The demand for biodegradable packaging materials as an alternative to synthetic ones to reduce environmental cost has seen an increase in recent years. In addition, functionalizing the packaging film to provide specific advantages like antimicrobial properties has yet to be explored thoroughly. This study considers adding antimicrobial agents to improve the quality and safety of actively packaged fresh produce using an antimicrobial enzyme (lysozyme) immobilized on a biopolymer based packaging film (corn-zein). The developed packaging material is aimed as an active biodegradable packaging to reduce bacterial contamination on the surface of fresh organic produce, specifically tomatoes. The study uses glutaraldehyde and glyoxal as binding agents to immobilize the enzyme on the packaging film. The effect of concentration of glutaraldehyde and glyoxal on the controlled release of the enzyme was studied. Concentrations of 0.1 and 0.2 g/g lysozyme: cross linking agent had controlled release properties. However, concentrations of 0 or 0.05 are about 20-30% more effective at inactivating bacteria. Antimicrobial activity in the constructed zein films are also tested against selected pathogens (Salmonella Newport and Listeria monocytogenes). Developed zein based film is tested against inoculated tomatoes to determine the efficacy of the films in reducing the pathogen population. The inoculated tomatoes are stored at room temperature over a storage period of one week. The film was able to reduce Listeria monocytogenes population by three logs but was unable to reduce the population of Salmonella Newport. / Master of Science

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.

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.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:21:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viviane Hass.pdf: 2803478 bytes, checksum: df63c0c38968187b894f9aa37339ef78 (MD5) Previous issue date: 2015-07-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study evaluated the effect of application of collagen cross-link agents under time and clinically relevant strategy, through two in vitro and one in situ studies. For in vitro experiment 1, 52 third human molars had exposed the dentin surface, acid etched and distributed according the 8 experimental groups: collagen cross-link agent (6.5% pronthocyanidin [PA], 0.1% UVA-light actived riboflavin [RB], 5% glutaraldehyde [GA] and distilled water as control group [CT], and 2 simplified etch-and-rinse systems (Adper Single Bond Plus [SB] and Tetric N-Bond [TN]. The cross-link agentes were activelly applied for 60 s, bonded and restorated with composite resin. Then, the teeth were sectioned to obtain specimens and tested in immediately [IM] and after 6 months [6M] storage time for microtensile bond strength (μTBS) and nanoleakage (NL), and IM for degree of conversion (DC) and MMP-activity within the hybrid layer. Additional 24 teeth were used by cytotoxicity assay. For in vitro experiment 2, 2 etchant agentes were tested (2%PA with 10% phosphoric acid [ACPA] and 35% phosphoric acid [CT]). Dentin of 16 teeth was exposed, etched, bonded using SB adhesive, and restored with composit resin. These teeth were tested by μTBS, NL in IM and 6M; and MMP-activity within the hybrid layer. Additional 10 teeth had flated the enamel surfaces and tested by enamel bond strength in IM and 6M. For the in situ experiment 3, 40 teeth were used, in which 2 cavities prepared. These cavities were etched, treated according the experiment 1, bonded and restored with composite resin. One restoration for each tooth was tested IM and another was included in a palatal device in cariogenic oral environment [COE] for 10 volunteers during 14 days. The restorations were sectioned and tested by microhardness, μTBS, NL and morphology of the hybrid layer for differential staining technique. All the data were analyzed by 2 way-ANOVA and Tukey’s test (α = 0.05). For experimente 1, all the collagen cross-link agentes were effective to reduce the resin-dentin degradation after 18M e did not exhibit cytotoxic potential, except the GA (p<0.05). For the experiment 2, the PA containing in etchant reduced the resindentin bond degradation (p<0.05) and did not affect the resin-enamel bond strentgh (p>0.05). However for in situ experiment 3, only the PA and GA reduced the resin-dentin degradation (p<0.05) in COE. The collagen cross-link agentes were effective to reduce the resin-dentin degradation, in time and relevant clinically strategy. The GA exhibited cytotoxic potential and should be avoided for clinical use. / O objetivo desse trabalho foi verificar o efeito da aplicação de agentes reticuladores de colágeno em tempo e estratégia clinicamente relevantes, através de dois estudos laboratoriais in vitro e um estudo in situ. Para o experimento 1 in vitro, 52 dentes tiveram a superfície dentinária condicionada, e distribuídos entre 8 grupos experimentais pela combinação dos fatores: agente de tratamento (proantocianidina 6,5% [PA], riboflavina 0,1% ativada pela luz ultravioleta [RB], glutaraldeído [GA] e água destilada como grupo controle [CT]; e os sistemas adesivos (Adper Single Bond Plus [SB] e Tetric NBond [TN]. Os agentes foram aplicados com primers aquosos por 60 s, seguido da aplicação do sistema adesivo e restauração com resina composta. Depois foram seccionados e testados imediatamente (IM) e após 18 meses de armazenamento (18M) para análise da resistência de união à dentina (RU), nanoinfiltração (NI) e em IM para análise do grau de conversão (CG) e atividade de metaloproteinases (MMPs), dentro da camada híbrida. Outros 24 dentes foram utilizados para análise da citotoxicidade. Para o experimento 2 in vitro, foi utilizado 2 condicionadores ácidos (2%PA mais ácido 10% [ACPA] e ácido fosfórico 35% [CT]). Foi exposta a superfície dentinária de 16 dentes, realizado o condicionamento ácido, aplicados o adesivo SB e incrementos de resina composta. Esses dentes foram destinados para análise da RU, NI em IM e após 6 meses de armazenamento (6M) e atividade de MMPs dentro da camada híbrida IM. Outros 10 dentes tiveram planificadas as faces de esmalte para análise da resistência de união ao esmalte (RE), que também foi testada em IM e 6M. Para o experimento 3 in situ, foram utilizados 40 dentes, nos quais foram confeccionadas 2 cavidades em cada dente. Essas cavidades foram condicionadas, aplicados os mesmos agentes reticuladores de colágeno como no experimento 1, sistema adesivo SB e restauradas com resina composta. Uma das restaurações de cada dente foi testada IM e a outra foi fixada em um dispositivo palatino, que foi usado por 14 dias em ambiente cariogênico oral [ACO] por 10 voluntários. Esses dentes foram testados para análise da microdureza, RU, NI e análise histológica da morfologia da camada híbrida. Todos os dados foram submetidos a ANOVA 2 fatores de medidas repetidas e teste de Tukey (α=0,05). Para o experimento 1, todos os agentes foram eficazes para reduzir a degradação da interface de união após 18M e ausentes de citotoxicidade, exceto o GA (p<0,05). Para o experimento 2, a inclusão da PA no condicionamento ácido foi eficaz para reduzir a degradação em dentina (p<0,05) e não afetou a RE (p>0,05). Já para o experimento 3, in situ, apenas a PA e o GA foram eficazes para reduzir a degradação da interface de união à dentina em ACO (p<0,05). Os agentes reticuladores foram eficazes para reduzir a degradação da interface de união à dentina, em tempos e estratégia clinicamente relevantes. Contudo o GA foi considerado potencialmente citotóxico e deveria ser evitado para uso clínico.

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.

Made available in DSpace on 2016-04-28T20:18:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009 - Claudia Borges da Costa.pdf: 2611847 bytes, checksum: bac6f485f20793fe627e66f8a53c973e (MD5) Previous issue date: 2009-06-26 / This experiment aimed at recognizing and quantifying the possible macro and microscopic tissue alterations that may occur with the application of bovine pericardium preserved in different concentrations of glutaraldehyde on the abdominal wall. Besides, it also intended to identify the possible interferences in the implant incorporation, according to the variation in the concentration of each solution. Fresh bovine pericardium, after cleaning and the removal of fat, were fractioned and treated with 98% glycerin solution for 30 days (control groups) or with 0.625%, 1% and 1.5% glutaraldehyde solution for 18 days (experimental groups). The fragments were implanted on the abdominal wall of 60 mice (n=15 per treatment) for 7, 14 and 30 days. After each of these periods, five animals of each group were sacrificed for collection, and macro and microscopic analysis of tissue samples. It was observed that the inflammatory reaction in the groups treated with glycerin and 0.625% glutaraldehyde was similar in terms of inflammatory cells infiltration and the repairing process. The groups whose implants were treated with 1% glutaraldehyde chronically presented (30 days) not only more intense fibrosis and necrosis, when compared to other glutaraldehyde groups, but also tissue destruction. These were also observed in the animals that received the pericardium treated with 1.5% glutaraldehyde, analyzed after 14 and 30 days, what leads to the conclusion that this concentration is unviable for the treatment of biological membranes. / Este experimento teve como objetivo reconhecer e quantificar as poss?veis altera??es teciduais macro e microsc?picas que podem ocorrer ap?s a aplica??o de peric?rdio bovino conservado em diferentes concentra??es de glutaralde?do em parede abdominal. Tamb?m foram identificadas poss?veis interfer?ncias na incorpora??o do enxerto de acordo com a varia??o da concentra??o da solu??o de tratamento. Peric?rdios bovinos frescos, ap?s limpeza e retirada de gordura, foram fracionados em fragmentos de 1cm2 e tratados com solu??o de glicerina 98% por 30 dias (grupos controle) ou com solu??o de gutaralde?do 0,625%, 1% e 1,5% por 18 dias (grupos experimentais). Os fragmentos foram implantados na parede abdominal de 60 camundongos (n=15 por tratamento) por 7, 14 e 30 dias e ap?s estes per?odos, cinco animais de cada grupo foram sacrificados para coleta e an?lise macro e microsc?pica das amostras teciduais. Observou-se que a resposta inflamat?ria dos grupos com tratamento com glicerina e com glutaralde?do 0,625% foi semelhante tanto na infiltra??o das c?lulas inflamat?rias quanto no processo de repara??o. Os grupos com implantes tratados com glutaralde?do 1% apresentaram cronicamente (30 dias) a presen?a de fibrose e necrose mais intensa na musculatura da parede abdominal, quando comparado com os outros grupos de glutaralde?do, al?m de destrui??o tecidual. Esta tamb?m foi observada nos animais que receberam peric?rdio tratado com glutaralde?do 1,5% e foram analisados com 14 e 30 dias, o que permitiu a conclus?o de que esta concentra??o ? invi?vel para o tratamento de membranas biol?gicas.

In this study, polyelectrolyte membranes were prepared by layer-by-layer self-assembly on top of an interfacially polymerized polyamide substrate, and these thin-film-composite membranes were studied for pervaporative dehydration of ethylene glycol, ethanol and isopropanol. The performance of composite membranes based on polyethylenimine/poly(acrylic acid) (PEI/PAA) multilayers on a polyamide substrate showed good selectivity and stability for ethylene glycol dehydration. In order to understand the formation process of the polyelectrolyte multilayers, the growth of polyelectrolyte multilayers fabricated on the inner surface of cuvette was investiagted. The membrane surface became increasingly hydrophilic with an increase in the number of polyelectrolyte double layers, which favored water permeation for pervaporative dehydration of organic solvents. Water contact angle on the membrane surface decreased from 68?? to 20?? when 7 polyelectrolyte bilayers were deposited on the polyamide substrate. Although the (PEI/PAA) based polyelectrolyte membranes showed good performance for dehydration of ethylene glycol, these membranes did not perform well for the dehydration of ethanol and isopropanol at relatively high feed alcohol concentrations. This was found to be caused by insufficient stability of PEI/PAA bilayers and the polyamide substrate in the ethanol and isopropanol. To improve the performance of the composite membranes for dehydration of ethanol and isopropanol, the outermost surface layer was deposited with PEI, followed by crosslinking. A further improvement in the membrane selectivity was accomplished by substituting the PEI with partially protonated chitosan in the last few polyelectrolyte bilayers during membrane fabrication. It was demonstrated that using interfacially polymerized polyamide membrane as a substrate, polyelectrolyte membranes with less than 8 bilayers could be fabricated for the dehydration of alcohol and diol. This represents a siginificant advancement as a large number of polyelectrolyte bilayers (as many as 60) are often needed. Glutaraldehyde crosslinked polyelectrolyte self-assembled membranes comprising of chitosan and PAA were also prepared for isopropanol/water separation. The resulting membrane showed stable performance with good permeation flux and separation factor. The effects of crosslinking conditions (e.g., concentration and temperature of crosslinking agent, and crosslinking time) on the membrane performance were studied. Alternatively, using PEI as polycation, when anionic PAA was substituted with alginate in the last few polyelectrolyte bilayers during membrane fabrication, stable membranes with a good performance were obtained without the need of chemical crosslinking. The polyethylenimine/alginate self-assembly membranes showed good selectivity and stability for dehydration of ethanol. For instance, a permeation flux of 0.24 kg/(??? h) and a separation factor of 206 were obtained at room temperature at 10 wt% feed water concentration with a membrane comprising of 10 double layers of polyelectrolytes.

Orientador: Maria Salete Machado Cândido / Banca: José Roberto Cury Saad / Banca: Patricia dos Santos Jardim / Resumo: O objetivo deste trabalho foi o de avaliar comparativamente "in vitro", a resistência de união ao cisalhamento de uma resina composta à dentina bovina em função da combinação de três diferentes sistemas adesivos e de dois diferentes agentes dessensibilizantes. Foram utilizados os sistemas adesivos: Single Bond, Master Bond e Prime & Bond 2.1 e os seguintes agentes dessensibilizantes: o Oxagel e o G. H. F. Dessensibilizador. Para a confecção dos corpos de prova, 90 incisivos bovinos (n=10) foram utilizados, os quais tiveram suas superfícies vestibulares desgastadas, até a exposição dentinária, de tal forma que, a área de adesão padronizada, tivesse 4 mm de diâmetro. Após a realização dos tratamentos de superfície, onde os Grupos controle eram indicados apenas pela aplicação do sistema adesivo, e os Grupos experimentais, pela aplicação dos agentes dessensibilizantes testados após o condicionamento ácido, foram confeccionados cilindros de resina composta Z-100, com o auxílio de uma matriz bipartida. Os corpos-de-prova foram então armazenados em água destilada a 37°C por 24 horas, e submetidos em seguida ao ensaio de cisalhamento, a uma velocidade do atuador de 0,5 mm/min. Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância, e ao teste de Tukey, ao nível de 5% de significância. Observou-se que houve influência dos agentes dessensibilizantes, quando estes eram aplicados na dentina bovina e interagiam com os sistemas adesivos, sendo que o G. H. F. Dessensibilizador aumentou estatisticamente os valores de resistência de união do Single Bond, e do Prime & Bond 2.1, e o Oxagel não influenciou nos valores de resistência de união dos sistemas adesivos testados. / Abstract: The objective of this work was it of evaluating "in vitro" comparatively , the shear bond strength of a resin composed to the bovine dentin in function of the combination of three different adhesive systems and of two different agents dessensitizers. The adhesive systems were used, to know: Single Bond, Master Bond and Prime & Bond 2.1 and the following agents dessensitizers: Oxagel and G. H. F. Desensitizer. For the making of the test bodies, 90 incisive bovine (n=10) they were used, which had its worn away vestibular surfaces, until the exhibition dentin, in such a way that, the area of standardized adhesion, had 4 diameter mm. After the accomplishment of the surface treatments, where the Groups control was just suitable for the application of the adhesive system, and the experimental Groups, for the application of the agents dessensitizers tested after the acid conditioning, cylinders of composed resin were made Z-100, with the aid of a bipartite matrix. The test bodies, they were stored then in water distilled for 37°C by 24 hours, and submitted soon after to the shear bond strength rehearsal, to a crosshead speed of 0,5 mm/min. The obtained results were submitted to the variance analysis, and to the test of Tukey, at the level of 5% of significance. It was observed that there was influence of the agents dessensitizers, when these were applied in the bovine dentin and interagiam with the adhesive systems, and G. H. F. Dessensitizer increased statistically the values of resistance of union of Single Bond, and of the it Prime & Bond 2.1, and Oxagel didn't influence in the values of resistance of union of the tested adhesive systems. / Mestre

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.