O crescente interesse na utilização de biomateriais para reparação óssea levou a inúmeros estudos envolvendo formação de diversos produtos, neste sentido, os compósitos obtidos utilizando-se gelatina (G), quitosana (QS) e hidroxiapatita (HA) destacam-se por serem bioativos e bioabsorvíveis, além de apresentarem elevada similaridade com o tecido a ser reparado. Barreiras físicas formadas por tais materiais são extremamente importantes para a odontologia, e o seguinte trabalho tem como objetivo a preparação de membranas de G/QS/HA a partir de um método de co-precipitação in situ da HA na matriz polimérica para sua utilização em regeneração tecidual guiada (RTG). As membranas contendo razões de 20/80, 50/50 e 80/20 de G/QS com 0,3M de HA foram preparadas com pequena adição de glicerina (0,5% v/v) e suas características morfológicas e físico-químicas foram analisadas por meio de técnicas como espectroscopia no infravermelho (IV), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e análise termogravimétrica (ATG). Além disso, foram realizados ensaios de intumescimento e ensaios de citotoxicidade in vitro com cultura de células para verificar a possibilidade de utilização das membranas confeccionadas. O processo de precipitação in situ foi eficaz para formação das mambranas. Além disso, as amostras reticuladas por GTA apresentaram melhores resultados de intumescimento, ao passo que as membranas reticuladas por TPP não se mostraram citotóxicas. / The increasing growth in the usage of bio-composites in bone repair has led to several studies involving the formation of several products. In this sense, composites obtained with gelatin (G), chitosan (QS) and hydroxyapatite (HA) stand out since they are bioactive and biodegradable, besides showing high similarity with the tissue to be repaired. Physical barriers made by such materials are extremely important in orthopedics, and the present work aims to craft G/QS/HA membranes by an in situ co-precipitation method of HA in the polymeric matrix to use them with a treatment called guided bone regeneration (RTG). The membranes containing 20/80, 50/50 and 80/20 weigh percent of G/QS with 0,3M of HA were prepared with a small amount of glycerin (0,5% v/v) and its morphological and physicochemical properties were analyzed by infrared spectroscopy (IV), X-ray diffraction (DRX), scanning electron microscopy (MEV), electron energy loss spectroscopy (EDS) and thermo gravimetric analysis (ATG). On top of that, swelling essays and in vitro cytotoxicity with cell culture were be carried out to check the availability and possible uses of the crafted membranes. The in situ precipitation method was effective to form the membranes. The samples crosslinked with GTA showed better swelling results, however the TPP method yielded non-cytotoxic membranes.

Um dos maiores desafios da ortopedia é recuperar o tecido ósseo que tenha sido perdido por motivo de doença ou acidente. Na busca de substitutos para os enxertos, tem-se utilizado comumente biomateriais, para recuperação desse tecido. A quitosana é um polímero biocompatível, biodegradável e juntamente com a gelatina, que é produto da desnaturação do colágeno, possuem uso potencial no área de regeneração de tecidos ósseos. O objetivo deste trabalho é a preparação, caracterização de hidrogéis de quitosana:gelatina mineralizados, em diferentes proporções (1:0,5; 1:1 e 1:2) e estudar a liberação controlada de gentamicina utilizando como suporte o hidrogel mineralizado. A quitosana foi obtida a partir da desacetilação parcial da quitina oriunda de gládios de lula e a gelatina utilizada é a comercial Sigma®. Os hidrogéis foram mineralizados pelo método de imersão alternada em soluções de CaCl2 0,2 mol L-1 pH=7,4 e de Na2HPO4 0,12 mol L-1 pH=9,0. A mineralização foi caracterizada por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), dispersão de raios-X (EDS), difração de raios-X (DRX) e cinética de absorção em PBS. Nas análises de TG e MEV pode-se observar a ocorrência de mineralização homogênea no hidrogel, aproximadamente 60% (m/m) em todas as proporções. Nos espectros de FTIR, EDS e DRX, observou-se que o sal de fosfato de cálcio formado durante o processo de mineralização alternada corresponde à hidroxiapatita. Quanto ao estudo de absorção em PBS, os hidrogéis mineralizados apresentam menor intumescimento que os não-mineralizados. Estudou-se o comportamento da liberação in vitro (em PBS, pH 7,4) de gentamicina no hidrogel mineralizado de quitosana/gelatina (1:1) quando se altera a temperatura da liberação (25°C e 37°C). A gentamicina foi incorporada ao hidrogel mineralizado através da imersão em uma solução com concentração de 30 mg ml-1 de gentamicina. O estudo de liberação foi realizado em duas temperaturas 25°C e 37°C. A quantidade de fármaco liberado após 24 horas não é afetada pela alteração na temperatura, mas a velocidade da liberação nas duas primeiras horas é maior a 37°C do que a 25°C. O mecanismo de liberação da gentamicina foi ajustado para o modelo Korsmeyer-Peppas sugerindo que segue a difusão Fickiana. / The replacement of bone tissue lost due to illness or accident is a great challenge in orthopedic area. Biomaterials have been commonly used to prepare new materials for substitution of lost tissue. Chitosan is a biocompatible and biodegradable polymer and its association with gelatin has potential application in bone tissue regeneration. The objective of this study is to describe the preparation and characterization of mineralized hydrogels of chitosan/gelatin prepared with different ratios (1:0.5, 1:1 and 1:2) and the controlled release of gentamicin using the mineralized hydrogel as a support. Chitosan was obtained from the partial deacetylation of squid pens and gelatin was commercial (Sigma ®). The mineralization process was carried out by the alternate soaking method. Hydrogels were soaked in 0.2 mol L-1 CaCl2 buffered with 0.05 mol L-1 Tris buffer (pH 7.4) at 25°C for 30 min, taken out of the Ca2+ solution, rinsed with deionized water and then soaked in 0.12 mol L-1 Na2HPO4 solution buffered with 0.05 mol L-1 Tris buffer (pH 9.0) for 30 min, taken out of the PO43- solution and rinsed with deionized water. The alternate soaking cycle was repeated 6 times to obtain the mineralized matrices which were then rinsed with water, frozen and lyophilized. Mineralized hydrogels were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TG), scanning electron microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD) and kinetic absorption in PBS. SEM results showed an homogeneous mineralization, and for all hydrogels a quantity of approximately 60% (w/w) of mineralization was determined by TG. FTIR, EDS and XRD indicated that phosphate calcium deposited during mineralization process was hydroxyapatite. Mineralized hydrogels had lower swelling values in comparison with non-mineralized, as observed by absorption in PBS. Release of gentamicin in mineralized hydrogel was performed at 25°C and 37°C. Gentamicin was incorporated in the mineralized hydrogel by immersion in a gentamicin solution with a concentration of 30 mg ml-1. The change in release temperature showed that the quantity of drug delivery was not affected after 24 hours. However, the release rate in the first hour is higher at 37°C. The release mechanism of gentamicin was adjusted to the Korsmeyer-Peppas model suggesting that drug release is mostly controlled by a diffusion process.

A película de amendoim é um resíduo da indústria de alimentos. Esse resíduo é rico em compostos fenólicos como resveratrol e procianidinas e apresenta elevada atividade antioxidante e atividade farmacológica. Apesar de suas atividades farmacológicas, compostos fenólicos apresentam baixa biodisponibilidade devido à glucuronidação catalisada pelas enzimas UDP-glucuronosyltransferases (UGTs), que acontece na primeira passagem no intestino e/ou fígado, dificultando a utilização dos compostos fenólicos como agentes terapêuticos. Filmes de desintegração oral permitem que o princípio ativo seja absorvido no epitélio bucal diretamente pela circulação sistêmica podendo melhorar a biodisponibilidade desses compostos naturais. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um filme de desintegração oral à base de gelatina e hidroxipropilmetilcelulose (GEL:HPMC) incorporado com extrato de película de amendoim como um carreador de compostos bioativos. O extrato de película de amendoim foi produzido utilizando-se etanol (70%) como solvente (razão sólidos/solvente de 1:20) à temperatura ambiente sob agitação mecânica (10 minutos), sendo realizada três extrações consecutivas. O extrato foi liofilizado para ser caracterizado em relação à atividade antioxidante, fenólicos totais e aflatoxinas. Os filmes de desintegração oral com diferentes concentrações de gelatina e hidroxipropilmetilcelulose (GEL:HPMC) foram produzidos por casting (2g de macromoléculas/100 g de solução filmogênica e 0,4g de sorbitol/100g de solução filmogênica). O extrato de película de amendoim foi incorporado líquido e concentrado nas concentrações de 10, 20 e 30g/100g de solução filmogênica. Os filmes foram caracterizados em relação à propriedades mecânicas, ângulo de contato, tempo de desintegração, mucoadesividade, pH de superfície, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de infravermelho. O extrato (liofilizado) apresentou concentração fenólica igual a 718,57 mg de equivalente em ácido gálico/g e EC50 igual a 146,07 ± 8.37 µg/mL e 0,37 ng B₁/g. Os filmes sem adição de extrato, independente da formulação, apresentaram homogeneidade e, de um modo geral, os filmes à base de hidroxipropilmetilcelulose apresentaram melhores propriedades mecânicas, hidrofilicidade superior, tempo de desintegração reduzido e mucoadesividade superior em relação aos filmes com gelatina em sua composição. Comportamento similar foi observado para os filmes de desintegração oral com adição de extrato. Entretanto, filmes com adição de extrato e altas concentrações de gelatina (100:0, 75:25) apresentaram formação de complexos insolúveis entre taninos e proteínas, aparentes visualmente. Em função dos resultados obtidos, os filmes à base de hidroxipropilmetilcelulose (0:100) e com 20% de extrato de película de amendoim apresentaram propriedades mecânicas superiores (tensão na ruptura = 26,63 MPa, elongação = 4,97% e módulo elástico = 1284,82 MPa) e menor tempo de desintegração (17,87 segundos) em relação as demais formulações, sendo esta considerada a formulação otimizada como potencial aplicação para filmes de desintegração oral. / Peanut skin is a food industry byproduct which is rich in phenolic compounds, such as resveratrol and procyanidins. Moreover, it has high antioxidant and pharmacological properties. Despite these activities, phenolic compounds have low oral bioavailability due to glucuronidation catalyzed by the enzyme UDP-glucuronosyltransferases (UGTs). This catalyze occurs in the first-pass metabolism (gut and/or liver) difficulting the use of phenolic compounds as therapeutic agents. For oral disintegrating films the active ingredient is directly absorbed into systemic circulation by oral epithelium improving the bioavailability of these natural compounds. The aim of this study was to develop oral disintegrating film composed of gelatin and hydroxypropyl methylcellulose (GEL: HPMC) added of peanut skin extract as a vehicle for bioactive compounds. The peanut skin extract was produced using ethanol (70%) as solvent (solid/solvent ratio 1:20) at room temperature under mechanical stirring (10 minutes) with three consecutive extractions. The extract was lyophilized to be characterized by antioxidant activity, total phenolic and aflatoxins. The oral disintegrating films were produced by casting (2g macromolecules/100 g filmogenic solution and 0.4g of sorbitol/100g of filmogenic solution) with different concentrations of gelatin and hydroxypropylmethylcellulose (GEL: HPMC). The peanut skin extract was added to films liquid and concentrated at concentrations of 10, 20 and 30g / 100g of filmogenic solution. The films were characterized by mechanical properties, contact angle, disintegrating time, mucoadesivity, surface pH, scanning electron microscopy and infrared spectroscopy. The extract (lyophilized) showed phenolic concentration of 718.57 mg of gallic acid equivalent/g, EC50 of 146.07 ± 8.37 µg/mL and 0.37 ng B₁/g. Films without extract, regardless of formulation were homogeneous. In general, hydroxypropyl methylcellulose films exhibited better mechanical properties, higher hydrophilicity and mucoadesivity and reduced disintegration time compared to films with gelatin in its composition. Similar behavior was observed for oral disintegrating films with addition of extract. Films formulation with high gelatin content (100: 0, 75:25) added of extract showed insoluble complexes formed between proteins and tannins. Hydroxypropyl methylcellulose films (0: 100) added of peanut skin extract (20%) showed superior mechanical properties (tensile strength = 26.63 MPa, elongation = 4.97% and elastic modulus = 1284.82 MPa) and lower disintegration time (17.87 seconds) compared with other formulations, which is considered the optimized formulation as a potential application for oral disintegrating films.

Derivada da quitina, a quitosana apresenta aplicações que variam desde a liberação controlada de fármacos, a filmes de revestimento comestível, biomaterial, lentes de contato. A utilização da beta-quitina para obter a quitosana é vantajosa, pois apresenta-se menos alergênica e mais reativa que a alfa-quitina. A combinação da quitosana com outros materiais pode proporcionar materiais com diferentes propriedades e neste trabalho foram estudadas as misturas de quitosana/gelatina e quitosana/amido, solubilizadas em L-ácido lático. Técnicas como FT-IR, termogravimetria, absorção de água, ensaios de DMA no modo tração e análises reológicas foram usadas em ambas as misturas nas proporções 2:1, 1:1 e 1:2. Os espectros FT-IR mostraram que nos géis e filmes ocorreu interação eletrostática entre os componentes. A termogravimetria mostrou que há diminuição da estabilidade térmica dos componentes quitosana e gelatina quando em presença do L-ácido lático, mas o amido pouco foi afetado pela presença do L-ácido lático. Para os filmes, tanto no caso de quitosana/gelatina quanto no caso quitosana/amido, as misturas mais estáveis termicamente são as que contêm maior quantidade de gelatina ou amido. Isso mostra que é favorável a adição de gelatina ou amido à quitosana quando se deseja maior resistência à temperatura. O aumento da concentração de gelatina ou amido nos filmes de quitosana em L-ácido lático aumentou a absorção de água, o que possibilita a aplicação como suporte na liberação controlada de fármacos. Os ensaios de DMA no modo tração mostraram que o aumento da quantidade de gelatina ou amido nos filmes torna estes mais frágeis. A mistura dos polímeros em diferentes proporções na formação dos géis mostrou que os géis de quitosana/amido adquiriram características de gel em menores frequências que os géis de quitosana/gelatina. O aumento da concentração de gelatina aumenta a temperatura de gelificação, mas para os géis de quitosana/amido nenhum efeito foi observado. Em relação à viscosidade, a gelatina mostrou comportamento newtoniano e as amostras de quitosana e as misturas apresentaram comportamento pseudoplástico, tanto em L-ácido lático como em ácido acético. Os valores de energia de ativação (Ea) de fluxo calculados para quitosana/gelatina e quitosana/amido aumentaram com o conteúdo de quitosana. Os géis de quitosana/amido apresentaram menor Ea que os géis de quitosana/gelatina, apresentando, portanto, maior facilidade para fluir. Os valores de Ea de fluxo para os géis em L-ácido lático são menores que os obtidos para géis em ácido acético. O ácido lático melhorou as propriedades dos géis em relação ao ácido acético, proporcinando filmes mais flexiveís para a liberação controlada de fármacos e géis mais fáceis de deslizar na pele. / Derived from chitin, chitosan has applications ranging from drug delivery system, edible films, biomaterials, contact lenses. The use of beta-chitin for chitosan preparation is advantageous because it is less allergenic and more reactive than alpha-chitin. The association of chitosan with other materials can provide materials with different properties. In this work, mixtures of chitosan/gelatin and chitosan/starch solubilized L-lactic acid were studied. Techniques such as FT-IR, thermogravimetry, water absorption, DMA in traction mode and rheology were studied in both mixtures with proportions of 2:1, 1:1 and 1:2. FTIR spectra showed that both, gels and films, presents electrostatic interaction between the components. The thermogravimetric analysis has shown that there is a decrease in thermal stability of gelatin and chitosan in the presence of L-lactic acid. Thermal stability of starch was little affected by the presence of L-lactic acid. The most thermally stable films are those containing higher amounts of gelatin or starch. This shows that the addition of gelatin or starch to chitosan is favorable. Increasing the gelatin or starch concentration in the films provoked an increase in water absorption, which enables the application to drug delivery system. DMA tests in traction mode showed that increasing the gelatin or starch amount turns films more fragile. Chitosan/starch biomaterial presents gel characteristics at lower frequencies than chitosan/gelatin biomaterial. Increasing the gelatin concentration, an increasing in gelation temperature was observed, however for chitosan/starch gels, no effect was observed. Regarding the viscosity, gelatin showed Newtonian behavior while chitosan samples and the mixtures exhibited pseudoplastic behavior both in L-lactic and acetic acid. The values of flow activation energy calculated for chitosan/gelatin and chitosan/starch increased with chitosan amount. The chitosan/starch gels showed lower energy when compared to chitosan/gelatin gels, thus presenting facility to flow. The values of Ea to chitosan/gelatin and chitosan/starch solubilized in L-lactic acid are smaller than those obtained in acetic acid. L- lactic acid improved the properties of gels with respect to acetic acid, resulting in more flexible films for drug delivery system and gels easier to slide in the skin.

As nanopartículas poliméricas apresentam grande potencial como nanotransportadores de fármacos, o que torna o estudo de novas composições essencial para seu desenvolvimento. No presente trabalho foram preparadas nanopartículas poliméricas, usando biopolímeros como a quitosana, o colágeno e a gelatina. A metodologia de preparação foi baseada na reticulação iônica da quitosana com tripolifosfato de sódio. Com a finalidade de obter nanopartículas de menores tamanhos foi usada quitosana de baixa massa molar, polímero obtido pela metodologia da degradação oxidativa. A quitina foi extraída do gladio de lula (Loligo sp) que posteriormente foi desacetilada e despolimerizada, obtendo quitosana de 50,4 kDa de massa molar e 81,04 % de grau de desacetilação. As nanopartículas obtidas foram caracterizadas pelas técnicas FTIR, MEV, DLS e potencial Zeta. Foram obtidas nanopartículas das misturas quitosana/gelatina/tripolifosfato com tamanhos de até 236,9 ± 1,6 nm e índice de polidispersividade de 0,13 ± 0,02. Também foram obtidas nanopartículas dequitosana/colágeno/tripolifosfato com tamanhos de até <br /> 251,9 ± 2,9 nm e índice de polidispersividade de 0,20 ± 0,02. Foi encontrado aumento do tamanho das nanopartículas quando é aumentado a quantidade de proteína na nanopartícula. Também foi avaliado o potencial das nanopartículas como nanotransportadores mediante a incorporação de uma molécula de prova como o ácido pícrico, composto escolhido pelo baixo valor da constante de dissociação ácida, que facilitaria a incorporação devido a uma possível interação com a quitosana. Foi encontrada uma quantidade incorporada de 7,39 ± 0,13 % e 6,44 ± 0,23% para nanopartículas de quitosana/gelatina/tripolifosfato e quitosana/colágeno/tripolifosfato, respectivamente. Os estudos de liberação mostraram que a saída do ácido pícrico é rápida quando são usadas nanopartículas preparadas com gelatina comparando-se com partículas com colágeno que originam uma liberação mais lenta do ácido pícrico. Estudos da cinética de liberação usando modelos matemáticos revelaram que as curvas de liberação seguem o mecanismo de difusão. / Polymeric nanoparticles present big potential as drug nanocarrier, therefore the study of new compositions is essential for their development. In this study was prepared polymeric nanoparticles using biopolymers such as chitosan, collagen and gelatin. The preparation methodologies were based on the ionic reticulation of chitosan with sodium tripolyphosphate. In order to obtain small size nanoparticles it was used chitosan of low molecular weight; this polymer was obtained by oxidative depolymerization. Chitin was extracted from squid pens (Loligo sp) and subsequently it was deacetylated and depolymerized, getting a chitosan with 50.4 kDa of molecular weight and 81.04 % of deacetylation degree. The nanoparticles were characterized by FTIR, SEM, DLS and Z potential. From the chitosan/gelatin/tripolyphosphate mixtures it was obtained nanoparticles with size up to 236.9 ± 1.6 nm and 0.13 ± 0.02 of polydispersity index. Also, were obtained nanoparticles of chitosan/collagen/tripolyphosphate with size up to 251.9 ± 2.9 nm and 0.20 ± 0.02 of polydispersity index. Was foundan increase in nanoparticles size when increasing the protein quantity in the nanoparticle. The potential of nanoparticles as nanocarrier was evaluated with one test molecule, the picric acid. This compound was selected for the low value of acid dissociation constant facilitating the incorporation due to a possible interaction with chitosan. The content loading was of 7.39 ± 0.13 % and 6.44 ± 0.23% for chitosan/gelatin/tripolyphosphate nanoparticles and chitosan/collagen/tripolyphosphate nanoparticles respectively. The release studies showed that the picric acid delivery is quick when nanoparticles prepared with gelatin were used. The nanoparticles prepared with collagen originate backwardness in the picric acid delivery. Release kinetic studies using mathematic models showed that the release curve have a diffusion mechanism.

Gelatina Hidrolisada (GH), Glúten de Trigo (GT) e Isolado Protéico de Soja (IPS) foram misturados em diferentes proporções com o objetivo de substituir proteínas lácteas em uma formulação alimentícia utilizada em programas institucionais de alimentação escolar, buscando-se uma redução de custos sem alterações significativas das propriedades nutricionais e sensoriais do produto final. A qualidade nutricional das misturas foi avaliada de acordo com os métodos \"Escore Químico corrigido pela Digestibilidade PDCAAS\" e \"Razão de Eficiência Protéica - NPR\". As misturas, aplicadas àformulação de uma bebida láctea, foram avaliadas sensorialmente através do método de \"Diferença Escalar do Controle\". Os resultados obtidos experimentalmente pelo delineamento simplex-centróide foram utilizados para modelar equações canônicas de Scheffé que pudessem descrever o efeito da proporção de cada componente na qualidade final. Todos os resultados foram correlacionados através de análise multivariada e representados na forma de Análise de Componente Principal (ACP). Uma \"solução de compromisso\" contendo 25% de GH, 15% GT e 60% de IPS foi selecionada na otimização conjunta das respostas nutricional, sensorial e econômica, resultando na redução média de 6% do custo do produto final sem alteração significativa de qualidade (p < 0,01). Estes resultados revelaram a eficiência da utilização de técnicas estatísticas multivariadas na otimização simultânea e na visualização das interações que ocorrem em processos complexos como sistemas biológicos. / Hidrolizated Gelatin (HG), Wheat Gluten (WG) and Soybean Protein Isolate (SPI) were mixed at different proportions in order to partially replace milk proteins in food formulation utilized in Food Programs to reduce its cost without significant decrease in its nutritional and sensorial properties. The nutritional quality of the mixtures was evaluated by the \"Protein DigestibilityCorrected Amino Acid Score (PDCAAS)\" and \"Net Protein Ratio (NPR)\"methods. The sensorial quality of the mixtures was evaluated by the \"Scale Difference of Control\". The results obtained experimentally by simplex design were used to elaborate Scheffé\'s canonical equations that would describe the effect of the proportion of each component on the final nutritional quality of the product. Ali the results were correlationed by Multivariate Analysis and represented by Principal Component Analysis (PCA). A \"compromise solution\" containing 25% HG, 15% WG and 60% SPI was selected as multiresponse optimization. This mixture was applicated in food formulation and submitted to the evaluations of nutrition and sensorial quality. The final product showed about 6% of cost reduction without any significant change in its quality (p< 0,01). These results demonstrated the statistics multivariate methods efficiency in simultaneous optimization and visualization of interactions which are present in complex process like biological systems.

Neste trabalho foi preparado e caracterizado estruturalmente um novo compósito de pentóxido de vanádio xerogel (XRG-V2O5) e gelatina na proporção de 1 e 10% em massa (gelatina/V2O5). O xerogel obtido foi submetido a secagem (80, 200 ou 300°C) sob pressão reduzida por 4 horas. A caracterização estrutural consistiu de medidas de difração de raios-X (DRX), espectroscopia FTIR e Raman, análise termogravimétrica (TGA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Técnicas de voltametria cíclica a baixa velocidade de varredura e curvas cronopotenciométricas foram também aplicadas para investigação do comportamento deste xerogel frente a eletrointercalação de íons lítio. Foi observado que os compósitos XRGV2O5/gelatina possuem basicamente a mesma estrutura local do XRG-V2O5, ou seja são constituídos por pirâmides distorcidas de base quadrada VO5. Os compósitos também apresentam organização bidimensional com formação de camadas, semelhante ao XRG-V2O5 pristino. A gelatina encontra-se no material inserida entre as camadas do xerogel, e sua presença altera significativamente o valor da distância basal, não sendo esta distância diminuída com o aumento da temperatura de tratamento térmico. A gelatina também afeta o grau de desordem do xerogel. Os resultados sugerem que a gelatina presente no interior do material encontra-se em conformações segundo a concentração de H2O no mesmo. Os compósitos mostraram-se aptos a intercalar íons lítio eletroquimicamente. Os XRG-V2O5/gelatina preparados com 1% de gelatina, e em particular a amostra submetida ao tratamento térmico a 200°C, fornecem capacidades específicas superiores àquelas encontradas na literatura para o XRG-V2O5 pristino (capacidades específicas superiores a 120 mA.h/g). Também verificou-se que a gelatina não participa dos processos de transferência de carga com o lítio. / In this work it was prepared and characterized structurally a new composite of vanadium pentoxide xerogel (XRG-V2O5) and gelatin in rate of 1 and 10% in weight (gelatin/V2O5). The xerogel obtained was submitted to drying (80, 200 or 300°C) under vacuum for 4 hours. The structural characterization consisted of X-ray diffraction (XRD), FTIR and Raman spectroscopy, termogravimetric analysis (TGA) and scanning electronic microscopy (SEM) measures. Techniques of cyclic voltametry at low scan rate and chronopotenciometric curves also were applied to investigate the behavior of this xerogel front the electrointercalation of lithium ions. It was observed that the composites XRG-V2O5/gelatin have the same local structure of XRG-V2O5, being constituted by VO5 distorted square pyramids. The composites also show a two-dimensional organization with formation of layers, similar to the pristine XRG-V2O5. The gelatin is inserted in the material among the xerogel layers, and its presence alters the basal distance values significantly. This distance weren\'t decreased with the temperature increase of thermal treatment. The gelatin also affects the degree of xerogel disorder. The results suggest that gelatin inside the material is in conformation according to H2O concentration at xerogel. The composites are able to insert lithium ions electrochemically. XRGV2O5/ gelatin prepared with 1% of gelatin, in particular the sample submitted to the thermal treatment to 200°C, provide higher specific capacities that those found in the literature for pristine XRG-V2O5 (specific capacities superiors than 120 mA.h/g). It was also verified that gelatin doesn\'t participate of charge transfer processes with lithium.

A associação de filtros solares a compostos bioativos tem sido estudada com ênfase na última década. Contudo, a solubilidade limitada dos compostos naturais, tais como a rutina, restringe o desenvolvimento de preparações cosméticas seguras, funcionais e estáveis. A proposta deste estudo envolveu a obtenção de nanoestruturas de gelatina (contendo ou não rutina) para aplicação em protetores solares. Os objetivos específicos foram: (1) preparar partículas de gelatina; (2) realizar a caracterização física, físico-química, morfológica, térmica e funcional (in vitro); (3) avaliar a citotoxicidade e a penetração/permeação curtânea in vitro dos sistemas; (4) desenvolver fotoprotetores bioativos de eficácia estimada in vitro; e (5) determinar a segurança e eficácia clínica fotoprotetora das preparações contendo as estruturas proteicas. As nanopartículas apresentaram-se esféricas e com diâmetro médio e índice de polidispersividade variando entre 318,9 ± 6,9 (B-NC) a 442,8 ± 4,9 nm (R-NC) e 0,06 ± 0,03 (B-NC) a 0,12 ± 0,01 (R-NC), respectivamente. Os valores do potencial zeta apresentaram-se entre -28,5 ± 0,9 mV (B-NC) e -26,6 ± 0,5 mV (R-NC). R-NC apresentou eficiência de associação equivalente a 51,8 ± 1,4%. Os ensaios de segurança das nanopartículas evidenciaram perfil citotóxico adequado para aplicação cosmética, bem como, a ausente tendência de penetração/permeação cutânea. Tendo em vista os resultados obtidos in vitro, as nanopartículas contendo rutina apresentaram capacidade antioxidante 74% superior à rutina em seu estado livre e contribuíram para o aumento de 48% do fator de proteção solar (FPS) quando associada à avobenzona (butyl methoxydibenzoylmethane), ao p-metoxicinamato de octila (ethylhexyl methoxycinnamate) e ao octil dimetil PABA (ethylhexyl dimethyl PABA). A avaliação da eficácia clínica das formulações evidenciou a influência da nanopartícula, sem adição do flavonoide, na proteção da pele contra a formação do eritema UV induzido. Por meio da avaliação dos aspectos funcionais, foi possível constatar, in vitro e in vivo, que a adição das nanopartículas em sistemas fotoprotetores influenciou seu perfil de transmitância da radiação UV, bem como, seus efeitos sobre o eritema UV induzido. Os resultados obtidos apresentaram perspectivas de aplicação prática no desenvolvimento de produtos cosméticos fotoprotetores associados a substâncias bioativas, por meio de plataforma nanotecnológica. / Especially, in the last decade, the association of chemical filters and bioactive compounds has been studied by several authors. However, the limited solubility of natural compounds, such as rutin restricts the development of safe and stable cosmetic preparations. The aim of this work was the development of gelatin nanoparticles (with or without rutin) as an ingredient in sunscreens. The specific goals were: (1) the development of rutin-loaded gelatin nanoparticles; (2) to perform the physical, physical-chemical, morphological, thermal and functional (in vitro) analysis; (3) to assess the cytotoxicity and skin penetration / permeation in vitro of the nanoparticles; (4) to develop bioactive sunscreens and to perform the in vitro photoprotection efficacy assay; and (5) to evaluate the in vivo sun protection factor (SPF) of the formulations. The nanoparticles were spherical with an average size and polydispersive index between 318.9 ± 6.9 nm (B-NC) at 442.8 nm ± 4.9 (R-NC), and 0.06 ± 0, 03 (B-NC) to 0.12 ± 0.01 (R-NC). The zeta potential values were high and negative, ranging from - 28.5 ± 0.9 mV (B-NC) and -26.6 ± 0.5 mV (R-NC). R-NC entrapment efficient was 51.8 ± 1.4%. The nanoparticle safety assessment showed a cytotoxic profile suitable for cosmetic application, as well as the absent trend of penetration/ permeation of the skin. The in vitro results indicated that the rutin-loaded gelatin nanoparticles increased 74% the antioxidant profile in comparison with free rutin and also increased 48% the SPF (in vitro) when combined with butyl methoxydibenzoylmethane, ethylhexyl methoxycinnamate and ethylhexyl dimethyl PABA. The assessment of the clinical efficacy assays showed the influence of blank nanoparticle in the protection of the skin against UV-induced erythema response. It was established in vitro and in vivo that the addition of gelatin nanoparticles in sunscreens influenced its UV transmittance profile, as well as its anti-erythema effects on the skin. The results have practical application in the development of sunscreen with bioactive ingredients and at the design of an innovative ingredient with a chemopreventive profile.

As nanopartículas poliméricas apresentam grande potencial como nanotransportadores de fármacos, o que torna o estudo de novas composições essencial para seu desenvolvimento. No presente trabalho foram preparadas nanopartículas poliméricas, usando biopolímeros como a quitosana, o colágeno e a gelatina. A metodologia de preparação foi baseada na reticulação iônica da quitosana com tripolifosfato de sódio. Com a finalidade de obter nanopartículas de menores tamanhos foi usada quitosana de baixa massa molar, polímero obtido pela metodologia da degradação oxidativa. A quitina foi extraída do gladio de lula (Loligo sp) que posteriormente foi desacetilada e despolimerizada, obtendo quitosana de 50,4 kDa de massa molar e 81,04 % de grau de desacetilação. As nanopartículas obtidas foram caracterizadas pelas técnicas FTIR, MEV, DLS e potencial Zeta. Foram obtidas nanopartículas das misturas quitosana/gelatina/tripolifosfato com tamanhos de até 236,9 ± 1,6 nm e índice de polidispersividade de 0,13 ± 0,02. Também foram obtidas nanopartículas dequitosana/colágeno/tripolifosfato com tamanhos de até <br /> 251,9 ± 2,9 nm e índice de polidispersividade de 0,20 ± 0,02. Foi encontrado aumento do tamanho das nanopartículas quando é aumentado a quantidade de proteína na nanopartícula. Também foi avaliado o potencial das nanopartículas como nanotransportadores mediante a incorporação de uma molécula de prova como o ácido pícrico, composto escolhido pelo baixo valor da constante de dissociação ácida, que facilitaria a incorporação devido a uma possível interação com a quitosana. Foi encontrada uma quantidade incorporada de 7,39 ± 0,13 % e 6,44 ± 0,23% para nanopartículas de quitosana/gelatina/tripolifosfato e quitosana/colágeno/tripolifosfato, respectivamente. Os estudos de liberação mostraram que a saída do ácido pícrico é rápida quando são usadas nanopartículas preparadas com gelatina comparando-se com partículas com colágeno que originam uma liberação mais lenta do ácido pícrico. Estudos da cinética de liberação usando modelos matemáticos revelaram que as curvas de liberação seguem o mecanismo de difusão. / Polymeric nanoparticles present big potential as drug nanocarrier, therefore the study of new compositions is essential for their development. In this study was prepared polymeric nanoparticles using biopolymers such as chitosan, collagen and gelatin. The preparation methodologies were based on the ionic reticulation of chitosan with sodium tripolyphosphate. In order to obtain small size nanoparticles it was used chitosan of low molecular weight; this polymer was obtained by oxidative depolymerization. Chitin was extracted from squid pens (Loligo sp) and subsequently it was deacetylated and depolymerized, getting a chitosan with 50.4 kDa of molecular weight and 81.04 % of deacetylation degree. The nanoparticles were characterized by FTIR, SEM, DLS and Z potential. From the chitosan/gelatin/tripolyphosphate mixtures it was obtained nanoparticles with size up to 236.9 ± 1.6 nm and 0.13 ± 0.02 of polydispersity index. Also, were obtained nanoparticles of chitosan/collagen/tripolyphosphate with size up to 251.9 ± 2.9 nm and 0.20 ± 0.02 of polydispersity index. Was foundan increase in nanoparticles size when increasing the protein quantity in the nanoparticle. The potential of nanoparticles as nanocarrier was evaluated with one test molecule, the picric acid. This compound was selected for the low value of acid dissociation constant facilitating the incorporation due to a possible interaction with chitosan. The content loading was of 7.39 ± 0.13 % and 6.44 ± 0.23% for chitosan/gelatin/tripolyphosphate nanoparticles and chitosan/collagen/tripolyphosphate nanoparticles respectively. The release studies showed that the picric acid delivery is quick when nanoparticles prepared with gelatin were used. The nanoparticles prepared with collagen originate backwardness in the picric acid delivery. Release kinetic studies using mathematic models showed that the release curve have a diffusion mechanism.

Derivada da quitina, a quitosana apresenta aplicações que variam desde a liberação controlada de fármacos, a filmes de revestimento comestível, biomaterial, lentes de contato. A utilização da beta-quitina para obter a quitosana é vantajosa, pois apresenta-se menos alergênica e mais reativa que a alfa-quitina. A combinação da quitosana com outros materiais pode proporcionar materiais com diferentes propriedades e neste trabalho foram estudadas as misturas de quitosana/gelatina e quitosana/amido, solubilizadas em L-ácido lático. Técnicas como FT-IR, termogravimetria, absorção de água, ensaios de DMA no modo tração e análises reológicas foram usadas em ambas as misturas nas proporções 2:1, 1:1 e 1:2. Os espectros FT-IR mostraram que nos géis e filmes ocorreu interação eletrostática entre os componentes. A termogravimetria mostrou que há diminuição da estabilidade térmica dos componentes quitosana e gelatina quando em presença do L-ácido lático, mas o amido pouco foi afetado pela presença do L-ácido lático. Para os filmes, tanto no caso de quitosana/gelatina quanto no caso quitosana/amido, as misturas mais estáveis termicamente são as que contêm maior quantidade de gelatina ou amido. Isso mostra que é favorável a adição de gelatina ou amido à quitosana quando se deseja maior resistência à temperatura. O aumento da concentração de gelatina ou amido nos filmes de quitosana em L-ácido lático aumentou a absorção de água, o que possibilita a aplicação como suporte na liberação controlada de fármacos. Os ensaios de DMA no modo tração mostraram que o aumento da quantidade de gelatina ou amido nos filmes torna estes mais frágeis. A mistura dos polímeros em diferentes proporções na formação dos géis mostrou que os géis de quitosana/amido adquiriram características de gel em menores frequências que os géis de quitosana/gelatina. O aumento da concentração de gelatina aumenta a temperatura de gelificação, mas para os géis de quitosana/amido nenhum efeito foi observado. Em relação à viscosidade, a gelatina mostrou comportamento newtoniano e as amostras de quitosana e as misturas apresentaram comportamento pseudoplástico, tanto em L-ácido lático como em ácido acético. Os valores de energia de ativação (Ea) de fluxo calculados para quitosana/gelatina e quitosana/amido aumentaram com o conteúdo de quitosana. Os géis de quitosana/amido apresentaram menor Ea que os géis de quitosana/gelatina, apresentando, portanto, maior facilidade para fluir. Os valores de Ea de fluxo para os géis em L-ácido lático são menores que os obtidos para géis em ácido acético. O ácido lático melhorou as propriedades dos géis em relação ao ácido acético, proporcinando filmes mais flexiveís para a liberação controlada de fármacos e géis mais fáceis de deslizar na pele. / Derived from chitin, chitosan has applications ranging from drug delivery system, edible films, biomaterials, contact lenses. The use of beta-chitin for chitosan preparation is advantageous because it is less allergenic and more reactive than alpha-chitin. The association of chitosan with other materials can provide materials with different properties. In this work, mixtures of chitosan/gelatin and chitosan/starch solubilized L-lactic acid were studied. Techniques such as FT-IR, thermogravimetry, water absorption, DMA in traction mode and rheology were studied in both mixtures with proportions of 2:1, 1:1 and 1:2. FTIR spectra showed that both, gels and films, presents electrostatic interaction between the components. The thermogravimetric analysis has shown that there is a decrease in thermal stability of gelatin and chitosan in the presence of L-lactic acid. Thermal stability of starch was little affected by the presence of L-lactic acid. The most thermally stable films are those containing higher amounts of gelatin or starch. This shows that the addition of gelatin or starch to chitosan is favorable. Increasing the gelatin or starch concentration in the films provoked an increase in water absorption, which enables the application to drug delivery system. DMA tests in traction mode showed that increasing the gelatin or starch amount turns films more fragile. Chitosan/starch biomaterial presents gel characteristics at lower frequencies than chitosan/gelatin biomaterial. Increasing the gelatin concentration, an increasing in gelation temperature was observed, however for chitosan/starch gels, no effect was observed. Regarding the viscosity, gelatin showed Newtonian behavior while chitosan samples and the mixtures exhibited pseudoplastic behavior both in L-lactic and acetic acid. The values of flow activation energy calculated for chitosan/gelatin and chitosan/starch increased with chitosan amount. The chitosan/starch gels showed lower energy when compared to chitosan/gelatin gels, thus presenting facility to flow. The values of Ea to chitosan/gelatin and chitosan/starch solubilized in L-lactic acid are smaller than those obtained in acetic acid. L- lactic acid improved the properties of gels with respect to acetic acid, resulting in more flexible films for drug delivery system and gels easier to slide in the skin.