Orientador: Oswaldo Luiz Alves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T16:53:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_RafaellaOliveirado_D.pdf: 2771988 bytes, checksum: 63b8f98c0da43dba0fe3708e5c13eb94 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A presente tese de doutorado tem como objetivo principal utilizar ferramentas da nanociência e da nanotecnologia para contribuir com a remediação/tratamento de poluentes tradicionais, íons de metais como Pb, Cd, Cu, Co, Ni utilizando como materiais filtrantes folhas de fosfato de cério fibroso (CeP), assim como nanocompósitos inéditos obtidos pela combinação de CeP e nanotubos de carbono de parede múltiplas funcionalizados (MWCNTs- Func) via oxidação (ox-MWCNT) ou via tiolação (MWCNT-SH). Ademais, também foram funcionalizados MWCNT via amidação com 2 - amino- 2 - hidroximetil - propano - 1,3 - diol (TRIS). Tais nanotubos de carbono (ox-MWCNT, MWCNT-SH e MWCNT-TRIS) foram aplicados na síntese de nanocompósitos com nanopartículas de prata (AgNP) através de reação in situ, na qual os NTCs foram dispersos no meio reacional de obtenção das AgNP por redução dos íons prata por borohidreto de sódio. Após a caracterização físico-química das amostras obtidas, as AgNP assim como seus nanocompósitos com MWCNT-Func (AgNP/ox-MWCNT, AgNP/MWCNT-SH e AgNP/MWCNT-TRIS) foram submetidos à ensaios de atividade antimicrobiana do tipo concentração inibitória mínima (MIC) e ensaios de tempo-morte. Finalmente, as AgNP e seus nanocompósitos foram submetidas à degradação pela ação das folhas de CeP e CeP/ox-MWCNT / Abstract: This doctoracte thesis aims the application of the nanoscience and nanotechnology tools in order to contribute with water/wastewater remediation contamined with traditional pollutants. In this regard, we studied the remediation of metals ions, such as Pb, Cd, Cu, Co, Ni through the filtration of simulated ions effluents with fibrous cerium phophate (CeP) and also its inedit nanocomposites obtained by interaction between CeP and functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWCNT-Func). Herein, MWCNT-Func were functionalized by oxidation, thiolation and amidation reactions with 2-amino-2-hydroxymethyl-propane-1,3-diol (TRIS). The MWCNT-Func obtained was named ox-MWCNT, MWCNT-SH and MWCNTTRIS. Adittionally, we prepared silver nanoparticles (AgNP) and their nanocomposites with MWCNT-Func (AgNP/ox-MWCNT, AgNP/MWCNT-SH, AgNP/MWCNT-TRIS) by in situ synthesis method. Moreover, we studied their antibacterial properties. Furthermore, we applied the CeP and CeP/MWCNT-Func nanocomposites as photocalytic materials to remediate water/wastewater simulated effluents wherein AgNP and AgNP/MWCNT-Func were present / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutora em Ciências

O uso de formulações fotoprotetoras tem aumentando muito nas últimas décadas devido ao maior conhecimento dos danos causados pela radiação UV e maior preocupação com o fotoenvelhecimento. Desta maneira observa-se um grande esforço por parte dos pesquisadores e indústrias para o desenvolvimento de novos filtros solares estáveis, eficazes e que agradem ao consumidor. Neste contexto destaca-se o fosfato de cério (CePO4), substância proposta para ser utilizada como filtro solar inorgânico devido a sua alta absortividade no UV, além de apresentar baixa atividade fotocatalítica e relativa transparência na luz visível, diferente dos filtros inorgânicos comumente utilizados em fotoprotetores. Assim o objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento e avaliação da estabilidade e das propriedades fotoprotetoras de formulações cosméticas contendo CePO4. Inicialmente realizou-se a caracterização dos filtros solares inorgânicos em estudo para um melhor conhecimento das características do material. Posteriormente foi desenvolvida uma formulação base (F8) na qual se associou uma combinação de filtros orgânicos (F8A) a qual foi acrescida de filtros inorgânicos ZnO, TiO2 e CePO4 (F8B, F8C e F8D, respectivamente). Após a realização de testes preliminares de estabilidade, as formulações foram submetidas à avaliação da estabilidade física (reologia) e química (CLAE). Ainda, a atividade fotocatalítica destas formulações foi avaliada para verificar a influência dos filtros inorgânicos objeto de estudo na estabilidade da formulação. Observou-se que a formulação contendo CePO4 além de apresentar superior estabilidade, quando comparada com os tradicionais filtros inorgânicos, ainda demonstrou menor atividade fotocatalítica no veículo a qual foi acrescida. Em seguida a segurança das formulações foi avaliada por meio de ensaios de citotoxicidade em culturas de fibroblastos 3t3 e teste de irritabilidade cutânea in vivo. Nenhuma das formulações apresentou irritabilidade cutânea e o ainda o CePO4 apresentou ótima compatibilidade no estudo de citotoxicidade in vitro. As formulações foram então submetidas à avaliação da eficácia por determinação do FPS in vivo e apresentaram valores entre 19,9 e 22,9, não havendo diferença significativa entre elas. A avaliação do residual branco das formulações também foi estudada em placas de silicone e observou-se que quando acrescida de CePO4 a formulação apresenta menor efeito inestético, demonstrando mais um diferencial deste material, o que possibilitará a utilização em maiores concentrações dos já usuais filtros UV inorgânicos. Assim, podemos concluir que o material proposto como novo filtro inorgânico UV (CePO4), possui potencial para ser utilizado em fotoprotetores uma vez que foram demonstradas todas as características necessárias para tal, ou seja, estabilidade, segurança e eficácia comprovados. Ainda, o CePO4 permite o desenvolvimento de formulações com sensorial adequado para aplicação, proporcionando um menor residual branco na pele, fato que interfere diretamente na aplicação desta classe de produtos. / The use of sunscreens has increased in recent years due to increase of knowledge about the damage caused by UV radiation and a greater concern with the photoaging. Because of that, it have been observed a effort by the research community and industry to develop new stable and effective UV filters, and formulations with appropriate sensorial during application. In this context it could be emphasize the cerium phosphate (CePO4), material proposed to be used as inorganic UV filter due to its high absorptivity in the UV range, besides its low photocatalytic activity and relative transparency in visible light, unlike inorganic filters commonly used in sunscreens. Thus the aim of this study was the development and evaluation of stability and photoprotective efficacy of cosmetic formulations containing CePO4. Initially the CePO4 was evaluated for a better understanding of the characteristics of this material. Subsequently a base formulation (F8) containing a combination of organic UV filters (F8A) was increased by the inorganic filters ZnO, TiO2 and CePO4 (F8B , F8C and F8d , respectively). After conducting preliminary stability tests, the formulations were evaluated for their physical (rheology) and chemical (HPLC) stability. Then, the photocatalytic activity of these formulations was evaluated to verify the influence of the addition of inorganic UV filters in formulations stability. It was observed that the formulation containing CePO4 besides having superior stability compared with conventional inorganic filters, also showed a lower photocatalytic activity. After, the safety of the formulations was evaluated by means of cytotoxicity assays on 3T3 fibroblast cultures and in vivo irritability skin test. None of the formulations presented cutaneous irritability and, besides of that the CePO4 showed excellent compatibility in the in vitro cytotoxicity study. The efficacy of the studied formulations were then evaluated by determining the in vivo SPF and it was obtained values between 19.9 and 22.9, with no significant difference between the different formulations studied. Also, the evaluation of the white residual after application was assessed in silicon plates and it was observed that the formulation containing CePO4 shows less unaesthetic effect, demonstrating a differential of this material , which will allow the use in higher concentrations them the usual inorganic UV filters. Thus, we conclude that the material proposed as new inorganic UV filter (CePO4) has potential to be used in sunscreens with stability, safety and efficacy demonstrated. Further, the CePO4 allows the development of formulations with suitable sensory for application providing a smaller white residual on skin, which interferes directly in the application of these kin of products.

O uso de formulações fotoprotetoras tem aumentando muito nas últimas décadas devido ao maior conhecimento dos danos causados pela radiação UV e maior preocupação com o fotoenvelhecimento. Desta maneira observa-se um grande esforço por parte dos pesquisadores e indústrias para o desenvolvimento de novos filtros solares estáveis, eficazes e que agradem ao consumidor. Neste contexto destaca-se o fosfato de cério (CePO4), substância proposta para ser utilizada como filtro solar inorgânico devido a sua alta absortividade no UV, além de apresentar baixa atividade fotocatalítica e relativa transparência na luz visível, diferente dos filtros inorgânicos comumente utilizados em fotoprotetores. Assim o objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento e avaliação da estabilidade e das propriedades fotoprotetoras de formulações cosméticas contendo CePO4. Inicialmente realizou-se a caracterização dos filtros solares inorgânicos em estudo para um melhor conhecimento das características do material. Posteriormente foi desenvolvida uma formulação base (F8) na qual se associou uma combinação de filtros orgânicos (F8A) a qual foi acrescida de filtros inorgânicos ZnO, TiO2 e CePO4 (F8B, F8C e F8D, respectivamente). Após a realização de testes preliminares de estabilidade, as formulações foram submetidas à avaliação da estabilidade física (reologia) e química (CLAE). Ainda, a atividade fotocatalítica destas formulações foi avaliada para verificar a influência dos filtros inorgânicos objeto de estudo na estabilidade da formulação. Observou-se que a formulação contendo CePO4 além de apresentar superior estabilidade, quando comparada com os tradicionais filtros inorgânicos, ainda demonstrou menor atividade fotocatalítica no veículo a qual foi acrescida. Em seguida a segurança das formulações foi avaliada por meio de ensaios de citotoxicidade em culturas de fibroblastos 3t3 e teste de irritabilidade cutânea in vivo. Nenhuma das formulações apresentou irritabilidade cutânea e o ainda o CePO4 apresentou ótima compatibilidade no estudo de citotoxicidade in vitro. As formulações foram então submetidas à avaliação da eficácia por determinação do FPS in vivo e apresentaram valores entre 19,9 e 22,9, não havendo diferença significativa entre elas. A avaliação do residual branco das formulações também foi estudada em placas de silicone e observou-se que quando acrescida de CePO4 a formulação apresenta menor efeito inestético, demonstrando mais um diferencial deste material, o que possibilitará a utilização em maiores concentrações dos já usuais filtros UV inorgânicos. Assim, podemos concluir que o material proposto como novo filtro inorgânico UV (CePO4), possui potencial para ser utilizado em fotoprotetores uma vez que foram demonstradas todas as características necessárias para tal, ou seja, estabilidade, segurança e eficácia comprovados. Ainda, o CePO4 permite o desenvolvimento de formulações com sensorial adequado para aplicação, proporcionando um menor residual branco na pele, fato que interfere diretamente na aplicação desta classe de produtos. / The use of sunscreens has increased in recent years due to increase of knowledge about the damage caused by UV radiation and a greater concern with the photoaging. Because of that, it have been observed a effort by the research community and industry to develop new stable and effective UV filters, and formulations with appropriate sensorial during application. In this context it could be emphasize the cerium phosphate (CePO4), material proposed to be used as inorganic UV filter due to its high absorptivity in the UV range, besides its low photocatalytic activity and relative transparency in visible light, unlike inorganic filters commonly used in sunscreens. Thus the aim of this study was the development and evaluation of stability and photoprotective efficacy of cosmetic formulations containing CePO4. Initially the CePO4 was evaluated for a better understanding of the characteristics of this material. Subsequently a base formulation (F8) containing a combination of organic UV filters (F8A) was increased by the inorganic filters ZnO, TiO2 and CePO4 (F8B , F8C and F8d , respectively). After conducting preliminary stability tests, the formulations were evaluated for their physical (rheology) and chemical (HPLC) stability. Then, the photocatalytic activity of these formulations was evaluated to verify the influence of the addition of inorganic UV filters in formulations stability. It was observed that the formulation containing CePO4 besides having superior stability compared with conventional inorganic filters, also showed a lower photocatalytic activity. After, the safety of the formulations was evaluated by means of cytotoxicity assays on 3T3 fibroblast cultures and in vivo irritability skin test. None of the formulations presented cutaneous irritability and, besides of that the CePO4 showed excellent compatibility in the in vitro cytotoxicity study. The efficacy of the studied formulations were then evaluated by determining the in vivo SPF and it was obtained values between 19.9 and 22.9, with no significant difference between the different formulations studied. Also, the evaluation of the white residual after application was assessed in silicon plates and it was observed that the formulation containing CePO4 shows less unaesthetic effect, demonstrating a differential of this material , which will allow the use in higher concentrations them the usual inorganic UV filters. Thus, we conclude that the material proposed as new inorganic UV filter (CePO4) has potential to be used in sunscreens with stability, safety and efficacy demonstrated. Further, the CePO4 allows the development of formulations with suitable sensory for application providing a smaller white residual on skin, which interferes directly in the application of these kin of products.