos de fungos filamentosos a partir de biomassa. Neste sentido, foi investigado o perfil de crescimento da nova linhagem de Mucor subtilissimus e produção de quitosana em diferentes meios de cultivo utilizando substratos alternativos (glicose e extrato de soja), em associação. O crescimento de M. subitilíssimus foi avaliado em quatro diferentes meios de cultura (Extrato de Malte, Extrato de Soja, Sabouraud Dextrose Ágar e Meio Sintético para Mucorales), como também o Índice da Velocidade de Crescimento Micelial (IVCM), velocidade de crescimento e tempo de geração. O meio selecionado acrescido de substratos alternativo foi utilizado para a produção de biomassa e quitosana. Os resultados demonstraram uma velocidade de crescimento de M. subtilissimus de &#956;Esp.h-1 de 0,035831 e 0,033431, com tempo de geração de 19,34504h-1 e 20,73360 h-1, respectivamente, para os meios Extrato de soja e Meio Sintético para Mucorales, sendo selecionado o meio com extrato de soja por ser mais econômico. Os resultados foram validados estatisticamente, e podem ser verificado pelos resultados da Tabela de ANOVA, Diagrama de Pareto e Gráfico de Superfície, que demonstram que a associação do extrato de soja à glicose aumenta a produção de biomassa e de quitosana. O espectro de absorção ao raio infravermelho confirmou o polímero extraído quitosana, com o grau de desacetilação de 78,3% e 87,5%, respectivamente para as condições dos ensaios 2 e 4. O bioprocesso realizado demonstrou elevado potencial do M. subtilissimus na biotransformação de substratos alternativo na produção efetiva de quitosana, com baixo custo e excelente grau de desacetilação no que se refere à quitosana microbiológica. / Chitin and chitosan are co-polymers with great biotechnological applications today (in the food industry, biotechnology, materials science, drugs and pharmaceuticals, agriculture and environmental protection among others) and, can be obtained from filamentous fungus from biomass. In this sense, the growth profile of the new strain of Mucor subtilissimus and chitosan production was investigated in divers culture media using alternative substrates (glucose and soya extract), in combination. The growth of M. subitilissimus was evaluated in four different culture media (Extract Malt, Extract Soy, Sabouraud Dextrose Agar and Synthetic Environment for Mucorales), as well as the Index Growth Rate Mycelial (MIGS), growth rate and generation time. The selected medium plus alternate substrates was used for the production of biomass and chitosan. The results showed a growth rate M. subtilissimus of &#956;Esp.h-1 0.035831 and 0.033431, with generation time 19,34504h-1 and 20.73360 h-1, respectively, to medium Extract soybean and Medium Synthetic Mucorales for being selected the medium with soy extract to be more economical. The results were statistically validated and can be verified by the results of the ANOVA Table, Pareto Diagram and Surface Graph showing that the combination glucose soy extract increases the production of biomass and chitosan. The absorption spectrum of the infrared ray confirmed the polymer extracted chitosan with the degree of deacetylation of 78.3 % and 87.5 % respectively for the conditions of 2 trials is 4. The bioprocess performed showed high potential M. subtilissimus the biotransformation alternate substrates in effective production of chitosan with low cost and excellent degree of deacetylation as regards the microbiological chitosan.

As nanocápsulas poliméricas têm sido alvo de grande interesse por permitirem alterações no tempo de permanência das substâncias no estrato córneo da pele. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da carga de superfície positiva das nanocápsulas revestidas com quitosana sobre as características físico-químicas e avaliar a penetração cutânea in vitro da benzofenona-3 a partir destas nanocápsulas incorporadas em hidrogéis. As nanocápsulas preparadas com Span 60® (NC-S: 234 nm; NC-S-B3: 260 nm; NC-Q-S-B3: 295 nm) apresentaram diâmetros médios maiores do que as preparadas com Epikuron 170® (NC-E: 174 nm; NC-E-B3: 175; NC-Q-E-B3: 202 nm), e todas apresentaram baixos valores de polidispersão (< 0,2), o que foi confirmado por de microscopia eletrônica de transmissão. O revestimento de quitosana conduziu a um potencial de superfície positivo (NC-Q-S-B3: 21 mV, NC-Q-E-B3: 21 mV), enquanto nas nanocápsulas não revestidas esses foram negativos (NC-S-B3: -12 mV, NC-E-B3: -8 mV). O teor de benzofenona-3 e as taxas de associação foram de aproximadamente 100 % para todas as amostras após preparação e após 30 dias de armazenamento. Análises em Turbiscan LAb® mostraram que as nanocápsulas sem revestimento de quitosana preparadas com Span 60® (NC-S-B3) apresentaram tendência à coalescência. As nanocápsulas incorporadas em hidrogéis de Natrosol® em total substituição à água não alteraram o comportamento pseudoplástico originalmente conferido ao Natrosol®. Análises em Turbiscan LAb® dos hidrogéis mostraram que não há tendência à desestabilização para todas as formulações. Estudos de penetração cutânea usando células de difusão de Franz demonstraram que as nanocápsulas contendo benzofenona-3 revestidas com quitosana foram eficazes em prolongar o tempo de residência do filtro solar sobre o estrato córneo da pele e, também, em reduzir a sua chegada ao meio receptor das células de Franz. Em conclusão, o conjunto de resultados indica que as nanocápsulas contendo benzofenona-3 e revestidas com quitosana são sistemas promissores para aplicação cutânea da benzofenona-3. / Polymeric nanocapsules have been considered to be of great interest because of their ability to promote variation in time-residence of substances on the skin stratum corneum. The aim of this work was to evaluate either the positive charged surface, due to chitosan coating, plays any influence in the nanocapsules physico-chemical properties and to evaluate the in vitro skin penetration of benzophenone-3 from these nanocapsules after incorporation in hydrogels. The nanocapsules prepared with Span 60® (NC-S: 234 nm; NC-S-B3: 260 nm; NC-Q-S-B3: 295 nm) presented higher average diameter than the ones prepared with Epikuron 170® (NC-E: 174 nm; NC-EB3: 175; NC-Q-E-B3: 202 nm), and all of them presented low polidispersity values (under 0,2), results that were confirmed by transmission electronic microscopy. The chitosan coating led to a positive zeta potential (NC-Q-S-B3: 21 mV, NC-Q-E-B3: 21 mV) while the uncoated nanocapsules presented negative zeta potential (NC-S-B3: - 12 mV, NC-E-B3: -8 mV). All the samples showed an amount of benzophenone-3 of 100 % after preparation and 30 days of storage. The drug entrapment was 100 % for all formulations. Turbiscan LAb® analyses demonstrated that the uncoated nanocapsules, prepared with Span 60®, have the tendency to coalescence. The incorporation of the nanocapsules in Natrosol® hydrogels, by substitution of the water for the nanocapsules suspension, did not cause any alteration in the originally observed pseudoplastic reological behavior of Natrosol®. Turbiscan LAb® analyses have also shown no tendency to destabilization for all hydrogel formulations. Skin penetration studies using Franz diffusion cells, have shown that the chitosan coated nanocapsules containing benzophenone-3 were considered to be efficient in prolonging the time-residence of the sunscreen in the stratum corneum and also in reducing its presence in the receptor medium of the Franz cells. In conclusion, the results indicate that the chitosan coated nanocapsules containing benzophenone-3 are promising systems for cutaneous application of the referred sunscreen.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-09T12:54:25Z No. of bitstreams: 1 THAÍS MARIA ALVES MARINHO - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2016.pdf: 4526314 bytes, checksum: 93577e66a4279c33e84cb662d3ce4735 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-09T12:54:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 THAÍS MARIA ALVES MARINHO - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2016.pdf: 4526314 bytes, checksum: 93577e66a4279c33e84cb662d3ce4735 (MD5) Previous issue date: 2016-03-08 / Capes / Com o ascendente desenvolvimento de novas tecnologias, a procura por novos sistemas de sensoriamento vem aumentando, pois há uma necessidade de obter uma melhor precisão nos resultados de análises biológicas, com baixo custo e em tempo real, diante disso, os biossensores são dispositivos capazes de proporcionar esse tipo de resultado. Doenças ligadas a insuficiência renal necessitam desse tipo de precisão e rapidez, que é caracterizada pela concentração de ureia no sangue ou na urina, eliminado assim uma série de procedimentos laboratoriais. Logo, para montagem de um biossensor de ureia é preciso um biocomponente seletivo e específico, que possa identificar a ureia sem nenhuma interferência, como é o caso da enzima. A enzima capaz de catalisar a hidrolise de ureia é a uréase, formando como produto da reação o gás carbônico e a amônia. Para ser aplicado em um biossensor, a enzima precisa ser imobilizada, pois dessa forma confere uma maior estabilidade operacional e um maior armazenamento da mesma. Essa imobilização pode ser realizada por meio de polímeros. A quitosana é um polímero natural que vêm ganhando destaque para esta aplicação, diante de suas propriedades como baixo custo, abundância na natureza, fácil processamento, capacidade de formação membrana, entre outras. Diante do exposto, o objetivo desse trabalho é imobilizar a enzima urease utilizando como matriz a quitosana e quitosana/glutaraldeído, avaliando diferentes condições de preparação das membranas. As membranas foram depositadas sobre um transdutor que utilizou como suporte fitas de aço inox, eletrodepositadas com antimônio. Logo após, foram realizadas caracterizações por microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), para avaliar as superfícies das membranas. Também, foram realizados testes de bioresposta dos eletrodos, para avaliar a efetividade da enzima imobilizada, através das respostas de sensibilidade, seletividade, estabilidade, tempo de resposta, faixa de linearidade, especificidade e repetibilidade dos biossensores. E foi observado que, a enzima imobilizada com quitosana e com adição do reticulante glutaraldeído, proporcionou melhores respostas, com mais estabilidade operacional e maior armazenamento da enzima, melhorando assim o tempo de vida da mesma. / With the upward development of new technologies, demand for new sensing systems is increasing because there is a need for better accuracy in the results of biological analyzes, with low cost and in real time, before that, the biosensors are devices capable of provide that kind of result. Diseases related to renal insufficiency require such precision and rapidity, which is characterized by the concentration of urea in blood or urine, thus eliminating a series of laboratory procedures. Therefore, for assembling a urea biosensor is needed a selective and specific bio-component that can identify the urea without any interference, as in the case of the enzyme. The enzyme capable of catalyzing the hydrolysis of urea is urease, forming a reaction product of carbon dioxide and ammonia. To be used in a biosensor, the enzyme must be immobilized, as this way confer greater operational stability and a longer storage thereof. This immobilization can be performed by means of polymers. Chitosan is a natural polymer that become increasingly more important for this application, on its properties such as low cost, abundance in nature, easy processing capacity of membrane formation, among others. Given the above, the objective of this work is to immobilize the enzyme urease as a matrix using chitosan and chitosan / glutaraldehyde, evaluating different conditions of preparation of membranes. Membranes were deposited on a transducer used as a support of stainless steel strips, electrodeposited with antimony. Soon after, characterizations were performed by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) to evaluate the surfaces of the membranes. Also, the bioresponse electrode tests were performed to evaluate the effectiveness of the immobilized enzyme, through sensitivity responses, selectivity, stability, response time, linearity range, specificity and reproducibility of biosensors. It was observed that the immobilized enzyme with chitosan and crosslinking addition of glutaraldehyde gave the best responses with more operational stability and increased storage of the enzyme, thereby improving the lifetime thereof.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-12T10:26:45Z No. of bitstreams: 1 MILENA COSTA DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2015.pdf: 4566309 bytes, checksum: ac360eb84cc411c27af09b604719adc6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-12T10:26:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MILENA COSTA DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2015.pdf: 4566309 bytes, checksum: ac360eb84cc411c27af09b604719adc6 (MD5) Previous issue date: 2015-08-19 / Capes / A curcumina é um fármaco natural que apresenta propriedades medicinais dentre elas destaca-se a propriedade antineoplásica, nesta pesquisa a curcumina tem sido associada com a quitosana com a função de portador eficaz para a preparação de formulações na liberação de fármaco. Portanto o objetivo deste trabalho foi desenvolver arcabouços de quitosana/curcumina, pelo método de agregação de esferas, através da solução de gelatina (5%) com e sem reticulação. O fármaco foi incorporado na quitosana empregando a técnica de reação de soluções e adsorção. As esferas foram caracterizadas por Espectroscopia na Região Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX), Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Termogravimetria (TG), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Grau de Intumescimento (GI). E os arcabouços por MO, MEV, Porosidade por três diferentes métodos, propriedade mecânica de resistência a compressão e GI, também foram realizadas a validação do método analítico e a liberação da curcumina por UV/VIS, modelos matemáticos de cinética de liberação também foram aplicados, seguido dos ensaios de citotoxicidade com linha celular de fibroblastos (L929) e câncer de mama (MCF-7). As análises morfológicas de MO e MEV mostraram a presença do fármaco no interior das esferas, e nos arcabouços a adesão das esferas a partir da gelatina. Por FTIR sugeriu-se a interação da quitosana com a curcumina. Os resultados de DRX e TG mostraram que a presença do fármaco na matriz de quitosana, não alterou de forma significativa a cristalinidade e nem a estabilidade térmica do material, respectivamente. Por DSC verificou-se na amostra quitosana/curcumina, o desaparecimento do pico de fusão da curcumina. Constatou-se ainda que os arcabouços obtidos com gelatina reticulada apresentaram menor absorção de água no ensaio de GI, menor tamanho de poros e menor porosidade, como também um perfil prolongado de liberação de fármaco. A partir do ensaio de compressão observou-se que todos os sistemas apresentaram valores semelhantes de resistência a compressão do tecido adiposo humano. Na análise dos modelos matemáticos observou-se que os modelos de Korsmeyer-Peppas e de Higuchi foram os que mais adequaram aos sistemas e pelos resultados de citotoxicidade com a linha celular L929 verificou-se que os arcabouços não apresentaram toxicidade, já a amostra quitosana/curcumina(adsorção)-reticulada, apresentou perfil tóxico para a linha celular MCF-7. Dessa forma, constatou-se que o arcabouço de quitosana/curcumina (adsorção)-reticulada é promissor para o estudo em tratamento de câncer de mama, por apresentar, estrutura, tamanho de poro e perfil de liberação adequada para o tratamento, como também maior toxicidade nas células cancerígenas MCF-7. / Curcumin is a natural drug that has medicinal properties, among which are the anticancer property, thus, in this research, curcumin has been studied associated with chitosan that is an effective carrier for the preparation of formulations of drug delivery. Therefore the aim of this study was to develop scaffolds of chitosan/curcumin, by the ball aggregation method through gelatin solution (5%) with and without crosslinking. The drug was incorporated in chitosan employing the solutions reaction technique and adsorption. The beads were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetry (TG), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Degree of Swelling (DS). And the scaffolds by OM, SEM, porosity by three different methods, mechanical properties by Compressive Strength and DS. The validation of the analytical method and the release of curcumin by UV / VIS were carried out, mathematical models of release kinetics were also applied, followed by cytotoxicity tests with fibroblast cell line (L929) and breast cancer (MCF-7). Morphological analysis of OM and SEM showed the presence of the drug inside the spheres, and in the scaffolds, the adhesion of the spheres from the gelatin. From the FTIR technique it was noticed the probable interaction of chitosan with curcumin. The results of XRD and TG showed that the drug present in the chitosan matrix did not significantly change neither the crystallinity nor the thermal stability of the material, respectively. By DSC,it was found in the chitosan / curcumin sample, the disappearance of the melting peak of curcumin. It was also found that the scaffolds obtained from cross-linked gelatin had lower water absorption in the GI assay, smaller pore size and lower porosity as well as an extended drug release profile. From the compression test it was observed that all systems had similar amounts of adipose tissue compression strength. Analyzing the mathematical models, it was observed that the Korsmeyer-Peppas and Higuchi models were the ones best adapted to most systems, and from the cytotoxicity results with the L929 cell line it was found that the scaffolds did not show toxicity, while the chitosan / curcumin (adsorption)-crosslinked sample showed toxicity profile for the cell line MCF7. Thus, it was found that the chitosan / curcumin (adsorption) - crosslinked scaffolds is promising for the study in treating breast cancer, because it presented structure, pore size and adequate release profile for the treatment, as well as greater toxicity in cancer cells MCF-7.