Mimetizadores do tecido biológico são objetos capazes de simular as propriedades mecânicas e acústicas do tecido biológico e são comumente chamados de phantoms. São utilizados para avaliar e calibrar equipamentos de ultrassom, auxiliar no desenvolvimento de transdutores, sistemas computacionais ou técnicas de diagnóstico e para treinamento em procedimentos médicos guiados por ultrassom, tais como biópsia de tireóide e mama, anestesia regional, entre outros. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da reticulação com glutaraldeído sobre as propriedades das blendas gelatina/poli (álcool vinílico) visando à produção de um material para ser usado como mimetizador do tecido biológico para ultrassonografia (phantoms). Inicialmente blendas de gelatina/PVA com diferentes concentrações dos polímeros na mistura (80/20, 60/40 e 40/60) foram preparadas e caracterizadas. Posteriormente, estas blendas foram reticuladas com 0,5% de glutaraldeído em pH 4 e 5 durante 5, 15, 30 e 60 min, e também com 1,0% de glutaraldeído em pH 5 durante 5min, pois observou-se que este tempo foi suficiente para obter um material com boas propriedades. As blendas foram caracterizadas em função de suas propriedades mecânicas, ângulo de contato, perda de umidade, velocidade de propagação do som e coeficiente de atenuação acústica. A concentração dos polímeros na blenda influenciou nas propriedades mecânicas, higroscópicidade e na perda de umidade dos géis formados. Assim, um aumento na concentração de PVA diminuiu a rigidez e o módulo de Young, e aumentou a velocidade do som das blendas gelatina/PVA. Acima de 60% de PVA houve separação de fases nas blendas com e sem reticulação. A reticulação com glutaraldeído aumentou a rigidez e diminuiu a hidrofilicidade da blenda. A blenda gelatina/PVA 80/20 reticulada com 0,5% de glutaraldeído em pH 5 apresentou as características mais promissoras para o desenvolvimento de materiais mimetizadores do tecido biológico. / Tissue mimicking materials are objects capable of mimic mechanical and acoustic properties of biological tissues and are commonly called phantoms. These objects are used to evaluate and calibrate ultrasound machines, development ultrasound transducer, informatics system or diagnostic techniques and for ultrasound-guided procedures training such as thyroid and breast biopsy, regional anesthesia, and others. The aim of this study was to evaluate the effect of the cross-linked of gelatin/polyvinyl alcohol (PVA) blends utilizing glutaraldehyde, resulting in a material for applications in ultrasound guided training phantoms. Gelatin/PVA blends were prepared with different concentrations of each polymer (80/20, 60/40, and 40/60) and characterized. Also, the same concentrations of the blends were cross-linked using 0.5% glutaraldehyde at pH4 and 5 for 5, 15, 30 and 60 minutes, and 1.0 % of glutaraldehyde at pH 5 for 5 minutes. The resulting blends were characterized by mechanical properties, contact angle, moisture loss, speed of sound and acoustic attenuation. The concentration of the polymers influenced over the mechanical properties, hygroscopicity e moisture loss of the manufactured blends. The increase of the amount of the PVA in the manufactured blends decreased the stiffness and increased the acoustic attenuation, moisture loss, hygroscopicity and speed of sound. Blends with more than 60% of PVA resulting in phase separation of the material. Glutaraldehyde cross-linked gelatin/PVA blend with a proportion of 80/20 with 0.5% of glutaraldehyde at pH 5 presented the most suitable properties for ultrasound-guided training phantoms.

Um grande obstáculo a ser vencido para que se tenha uma maior utilização da tecnologia de membranas na purificação de líquidos é o fenômeno do fouling. Como consequência, o desenvolvimento de membranas menos propensas ao fouling é hoje objeto de inúmeras pesquisas. Dentre os processos estudados, tem-se o desenvolvimento de membranas de filme fino composto, que possui como vantagem a possibilidade de se melhorar cada camada de maneira independente, de forma a se aperfeiçoar o desempenho da membrana como um todo. O projeto de pesquisa foi desenvolvido no laboratório do Centro Internacional de Referência em Reúso de Água (CIRRA/IRCWR), uma entidade sem fins lucrativos, vinculado ao Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP). Este teve como objetivo a síntese e a caracterização de membranas de filme fino composto de polissulfona e quitosana reticulada com glutaraldeído. Embora o objetivo principal desse trabalho tenha sido o desenvolvimento de membranas menos propensa ao fouling, a susceptibilidade ao fouling das membranas produzidas foi avaliada de maneira indireta, através da avaliação de propriedades como hidrofilicidade e rugosidade da superfície. Membranas de ultrafiltração a base de polissulfona (PSF) foram produzidas, através do método de separação de fases via imersão-precipitação, para serem usadas como suporte poroso para a camada de quitosana. Nessa etapa, a influência da concentração de PSF na solução polimérica; da temperatura de síntese; da umidade relativa do ar; e do suporte (não-tecido) nas características da membrana foram estudadas. O efeito da aplicação de uma camada de álcool polivinílico, reticulada com glutaraldeído, entre as camadas de PSF e quitosana, como forma de melhorar a estabilidade estrutural da membrana, foi avaliado. Adicionalmente, analisou-se a influência da introdução do glutaraldeído como agente reticulante na solução de quitosana na seletividade; na taxa de permeação; na estabilidade química; e na toxicidade da membrana. Os resultados obtidos mostraram que o aumento da concentração de PSF na solução polimérica, a diminuição da temperatura de síntese e o aumento da umidade do ar levaram à formação de membranas menos porosas. Os suportes de poliéster avaliados, CU414 e CU424 (Crane Nonwovens), embora apresentem características adequadas à produção de membranas, não se mostraram adequados para a síntese de membranas de PSF nas condições avaliadas devido a sua alta porosidade. A solução de reticulação da camada de álcool polivinílico (PVA), composta de glutaraldeído em solução aquosa de acetona, atacou quimicamente o suporte de poliéster e a membrana de polissulfona, inviabilizando a aplicação da camada de PVA entre as camadas de PSF e quitosana. A introdução do glutaraldeído tornou a camada de quitosana menos rugosa e mais hidrofílica. Adicionalmente, o aumento da concentração de glutaraldeído na solução de quitosana levou a um decréscimo na permeabilidade da membrana, o qual foi atribuído à compactação da estrutura da membrana. A reticulação da quitosana com glutaraldeído não levou a uma melhora significativa da capacidade de separação das membranas. A rejeição de ions bivalentes (Mg2+ e SO4 2-) e monovalentes (Na+ e Cl-) não ultrapassou 25% e 12%, respectivamente. Análises de microscopia de eletrônica de varredura realizadas com as membranas reticuladas com glutaraldeído, antes e após sua imersão em solução de HCl, indicaram que a superfície das membranas reticuladas com 3% de glutaraldeído aparentemente não foi afetada pelo ácido, ao contrário das membranas reticuladas com 1% e 5% de glutaraldeído, que apresentaram aumento no tamanho de seus poros. Não foi observada toxicidade aguda e/ou crônica, em relação aos organismos teste Daphinia similis e Ceriodaphinia dubia, respectivamente, em amostras de água que permaneceram em contato com as membranas reticuladas com glutaraldeído. / A major obstacle to be overcome in order to have a greater use of membrane technology in liquids purification is the phenomenon of fouling. As a consequence, the development of membranes less prone to fouling is now the objective of numerous studies. Among the processes evaluated, the development of thin film composite membranes has been the focus of many researches since it is possible to improve each layer independently, in order to improve the membrane performance as a whole. This work aimed to study the synthesis and characterization of thin film composite chitosan, crosslinked with glutaraldehyde, and polysulfone (PSF) membranes. PSF ultrafiltration membranes were produced by phase inversion via immersion precipitation to be used as porous support for the chitosan layer. The influence of PSF concentration in the polymeric solution; temperature of synthesis; air humidity, and membrane nonwoven support, CU414 and CU424 (Crane Nonwovens), on the membrane characteristics and performance were studied. The effect polyvinyl alcohol (PVA), crosslinked with glutaraldehyde, between PSF and chitosan layers, on the cast membrane structural stability was investigated. The influence of glutaraldehyde as a chitosan crosslinking agent on membrane selectivity, permeability, chemical stability, and toxicity was also evaluated. The results showed that increasing PSF concentration, decreasing temperature and increasing air humidity resulted in less porous membranes. The support media used were not suitable for the production of PSF membranes under the conditions used in this work due to its high porosity. The solution used to crosslink the PVA layer, composed of glutaraldehyde in aqueous solution of acetone, attacked the support media and the PSF membrane, preventing the application of the PVA layer between the PSF and chitosan layers. The use of glutaraldehyde as a chitosan crosslinking agent made the membrane less rough and more hydrophilic. Additionally, increasing glutaraldehyde concentration in the chitosan solution led to a decrease in membrane permeability, which was attributed to a compaction of the membrane structure, leading to a decreased mobility of polymer chains and a decrease in the membrane void volume. Membranes separation capacity was evaluated using two different ionic solutions, magnesium sulphate (MgSO4 1,000 mg/L), and sodium chloride (NaCl 2,000 mg/L). Rejection of bivalent and monovalent ions did not exceed 25% and 12%, respectively. Scanning electron microscopy images showed that the membrane surface crosslinked with 3% glutaraldehyde apparently was not affected by immersion into HCl solution. However, the membranes crosslinked with 1% and 5% glutaraldehyde showed an increase in pore size after immersion, compared to the untreated membrane, suggesting an increased susceptibility to acid attack of the membrane. The potential for glutaraldehyde membrane releasing was evaluated through acute and chronic toxicity assays using Daphnia similis and Ceriodaphnia dubia, respectively. None of tested membranes induced acute or chronic toxicity to the water at which they remained in contact, under tested conditions.

Mimetizadores do tecido biológico são objetos capazes de simular as propriedades mecânicas e acústicas do tecido biológico e são comumente chamados de phantoms. São utilizados para avaliar e calibrar equipamentos de ultrassom, auxiliar no desenvolvimento de transdutores, sistemas computacionais ou técnicas de diagnóstico e para treinamento em procedimentos médicos guiados por ultrassom, tais como biópsia de tireóide e mama, anestesia regional, entre outros. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da reticulação com glutaraldeído sobre as propriedades das blendas gelatina/poli (álcool vinílico) visando à produção de um material para ser usado como mimetizador do tecido biológico para ultrassonografia (phantoms). Inicialmente blendas de gelatina/PVA com diferentes concentrações dos polímeros na mistura (80/20, 60/40 e 40/60) foram preparadas e caracterizadas. Posteriormente, estas blendas foram reticuladas com 0,5% de glutaraldeído em pH 4 e 5 durante 5, 15, 30 e 60 min, e também com 1,0% de glutaraldeído em pH 5 durante 5min, pois observou-se que este tempo foi suficiente para obter um material com boas propriedades. As blendas foram caracterizadas em função de suas propriedades mecânicas, ângulo de contato, perda de umidade, velocidade de propagação do som e coeficiente de atenuação acústica. A concentração dos polímeros na blenda influenciou nas propriedades mecânicas, higroscópicidade e na perda de umidade dos géis formados. Assim, um aumento na concentração de PVA diminuiu a rigidez e o módulo de Young, e aumentou a velocidade do som das blendas gelatina/PVA. Acima de 60% de PVA houve separação de fases nas blendas com e sem reticulação. A reticulação com glutaraldeído aumentou a rigidez e diminuiu a hidrofilicidade da blenda. A blenda gelatina/PVA 80/20 reticulada com 0,5% de glutaraldeído em pH 5 apresentou as características mais promissoras para o desenvolvimento de materiais mimetizadores do tecido biológico. / Tissue mimicking materials are objects capable of mimic mechanical and acoustic properties of biological tissues and are commonly called phantoms. These objects are used to evaluate and calibrate ultrasound machines, development ultrasound transducer, informatics system or diagnostic techniques and for ultrasound-guided procedures training such as thyroid and breast biopsy, regional anesthesia, and others. The aim of this study was to evaluate the effect of the cross-linked of gelatin/polyvinyl alcohol (PVA) blends utilizing glutaraldehyde, resulting in a material for applications in ultrasound guided training phantoms. Gelatin/PVA blends were prepared with different concentrations of each polymer (80/20, 60/40, and 40/60) and characterized. Also, the same concentrations of the blends were cross-linked using 0.5% glutaraldehyde at pH4 and 5 for 5, 15, 30 and 60 minutes, and 1.0 % of glutaraldehyde at pH 5 for 5 minutes. The resulting blends were characterized by mechanical properties, contact angle, moisture loss, speed of sound and acoustic attenuation. The concentration of the polymers influenced over the mechanical properties, hygroscopicity e moisture loss of the manufactured blends. The increase of the amount of the PVA in the manufactured blends decreased the stiffness and increased the acoustic attenuation, moisture loss, hygroscopicity and speed of sound. Blends with more than 60% of PVA resulting in phase separation of the material. Glutaraldehyde cross-linked gelatin/PVA blend with a proportion of 80/20 with 0.5% of glutaraldehyde at pH 5 presented the most suitable properties for ultrasound-guided training phantoms.

Este trabalho descreve a reação de reticulação alternativa do pericárdio bovino com os acetais do glutaraldeído, preparados a partir da solução de glutaraldeído na presença do etanol em meio ácido. Os acetais difundem para dentro da matriz colagênica, e a reticulação ocorre após a desproteção dos grupos aldeídicos com uma amina terciária. O material obtido sob estas condições mostrou as propriedades biológicas e mecânicas similares ou superiores àqueles descritos para o pericárdio bovino reticulado pelo procedimento convencional com glutaraldeído, e provavelmente, com resultados de uma distribuição e natureza química mais homogênea das reticulações formadas, devido à ausência das reticulações polímeros de glutaraldeído. As biopróteses manufaturadas com pericárdio reticulado com acetais do glutaraldeído, também mostraram durabilidade superior e foi menos suscetível ao processo de calcificação, como determinado em implantes subcutâneos em ratos. Resultados preliminares de teste à fadiga e performance hidrodinâmica foram caracterizados por um comportamento similar àqueles materiais tratados convencionalmente sugerindo que, o pericárdio reticulado com acetais do glutaraldeído pode ser um procedimento alternativo e mais eficiente na manufatura das biopróteses, particularmente com respeito à calcificação, um dos maiores problemas encontrados pós-implante. / This work describes the cross-linking of bovine pericardium with glutaraldehyde acetals, which are its protected forms. The acetals, prepared from a glutaraldehyde solution in the presence of ethanol in acidic media was al/owed to diffuse within the collagen matrix, and cross-linking achieved by deprotection with a tertiary amine. The material obtained under this conditions showed biological and mechanical properties similar or superior to those described for bovine pericardium crosslinked by conventional procedure with glutaraldehyde, and probably, as a results of a more homogeneous distribution and chemical nature of the formed crosslinks, that is the absence of polymeric cross-links. Bioprostheses manufactured with glutaraldehyde acetals cross-linked bovine pericardium, also showed higher durability and was less susceptible to calcification process, as determined in subcutaneous implant in rats. Preliminary results on fatigue test and hydrodynamic performance were characterized by a behavior similar to those observed for conventional/y treated materials suggesting that, glutaraldehyde acetals crosslinked bovine pericardium may be an alternate and more efficient procedure in the manufacture of bioprostheses, particularly in respect to calcification, one of the major problems found post-implantation.

O nervo depressor aórtico (NDA) é, primariamente, um conjunto de fibras aferentes que transmitem informações oriundas de alterações da pressão arterial (PA) a partir dos barorreceptores arteriais (mecanorreceptores localizados no arco da aorta ou seio carótico) aos centros de controle cardiovascular localizados no sistema nervoso central (SNC). Este mecanismo é responsável pela regulação reflexa da função cardíaca e vascular, promovendo ajustes nos centros vasoconstritor e vasodilatador, atuando simultaneamente sobre os sistemas simpático e parassimpático. Fato este que, contribui para o aumento da atividade vagal cardíaca e inibição de descargas simpáticas para vasos e coração, garantindo a manutenção dos níveis pressóricos dentro de uma faixa de normalidade. Diversos neurotransmissores foram descritos atuando nos centros de controle cardiocirculatório localizados no tronco encefálico, mais especificamente no bulbo, participando da regulação da PA. Nestas regiões centrais, os neurotransmissores glutamato, GABA (Àcido Gama Aminobutírico) e substância P (SP) foram amplamente investigados. Entretanto, em nenhum destes trabalhos foi realizado um estudo detalhado, investigando a presença da SP em nervos depressores aórticos de forma direta, sendo esta informação ainda desconhecida. Acredita-se que a SP seja um transmissor do reflexo barorreceptor, atuando na modulação deste circuito, na tentativa de atenuar elevações da pressão sanguínea. Existe portanto a necessidade de uma investigação morfológica e imunohistoquímica com o intuito de promover o esclarecimento sobre os neurotransmissores presentes no NDA. Os nervos frênicos foram utilizados como controle positivo, já que neste território a SP já se encontra caracterizada. Inúmeros são os estudos que descrevem a existência da SP em nervos frênicos, fato este que justifica a aplicação do referido nervo como controle do NDA, foco de estudo deste projeto. Baseados nestas necessidades, o objetivo do presente estudo foi primeiramente o de promover a padronização da técnica imunohistoquímica (IHQ), bem como a verificação da viabilidade de utilização do glutaraldeído à 2,5% como um fixativo primário, auxiliando na identificação de neurotransmissores dentro do sistema nervoso periférico. Em seguida, a identificação e quantificação da SP em NDA de ratos normotensos através do método imunohistoquímico indireto (3,3\'- Diaminobenzidina \"DAB\") foram realizados. O referido estudo foi desenvolvido em duas etapas. A primeira parte corresponde a padronização e otimização da técnica de imunohistoquímica em nervos frênicos de ratos Wistar através da localização e caracterização da SP e da enzima colina acetiltransferase (CAT). A segunda fase, trata-se da identificação e quantificação da SP no NDA, sendo este, um possível neurotransmissor ou neuromodulador do reflexo barorreceptor. Para este estudo foram utilizados no total 38 ratos da linhagem Wistar (Rattus Norvegicus), normotensos, com 20 semanas de idade, machos e fêmeas. Deste total, 16 animais machos foram destinados à padronização da técnica de IHQ em nervos frênicos. E para a caracterização e quantificação da SP no NDA foram utilizados 22 ratos Wistar, sendo 12 machos e 10 fêmeas. Nossos resultados demonstram de forma inédita a presença da SP em fibras amielínicas (tipo C) e fibras de pequeno diâmetro (A-delta) no NDA de forma bastante pontualizada em segmentos proximais e difusa distalmente, sugerindo a existência de subpopulações de fibras amielínicas do tipo C. Estes achados confirmam inúmeras suposições de que a SP atue como um dos neurotransmissores de aferências barorreceptoras, podendo participar na modulação do Sistema Nervoso Autônomo (SNA), uma vez que encontra-se localizada em centros responsáveis pela regulação reflexa da PA. Adicionalmente, a análise do percentual de marcação positiva à SP entre os gêneros apresentou um aparente predomínio da SP em machos mas sem diferença significativa entre os grupos. De forma semelhante, a padronização imunohistoquímica em cortes transversais e longitudinais de nervos frênicos apresentaram uma imunomarcação positiva e aleatória da SP em conjuntos de fibras amielínicas (tipo C) e em fibras de pequeno diâmetro localizadas próximo a periferia do espaço endoneural, corroborando com a localização relatada em estudos morfológicos e ultraestruturais, assegurando a especificidade e a reprodutibilidade do método. Distintamente, as fibras de grande e médio diâmetro (A-alfa, beta e gama), consideradas fibras mielinizadas de condução rápida, foram imunorreativas à CAT em nervos frênicos. Por fim, espera-se que a identificação deste neuropeptídeo sirva de gatilho para que futuras pesquisas envolvendo a liberação de neurotransmissores em aferências barorreceptoras sejam explorados. Fato este, que contribuirá para a agregação de informações pertinentes à modulação ou transmissão da informação neural, propiciando desta forma melhor entendimento da comunicação e atividades barorreflexas associadas a mecanismos cardiovasculares. / The aortic depressor nerve (ADN) is primarily a set of afferent fibers that transmit derived information of changes in arterial blood pressure (BP) from arterial baroreceptors (mechanoreceptors located in the aortic arch and carotid sinus) to sites of cardiovascular control located into central nervous system (CNS). This mechanism is responsible for the reflex regulation of cardiac and vascular function, promoting adjustments of vasoconstrictor and vasodilator centers, simultaneously acting on the sympathetic and parasympathetic systems. In addition, contributes to increased cardiac vagal activity and inhibition of sympathetic discharges to vessels and heart, ensuring the maintenance of blood pressure levels within the normal range. Many neurotransmitters have been described operating in cardio-circulatory control centers located in the brainstem, more specifically in the bulb, participating in the regulation of BP. In these central regions, the neurotransmitters glutamate, GABA (Gamma Aminobutyric Acid) and substance P (SP) have been widely investigated. However, none of these works was carried out a detailed study, investigating the presence of SP in aortic depressor nerves directly, and this information is still unknown. It is believed that SP can be a transmitter at the synapse of the baroreceptor reflex, operating in the modulation of this circuit in an attempt to attenuate elevation of blood pressure. Therefore, there is a need to investigate a morphological and immunohistochemical approach in order to promote the clarification on the present neurotransmitters into ADN. The phrenic nerves were used as a positive control, already as substance P (SP) is characterized in this territory. There have been numerous studies describing the existence of SP in phrenic nerves, a fact that justifies the application of the nerve as control of the ADN, study focus of this project. Based on these requirements, the aim of the present study is two-fold. Firstly, it attempts to promote the standardization of the immunohistochemical (IHC) technique as well as the verification of the feasibility of using glutaraldehyde fixative as a primary, assisting in the identification of neurotransmitters in the peripheral nervous system (PNS). Subsequently, the identification and quantification of SP immunoreactivity in the ADN of normotensive rats by indirect immunohistochemical method (3,3\'-Diaminobenzidine \"DAB\") were done. The study was developed in two stages. The first part corresponds to standardization and optimization of immunohistochemical technique in phrenic nerves of Wistar rats through location and characterization of the SP and enzyme choline acetyltransferase (ChAT). The second phase is about the identification and quantification of the SP into ADN, being a possible neurotransmitter or neuromodulator from the baroreceptor reflex. For this study we used a total of 38 Wistar rats (Rattus norvegicus), normotensive, 20 weeks old, male and female. From this total, 16 male animals were used for standardization of IHC technique in the phrenic nerves. Nonetheless, for the characterization and quantification of SP in ADN were used 22 Wistar rats, 12 males and 10 females. Our results showed an unprecedented manner the presence of SP in unmyelinated fibers (type C) and small diameter fibers (A-delta) into ADN, being quite focused on proximal segments and diffuse distally, suggesting the existence of subsets of unmyelinated fibers. These findings confirm numerous assumptions that the SP acts as a neurotransmitter from afferent baroreceptor and may participate in the modulation of the Autonomic Nervous System (ANS), since it is located in centers responsible for regulating reflex of BP. Further, an analysis of the percentage of positive SP staining between genders, presented an apparent predominance of SP in males but no significant difference between the groups were found. Similarly, IHC standardization in transverse and longitudinal sections of phrenic nerves showed a positive random and immunostaining of SP in sets of unmyelinated fibers (type C) and small diameter fibers located near the periphery of endoneural space, corroborating location reported on morphological and ultrastructural studies, ensuring the specificity and reproducibility of the method. Distinctly, the fibers of large and medium diameters (A-alpha, beta and gamma), considered myelinated fibers of fast conducting, were immunoreactive to ChAT in phrenic nerves. Finally, it is expected that the identification of neuropeptide serve as a trigger for that future studies involving the release of neurotransmitters into afferent baroreceptors be explored. These results could contribute to the aggregation of relevant information for the modulation and transmission of neural information, thus providing better understanding of communication and baroreflex activities associated with cardiovascular mechanisms.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Bactérias redutoras de sulfato (BRS) são os principais micro-organismos envolvidos na corrosão microbiologicamente induzida (CMI). Estas bactérias reduzem o sulfato, tendo como resultado a produção de H2S, o que pode influenciar os processos anódico e catódico na corrosão de materiais metálicos em ambientes marinhos, óleos e solos úmidos. Uma das formas de prevenir e controlar esse tipo de corrosão é a adição de biocidas ao meio corrosivo. Esta dissertação tem como objetivo avaliar o uso de biocidas no controle da CMI do aço AISI 1020 por BRS. Para isto, o comportamento da CMI no aço foi avaliado em água do mar sintética, em condições de anaerobiose, na ausência e na presença de uma cultura mista contendo BRS. Um biocida natural (óleo de alho) e outro comercial (glutaraldeído) foram utilizados para controlar a corrosão causada por estas bactérias. Duas formas de adição de biocida foram avaliadas: antes da formação do biofilme e após sua formação na superfície do metal. O crescimento microbiano na superfície do aço foi avaliado através da quantificação das BRS sésseis, pelo método do número mais provável (NMP). O comportamento eletroquímico do aço, na ausência e na presença de BRS e também para os ensaios com biocidas, foi estudado através das técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica, sempre usando água do mar sintética como meio eletrolítico. A formação de biofilme e de produtos de corrosão na superfície do aço foi observada através da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que o aço exposto ao meio contendo BRS apresentou um processo corrosivo mais acelerado, quando comparado aos sistemas na ausência de micro-organismo. Esse processo foi evidenciado por um decréscimo na magnitude do arco capacitivo, nos ensaios de EIE, e um aumento da densidade de corrente de corrosão (Icorr), nos ensaios de polarização. Na análise de MEV, foi possível observar a formação de corrosão localizada após a remoção do biofilme da superfície. Os ensaios com biocidas, adicionados antes da formação de biofilmes, mostraram uma redução no número de bactérias sésseis, quando comparados com os ensaios sem biocida realizados pelo mesmo período de tempo (7 dias). Foi verificado também um decréscimo do processo corrosivo do aço, evidenciado através de aumento nos arcos capacitivos, nos ensaios de EIE e pelos menores valores de Icorr nos ensaios de polarização, quando comparados com o biofilme formado sem biocidas, nas mesmas condições. Apesar de não ter inibido completamente o crescimento das BRS sésseis, o óleo de alho apresentou maior redução no processo corrosivo quando comparado ao glutaraldeído, indicando sua possível aplicação como biocida natural nestas condições. Os ensaios realizados com biocidas adicionados após a formação do biofilme mostraram que o glutaraldeído apresentou alta eficácia em reduzir o número de células sésseis. Já o óleo de alho exibiu uma ação menos efetiva, sugerindo que este composto não conseguiu penetrar completamente a matriz do biofilme. Entretanto, ambos causaram aceleração do processo corrosivo do aço no meio estudado após 7 dias de exposição / Sulfate-reducing bacteria (SRB) are the most important microorganisms involved in the microbiologically-influenced corrosion (MIC). These bacteria reduce sulfate, resulting in the production of H2S, which may influence the anodic and cathodic processes in the corrosion of metallic materials in marine environments, oil and wet soils. One way to prevent and control this type of corrosion is the addition of biocides to the corrosive environment. This work aims to evaluate the use of biocides to control MIC of AISI 1020 steel by SRB. For this, the behavior of MIC in carbon steel was evaluated in artificial seawater, under anaerobic conditions, in the absence and in the presence of a mixed culture containing SRB. A natural biocide (garlic oil) and a commercial one (glutaraldehyde) were used to control the corrosion caused by these bacteria. Two ways of biocide addition were evaluated: before the formation of biofilm and after its formation on the metal surface. Microbial growth on the steel surface was evaluated by quantifying the sessile SRB, by using the most probable number method (MPN).The electrochemical behavior of the steel in the absence and presence of SRB, as well as in the experiments containing the biocides, was studied by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization, always using artificial seawater as the electrolytic medium. The biofilm formation and the corrosion products on the steel surface were observed by scanning electron microscopy (SEM).The results showed that the steel exposed to medium containing SRB exhibited an accelerated corrosion process when compared to systems without the microorganisms. This process was evidenced by a decrease in the magnitude of the capacitive loop, in EIS experiments, and an increase of the corrosion current density (Icorr), in polarization tests. By SEM analysis, it was possible to observe the formation of localized corrosion after the biofilm removal. The experiments with biocides, added before the formation of biofilms, showed a reduction in the number of sessile bacteria, compared with the tests without biocide performed on the same time period (7 days). It was also found a decrease in steel corrosive process, evidenced by an increase in the capacitive loops in the EIS tests, and by the smaller Icorr values in polarization tests, when compared to the biofilm formatted without biocides under the same conditions. Although it has not completely inhibited the growth of BRS sessile, garlic oil showed a greater reduction in corrosion process when compared to glutaraldehyde, indicating its possible application as a natural biocide under these conditions. The experiments performed with biocides added after the biofilm formation showed that glutaraldehyde exhibited high efficacy in reducing the number of sessile cells. On the contrary, the garlic oil exhibited a less effective action, suggesting that this compound could not completely penetrate the biofilm matrix. However, both biocides accelerated the steel corrosion process in the studied medium after 7 days of exposure

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Bactérias redutoras de sulfato (BRS) são os principais micro-organismos envolvidos na corrosão microbiologicamente induzida (CMI). Estas bactérias reduzem o sulfato, tendo como resultado a produção de H2S, o que pode influenciar os processos anódico e catódico na corrosão de materiais metálicos em ambientes marinhos, óleos e solos úmidos. Uma das formas de prevenir e controlar esse tipo de corrosão é a adição de biocidas ao meio corrosivo. Esta dissertação tem como objetivo avaliar o uso de biocidas no controle da CMI do aço AISI 1020 por BRS. Para isto, o comportamento da CMI no aço foi avaliado em água do mar sintética, em condições de anaerobiose, na ausência e na presença de uma cultura mista contendo BRS. Um biocida natural (óleo de alho) e outro comercial (glutaraldeído) foram utilizados para controlar a corrosão causada por estas bactérias. Duas formas de adição de biocida foram avaliadas: antes da formação do biofilme e após sua formação na superfície do metal. O crescimento microbiano na superfície do aço foi avaliado através da quantificação das BRS sésseis, pelo método do número mais provável (NMP). O comportamento eletroquímico do aço, na ausência e na presença de BRS e também para os ensaios com biocidas, foi estudado através das técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica, sempre usando água do mar sintética como meio eletrolítico. A formação de biofilme e de produtos de corrosão na superfície do aço foi observada através da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que o aço exposto ao meio contendo BRS apresentou um processo corrosivo mais acelerado, quando comparado aos sistemas na ausência de micro-organismo. Esse processo foi evidenciado por um decréscimo na magnitude do arco capacitivo, nos ensaios de EIE, e um aumento da densidade de corrente de corrosão (Icorr), nos ensaios de polarização. Na análise de MEV, foi possível observar a formação de corrosão localizada após a remoção do biofilme da superfície. Os ensaios com biocidas, adicionados antes da formação de biofilmes, mostraram uma redução no número de bactérias sésseis, quando comparados com os ensaios sem biocida realizados pelo mesmo período de tempo (7 dias). Foi verificado também um decréscimo do processo corrosivo do aço, evidenciado através de aumento nos arcos capacitivos, nos ensaios de EIE e pelos menores valores de Icorr nos ensaios de polarização, quando comparados com o biofilme formado sem biocidas, nas mesmas condições. Apesar de não ter inibido completamente o crescimento das BRS sésseis, o óleo de alho apresentou maior redução no processo corrosivo quando comparado ao glutaraldeído, indicando sua possível aplicação como biocida natural nestas condições. Os ensaios realizados com biocidas adicionados após a formação do biofilme mostraram que o glutaraldeído apresentou alta eficácia em reduzir o número de células sésseis. Já o óleo de alho exibiu uma ação menos efetiva, sugerindo que este composto não conseguiu penetrar completamente a matriz do biofilme. Entretanto, ambos causaram aceleração do processo corrosivo do aço no meio estudado após 7 dias de exposição / Sulfate-reducing bacteria (SRB) are the most important microorganisms involved in the microbiologically-influenced corrosion (MIC). These bacteria reduce sulfate, resulting in the production of H2S, which may influence the anodic and cathodic processes in the corrosion of metallic materials in marine environments, oil and wet soils. One way to prevent and control this type of corrosion is the addition of biocides to the corrosive environment. This work aims to evaluate the use of biocides to control MIC of AISI 1020 steel by SRB. For this, the behavior of MIC in carbon steel was evaluated in artificial seawater, under anaerobic conditions, in the absence and in the presence of a mixed culture containing SRB. A natural biocide (garlic oil) and a commercial one (glutaraldehyde) were used to control the corrosion caused by these bacteria. Two ways of biocide addition were evaluated: before the formation of biofilm and after its formation on the metal surface. Microbial growth on the steel surface was evaluated by quantifying the sessile SRB, by using the most probable number method (MPN).The electrochemical behavior of the steel in the absence and presence of SRB, as well as in the experiments containing the biocides, was studied by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization, always using artificial seawater as the electrolytic medium. The biofilm formation and the corrosion products on the steel surface were observed by scanning electron microscopy (SEM).The results showed that the steel exposed to medium containing SRB exhibited an accelerated corrosion process when compared to systems without the microorganisms. This process was evidenced by a decrease in the magnitude of the capacitive loop, in EIS experiments, and an increase of the corrosion current density (Icorr), in polarization tests. By SEM analysis, it was possible to observe the formation of localized corrosion after the biofilm removal. The experiments with biocides, added before the formation of biofilms, showed a reduction in the number of sessile bacteria, compared with the tests without biocide performed on the same time period (7 days). It was also found a decrease in steel corrosive process, evidenced by an increase in the capacitive loops in the EIS tests, and by the smaller Icorr values in polarization tests, when compared to the biofilm formatted without biocides under the same conditions. Although it has not completely inhibited the growth of BRS sessile, garlic oil showed a greater reduction in corrosion process when compared to glutaraldehyde, indicating its possible application as a natural biocide under these conditions. The experiments performed with biocides added after the biofilm formation showed that glutaraldehyde exhibited high efficacy in reducing the number of sessile cells. On the contrary, the garlic oil exhibited a less effective action, suggesting that this compound could not completely penetrate the biofilm matrix. However, both biocides accelerated the steel corrosion process in the studied medium after 7 days of exposure

O nervo depressor aórtico (NDA) é, primariamente, um conjunto de fibras aferentes que transmitem informações oriundas de alterações da pressão arterial (PA) a partir dos barorreceptores arteriais (mecanorreceptores localizados no arco da aorta ou seio carótico) aos centros de controle cardiovascular localizados no sistema nervoso central (SNC). Este mecanismo é responsável pela regulação reflexa da função cardíaca e vascular, promovendo ajustes nos centros vasoconstritor e vasodilatador, atuando simultaneamente sobre os sistemas simpático e parassimpático. Fato este que, contribui para o aumento da atividade vagal cardíaca e inibição de descargas simpáticas para vasos e coração, garantindo a manutenção dos níveis pressóricos dentro de uma faixa de normalidade. Diversos neurotransmissores foram descritos atuando nos centros de controle cardiocirculatório localizados no tronco encefálico, mais especificamente no bulbo, participando da regulação da PA. Nestas regiões centrais, os neurotransmissores glutamato, GABA (Àcido Gama Aminobutírico) e substância P (SP) foram amplamente investigados. Entretanto, em nenhum destes trabalhos foi realizado um estudo detalhado, investigando a presença da SP em nervos depressores aórticos de forma direta, sendo esta informação ainda desconhecida. Acredita-se que a SP seja um transmissor do reflexo barorreceptor, atuando na modulação deste circuito, na tentativa de atenuar elevações da pressão sanguínea. Existe portanto a necessidade de uma investigação morfológica e imunohistoquímica com o intuito de promover o esclarecimento sobre os neurotransmissores presentes no NDA. Os nervos frênicos foram utilizados como controle positivo, já que neste território a SP já se encontra caracterizada. Inúmeros são os estudos que descrevem a existência da SP em nervos frênicos, fato este que justifica a aplicação do referido nervo como controle do NDA, foco de estudo deste projeto. Baseados nestas necessidades, o objetivo do presente estudo foi primeiramente o de promover a padronização da técnica imunohistoquímica (IHQ), bem como a verificação da viabilidade de utilização do glutaraldeído à 2,5% como um fixativo primário, auxiliando na identificação de neurotransmissores dentro do sistema nervoso periférico. Em seguida, a identificação e quantificação da SP em NDA de ratos normotensos através do método imunohistoquímico indireto (3,3\'- Diaminobenzidina \"DAB\") foram realizados. O referido estudo foi desenvolvido em duas etapas. A primeira parte corresponde a padronização e otimização da técnica de imunohistoquímica em nervos frênicos de ratos Wistar através da localização e caracterização da SP e da enzima colina acetiltransferase (CAT). A segunda fase, trata-se da identificação e quantificação da SP no NDA, sendo este, um possível neurotransmissor ou neuromodulador do reflexo barorreceptor. Para este estudo foram utilizados no total 38 ratos da linhagem Wistar (Rattus Norvegicus), normotensos, com 20 semanas de idade, machos e fêmeas. Deste total, 16 animais machos foram destinados à padronização da técnica de IHQ em nervos frênicos. E para a caracterização e quantificação da SP no NDA foram utilizados 22 ratos Wistar, sendo 12 machos e 10 fêmeas. Nossos resultados demonstram de forma inédita a presença da SP em fibras amielínicas (tipo C) e fibras de pequeno diâmetro (A-delta) no NDA de forma bastante pontualizada em segmentos proximais e difusa distalmente, sugerindo a existência de subpopulações de fibras amielínicas do tipo C. Estes achados confirmam inúmeras suposições de que a SP atue como um dos neurotransmissores de aferências barorreceptoras, podendo participar na modulação do Sistema Nervoso Autônomo (SNA), uma vez que encontra-se localizada em centros responsáveis pela regulação reflexa da PA. Adicionalmente, a análise do percentual de marcação positiva à SP entre os gêneros apresentou um aparente predomínio da SP em machos mas sem diferença significativa entre os grupos. De forma semelhante, a padronização imunohistoquímica em cortes transversais e longitudinais de nervos frênicos apresentaram uma imunomarcação positiva e aleatória da SP em conjuntos de fibras amielínicas (tipo C) e em fibras de pequeno diâmetro localizadas próximo a periferia do espaço endoneural, corroborando com a localização relatada em estudos morfológicos e ultraestruturais, assegurando a especificidade e a reprodutibilidade do método. Distintamente, as fibras de grande e médio diâmetro (A-alfa, beta e gama), consideradas fibras mielinizadas de condução rápida, foram imunorreativas à CAT em nervos frênicos. Por fim, espera-se que a identificação deste neuropeptídeo sirva de gatilho para que futuras pesquisas envolvendo a liberação de neurotransmissores em aferências barorreceptoras sejam explorados. Fato este, que contribuirá para a agregação de informações pertinentes à modulação ou transmissão da informação neural, propiciando desta forma melhor entendimento da comunicação e atividades barorreflexas associadas a mecanismos cardiovasculares. / The aortic depressor nerve (ADN) is primarily a set of afferent fibers that transmit derived information of changes in arterial blood pressure (BP) from arterial baroreceptors (mechanoreceptors located in the aortic arch and carotid sinus) to sites of cardiovascular control located into central nervous system (CNS). This mechanism is responsible for the reflex regulation of cardiac and vascular function, promoting adjustments of vasoconstrictor and vasodilator centers, simultaneously acting on the sympathetic and parasympathetic systems. In addition, contributes to increased cardiac vagal activity and inhibition of sympathetic discharges to vessels and heart, ensuring the maintenance of blood pressure levels within the normal range. Many neurotransmitters have been described operating in cardio-circulatory control centers located in the brainstem, more specifically in the bulb, participating in the regulation of BP. In these central regions, the neurotransmitters glutamate, GABA (Gamma Aminobutyric Acid) and substance P (SP) have been widely investigated. However, none of these works was carried out a detailed study, investigating the presence of SP in aortic depressor nerves directly, and this information is still unknown. It is believed that SP can be a transmitter at the synapse of the baroreceptor reflex, operating in the modulation of this circuit in an attempt to attenuate elevation of blood pressure. Therefore, there is a need to investigate a morphological and immunohistochemical approach in order to promote the clarification on the present neurotransmitters into ADN. The phrenic nerves were used as a positive control, already as substance P (SP) is characterized in this territory. There have been numerous studies describing the existence of SP in phrenic nerves, a fact that justifies the application of the nerve as control of the ADN, study focus of this project. Based on these requirements, the aim of the present study is two-fold. Firstly, it attempts to promote the standardization of the immunohistochemical (IHC) technique as well as the verification of the feasibility of using glutaraldehyde fixative as a primary, assisting in the identification of neurotransmitters in the peripheral nervous system (PNS). Subsequently, the identification and quantification of SP immunoreactivity in the ADN of normotensive rats by indirect immunohistochemical method (3,3\'-Diaminobenzidine \"DAB\") were done. The study was developed in two stages. The first part corresponds to standardization and optimization of immunohistochemical technique in phrenic nerves of Wistar rats through location and characterization of the SP and enzyme choline acetyltransferase (ChAT). The second phase is about the identification and quantification of the SP into ADN, being a possible neurotransmitter or neuromodulator from the baroreceptor reflex. For this study we used a total of 38 Wistar rats (Rattus norvegicus), normotensive, 20 weeks old, male and female. From this total, 16 male animals were used for standardization of IHC technique in the phrenic nerves. Nonetheless, for the characterization and quantification of SP in ADN were used 22 Wistar rats, 12 males and 10 females. Our results showed an unprecedented manner the presence of SP in unmyelinated fibers (type C) and small diameter fibers (A-delta) into ADN, being quite focused on proximal segments and diffuse distally, suggesting the existence of subsets of unmyelinated fibers. These findings confirm numerous assumptions that the SP acts as a neurotransmitter from afferent baroreceptor and may participate in the modulation of the Autonomic Nervous System (ANS), since it is located in centers responsible for regulating reflex of BP. Further, an analysis of the percentage of positive SP staining between genders, presented an apparent predominance of SP in males but no significant difference between the groups were found. Similarly, IHC standardization in transverse and longitudinal sections of phrenic nerves showed a positive random and immunostaining of SP in sets of unmyelinated fibers (type C) and small diameter fibers located near the periphery of endoneural space, corroborating location reported on morphological and ultrastructural studies, ensuring the specificity and reproducibility of the method. Distinctly, the fibers of large and medium diameters (A-alpha, beta and gamma), considered myelinated fibers of fast conducting, were immunoreactive to ChAT in phrenic nerves. Finally, it is expected that the identification of neuropeptide serve as a trigger for that future studies involving the release of neurotransmitters into afferent baroreceptors be explored. These results could contribute to the aggregation of relevant information for the modulation and transmission of neural information, thus providing better understanding of communication and baroreflex activities associated with cardiovascular mechanisms.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Adsorbent materials have been used to efficiently remove several chemical harmful compounds from water bodies. Searching to develop low-cost adsorbent materials, this work describes the features of new adsorbent materials using fish scales chemically modified with glutaraldehyde (GA) and amines in three sequential step reactions, as well as to apply the materials to remove doxycycline (DOX) from aqueous media. All adsorbents were characterized before and after DOX sorption. Thermal analysis by TG/DTG have shown increasing of thermal stability of the adsorbents, due mainly to cross-linking reactions by GA. Elementary analysis has shown increasing of carbon and nitrogen amounts in relation to the starting material. FTIR spectra have shown increasing of N-H and O-H stretching bands after chemical modifications of the scales. MEV micrographies have suggested changes of the surfaces of the adsorbents in relation to the pristine material, due probably to structural changes of fibrillar collagen on the scales. The presence of DOX was also clearly evidenced by characterization. The best results for the DOX sorption were obtained at 25°C, using solutions of DOX of initial concentration of 2.5x10 -5 mol L -1 , obtaining maximum DOX sorbed amounts of about 3.2 mol/g. The best DOX desorption results were obtained using aqueous solutions at pH of 4.0. The kinetic data of DOX sorption were best fitted to an order- variable kinetic model. The analysis of the kinetic results has indicated DOX sorption as exothermic in nature, with DOX interactions using most external sorption sites of the adsorbents as the main DOX sorption mechanism. The results have shown that GA/amines-chemically modified fish scales are promising materials for efficient removal of DOX from aqueous media. / Materiais adsorventes têm sido utilizados para remover eficientemente vários tipos de contaminantes químicos presentes em corpos d´água. Buscando desenvolver materiais adsorventes de baixos custos, o presente trabalho descreve as características de novos materiais adsorventes à base de escamas de peixe pescada amarela (Cynoscion acoupa), com posterior modificação química com glutaraldeído (GA) e aminas em três etapas reacionais consecutivas, bem como suas aplicações para remoção de doxiciclina (DOX) em meios aquosos. Todos os adsorventes foram caracterizados antes e após a sorção de DOX. Análises térmicas por TG/DTG indicaram aumentos nas estabilidades térmicas dos materiais após as modificações, devido principalmente aos processos de reticulação com GA. Análises elementares mostraram aumentos nos percentuais de carbono e nitrogênio para os materiais adsorventes em relação ao material de partida. Os espectros de FTIR mostraram aumentos nas intensidades das bandas na região correspondente aos estiramentos dos grupos N-H e O-H nos materiais após a modificação, quando comparados à escama pura. Após as modificações químicas com GA e as aminas, micrografias obtidas por MEV mostraram superfícies mais compactas dos materiais em relação à escama pura, devido à aproximação das estruturas fibrilares do colágeno das escamas, provocada pelas reações realizadas. A presença da DOX sorvida foi claramente evidenciada pelas caracterizações dos materiais. As melhores condições para sorção da DOX nos materiais foram obtidas em pH 6,0, com 50 mg dos adsorventes e com 20 mL de solução de DOX. A sorção da doxiciclina pelos materiais apresentou resultados satisfatórios, com a maior remoção da DOX em 25°C na concentração inicial de 2,5x10 -5 mol L -1 , obtendo-se uma quantidade máxima de sorção de cerca de 3,2 mol/g. Os processos de dessorção de DOX ocorreram mais eficientemente utilizando-se soluções aquosas em pH 4,0. Os dados experimentais cinéticos de sorção da DOX ajustaram-se melhor ao modelo cinético de ordem variável. As análises cinéticas evidenciaram que as sorções de DOX ocorreram por processos exotérmicos, apresentando adsorção em sítios de interação externos como o principal mecanismo de sorção da DOX pelos adsorventes. Os resultados mostraram que as escamas de peixe modificadas com GA e as aminas são materiais promissores para remoção adequada de DOX em meios aquosos.