Fármacos pouco solúveis em água tendem a possuir baixa biodisponibilidade. Diversos métodos têm sido estudados para promover o aumento da solubilidade em água de fármacos pouco solúveis. As dispersões sólidas têm sido pesquisadas como uma estratégia de aumentar a solubilidade em água e melhorar o desempenho destes fármacos na biodisponibilidade, entretanto os mecanismos completamente elucidados parecem variar da combinação do fármaco e do polímero, bem como do método de obtenção empregado. No presente estudo, através da técnica de evaporação do solvente desenvolveu-se dispersões sólidas de loratadina em polivinilpirrolidona a fim de melhorar a solubilidade do fármaco. / Poorly water soluble drugs tend to have low bioavailability. Several methods have been studied to promote increased water solubility of poorly soluble drugs. Solid dispersions have been investigated as a strategy to increase the water solubility and improve performance on the bioavailability of these drugs, however elucidated the mechanisms seem to vary the combination of drug and polymer and production method employed. In this study, using the technique of solvent evaporation was developed from solid dispersions in polyvinylpyrrolidone loratadine to improve the solubility of the drug.

Particle Nucleation is the forcing function in the Emulsion Polymerization processes and it plays an important role in dictating the final properties of the latex produced. Identification of the main nucleation sites and characterizing them in terms of their size and composition is important for elucidating the mechanism of particle nucleation. This research focuses on identifying the most likely nucleation locus in emulsion polymerization processes by characterizing the initial conditions of the reaction mixture. In order to achieve this objective, a methodology was devised, which used a non-reacting model emulsion system instead of the original emulsion. The model emulsion system selected has the same dispersion properties as that of the monomer emulsion system, but different optical properties. The model emulsion system enabled the study of the distribution of the emulsifier using Uv vis spectroscopy. This approach also eliminated the time constraint associated with sampling during a polymerization reaction. A quantitative deconvolution using the turbidity equation, was done on the transmission Uv vis spectra of the emulsions. This enabled the characterization of the emulsions in terms of their particle size distribution, particle number and the composition of the droplet populations comprising them. The studies conducted provide the experimental evidence for a previously unidentified nano-droplet population of size range 30 to 100nm in diameter. To further support this experimental evidence, calculations were performed to obtain the emulsifier distribution over the nano-droplet population. The calculations suggest the probability of existence of the nano-droplet population to be much higher than the probability of the existence of the swollen micelles. The results, depending upon the emulsification conditions, indicate the presence of about 15 % to 80% of the dispersed phase in the nano-droplet population. The large interfacial area offered by the nano-droplet population due to their high particle numbers and high percentage of the dispersed oil phase in them, make them the most probable particle nucleation loci in emulsion polymerization processes. Designed experiments were performed to experimentally observe the changes in the nano-droplet populations. The effects of the process variables, namely pH, surfactant concentration and temperature, on the size and compositional characteristics of the nano-droplet population were investigated. The results suggested that the surfactant to oil ratio was the dominating factor governing the size and the weight percent of the dispersed phase in the nano-droplet population.

Les hydrates de gaz sont des composés solides de type clathrate pouvant se former à partir de molécules de gaz hydrocarbonées sous pression et d'eau froide. Ces conditions sont réunies dans certaines conduites pétrolières et peuvent poser un problème de production. En effet, l'effluent pétrolier qui sort d'un puits de production contient toujours de l'eau et des molécules hydrocarbonées légères (méthane, éthane, propane) susceptibles de former un hydrate de gaz. Les hydrates de méthane ne sont pas naturellement présents dans les gisements de production car la température est beaucoup trop élevée (jusqu'à 200 °C). Par contre, le fluide pétrolier se refroidit lors de son transport dans une conduite, soit parce que la conduite est localisée dans une zone particulièrement froide, soit parce que la conduite est sous-marine, au contact avec de l'eau froide. Il peut alors se former des hydrates risquant d'obstruer les conduites. Pour prévenir leur cristallisation, la tendance actuelle est de coupler trois types d'approches: isolation des conduites, injection d'additif lors des phases critiques, réchauffement de la conduite par circulation d'eau chaude lors des bouchages accidentels. <br />Cette thèse participe à la modélisation des écoulements après formation d'hydrates. Il ne s'agit donc pas d'empêcher la cristallisation mais de s'intéresser à la rhéologie de l'écoulement après formation de cristaux. L'objectif à long terme est d'identifier l'origine de la transportabilité des coulis d'hydrates sous l'influence d'additifs dits « anti-agglomérants ».<br />Les mécanismes de cristallisation sont en effet très souvent couplés : germination, croissance, agglomération, attrition... La compréhension du mécanisme d'action d'un additif est donc une tache complexe, d'autant plus que la cristallisation est intimement liée au système physique dans lequel elle se développe. Les études cherchant à identifier les mécanismes de cristallisation, pour ensuite comprendre les effets d'additifs ont toutes (ou pratiquement) été effectuées dans des réacteurs fermés et systèmes simples (eau/gaz) (Herri (1996), Pic (2000)...). A l'inverse, des tests de validation d'additifs ont été effectués sur des boucles pilotes représentant un écoulement réel, donc complexe.<br />Notre travail se situe donc à mi-chemin des deux approches précédentes. Il s'agit de se rapprocher des conditions géométriques d'un écoulement pétrolier (boucle pilote) tout en conservant un système simple (eau/dodécane) avec pour objectif sur le long terme d'identifier le couplage : géométrie/cristallisation/influence des additifs.<br />Le dispositif expérimental (hauteur 12 m, largeur 3 m, longueur 6 m) réalisé dans le cadre de cette thèse est une boucle pilote de circulation reproduisant certaines conditions de l'écoulement d'un fluide pétrolier (émulsion eau dans huile) dans une conduite sous-marine, c'est-à-dire sous forte pression [1-10 MPa] et faible température [0-10 °C]. Les différentes parties de cet instrument sont :<br />· Le serpentin s'enroulant sur 3 niveaux,<br />· Le tube montant, plus souvent désigné dans sa terminologie anglosaxone par « riser ». A la base de ce tube est injecté du méthane de façon à alléger la colonne de fluide pour créer un effet ascenseur (terminologie anglosaxone « gaslift »). <br />· Le séparateur situé au sommet du riser sépare par gravité la partie gaz, de la partie liquide (eau, huile) qui redescend dans un tube parallèle au riser vers la boucle de circulation.<br />· Le système de recompression des gaz récupère les gaz du séparateur pour les réinjecter au bas du riser après augmentation de la pression.<br />Ce système expérimental est composé in fine de deux boucles circulant sur elles-mêmes : une boucle liquide et une boucle gaz. Ces deux boucles partagent une section commune composée du riser et du séparateur.<br />Ce dispositif a permis de réaliser des études rhéologiques sur la phase continue seule (dodécane) en fonction de la pression de méthane et sur des émulsions contenant diverses teneurs en eau et en additifs. Des études concernant la cristallisation des hydrates de méthane au sein des émulsions ont été réalisées en considérant l'influence de la teneur en eau puis celle de la teneur en additif sur la viscosité apparente des dispersions ainsi formées. Nous proposons enfin une modélisation reliant la cristallisation au comportement rhéologique.

Ce travail de thèse a porté sur la synthèse et la caractérisation de dispersions aqueuses de polyuréthane. Les matières premières envisagées pour la synthèse ont tout d'abord été caractérisées et un procédé de fabrication adapté a été mis en place. Des dispersions de polyuréthane commerciales et leurs polymères ont aussi été caractérisés, afin d'établir une référence en terme de propriétés physico-chimiques (taille de particules, viscosité, température de transition vitreuse, énergie de surface). Les dispersions aqueuses de polyuréthane ont ensuite été synthétisées. Différents paramètres ont été analysés, tels que la nature du diisocyanate, le rapport NCO/OH, la nature du (ou des) diol(s) et leurs poids moléculaire, la proportion d'agent émulsifiant et son degré de neutralisation. Toutes ces dispersions ainsi que leurs polymères ont enfin été caractérisés afin de mettre en évidence des relations structures-propriétés.

Les dispersions affectant les structures fabriquées en série génèrent d'importants écarts de comportement entre des objets nominalement identiques. D'un point de vue vibro-acoustique, cette variabilité a été observée, quantifiée et ses origines ont même pu être identifiées et localisées sur certaines structures simples. Mais les effets de cette variabilité sur la perception du son émis par l'objet sont encore peu connus. Ce travail porte sur l'évaluation des effets des dispersions de structure sur l'identité sonore. Le son est aujourd'hui, à l'instar de n'importe quel composant du produit, conçu pour répondre aux attentes du client. Il se peut ainsi que l'identité sonore, résultat de cette phase de design sonore, soit elle aussi sujette à d'importantes variabilités. Dans un premier temps, la stabilité de descripteurs perceptifs utilisés classiquement pour décrire la perception de bruit intérieur d'automobiles a été évaluée sur un panel de véhicules dont les dispersions n'ont pas été contrôlées. L'évolution de l'identité sonore a ainsi été observée sur une population de produits. Puis l'étude s'est concentrée sur un système simple dont plusieurs caractéristiques physiques peuvent être finement contrôlées. Nous avons montré que la démarche par plan d'expérience fractionnaire peut être utilisée pour mesurer la contribution des facteurs et de leurs éventuelles interactions à la perception du bruit de ce système. Cette démarche a ensuite été utilisée pour un second cas, pour lequel les sons étaient synthétisés. Différentes analyses perceptives ont été menées (mesure de la similarité des objets dispersés par rapport à l'objet de référence et catégorisation libre des sons de synthèse), dont les résultats concordants ont permis de mettre en évidence les facteurs les plus influents. Cependant, une dernière expérience a montré que, malgré les dispersions pouvant affecter ces facteurs, des différences d'identité sonore peuvent être perçues sur un panel d'objets identiques mais ne conduisent pas à des confusions avec des objets nominalement différents.

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We present the phase behavior of soft sphere colloidal dispersions. The pH responsive and thermoresponsive microgels, poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid) (pNIPAm-co-AAc), were used as a new building block of colloidal crystals. The phase behavior of microgel dispersions was studied by different methods such as optical microscopy, particle trajectories, mean squared displacement (MSD) vs. lag time plots and radial distribution function. The results show that the phase of the sample relies on the particle concentration for dispersions of the same pH. As the pH approaches the pKa of microgels, the microgel dispersions show unusual crystalline phase at lower effective volume fraction than hard sphere melting transition. Also, at this pH regime, the microgel dispersions undergo slow and spatially heterogeneous crystal growth. The cooperative multi-body type attractive forces were proposed to explain the unusual stability at low effective volume fraction. Ion-dipole interactions were proposed to be the origin of the attractive forces. The melting point of bulk crystals at this pH regime is much higher than the volume phase transition temperature of the building block. These results are supportive of the attractive forces hypothesis.

Includes vita. / Title from PDF of title page. / Document formatted into pages; contains 224 pages. / Thesis (Ph.D.)--University of South Florida, 2004. / Includes bibliographical references. / Text (Electronic thesis) in PDF format. / ABSTRACT: Particle Nucleation is the forcing function in the Emulsion Polymerization processes and it plays an important role in dictating the final properties of the latex produced. Identification of the main nucleation sites and characterizing them in terms of their size and composition is important for elucidating the mechanism of particle nucleation. This research focuses on identifying the most likely nucleation locus in emulsion polymerization processes by characterizing the initial conditions of the reaction mixture. In order to achieve this objective, a methodology was devised, which used a non-reacting model emulsion system instead of the original emulsion. The model emulsion system selected has the same dispersion properties as that of the monomer emulsion system, but different optical properties. The model emulsion system enabled the study of the distribution of the emulsifier using Uv vis spectroscopy. / ABSTRACT: This approach also eliminated the time constraint associated with sampling during a polymerization reaction. A quantitative deconvolution using the turbidity equation, was done on the transmission Uv vis spectra of the emulsions. This enabled the characterization of the emulsions in terms of their particle size distribution, particle number and the composition of the droplet populations comprising them. The studies conducted provide the experimental evidence for a previously unidentified nano-droplet population of size range 30 to 100nm in diameter. To further support this experimental evidence, calculations were performed to obtain the emulsifier distribution over the nano-droplet population. The calculations suggest the probability of existence of the nano-droplet population to be much higher than the probability of the existence of the swollen micelles. / ABSTRACT: The results, depending upon the emulsification conditions, indicate the presence of about 15 % to 80% of the dispersed phase in the nano-droplet population. The large interfacial area offered by the nano-droplet population due to their high particle numbers and high percentage of the dispersed oil phase in them, make them the most probable particle nucleation loci in emulsion polymerization processes. Designed experiments were performed to experimentally observe the changes in the nano-droplet populations. The effects of the process variables, namely pH, surfactant concentration and temperature, on the size and compositional characteristics of the nano-droplet population were investigated. The results suggested that the surfactant to oil ratio was the dominating factor governing the size and the weight percent of the dispersed phase in the nano-droplet population. / System requirements: World Wide Web browser and PDF reader. / Mode of access: World Wide Web.

The number of newly developed chemical entities exhibiting poor water solubility has increased dramatically in recent years. In many cases this intrinsic property results in poor or erratic dissolution in biological fluids. Improving aqueous solubility of these compounds, even temporarily, can have a significant impact on in vivo performance. Single phase amorphous solid dispersions of a drug and polymer have emerged as a technique to not only increase the level of drug supersaturation but also maintain these levels for extended periods of time. Hot-melt extrusion (HME) has become the preferred processing technique to prepare systems such as these but has a number of limitations that prevent the successful formulation of many drug substances. Within this dissertation, the use of concentration enhancing polymers was investigated in parallel with a thorough evaluation of a novel fusion-based processing technique, KinetiSol® Dispersing (KSD), to prepare single phase amorphous solid dispersions that could not be successfully prepared by HME. Studies showed that the KSD technique is suitable for rendering thermally labile and high melting point drug substances amorphous through a combination of frictional and shearing energy. Compounds such as these were shown to degrade during HME processing due to relatively long residence times and low shear forces. Similarly, the KSD process was shown to successfully process solid dispersion compositions containing a high viscosity polymer with significantly lower levels of polymer degradation than obtained by HME processing. In the final study, KSD processing was used to prepare solid dispersions containing the hydrophilic polymer Soluplus[superscript TM] and methods were evaluated to formulate a tablet with rapid tablet disintegration characteristics, a requirement for sufficient dissolution enhancement. Combined, the studies demonstrated the effectiveness of combining proper polymer selection and formulation approaches with a suitable processing technique to form solid dispersion systems that provide rapid and extended durations of supersaturation. / text