Nos últimos anos intensificou-se o estudo sobre sistemas criados para veicular princípios ativos, como nanoemulsões, dispersões contendo cristais líquidos e emulsões múltiplas, bem como o emprego de matérias-primas da biodiversidade brasileira na produção destes sistemas, a exemplo dos óleos de andiroba, copaíba, urucum e buriti, cuja fruta amazônica é rica em micro-nutrientes com propriedades anti-oxidante, hidratante e fotoprotetora. Durante o desenvolvimento de novas formulações cosméticas, o potencial de irritação dérmica deve ser investigado antes que o produto seja disponibilizado ao consumidor, a fim de identificar compostos que possam causar reações adversas na pele. O objetivo deste trabalho foi avaliar cientificamente o emprego do óleo de buriti na obtenção de emulsões contendo cristais líquidos, nanoemulsões e emulsões múltiplas estáveis e estudar o possível potencial citotóxico e fotoprotetor destas formulações em culturas de células epidérmicas (fibroblastos e queratinócitos), bem como o potencial irritante em modelo organotípico (HET-CAM). Foi estabelecido como valor de EHL crítico igual a 7,25 e selecionados dois pares de tensoativos (Steareth-2 associado aos Ceteareth- 5 e Ceteareth-20) para produção das macroemulsões contendo cristal líquido pela técnica do diagrama ternário. Os testes preliminares em centrifuga, estresse térmico, microscopia, potencial zeta e o estudo do comportamento reológico permitiram a seleção de uma emulsão de cada diagrama para continuar o estudo, as quais foram submetidas aos testes de estabilidade acelerada. As formulações F29D1 e F51D2 com e sem vitamina E não apresentaram modificações no comportamento reológico, pH e estabilidade física, após serem submetidas às condições de estresse. O método de emulsificação em etapa única se mostrou eficiente na produção de emulsões múltiplas estáveis à centrifugação e estresse térmico, com óleo de buriti e monooleato de sorbitano e PEG-40 castor oil como sistema tensoativo. O estudo de EHL crítico da emulsão múltipla mostrou maior estabilidade do sistema no valor de EHL=9,0. Uma modificação no processo de emulsificação da emulsão múltipla permitiu a obtenção de nanoemulsões estáveis por PIT, cujas temperaturas de inversão de fases foram de 89, 91 e 93°C, para os valores de EHL 9,0; 9,5 e 10,0 respectivamente. Os resultados dos ensaios de citotoxicidade mostraram que as emulsões formuladas com óleo de buriti e tensoativos comerciais se mostraram não irritantes à pele devido aos escassos efeitos citotóxicos que provocaram às monocamadas de fibroblastos 3T3 e queratinócitos HaCat, sendo que a adição de vitamina E chegou a aumentar a viabilidade celular em alguns casos. As emulsões contendo álcoois graxos etoxilados como sistema tensoativo, se mostraram mais fototóxicas às células quando comparadas as que continham outra classe de tensoativos não iônicos, sendo que todas se mostraram mais fototóxicas quando foram aplicadas em condições de pré-tratamento. Os ensaios também demonstraram que os fibroblastos 3T3 foram mais sensíveis que os queratinócitos HaCat ao efeito da radiação quando tratados com os produtos. O ensaio em membrana corioalantóide auxiliou na identificação dos compostos irritantes e confirmou os resultados obtidos nos ensaios de citotoxicidade e associados podem ser considerados uma ferramenta importante na substituição de animais para avaliação do potencial irritante de produtos cosméticos e farmacêuticos. / In the past few years, more attention has been given to delivery systems, like nanoemulsions, emulsions containing liquid crystals and multiple emulsions, as well as the employment of new raw materials from the Brazilians biodiversity in their production, such as Andiroba, Copaíba, Urucum and Buriti oils. The Buriti is an Amazonian fruit rich in micro nutrients, with antioxidants and photoprotector properties. During the development of new cosmetic formulations, the skin irritation potential must be investigated in order to identify chemicals which might induce adverse skin reactions, previously to human exposition to such substances. The aim of this work was to evaluate the employment of Buriti oil in the production of stable nanoemulsions, emulsions containing liquid crystals and multiple emulsions; and study their cytotoxic and photoprotector potential in epidermal cell culture and irritancy potential in organotypic model (HET-CAM). Two surfactant systems were chosen (Steareth-2 associated to Ceteareth-5 and Ceteareth-20) at the critical HLB value of 7.25 to produce the macroemulsions containing liquid crystals using the ternary diagram technique. Preliminary stability tests such as centrifugation, thermal stress, microscopic analysis, zeta potential and rheological behavior were used to choose one emulsion from each diagram. Subsequently, those emulsions were submitted to accelerated stability tests. The formulations F29D1 and F51D2, containing or not Vitamin E, did not present modifications in their physical stability, pH and rheological behavior after being exposed to the stress conditions. The emulsification method by one step demonstrated to be an efficient methodology to attain multiple emulsions containing Buriti oil, Sorbitan monooleato and PEG-40 castor oil as surfactant system. This system remained stable even after centrifugation and thermal stress. At a critical HBL of 9.0, the multiple emulsions showed major stability. A single modification performed on the emulsification method of the multiple emulsion allowed the production of stable nanoemulsions by PIT method. The phase inversion temperatures were identified as 89, 91 e 93°C, for the emulsions at HLB values equal to 9.0, 9.5 and 10.0, respectively. The results of the cytotoxicity assays showed that the emulsions containing Buriti oil and commercial surfactants are non-irritant to skin due to their low cytotoxic effects in the 3T3 and HaCat cell monolayers. The addition of vitamin E not only decreased the toxicity of the products, but also increased the cellular viability. The emulsions containing ethoxylated fatty alcohol as surfactant systems showed to be more phototoxic to the cells than those prepared with another class of non ionic surfactant. All the emulsions demonstrated to be more phototoxic when applied on the cells during pre-treatment condition, moreover the 3T3 fibroblasts demonstrated to be more sensitive to the majority of products than the HaCat, after exposed to UV radiation. The hens egg test-chorioallantoic membrane has collaborated the identification of irritant chemicals and confirmed the results obtained on the cytotoxicity assays. Those assays associated should be considered a valuable tool to evaluate irritancy potential of cosmetics and pharmaceutical products.

Nesta pesquisa emulsões O/A contendo cristais líquidos (CL) foram desenvolvidas a partir da técnica do diagrama ternário, utilizando óleo de andiroba e uma base auto-emulsionante aniônica constituída de éster fosfórico (Crodafos CES®), como sistema tensoativo. Foram obtidas dispersões com diferentes aspectos, classificadas como instáveis, cerosa e emulsões estáveis. A formulação constituída de 10,0 % óleo de andiroba, 10,0 % Crodafos CES® e 80,0 % de água foi selecionada para dar seqüência a pesquisa, devido a estabilidade e viscosidade aparente adequadas. Devido a aeração, foi adicionado à formulação o silicone PEG- 12 Dimethicone e para analisar a influência desse silicone na formação de cristais líquidos das emulsões, desenvolvemos um diagrama ternário contendo PEG-12 Dimethicone, Crodafos CES® e água onde as emulsões apresentaram melhor fluidez. À formulação com óleo de andiroba selecionada foi adicionada concentrações crescentes de silicone para avaliação da interação deste com o produto obtido. Foram utilizados como parâmetros para a avaliação os testes preliminares de estabilidade, teste de estabilidade acelerada (TEA), comportamento reológico e valores de potencial zeta. Em seguida, estudou-se o comportamento das emulsões durante a evaporação utilizando-se diagrama de fases e testes de evaporação. Três formulações foram submetidas ao estudo de avaliação da atividade cosmética in vivo. Para isto foram empregadas as formulações com CL, e avaliadas a influência sobre os parâmetros de hidratação, oleosidade e pH cutâneos, e também avaliação sensorial. Os resultados sugeriram uma correlação entre ambos os diagramas, onde a taxa de componentes das formulações que apresentaram CL foi similar especialmente associado à concentração de Crodafos CES® sugerindo que o silicone foi efetivo na diminuição da viscosidade das emulsões. Todas as emulsões apresentaram-se estáveis nos testes de estabilidade e foram classificadas como fluido pseudo-plástico e tixotrópicos, características estas relacionadas a formação de CL do tipo lamelar. Durante a evaporação das emulsões houve a manutenção dos CL, porém seu tipo variou em função da diminuição de água no sistema demonstrando a transição de fases dependente da concentração do solvente. Através dos testes in vivo, as emulsões de óleo de andiroba contendo CL promoveram a hidratação da pele independente da adição do silicone, de acordo com o teste de hidratação em curto prazo; não alteraram estatisticamente a oleosidade cutânea, não deixando assim a pele com aspecto gorduroso; alteraram os valores de pH cutâneo devido ao baixo valor encontrado nas emulsões, porém sem provocar nenhum tipo de irritação à pele; e na avaliação sensorial, a formulação sem silicone foi a melhor aceita. / In this researche, O/W emulsions containing liquid crystals were developed using the phase diagram technique, employing andiroba oil and a cripto-anionic selfemulsifying base constituted of phosphoric ester (Crodafos CES®), as surfactant system. Dispersions were obtained with different aspects, being classified as unstable, with wax aspect and stable emulsions. The formulation constituted of 10% andiroba oil, 10% Crodafos CES® and 80% water was selected due stability and appropriated apparent viscosity, to give sequence this research. Trying to improve the macroscopic characteristics, reducing the aeration and viscosity, the silicon PEG- 12 Dimethicone was added to the formulation. To analyze the influence of that silicon in the formation of liquid crystals on emulsions, a ternary phase diagram was developed containing PEG-12 Dimethicone, Crodafos CES® and water. The results were similar with that obtained with the andiroba oil; however the emulsion with silicon presented better fluidity. In selected formulation was an added growing concentrations of silicon in order to evaluate their interaction in the final product. Preliminary and accelerate stability tests, rheological behavior, values of zeta potential were used as evaluation parameters. Afterwards, it was studied the behavior of the emulsions during evaporation, being used phase diagrams and evaporation test. Three formulations were submitted to the study of cosmetic activity in vivo. For this evaluation the formulations with liquid crystal, with or without silicon, parameters, such as hydration, oiliness and cutaneous pH values, and also sensorial evaluation, were used. Results suggested a correlation between both diagrams, where the rate of components of the formulations that presented lamellar liquid crystalline phases was similar, especially associated with Crodafos CES® concentration. It suggests that silicon used in the study was effective in decreasing the viscosity of the emulsions, also maintaining the formation of lamellar phases when compared to formulations of the diagram containing andiroba oil. All the emulsions were stable in the stability tests and they were classified as pseudoplastic fluid and tixotropic, characteristic these related the formation of liquid crystalline phases of the type lamellar. During evaporation of the emulsions, liquid crystals were maintained, however their type varied in function of the decreasing of water rate in system, demonstrating that phase transition is dependent to solvent concentration. Through the in vivo test, emulsions with andiroba oil containing liquid crystal promoted skin hydration independently of the silicon addition, according to hydration test in a short period (kinetic test); the emulsions did not changed cutaneous oiliness, not leaving skin with greasy aspect; they altered cutaneous pH values due low value found in emulsions, however any irritation was showed in the skin; and in the sensorial evaluation, the formulation without addition of the silicon was better accepted by the volunteers.

A Influenza afeta milhões de pessoas a cada ano no mundo todo. Dados da Organização Mundial da Saúde (OMS) informam que, anualmente, as epidemias de influenza resultam em aproximadamente 250 a 500 mil mortes no mundo. A vacinação é o modo mais eficaz de prevenção contra a influenza, e, devido à alta capacidade de transmissibilidade, a produção, a distribuição e a administração da vacina devem ser rápidas. Os vírus da influenza podem ser sazonais ou pandêmicos, dependendo das mudanças genéticas que sofrem. A produção da vacina sazonal da Influenza é um processo de alto custo e complicado devido à possibilidade de reformulação anual da vacina, além disso, vacinas em desenvolvimento contra cepas possivelmente pandêmicas, como H7N9, possuem baixa imunogenicidade. Por esses motivos, vêm-se discutindo o uso de adjuvantes as formulações das vacinas de Influenza. Desta forma, poderia ser possibilitado o uso de uma menor quantidade de antígeno, propiciando o aumento de doses produzidas e potencializando a resposta imune gerada pela vacina. Neste estudo foram utilizados quatro adjuvantes: o Monofosforil Lipídio A de Bordetella pertussis (MPLA), o Hidróxido de Alumínio, uma emulsão de água em óleo chamado Addavax &reg (formulação similar ao MF59 &reg e a Flagelina de Salmonella enterica serovar Typhimurium. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a resposta imunológica induzida pela administração das vacinas da Influenza sazonal e H7N9, produzidas no IB com o MPLA combinado com o Hidróxido de Alumínio; o Addavax &reg e a Flagelina de S. Thyphimurium. Foi realizada a imunização via subcutânea (SC) de camundongos com a vacina trivalente da Influenza usando o MPLA+ hidróxido de alumínio, Flagelina ou Addavax &reg e só foi possível observar um aumento dos anticorpos específicos quando o adjuvante era o Addavax &reg. Ao caracterizar a resposta imune ao Addavax &reg juntamente à vacina sazonal da Influenza, constatou-se uma diferença estatisticamente significativa de resposta celular e humoral, entre administrações SC e intramuscular (IM) dessa formulação. A administração IM apresentou maior produção de anticorpos específicos e neutralizantes, e foi a que mais promoveu recrutamento de APCs. Uma maior produção de anticorpos específicos e neutralizantes por esta via de administração também foi observada, quando se comparou com a administração intranasal (IN), realizada com o adjuvante Flagelina e a vacina monovalente de H7N9. O Addavax &reg foi um adjuvante eficaz para a vacina trivalente produzida no IB, pois levou à produção de altos títulos de anticorpos neutralizantes com diferença estatística significativa comparada às formulações sem o adjuvante, como já descrito na literatura, e a administração IM de vacinas da Influenza foi a melhor via de imunização para o estudo destes antígenos com camundongos, pois também leva ao aumento dos títulos de anticorpos específicos e neutralizantes. / Influenza affects millions of people every year worldwide, and according to the World Health Organization (WHO) reports, influenza epidemics annually result in approximately 250- 500,000 deaths worldwide. Vaccination is the most effective way to prevent influenza and because of the high transmissibility capacity, the production, distribution and administration of the vaccine should be fast. Influenza viruses can be seasonal or pandemic, depending on the genetic changes they undergo. The production of the seasonal influenza vaccine is a costly and complicated process due to the possibility of its annual reformulation of, in addition, vaccines under development against possibly pandemic strains, such as H7N9, present low immunogenicity. For these reasons, the use of adjuvants in the Influenza vaccines formulations has been discussed. This approach could enable the use of lower amounts of antigen, allowing the increase of doses produced and potentiating the immune response generated by the vaccine. Four adjuvants were used in this study: Bordetella pertussis Monophosphoryl Lipid A (MPLA), Aluminum Hydroxide, an oil in water emulsion named Addavax&reg (similar formulation to MF59&reg) and Salmonella enterica serovar Typhimurium Flagellin. The aim of this work was characterize the immune response induced by the administration of the seasonal Influenza and H7N9 vaccines, produced by the IB with the MPLA combined with the Aluminum Hydroxide; Addavax&reg and S. Thyphimurium Flagellin. Immunization was administered subcutaneously in mice with the trivalent Influenza vaccine using MPLA + aluminum hydroxide, Flagellin or Addavax&reg. It was possible to observe an increase of the specific antibodies against influenza when the adjuvant Addavax was used in the formulation. When initiating the characterization of Addavax&reg immune response together with the seasonal Influenza vaccine, a statistically significant difference was observed between subcutaneous (SC) and intramuscular (IM) administrations of this formulation in terms of cellular and humoral immune response. IM administration showed higher production of specific and neutralizing antibodies, and recruitment of antigen-presenting cells. Increased production of specific and neutralizing antibodies by this route of administration was also observed when compared to intranasal (IN) administration with the Flagellin adjuvant and the monovalent H7N9 vaccine. Addavax&reg was an effective adjuvant for the trivalent vaccine produced in IB because it led to the production of high titers of neutralizing antibodies with significant statistical difference compared to the formulations without the adjuvant, as already described in the literature. The IM administration of Influenza vaccines was the best route of immunization for the study of these antigens with mice as it also leads to the increase of specific antibody titers.

Nos últimos anos, a incorporação de partículas inorgânicas em uma matriz polimérica com a finalidade de se obter sistemas híbridos orgânico/inorgânico utilizando diferentes técnicas de polimerização tem recebido grande atenção. Neste sentido, preservar e controlar as propriedades físico-químicas das partículas inorgânicas torna-se essencial para manter a integridade destas em nanoescala, bem como para obtenção de dispersões uniformes, magnificando os efeitos de reforço e demais ganhos de propriedades desejadas para a matriz polimérica. Quando se utiliza partículas inorgânicas anisotrópicas tais como a montmorilonita, silicato lamelar mais utilizado para obtenção de nanocompósitos do tipo polímero/silicato lamelar, este controle apresenta-se como um problema particularmente desafiador. Nesse contexto, a polimerização radicalar controlada (PRC) vem se destacando como uma importante via para atingir os objetivos mencionados acima, encontrando-se na literatura diversas estratégias de síntese em meio a solventes orgânicos na qual a efetiva nanoencapsulação de partículas inorgânicas dá-se por meio do crescimento de cadeias poliméricas na superfície destas estruturas inorgânicas. Entretanto, poucos trabalhos são encontrados envolvendo rota de obtenção semelhante em meio aquoso, tais como suspensão, emulsão e miniemulsão, processos estes que possuem grande interesse industrial, ambiental e viabilidade real de ampliação de escala quanto à produção.Desta forma, o objetivo deste projeto de pesquisa concentra-se na síntese e na caracterização de nanocompósitos do tipo polímero/silicato lamelar via polimerização radicalar controlada em emulsão. As polimerizações radicalares controladas de estireno em emulsão, via mecanismo de transferência reversível de cadeia por adição-fragmentação (RAFT), foram conduzidas na presença de argila montmorilonita (MMT) e mediadas por dois macroagentes de transferência de cadeia com grupo funcional tri-tioéster, sendo o primeiro constituído de cadeia polimérica não iônica de monoetil éter de poli(etilenoglicol) (MPEG-CPP) e outro derivado do MPEG-CPP contendo adicionalmente um bloco ionizável de poli(ácido metacrílico) incorporado à cadeia polimérica (MPEG-b-PMAA-CPP). Foram avaliados inicialmente os parâmetros de adsorção dos macroagentes MPEG-CPP e MPEG-b-PMAA-CPP na superfície da MMT bem como a influência das variáveis do processo de polimerização na adsorção dos macroagentes na MMT e na estabilidade coloidal dos complexos macroagente RAFT / MMT formados. Posteriormente foram avaliados os efeitos do pH, das concentrações dos macroagente RAFT e de MMT, bem como do tipo de iniciador na cinética de polimerização em emulsão \"ab-initio\" de estireno, conduzidas na ausência de surfatantes. As técnicas utilizadas nos estudos de adsorção e para a caracterização das argilas, dos látices híbridos e dos materiais nanocompósitos incluem: espectroscopia de UV-vis, espalhamento dinâmico de luz (DLS), espalhamento eletroforético de luz (ELS), cromatografia de permeação em gel (GPC), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). / In recent years, the incorporation of inorganic particles in a polymer matrix in order to obtain hybrid organic/inorganic systems using different polymerization techniques have received great attention. In this sense, preserve and manage the physical and chemical properties of inorganic particles is essential to maintain its integrity at the nanoscale, as well as to obtain uniform dispersions of them, magnifying the effects of reinforcement and other desired properties into the polymer matrix. When using anisotropic inorganic nanoobjects such as montmorillonite, the most used layered silicate to obtain polymer / layered silicate nanocomposites, this control is presented as a particularly challenging problem. In this context, the controlled radical polymerization (CRP) has been highlighted as an important way to achieve the goals mentioned above, several strategies of organic solvent-borne synthesis can be found in literature in which the effective nanoencapsulation of inorganic particles is given by through the growth of polymer chains on the surface of these inorganic structures. However, few works are found involving obtaining similar route in water-borne, such as suspension, emulsion, miniemulsion, these procedures have great interest in industrial, environmental and actual feasibility of expanding scale in manufacture. Thus, the objective of this research project focuses on the synthesis and characterization of nanocomposite-type polymer / layered silicate via controlled radical polymerization in emulsion media. The controlled radical polymerizations in emulsion, via transfer mechanism for the reversible addition-fragmentation chain (RAFT) have been conducted in the presence of montmorillonite clay (MMT) and mediated by two macroRAFT agents with functional tri-thioesters groups, being the first one constituted by a nonionic poly(ethylene glycol) methyl ether polymeric chain (MPEG-CPP) and the second on being MPEG-CPP derived but containing additionally an ionizable block of poly(methacrylic acid) inserted to its polymeric chain. The parameters of adsorption of MPEG-CPP and MPEG-b-PMAA-CPP agent on the surface of MMT as well as the influence of the polymerization process variables on the adsorption of PEO-RAFT in MMT and colloidal stability of the complex formed macroRAFT agents / MMT were firstly evaluated. Subsequently, the influence of pH, macroRAFT agents and MMT concentrations as well as the type of initiator on the kinetics of RAFT emulsion polymerization were equally evaluated. The techniques used the for adsorption studies and characterization of clays, latexes of hybrid materials and nanocomposites include: UV-vis spectroscopy, dynamic light scattering (DLS), electrophoretic light scattering (ELS), gel permeation chromatography (GPC), thermogravimetric analysis (TGA), dynamic scanning calorimetry (DSC) and transmission electron microscopy (TEM).

Materiais nanocompósitos híbridos polímero-argila nos quais lamelas nanométricas de argila montmorilonita são encapsuladas e dispersas em matriz polimérica são em geral mais rígidas, tenazes e resistentes do que os materiais poliméricos convencionais e tem o potencial de aplicações em revestimentos e filmes com propriedades de barreira. Dentre as várias técnicas de preparação de nanocompósitos poliméricos, as técnicas de polimerização \"in-situ\" em emulsão e mini-emulsão vem sendo empregada na síntese de látices híbridos com lamelas de argilas encapsuladas pelo polímero. Neste trabalho foram preparados látices híbridos de poliestireno e argila montmorilonita esfoliada através de dois métodos: no primeiro, a polimerização em emulsão e miniemulsão convencional na presença de argila modificada com sal quaternário de amônio é realizada com surfatante catiônico; no segundo método, um surfatante aniônico reativo foi usado para modificar uma argila natural sódica e empregada na polimerização em emulsão. Os resultados obtidos tanto para a polimerização em emulsão como em miniemulsão empregando idênticos reagentes (argila organofílica modificada e surfatante catiônico) mostraram boa conversão, aumento na velocidade de polimerização com aumento da concentração de surfatante e de argila, aumento na temperatura de pico na máxima velocidade de decomposição (TG), aumento no módulo de armazenamento no patamar vítreo e no patamar borrachoso (DMTA) com aumento da concentração de argila, encontrando um valor mínimo em ambos a 5% de argila. Apesar dessas características positivas, não foi obtida a encapsulação das lamelas da argila que era o objetivo principal do trabalho. Por outro lado, o método de polimerização em emulsão não convencional com surfatante reativo mostrou baixa eficiência na conversão mas que se mostrou eficaz na encapsulação das lamelas da argila para os látices com baixa conversão e elevado diâmetro de partícula. / Polymer-clay nanocomposite materials, in which nanometer-thick layers of clay dispersed in polymers, are generally stiffer, stronger, and tougher than normal polymeric materials and can be potentially useful in a variety of applications. These polymer-clay nanocomposites can be prepared in several ways, namely by emulsion \"in-situ\" polymerisation where polymer chains are coagulated on silicate layers producing capped silicate layers are more or less uniformly dispersed in aqueous medium. The objective of this work is to prepare polymer-clay hybrid latexes with exfoliated clay platelets encapsulated inside latex particles in order to improve the exfoliation of the clay platelets in the final polymeric film. To achieve this objective two separate approaches have been investigated, first by conventional emulsion polymerization and miniemulsion polymerization in the presence of montmorillonite clay modified by cationic surfactant and in the other approach a reactive anionic surfactant was used to modify the natural montmorillonite clay layers by emulsion polymerization. The results for both the emulsion polymerization as in miniemulsion using identical reagents (organoclay modified and cationic surfactant) showed good conversion, polymerization rate increased with increasing concentration of surfactant and clay, increased peak temperature at maximum speed decomposition (TG), an increase in storage modulus in the glassy plateau and the rubbery plateau (DMTA) with increasing concentration of clay, finding a minimum value in both the 5% clay. Despite these positive characteristics, encapsulation was not obtained from lamellar clay that was the main objective. Moreover, the method of emulsion polymerization with non-conventional reactive surfactant showed low conversion efficiency but has proved effective in the encapsulation of the lamellae of the clay for the lattices with low conversion and high particle diameter.

Um modelo matemático da reação de copolimerização em emulsão de acrilato de butila e estireno em reator batelada e semi-batelada isotérmico foi desenvolvido e apresentou bons resultados quando comparado a experimentos disponíveis em literatura científica. O modelo contemplou a solução do balanço populacional, tanto para a distribuição de tamanho de partículas quando para a distribuição média de radicais por partícula. Contemplou-se também a solução do balanço de momentos, para obtenção da massa molar média numérica e mássica. O problema descrito foi resolvido através da solução numérica de um conjunto de equações algébricodiferenciais e o balanço populacional foi resolvido pelo método dos pivots fixos. Foi possível validar com boa aderência a conversão dos monômeros, o diâmetro médio de partículas, número de partículas por litro de emulsão, número médio de radicais por partícula, a distribuição de tamanho de partículas e a massa molar média numérica e mássica ao longo do tempo para um conjunto de experimentos. / A mathematical model of emulsion copolymerization reaction of styrene and butyl acrylate for batch and semi-batch isothermal reactor was developed and presented good results when compared to experiments available in the scientific literature. The model included the solution of the population balance for both particle size distribution and average number of radicals per particle. The balances of moments of the molecular weight distribution are solved to obtain the weight- and numberaveraged molecular weight of the polymer. The problem described was solved by numerical solution of a set of algebraic-differential equations and the population balance was solved by the method of fixed pivots. The model prediction were validated with a set of experiments with respect to the changes of monomer conversion, average particle diameter, number of particles per liter of emulsion, average number of radicals per particle, particle size distribution, number- and weight-average molecular weight during process time.

Neste trabalho estudou-se a copolimerização em emulsão de estireno e acrilato de butila em processo semicontínuo onde o produto final é um látex com alto teor de sólidos. Foi dado enfoque à distribuição de tamanhos de partículas do látex e seus efeitos no produto. Foi realizada uma série de experimentos de copolimerização em emulsão em um reator de vidro, empregando receitas com teores de sólidos de até 64% em massa. Durante os experimentos, amostras eram retiradas periodicamente do reator visando analisar o teor de polímeros (conversão dos monômeros) por gravimetria, a concentração de monômero residual por cromatografia gasosa headspace, o diâmetro médio das partículas por espectroscopia de espalhamento dinâmico de luz e a distribuição de tamanhos de partículas por microscopia eletrônica de transmissão. A viscosidade do látex final era obtida em viscosímetro Brookfield. Aplicando estratégias para renucleação de novas partículas no decorrer do processo, foram obtidos látices com distribuição bimodal de tamanhos de partículas e com viscosidades reduzidas. Aplicou-se um modelo matemático para descrever o processo, incluindo a evolução no tempo da distribuição de tamanhos de partículas, calculada a partir de equações de balanço populacional para as partículas e para os radicais dentro das partículas. Para a solução das equações empregou-se discretização por método de classes e a técnica de pivô fixo. O modelo tem apenas dois parâmetros ajustáveis, referentes às eficiências de captura de radicais por micelas e por partículas. Estes parâmetros foram ajustados para os dados experimentais de um ensaio, e usados, sem reajuste, para outros ensaios em condições diferentes. Os resultados do modelo mostraram boa adequação aos resultados experimentais. / The aim of this work was the study of the high solid contents emulsion copolymerization of styrene and butyl acrylate in semi-batch process. In this context the particle size distribution and its effects on the product viscosity was studied. Copolymerization reactions were carried out in a glass reactor, and recipes with solid contents up to 64 wt.% were used. During each run, samples are periodically taken from the reactor, and analysis are performed to measure the polymer content (monomer conversion) by gravimetry, the concentrations of the residual monomers by head-space gas chromatography, the average particle size by dynamic light scattering, and the particle size distribution by transmission electronic microscopy. The viscosity of the final emulsion is also measured using a Brookfield viscosimeter. By applying operating strategies to nucleate new particles along the process, latexes with bimodal particle size distributions and low viscosities were obtained. A mathematical model was employed for simulating the polymerization process, including the evolution of the particle size distribution along the process, calculated from population balance equations for the particles and the radicals inside the particles. The numerical solution was obtained using the discretized population balance equations by the method of classes and the fixed pivot technique. The model has only two adjustable parameters, the efficiencies for radical capture by micelles and by particles. These two parameters were fitted to the experimental data of one run and used, without further readjustment, for other runs under different conditions. The model results presented satisfactory agreement with the experimental data.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-23T22:18:57Z No. of bitstreams: 1 LUANA ARAÚJO DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2016..pdf: 2150320 bytes, checksum: ff1e004447bdf3876ca804146d360cca (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T22:18:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUANA ARAÚJO DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2016..pdf: 2150320 bytes, checksum: ff1e004447bdf3876ca804146d360cca (MD5) Previous issue date: 2016-09-27 / Capes / Este trabalho teve o objetivo de produzir membranas poliméricas (polietileno de ultra alto peso molecular – PEUAPM) e membranas híbridas (PEUAPM/argila verde dura organofílica) e avaliar, em escala de laboratório, o comportamento e o desempenho destas na remoção de emulsão óleo/água, utilizando uma coluna de separação por membranas. Os ensaios foram realizados nas condições de concentração inicial do óleo 100 mgL-1, temperatura igual a 25ºC, pressão atmosférica. As membranas poliméricas foram produzidas utilizando o método incipiente de pós, de acordo com o planejamento experimental que teve como variáveis de entrada a percentagem de massa de argila verde dura organofílica e o tempo de sinterização no forno elétrico, e como resposta a remoção de emulsão óleo/água. A argila verde dura foi organofilizada com o sal quaternário de amônio Genamim. As argilas verde dura: natural e organofílica foram caraterizadas pelas técnicas de Difração de raios X (DRX), Espectroscopia de florescência de raios X por energia dispersiva (FRX-ED), Adsorção física de N2, Capacidade de Troca de Cátions (CTC), Capacidade de adsorção e de Inchamento de Foster, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Térmica Diferencial (ATD) e Termogravimétrica (TG). O polímero PEUAPM foi caracterizado pelas técnicas DRX e TG. As membranas produzidas (poliméricas e híbridas) foram caracterizadas pelas técnicas de DRX e Microscopia ótica (MO). Os resultados da análise de DRX mostraram que a argila verde dura natural apresenta reflexões características do grupo da esmectita. Após a organofilização, foi observado pelo difratograma que houve o deslocamento de picos e um aumento expressivo do espaçamento basal (d001) confirmando a efetiva intercalação do cátion quaternário de amônio (Genamin®) nas camadas interlamelares da argila verde dura. Os resultados obtidos por FRX-ED, adsorção física de nitrogênio e capacidade de troca catiônica demonstraram que a argila verde dura é tipicamente uma argila esmectítica. As membranas poliméricas e híbridas foram caracterizadas por DRX, em que apresentou os picos característicos de polietileno, e por MO, onde apresentou a distribuição dos grãos. A partir dos testes de separação da emulsão óleo/água, pode-se concluir que a inserção da argila verde dura organofílica ao polímero PEUAPM não melhorou o processo de separação da emulsão óleo/água. Dentre as membranas estudadas, polimérica e híbrida, os desempenhos foram semelhantes na separação da emulsão. / This work aimed to produce polymeric membranes and hybrid membranes (hard green organoclay/UHMWPE) and evaluate, on a laboratory scale, the behavior and performance of the membranes produced in removing oil / water emulsion using a separation column by membranes. Assays were performed in conditions of initial concentration of oil 100 mgL-1, temperature of 25°C atmospheric pressure. Polymeric membranes were produced using the incipient method of powders, according to the experimental design that had as input variables the percentage by mass of hard green organoclay and sintering time in the electric furnace, and in response to removing oil emulsion/water. The hard green clay was chemically with the quaternary ammonium salt Genamim. The hard green clays, natural and organoclay were characterized by diffraction techniques of X-ray (XRD) Spectroscopy blooming X-ray energy dispersive (FRX-ED), physical adsorption of N2, Cation Exchange Capacity (CEC) adsorption capacity and Foster's swelling, Scanning Electron Microscopy (SEM), Differential Thermal Analysis (DTA) and Thermogravimetric (TG). The UHMWPE polymer was characterized by XRD and TG techniques. The produced membranes (polymeric and hybrid) were characterized by XRD techniques and optical microscopy (OM). The results of XRD analysis showed that the natural green hard clay has characteristics of reflections of the smectite group. After organophilization, it was observed by the XRD pattern which there was displacement peaks and a significant increase in basal spacing (d001) confirming the effective merging of the quaternary ammonium cation (Genamin®) interlayer in layers of hard green clay. The results obtained by ED-XRF, nitrogen adsorption and cation exchange capacity showed that hard green clay is typically a smectite clay. Polymeric and hybrid membranes were characterized by XRD, which showed the characteristic peaks of polyethylene, and MO, where he presented the distribution of the grain. From the tests separation of oil/water emulsion, it can be concluded that the insertion of hard green clay organophilic the UHMWPE polymer did not improve the process of separating oil/water emulsion. Among those studied, polymeric and hybrid membranes, the performances were similar in the separation of the emulsion.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-11-28Bitstream added on 2014-06-13T20:41:23Z : No. of bitstreams: 1 almeida_rm_dr_jabo.pdf: 437070 bytes, checksum: e5cd6f576c7b9ff4974078130d3e9da5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A administração intravenosa de anestésicos voláteis halogenados pode ser considerada uma alternativa à aplicação pela via inalatória, e neste contexto, as formulações emulsificadas têm mostrado segurança, eficiência e bons planos anestésicos. Neste estudo, objetivou-se comparar os efeitos hemodinâmicos e respiratórios das administrações intravenosa e inalatória de isofluorano em cães, após a determinação da taxa de infusão intravenosa de 6,99 mL/kg/h deste halogenado em emulsão lipídica. Para tanto, foram utilizados oito cães, os quais formaram três grupos distintos: grupo IV – anestesia intravenosa por infusão de emulsão lipídica com isofluorano; grupo E - anestesia inalatória com isofluorano, associada à infusão intravenosa de emulsão lipídica sem o halogenado; e grupo IN - anestesia inalatória com isofluorano, associada à infusão intravenosa de solução de NaCl 0,9%. Foram evidenciadas diminuições da contratilidade cardíaca, índice cardíaco e pressão arterial sistêmica a partir de 10 e 40 minutos de anestesia, respectivamente, nos grupos IV e E. A hipotensão no grupo IV resultou em acidose metabólica, porém, hipoxemia não foi observada. O grupo IN apresentou manutenção do índice cardíaco, apesar de reduções do índice de resistência vascular sistêmica e pressão arterial. A taxa de infusão intravenosa determinada foi efetiva na manutenção de plano de anestesia cirúrgica em cães. As infusões intravenosas de isofluorano e emulsão lipídica causaram depressão cardíaca e hipotensão. Em relação à função respiratória, nenhum dos grupos mostrou efeitos deletérios. / The intravenous administration of halogenated anesthetics can be considered an alternative to the application by the inhalation route, moreover, emulsified formulations have been showing safety, efficiency and appropriated anesthetic depth. The aim of this study was to compare the effects of isoflurane anesthesia by intravenous or inhalational route on hemodynamic and respiratory variables, after the determination of the intravenous infusion rate of 6.99 mL/kg/h of this anesthetic in lipid emulsion, in dogs. Therefore, eight dogs were distributed in three different protocols: IV group – intravenous anesthesia with emulsified isoflurane; E group – inhalational anesthesia with isoflurane associated to intravenous infusion of lipid emulsion; and IN group - inhalational anesthesia with isoflurane associated to intravenous infusion of 0.9% NaCl solution. The results regarding IV and EM groups revealed decreases of heart contractility, cardiac index and systemic blood pressure starting from 10 and 40 minutes of anesthesia, respectively. The hypotension in the IV group resulted in metabolic acidosis, however, hypoxemia was not observed. The IN group demonstrated maintenance of cardiac index, despite of reduction of the blood pressure and systemic vascular resistance index. The intravenous infusion rate determined was effective in the maintenance of an anesthetic depth of general anesthesia in dogs. The intravenous infusions of isoflurane and lipid emulsion caused cardiac depression and hypotension. In relation to respiratory function, the inhalational route and the intravenous infusions of isoflurane and lipid emulsion did not result in harmful effects.

Nos últimos anos intensificou-se o estudo sobre sistemas criados para veicular princípios ativos, como nanoemulsões, dispersões contendo cristais líquidos e emulsões múltiplas, bem como o emprego de matérias-primas da biodiversidade brasileira na produção destes sistemas, a exemplo dos óleos de andiroba, copaíba, urucum e buriti, cuja fruta amazônica é rica em micro-nutrientes com propriedades anti-oxidante, hidratante e fotoprotetora. Durante o desenvolvimento de novas formulações cosméticas, o potencial de irritação dérmica deve ser investigado antes que o produto seja disponibilizado ao consumidor, a fim de identificar compostos que possam causar reações adversas na pele. O objetivo deste trabalho foi avaliar cientificamente o emprego do óleo de buriti na obtenção de emulsões contendo cristais líquidos, nanoemulsões e emulsões múltiplas estáveis e estudar o possível potencial citotóxico e fotoprotetor destas formulações em culturas de células epidérmicas (fibroblastos e queratinócitos), bem como o potencial irritante em modelo organotípico (HET-CAM). Foi estabelecido como valor de EHL crítico igual a 7,25 e selecionados dois pares de tensoativos (Steareth-2 associado aos Ceteareth- 5 e Ceteareth-20) para produção das macroemulsões contendo cristal líquido pela técnica do diagrama ternário. Os testes preliminares em centrifuga, estresse térmico, microscopia, potencial zeta e o estudo do comportamento reológico permitiram a seleção de uma emulsão de cada diagrama para continuar o estudo, as quais foram submetidas aos testes de estabilidade acelerada. As formulações F29D1 e F51D2 com e sem vitamina E não apresentaram modificações no comportamento reológico, pH e estabilidade física, após serem submetidas às condições de estresse. O método de emulsificação em etapa única se mostrou eficiente na produção de emulsões múltiplas estáveis à centrifugação e estresse térmico, com óleo de buriti e monooleato de sorbitano e PEG-40 castor oil como sistema tensoativo. O estudo de EHL crítico da emulsão múltipla mostrou maior estabilidade do sistema no valor de EHL=9,0. Uma modificação no processo de emulsificação da emulsão múltipla permitiu a obtenção de nanoemulsões estáveis por PIT, cujas temperaturas de inversão de fases foram de 89, 91 e 93°C, para os valores de EHL 9,0; 9,5 e 10,0 respectivamente. Os resultados dos ensaios de citotoxicidade mostraram que as emulsões formuladas com óleo de buriti e tensoativos comerciais se mostraram não irritantes à pele devido aos escassos efeitos citotóxicos que provocaram às monocamadas de fibroblastos 3T3 e queratinócitos HaCat, sendo que a adição de vitamina E chegou a aumentar a viabilidade celular em alguns casos. As emulsões contendo álcoois graxos etoxilados como sistema tensoativo, se mostraram mais fototóxicas às células quando comparadas as que continham outra classe de tensoativos não iônicos, sendo que todas se mostraram mais fototóxicas quando foram aplicadas em condições de pré-tratamento. Os ensaios também demonstraram que os fibroblastos 3T3 foram mais sensíveis que os queratinócitos HaCat ao efeito da radiação quando tratados com os produtos. O ensaio em membrana corioalantóide auxiliou na identificação dos compostos irritantes e confirmou os resultados obtidos nos ensaios de citotoxicidade e associados podem ser considerados uma ferramenta importante na substituição de animais para avaliação do potencial irritante de produtos cosméticos e farmacêuticos. / In the past few years, more attention has been given to delivery systems, like nanoemulsions, emulsions containing liquid crystals and multiple emulsions, as well as the employment of new raw materials from the Brazilians biodiversity in their production, such as Andiroba, Copaíba, Urucum and Buriti oils. The Buriti is an Amazonian fruit rich in micro nutrients, with antioxidants and photoprotector properties. During the development of new cosmetic formulations, the skin irritation potential must be investigated in order to identify chemicals which might induce adverse skin reactions, previously to human exposition to such substances. The aim of this work was to evaluate the employment of Buriti oil in the production of stable nanoemulsions, emulsions containing liquid crystals and multiple emulsions; and study their cytotoxic and photoprotector potential in epidermal cell culture and irritancy potential in organotypic model (HET-CAM). Two surfactant systems were chosen (Steareth-2 associated to Ceteareth-5 and Ceteareth-20) at the critical HLB value of 7.25 to produce the macroemulsions containing liquid crystals using the ternary diagram technique. Preliminary stability tests such as centrifugation, thermal stress, microscopic analysis, zeta potential and rheological behavior were used to choose one emulsion from each diagram. Subsequently, those emulsions were submitted to accelerated stability tests. The formulations F29D1 and F51D2, containing or not Vitamin E, did not present modifications in their physical stability, pH and rheological behavior after being exposed to the stress conditions. The emulsification method by one step demonstrated to be an efficient methodology to attain multiple emulsions containing Buriti oil, Sorbitan monooleato and PEG-40 castor oil as surfactant system. This system remained stable even after centrifugation and thermal stress. At a critical HBL of 9.0, the multiple emulsions showed major stability. A single modification performed on the emulsification method of the multiple emulsion allowed the production of stable nanoemulsions by PIT method. The phase inversion temperatures were identified as 89, 91 e 93°C, for the emulsions at HLB values equal to 9.0, 9.5 and 10.0, respectively. The results of the cytotoxicity assays showed that the emulsions containing Buriti oil and commercial surfactants are non-irritant to skin due to their low cytotoxic effects in the 3T3 and HaCat cell monolayers. The addition of vitamin E not only decreased the toxicity of the products, but also increased the cellular viability. The emulsions containing ethoxylated fatty alcohol as surfactant systems showed to be more phototoxic to the cells than those prepared with another class of non ionic surfactant. All the emulsions demonstrated to be more phototoxic when applied on the cells during pre-treatment condition, moreover the 3T3 fibroblasts demonstrated to be more sensitive to the majority of products than the HaCat, after exposed to UV radiation. The hens egg test-chorioallantoic membrane has collaborated the identification of irritant chemicals and confirmed the results obtained on the cytotoxicity assays. Those assays associated should be considered a valuable tool to evaluate irritancy potential of cosmetics and pharmaceutical products.