Dois novos adsorventes híbridos orgânico-inorgânicos a base de poli(dimetilsiloxano) (PDMS) e metacrilato de 2-(dimetilamino)etila (DMAEMA) foram preparados e aplicados na remoção de íons cobre(II) em meio aquoso. Os materiais obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (MEV), ensaios de intumescimento e ressonância magnética nuclear (RMN). Redes poliméricas semiinterpenetrantes (semi-IPNs) foram obtidas numa razão em massa de 1:0,5 entre PDMS:PDMAEMA em razões molares de 1:0,4 e 1:1 entre PDMS e o agente reticulante (3-cloropropil)trimetoxissilano (CPTMS). Somente a rede com a maior quantidade de CPTMS foi estável em água. Esta semi-IPN foi capaz de adsorver cerca de 34% em massa de água, indicando que foi obtido um material com maior caráter hidrofílico. Os resultados dos experimentos de adsorção de íons cobre(II) à temperatura ambiente evidenciam uma elevada dependência do pH, atingindo a capacidade de remoção de 0,40 mmol g-¹ num pH = 5 no prazo de 36 h. O sistema adsorvente-adsorvato foi descrito pelo modelo cinético de pseudoprimeira ordem e modelo de adsorção de Sips. Além disso, os testes de reutilização sugeriram que a semi-IPN PDMS/PDMAEMA tem um potencial como adsorvente reciclável no tratamento de sistemas aquosos. O segundo adsorvente híbrido foi preparado por uma policondensação entre poli(dimetilsiloxano) com terminações silanóis e grupos metóxidos de um copolímero, o poli[viniltrimetoxissilano-co-metacrilato de 2-(dimetilamino)etila]. Este adsorvente atingiu o equilíbrio de intumescimento com 23 % em massa de água, após aproximadamente 18 dias. Nos estudos de adsorção, a saturação dos sítios ativos do material foi observada em pH = 5, após 3 dias, onde cada grama de material foi capaz de adsorver 0,48 mmol de íons cobre(II). Os modelos de ordem fracionária e de Sips forneceram os melhores ajustes para os dados experimentais nos estudos cinéticos e de equilíbrio, respectivamente. Além disso, a reutilização para este adsorvente híbrido orgânico-inorgânico reticulado foi estudada por ciclos de usoregeneração, sem perda significativa em sua atividade inicial. / Two novel organic-inorganic hybrid adsorbents based on poly(dimethylsiloxane) (PDMS) and 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (DMAEMA) were prepared and applied for the removal of copper(II) ions in aqueous media. The materials were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), swelling measurements and nuclear magnetic resonance (NMR). Semi-interpenetrating polymer networks (semi-IPNs) were prepared with 1:0.5 weight ratio for PDMS:PDMAEMA in 1:0.4 and 1:1 molar ratios of PDMS and the crosslinker agent (3-chloropropyl)trimethoxysilane (CPTMS), respectively. Only the network with the highest amount of CPTMS was stable in water. This semi-IPN was able to adsorb about 34 % in mass of water, indicating that was obtained a material with higher hydrophilic character. The adsorption experiments results of copper(II) ions at room temperature reveal a high pH-dependence, reaching uptake capacity of 0.40 mmol g-¹ at pH 5 within 36 h. The adsorbent-adsorbate system was described by the pseudo-first order kinetic model and Sips adsorption model. Furthermore, reuse experiments suggested that PDMS/PDMAEMA semi-IPN could be a potential recyclable adsorbent in the treatment of aqueous systems. The second hybrid adsorbent was prepared by the polycondensation of poly(dimethylsiloxane) containing silanol terminals groups and methoxy groups of a previous prepared copolymer, the poly[vinyltrimethoxysilane-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate]. This adsorbent reached the swelling equilibrium at 23 % in mass of water, after approximately 18 days. The saturation of the active sites of the material was observed at pH 5, after 3 days, with each gram of material capable of adsorbing 0.48 mmol of copper(II) ions. The fractionaryorder and Sips model provided the best fit to the experimental data in kinetic and equilibrium studies of the adsorption process, respectively. Moreover, the reusability for this cross-linked organic–inorganic hybrid adsorbent was studied through usage-regeneration cycles without significant loss in its initial activity. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Memoria para optar al título de Químico / Los octilfenoles son los precursores sintéticos de los octilfenoles etoxilados, compuestos comerciales que pueden tener desde 1 a 40 grupos etoxilatos y son utilizados en la preparación de diversos compuestos. Su principal uso sin duda alguna está en la fabricación de detergentes domésticos e industriales. Los octilfenoles etoxilados pueden encontrarse en aguas de desechos industriales, y llegar así a ríos y sedimentos, zonas en las cuales pueden sufrir degradación aeróbica y anaeróbica. Los octilfenoles son catalogados como disruptores endocrinos, esto puede conducir a alternaciones de la función hormonal normal en las personas y variar el estado fisiológico en la fauna. Por ejemplo, se puede generar complicaciones en el desarrollo testicular, una disminución de la producción de esperma, o generar cáncer de próstata, así como la feminización y hermafroditismo en la fauna. La técnica propuesta en este estudio consiste en la extracción de octilfenoles y sus etoxilados, usando un disco rotatorio de teflón cubierto con una fase de PDMS, en una de sus superficies el cual se compara con un disco rotatorio de teflón cubierto con una fase dual PDMS-nanotubos de carbono. Este procedimiento se conoce como extracción por sorción en disco rotatorio (RDSE). En primer lugar, en este estudio se implementó un método cromatográfico de determinación de los siguientes analitos octilfenol (OP), tert- octilfenol (t-OP) y octilfenol etoxilato (OP-Et) por GC-MS, el cual posee un límite de detección de 0,02 mg/L para OP, 0,57 mg/L para t-OP y 0,42 mg/L para OP-Et. En cuanto a la sensibilidad del método el t-OP es el analito que produce una señal menos sensible, seguido de OP-Et, siendo el OP el compuesto que origina mayor sensibilidad. La repetibilidad del método tiene un coeficiente de variación de aproximadamente un 17% en OP, 13% en t-OP, mientras que para OP-Et es de aproximadamente un 21%. Se estudiaron las siguientes variables, tiempo, cantidad de polidimetilsiloxano comercial y polidimetilsiloxano sintético, cantidad en masa de nanotubos de carbono cortos de diámetro externo 10-30 nm, temperatura y cantidad de metanol. Los resultados demuestran que la incorporación de nanotubos en la fase de PDMS no genera una mejora significativa a la extracción de los compuestos.

INTRODUÇÃO: Os enxertos vasculares sintéticos disponíveis atualmente apresentam baixos índices de patência, quando utilizados na revascularização de vasos de pequeno calibre, e possuem resultados inferiores quando comparados ao uso de veias autólogas em derivações infrageniculares. Nova prótese de pequeno calibre confeccionada em silicone (polidimetilsiloxano, PDMS) com reforço de tecido de poliéster foi desenvolvida e comparada à prótese de PTFE. OBJETIVOS: Analisar, em modelo experimental em coelhos, o tubo de PDMS como material para prótese vascular e compará-lo a prótese de PTFE. MÉTODOS: Quarenta coelhos foram submetidos a interposição na aorta infrarrenal de próteses de 4mm de diâmetro, sendo 20 animais com PDMS e 20 com PTFE (grupo controle). Foi medido o tempo de clampeamento e realizada arteriografia retrógrada da aorta para avaliar a patência das próteses. Para avaliar a endotelização das próteses foi realizada microscopia eletrônica de maneira amostral pareada. RESULTADOS: Vinte e cinco animais (62,5%) não apresentaram intercorrências pós-operatórias; oito (20%) morreram precocemente e sete (17,5%) ficaram paraplégicos no pós-operatório imediato (e foram sacrificados), sendo que esses animais não foram incluídos nas análises de patência. Não foi observada diferença entre os grupos quanto à evolução com complicações pós-operatórias (p=0,526) e quanto ao tempo de clampeamento da aorta (p=0,299). A patência em 30 dias foi de 100% para as duas próteses. Aos 60 dias, a taxa de patência do PDMS foi de 92,3% (± 7,4), e de 73,8% (±13,1) em 90 dias; as próteses de PTFE tiveram taxas de patência de 87,5% (± 11,7) aos 60 e 90 dias. Não foi observada diferença significativa entre as taxas de patência dos grupos (p=0,62). Não houve diferença siginificativa entre os grupos quanto ao grau de estenose das próteses patentes (p=0,650) à avaliação angiográfica. A microscopia eletrônica mostrou crescimento endotelial limitado às regiões próximas às anastomoses nos dois tipos de próteses. CONCLUSÃO: O PDMS mostrou-se passível de utilização como prótese vascular, com resultados comparáveis aos do PTFE no modelo utilizado / INTRODUCTION: Synthetic vascular grafts currently available have suboptimal patency rates in small-diameter vessels and inferior outcomes in below-the-knee arterial bypass procedures when compared to the use of autologous vein. A new small vessel prosthesis made of silicone (polydimethylsiloxane, PDMS) and reinforced with polyester fabric was developed and compared to the standard PTFE prosthesis. OBJECTIVES: On a rabbit experimental model, we compared the outcomes of new PDMS vascular prostheses with PTFE vascular prostheses. METHODS: Forty rabbits underwent infra-renal aorta replacement with 4 mm diameter prostheses, twenty animals with PDMS and twenty animals with PTFE (control group). Aortic clamping time was measured and retrograde aortic angiography was performed to assess patency. Histological graft samples were examined by electron microscopy to evaluate prostheses endothelialization. RESULTS: Twenty-five (62,5%) animals had good surgical outcome; eight animals (20%) expired and seven animals (17.5%) became paraplegic (and subsequently sacrificed) during early follow up and were not included in anastomosis patency analysis. Postoperative complications (death, paraplegia) rates (p=0,526) and aortic clamping times (p=0,299) were comparable in both groups. Patency rates in 30 days were 100% for both grafts. At 60 days, patency rate for PDMS was 92,3% (±7,4), and 73,8% (±13,1) at 90 days. PTFE grafts had patency rates of 87,5% (±11,7) at 60 and 90 days. No statistically significant difference was found in between groups for patency rates (p=0,62). No statistically significant difference for stenosis was found on angiographical analysis in between groups (p=0,650). Electron microscopy revealed limited anastomotic endothelial ingrowth in both prostheses used. CONCLUSION: In this experimental model, PDMS and PTFE vascular prostheses had comparable outcomes and PDMS prosthesis could be used as a vacular graft

INTRODUÇÃO: Os enxertos vasculares sintéticos disponíveis atualmente apresentam baixos índices de patência, quando utilizados na revascularização de vasos de pequeno calibre, e possuem resultados inferiores quando comparados ao uso de veias autólogas em derivações infrageniculares. Nova prótese de pequeno calibre confeccionada em silicone (polidimetilsiloxano, PDMS) com reforço de tecido de poliéster foi desenvolvida e comparada à prótese de PTFE. OBJETIVOS: Analisar, em modelo experimental em coelhos, o tubo de PDMS como material para prótese vascular e compará-lo a prótese de PTFE. MÉTODOS: Quarenta coelhos foram submetidos a interposição na aorta infrarrenal de próteses de 4mm de diâmetro, sendo 20 animais com PDMS e 20 com PTFE (grupo controle). Foi medido o tempo de clampeamento e realizada arteriografia retrógrada da aorta para avaliar a patência das próteses. Para avaliar a endotelização das próteses foi realizada microscopia eletrônica de maneira amostral pareada. RESULTADOS: Vinte e cinco animais (62,5%) não apresentaram intercorrências pós-operatórias; oito (20%) morreram precocemente e sete (17,5%) ficaram paraplégicos no pós-operatório imediato (e foram sacrificados), sendo que esses animais não foram incluídos nas análises de patência. Não foi observada diferença entre os grupos quanto à evolução com complicações pós-operatórias (p=0,526) e quanto ao tempo de clampeamento da aorta (p=0,299). A patência em 30 dias foi de 100% para as duas próteses. Aos 60 dias, a taxa de patência do PDMS foi de 92,3% (± 7,4), e de 73,8% (±13,1) em 90 dias; as próteses de PTFE tiveram taxas de patência de 87,5% (± 11,7) aos 60 e 90 dias. Não foi observada diferença significativa entre as taxas de patência dos grupos (p=0,62). Não houve diferença siginificativa entre os grupos quanto ao grau de estenose das próteses patentes (p=0,650) à avaliação angiográfica. A microscopia eletrônica mostrou crescimento endotelial limitado às regiões próximas às anastomoses nos dois tipos de próteses. CONCLUSÃO: O PDMS mostrou-se passível de utilização como prótese vascular, com resultados comparáveis aos do PTFE no modelo utilizado / INTRODUCTION: Synthetic vascular grafts currently available have suboptimal patency rates in small-diameter vessels and inferior outcomes in below-the-knee arterial bypass procedures when compared to the use of autologous vein. A new small vessel prosthesis made of silicone (polydimethylsiloxane, PDMS) and reinforced with polyester fabric was developed and compared to the standard PTFE prosthesis. OBJECTIVES: On a rabbit experimental model, we compared the outcomes of new PDMS vascular prostheses with PTFE vascular prostheses. METHODS: Forty rabbits underwent infra-renal aorta replacement with 4 mm diameter prostheses, twenty animals with PDMS and twenty animals with PTFE (control group). Aortic clamping time was measured and retrograde aortic angiography was performed to assess patency. Histological graft samples were examined by electron microscopy to evaluate prostheses endothelialization. RESULTS: Twenty-five (62,5%) animals had good surgical outcome; eight animals (20%) expired and seven animals (17.5%) became paraplegic (and subsequently sacrificed) during early follow up and were not included in anastomosis patency analysis. Postoperative complications (death, paraplegia) rates (p=0,526) and aortic clamping times (p=0,299) were comparable in both groups. Patency rates in 30 days were 100% for both grafts. At 60 days, patency rate for PDMS was 92,3% (±7,4), and 73,8% (±13,1) at 90 days. PTFE grafts had patency rates of 87,5% (±11,7) at 60 and 90 days. No statistically significant difference was found in between groups for patency rates (p=0,62). No statistically significant difference for stenosis was found on angiographical analysis in between groups (p=0,650). Electron microscopy revealed limited anastomotic endothelial ingrowth in both prostheses used. CONCLUSION: In this experimental model, PDMS and PTFE vascular prostheses had comparable outcomes and PDMS prosthesis could be used as a vacular graft

Introdução: Apesar de bons resultados descritos na literatura, o substituto ideal para a utilização como remendo no fechamento arterial ainda não existe. Por este motivo, ainda há espaço para a busca por remendo que seja biocompatível, e que apresente facilidade de manuseio e resultados satisfatórios. Avaliamos remendos arteriais de silicone (polidimetilsiloxano com reforço em poliéster - PDMSr) em comparação com remendos arteriais de PTFEe. Objetivo: O objetivo deste trabalho é comparar, em modelo experimental, em coelhos, os resultados de remendos arteriais feitos em PDMSr com remendos de PTFEe. Materiais e Método: A amostra foi definida em 10 animais que completassem todas as etapas da pesquisa em cada grupo. Os animais foram submetidos à laparotomia mediana e abertura longitudinal da aorta de aproximadamente 8mm, realizando-se o seu fechamento com remendo do grupo selecionado, seguido do fechamento por planos. Os animais foram mantidos em biotério até o 60º PO, quando, então, realizou-se arteriografia de controle, e análise macro e microscópica de peça. Resultados: Para se atingir a amostra desejada, foram necessários 12 procedimentos no grupo PDMSr e 16 no grupo PTFEe. Ocorreram 2 óbitos no grupo PDMSr e 6 no grupo PTFEe. Apesar do número maior de óbitos no grupo PTFEe não houve diferença estatística na sobrevida entre os grupos. Um animal do grupo PDMSr apresentou monoparesia em pata posterior direita e um animal do grupo PTFEe apresentou hérnia incisional. Não houve diferença estatística nas complicações entre os grupos. O tempo operatório foi estatisticamente maior no grupo PTFEe quando comparamos todos os animais, fato que não se repetiu quando excluímos os animais que faleceram. O peso e o tempo operatório foram estatisticamente maiores nos animais que morreram. Todos os animais que chegaram ao final do tempo de estudo apresentavam aorta patente. Na análise macroscópica da peça, houve, estatisticamente, maior reação tecidual periprótese no grupo PTFEe. A microscopia eletrônica de varredura evidenciou cobertura de todo o remendo de PDMSr por tecido similar ao endotélio, enquanto, nos remendos de PTFEe, o crescimento limitou-se às bordas da linha de sutura e ilhas isoladas no seu centro. Conclusão: O material estudado apresentou resultados comparáveis ao do PTFEe, porém com menor reação tecidual local e maior proliferação celular para a luz do vaso. Apesar de novos estudos serem necessários, inclusive para avaliação de uso em humanos, o presente estudo apresenta resultados promissores que encorajam a continuidade de sua pesquisa / Introduction: Although good results are reported for various materials for use as patches for arterial closure, as yet none of these is ideal. Therefore, research is continuing into development of a patch that is biocompatible and provides ease of handling, while having satisfactory outcomes. A new silicone arterial patch (polydimethylsiloxane reinforced with polyester fabric, PDMSr) was compared with patches made of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE). Objective: To compare the outcomes between arterial patches made of PDMSr with those made of ePTFE, in an experimental rabbit model. Materials and Method: Rabbits were placed in two groups, and received either PDMSr or ePTFE arterial patches (PDMSr group and ePTFE group, respectively). The animals underwent laparotomy and longitudinal opening of the aorta, which was then closed with the selected patch, followed by suture of all layers. The animals were kept in their cages until the 60th postoperative day, when arteriography, removal of the aorta, and macroscopic and optic and scanning electron microscopic analyzes of the aorta were performed. Ten rabbits from each group that had completed all stages of the research were included in analyses. Results: Twelve procedures were performed in the PDMSr group and 16 in the ePTFE group. There were 2 deaths in the PDMSr group and 6 in the ePTFE group. Despite the higher number of deaths in the ePTFE group, there was no statistical difference in survival rate between the groups. One animal in the PDMSr group developed monoparesis in its right hind paw and 1 animal in the ePTFE group had an incisional hernia. There was no statistical difference in complications between the groups. The operative time was significantly longer in the ePTFE group when all animals were included in analysis, but not when animals that died were excluded. Body weight was significantly greater and operative time was significantly longer in animals that died. Postsurgical aortic patency in the survival animals was 100% in both groups by arteriography. Macroscopically, tissue reaction around the prosthesis was greater in the ePTFE group (statistically significant). Microscopically, the PDMSr patches were entirely covered with a cellular endothelium-like tissue, while tissue growth on the ePTFE patches was limited to the edges of the suture line and to isolated central islands. Conclusion: The two materials showed comparable outcomes; however, PDMSr showed cellular proliferation to the entire graft, and less local inflammatory reaction compared with ePTFE. Although further studies are required, including assessment in humans, the results of the present study indicate that PDMSr shows promise as an arterial patch material

Introdução: Apesar de bons resultados descritos na literatura, o substituto ideal para a utilização como remendo no fechamento arterial ainda não existe. Por este motivo, ainda há espaço para a busca por remendo que seja biocompatível, e que apresente facilidade de manuseio e resultados satisfatórios. Avaliamos remendos arteriais de silicone (polidimetilsiloxano com reforço em poliéster - PDMSr) em comparação com remendos arteriais de PTFEe. Objetivo: O objetivo deste trabalho é comparar, em modelo experimental, em coelhos, os resultados de remendos arteriais feitos em PDMSr com remendos de PTFEe. Materiais e Método: A amostra foi definida em 10 animais que completassem todas as etapas da pesquisa em cada grupo. Os animais foram submetidos à laparotomia mediana e abertura longitudinal da aorta de aproximadamente 8mm, realizando-se o seu fechamento com remendo do grupo selecionado, seguido do fechamento por planos. Os animais foram mantidos em biotério até o 60º PO, quando, então, realizou-se arteriografia de controle, e análise macro e microscópica de peça. Resultados: Para se atingir a amostra desejada, foram necessários 12 procedimentos no grupo PDMSr e 16 no grupo PTFEe. Ocorreram 2 óbitos no grupo PDMSr e 6 no grupo PTFEe. Apesar do número maior de óbitos no grupo PTFEe não houve diferença estatística na sobrevida entre os grupos. Um animal do grupo PDMSr apresentou monoparesia em pata posterior direita e um animal do grupo PTFEe apresentou hérnia incisional. Não houve diferença estatística nas complicações entre os grupos. O tempo operatório foi estatisticamente maior no grupo PTFEe quando comparamos todos os animais, fato que não se repetiu quando excluímos os animais que faleceram. O peso e o tempo operatório foram estatisticamente maiores nos animais que morreram. Todos os animais que chegaram ao final do tempo de estudo apresentavam aorta patente. Na análise macroscópica da peça, houve, estatisticamente, maior reação tecidual periprótese no grupo PTFEe. A microscopia eletrônica de varredura evidenciou cobertura de todo o remendo de PDMSr por tecido similar ao endotélio, enquanto, nos remendos de PTFEe, o crescimento limitou-se às bordas da linha de sutura e ilhas isoladas no seu centro. Conclusão: O material estudado apresentou resultados comparáveis ao do PTFEe, porém com menor reação tecidual local e maior proliferação celular para a luz do vaso. Apesar de novos estudos serem necessários, inclusive para avaliação de uso em humanos, o presente estudo apresenta resultados promissores que encorajam a continuidade de sua pesquisa / Introduction: Although good results are reported for various materials for use as patches for arterial closure, as yet none of these is ideal. Therefore, research is continuing into development of a patch that is biocompatible and provides ease of handling, while having satisfactory outcomes. A new silicone arterial patch (polydimethylsiloxane reinforced with polyester fabric, PDMSr) was compared with patches made of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE). Objective: To compare the outcomes between arterial patches made of PDMSr with those made of ePTFE, in an experimental rabbit model. Materials and Method: Rabbits were placed in two groups, and received either PDMSr or ePTFE arterial patches (PDMSr group and ePTFE group, respectively). The animals underwent laparotomy and longitudinal opening of the aorta, which was then closed with the selected patch, followed by suture of all layers. The animals were kept in their cages until the 60th postoperative day, when arteriography, removal of the aorta, and macroscopic and optic and scanning electron microscopic analyzes of the aorta were performed. Ten rabbits from each group that had completed all stages of the research were included in analyses. Results: Twelve procedures were performed in the PDMSr group and 16 in the ePTFE group. There were 2 deaths in the PDMSr group and 6 in the ePTFE group. Despite the higher number of deaths in the ePTFE group, there was no statistical difference in survival rate between the groups. One animal in the PDMSr group developed monoparesis in its right hind paw and 1 animal in the ePTFE group had an incisional hernia. There was no statistical difference in complications between the groups. The operative time was significantly longer in the ePTFE group when all animals were included in analysis, but not when animals that died were excluded. Body weight was significantly greater and operative time was significantly longer in animals that died. Postsurgical aortic patency in the survival animals was 100% in both groups by arteriography. Macroscopically, tissue reaction around the prosthesis was greater in the ePTFE group (statistically significant). Microscopically, the PDMSr patches were entirely covered with a cellular endothelium-like tissue, while tissue growth on the ePTFE patches was limited to the edges of the suture line and to isolated central islands. Conclusion: The two materials showed comparable outcomes; however, PDMSr showed cellular proliferation to the entire graft, and less local inflammatory reaction compared with ePTFE. Although further studies are required, including assessment in humans, the results of the present study indicate that PDMSr shows promise as an arterial patch material