Hydrogels are polymeric materials that have three-dimensional polymeric networks, which are able to absorb and retain a large amount of water within their structures without being dissolved. Among the synthetic hydrogel, poly(2-hydroxylethyl methacrylate) (poly(HEMA)) has been of great interest because of its excellent biocompatibility with the three-dimensional networks. Therefore, poly(HEMA) hydrogels have been widely used in many areas, especially in biomedical and pharmaceutical areas, for such applications as packing materials in chromatography, sorbents in controlled release and drug delivery, implanting materials in tissue engineering. However, the applications of poly(HEMA) are still limited because of its weak mechanical strength and network properties. Therefore, in recent decades, the challenge of how to modify and control the polymer properties and how to build highly porous structures in it has received considerable attention because these modifications could significantly improve the performance of poly(HEMA) hydrogels for more favorable applications. Although HEMA and its polymers have been studied for more than 40 years, few reports about the preparation of micro-/nano-porous poly(HEMA) hydrogel particles and the requirements of their applications have risen. Furthermore, how to control the porous structures and the properties of HEMA copolymers have not been well understood. Accordingly, the objectives of this research were to investigate the synthesis of the porous copolymeric particles of HEMA with various comonomers (MMA, St and NVP), to characterize the porous structures and particle morphology, to simulate the synthesis process and porous characteristics, to explore the effects of the polymer compositions and the porous structures on the swelling properties, and to apply the resultant polymeric particles in the controlled release of the hydrophilic model drug. In the present studies, HEMA was copolymerized with three different comonomers, methyl methacrylate (MMA), styrene (St) and N-vinyl-2-pyrrolidone (NVP), respectively, to prepare highly porous particles crosslinked using ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) in the presence of 1-octanol used as a porogen by means of suspension copolymerization in an aqueous phase initiated by 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN). Nano-pores were observed in the present studies. The pore size and the swelling properties of these particles can be successfully controlled by changing comonomers or adjusting the crosslinker and porogen concentration. The results indicate that lower crosslinker or porogen concentration favors generating smaller pores, whereas a higher concentration of a hydrophilic comonomer, higher crosslinker concentration and higher porogen volume ratio promote the generation of larger pores. In addition, the effects of the porous structures and the network properties on the swelling properties were explored. The swelling capacity of the porous particles is reduced with an increase in the EGDMA molar concentration. However, higher porosity in the particles and higher amount of hydrophilic comonomer result in a higher swelling capacity of the particles. The gel formation and the porous characteristics of HEMA/comonomer/EGDMA systems were simulated using the mathematical models combining the reaction kinetics and the thermodynamics. It was found that the model over-predicted the experimental results of the porosity because the pores and the networks are shrunk or collapsed during the porogen removal. Therefore, the model predicts the maximum porosity that the polymeric particles can reach. If the hydrophobic contents are higher, the model gives better prediction of the porosity. It is concluded that the microporous structures of HEMA related hydrogels could be controlled by a properly designed process based on the knowledge gained via this research. The output of this research helps with a better understanding for industrial production of micro-porous hydrogels and their applications.

2-Hydroxy-ethyl methacrylate (HEMA) is the major component released from resin-modified glass ionomer cements and dental adhesives. Human tissues mainly affected by HEMA are oral epithelium and dental pulp. We treated human gingival epithelial S-G cells and pulp fibroblasts (HPF) with various concentrations of HEMA, to evaluate its effects on cell growth, cell cycle progression, intracellular glutathione (GSH) level and reactive oxygen species (ROS) production. HEMA-induced growth inhibition in HPF and S-G cells in a dose-dependent manner, which may be partially explained by induction of cell cycle perturbation. G2/M phase arrest was noted after exposure of HPF to 5 and 10mM of HEMA, concomitant with glutathione depletion and ROS production. S-phase arrest occurred in S-G cells when treated with 2.5 and 5mM, while at 10mM a sub-G0/G1 peak was noted, indicating the potential induction of apoptosis. GSH depletion was marked in S-G cells only at concentrations of 5 and 10mM, but excessive ROS production was noted at concentration of 1mM and rose with dose increase between 1 and 5mM, then lessened at 10mM. This suggested that the increase of ROS in S-G cells was not mainly caused by GSH depletion. These results helped to define the mechanism of the cytotoxicity caused by HEMA.

This study will investigate whether knights' and samurais’ practical skillsbuild on the same core beliefs and values.To do so, I will try to summarise the practical skills and equipment of knightsand samurai respectively with a focus on historical accuracy to establish ageneral picture of the methods of war for both.The essay will then use that picture as a springboard to compare the twowhile staying limited to the practical aspect. This comparison will then usemilitary history science principles to interpret the core of knight and samuraiwarfare respectively and should they be different, try to investigate if there isa plausible practical reason that explains the deviation from the values or if itis more likely to be a difference in beliefs between them.

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<p>Bacterial biofilms are problematic in a variety of industries hence strategies for their mitigation have received significant attention. The approach described herein attempts to control bacterial adhesion using silicone-based polymers- (widely used due to their interesting properties)- via manipulation of their surface chemistry to eventually create anti-fouling surfaces. This involved study of the systematic variation of surface wettability and its effect on <em>Escherichia coli</em> (<em>E. coli</em>) adhesion to novel polymers of acrylate-modified silicone surfactant (ACR) with either hydroxyethyl methacrylate (a hydrophilic monomer), or methyl and butyl methacrylate (hydrophobic monomers). It was hypothesized that the systematic variation of ACR would produce surfaces with differing wettability, without changing other surface properties that influence cellular adhesion. Average light transmittance across the range of visible light wavelengths (400-740nm), surface roughness and Shore 00 hardness data were consistent across the ACR-HEMA copolymer series (80-90%, ~2.5 – 5 nm, and 75-95 Shore durometer points, respectively). The same consistency was observed for surface wettability (contact angles = 78-92°) despite varying HEMA content and consequently <em>Escherichia coli</em> (<em>E.coli</em>) adhesion, likely due to system saturation with silicon (as confirmed by EDX). However, wettability of the ACR-MMA-BMA polymers did vary; ≤ 20 wt% and ≥ 80 wt% ACR polymers had contact angles between 67°- 77°, while 20 < x < 80 wt% ACR polymers had increased surface wettability (contact angles 27.6°- 42.9°). <em>E. coli </em>adhesion across the set increased with increasing ACR content, a trend mirrored by the water uptake of the materials but not the contact angle data. These results indicate that <em>E. coli </em>adhesion occurs independently of wettability for these materials and although the effect of the latter on adhesion cannot be deduced, the possible correlation between bacterial adhesion and water uptake suggests that the best antifouling surfaces should not be of materials capable of imbibing significant amounts of water.</p> / Master of Applied Science (MASc)

In these days are probiotic lactic acid bacteria (LAB) very often used in food processing industry, such as milk products, cheese and fermented salami production. As well as the food conservation agent. Except of the industry usage of the LAB there are microbiological aspects. Identification of the bacterial species methods based on the isolation and amplification of DNA are very often used last few years. Diploma thesis deal with the bacterial cell of Lactobacillus species lysis and it´s optimalization. At first it was tested the optimal concentration of lysozyme (3mg/ml, 5mg/ml, 10mg/ml) and the exposure times (3, 5 a 10 hours). Another testing was aimed to the use and suitability of washing powder to the bacterial cell of Lactobacillus species lysis. I tested the Amway washing powder optimal concentration (1%, 2%, 3% a 4%). Four of another comercial washing powders were tested too. All these tests were performed at the pure Lactobacillus bacterial culture. To ensure the results I tested the washing powders at the real food matrix (Acidified milk, yogurt mango, yogurt white). All the methods were evaluated at the amplification method PCR with specific primers for the Lactobacillus genus. The DNA isolation was performed with the paramagnetic microsperes P(HEMA-co-GMA) and the amount of the DNA was quantified spectrophotometrically. The PCR products detection was performed with the agarose gel electrophoresis.

<p>In the presented work, immunosensors for detection of Aflatoxin B1 based on different immobilization platforms were studied. Synthesis of an electroactive hydrogel was also carried out. Aflatoxins are a group of mycotoxins that have deleterious effects on humans and are produced during fungal infection of plants or plant products. Electrochemical immunosensor for the determination of Aflatoxin B1 (AFB1) was developed with anti-aflatoxin B1 antibody immobilized on Pt electrodes modified with polyaniline (PANi) and polystyrene sulphonic acid (PSSA). Impedimetric analysis shows that the electron transfer resistances of Pt/PANi-PSSA electrode, Pt/PANi-PSSA/AFB1-Ab immunosensor and Pt/PANi-PSSA/AFB1-Ab incubated in BSA were 0.458, 720 and 1066 k&Omega / , respectively. These results indicate that electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is a suitable method for monitoring the change in electron-transfer resistance associated with the immobilization of the antibody. Modelling of EIS data gave equivalent circuits which showed that the electron transfer resistance increased from 0.458 k&Omega / for Pt/PANi-PSSA electrode to 1066 k&Omega / for Pt/PANi-PSSA/AFB1-Ab immunosensor, indicating that immobilization of the antibody and incubation in BSA introduced an electron transfer barrier. The AFB1 immunosensor had a detection limit of 0.1 mg/L and a sensitivity of 869.6 k &Omega / L/mg.</p>

<p>In the presented work, immunosensors for detection of Aflatoxin B1 based on different immobilization platforms were studied. Synthesis of an electroactive hydrogel was also carried out. Aflatoxins are a group of mycotoxins that have deleterious effects on humans and are produced during fungal infection of plants or plant products. Electrochemical immunosensor for the determination of Aflatoxin B1 (AFB1) was developed with anti-aflatoxin B1 antibody immobilized on Pt electrodes modified with polyaniline (PANi) and polystyrene sulphonic acid (PSSA). Impedimetric analysis shows that the electron transfer resistances of Pt/PANi-PSSA electrode, Pt/PANi-PSSA/AFB1-Ab immunosensor and Pt/PANi-PSSA/AFB1-Ab incubated in BSA were 0.458, 720 and 1066 k&Omega / , respectively. These results indicate that electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is a suitable method for monitoring the change in electron-transfer resistance associated with the immobilization of the antibody. Modelling of EIS data gave equivalent circuits which showed that the electron transfer resistance increased from 0.458 k&Omega / for Pt/PANi-PSSA electrode to 1066 k&Omega / for Pt/PANi-PSSA/AFB1-Ab immunosensor, indicating that immobilization of the antibody and incubation in BSA introduced an electron transfer barrier. The AFB1 immunosensor had a detection limit of 0.1 mg/L and a sensitivity of 869.6 k &Omega / L/mg.</p>

La administración tópica de medicamentos en terapias oftalmológicas consiste en colocar el fármaco (generalmente una solución o suspensión) directamente sobre el ojo mediante goteo. Luego de esta aplicación el tiempo de residencia del fármaco en la película lagrimal es generalmente corto, típicamente entre 2 y 5 minutos, y durante este tiempo solamente se absorbe en el tejido corneal entre 1 y 10% de la dosis aplicada. El resto del fármaco es drenado hacia la circulación sistémica junto con la lágrima. Usualmente estas limitaciones son compensadas con la aplicación de dos o más dosis seguidas, espaciadas cada 5 minutos, a fin de alcanzar la dosis terapéutica en el tejido. Según la gravedad de la patología, puede que este procedimiento deba realizarse varias veces al día. Todo este proceso conlleva a que se produzcan fluctuaciones muy marcadas en los niveles del fármaco en los tejidos, pudiendo alcanzarse valores superiores o inferiores a los niveles terapéuticos requeridos. Además, el uso de gotas oculares está asociado a una rápida variación en la velocidad de administración del fármaco a la córnea, lo cual a su vez limita la eficacia del sistema terapéutico. Si bien la administración tópica clásica mediante gotas (colirios) es de fácil aplicación y presenta menos complicaciones potenciales que otros sistemas de administración tópica (inyecciones, insertos, etc.), no es posible tener un control adecuado de la administración del fármaco ya que no permite controlar los niveles alcanzados con sucesivas aplicaciones durante todo el periodo de tratamiento. Por otra parte la absorción sistémica del fármaco a través del drenaje lagrimal genera una distribución del mismo en tejidos no específicos y evita el pasaje por el hígado, pudiendo causar efectos adversos sistémicos importantes, en especial cuando se administran de manera crónica. Con el objetivo de mejorar la absorción del fármaco en el sitio de acción o de absorción específico se han desarrollado estrategias alternativas que permiten aumentar su tiempo de permanencia en el ojo. Estos sistemas se denominan sistemas de transporte y liberación controlada de fármacos y se basan en la posibilidad de localizar el fármaco o la droga justamente en el sitio de acción y suministrar la cantidad necesaria durante el tiempo requerido, con el propósito de mejorar la biodisponibilidad y disminuir los efectos no deseados. Los sistemas de transporte y liberación de medicamentos son diseñados para regular la velocidad de liberación del fármaco, mantener una concentración terapéutica estable en el organismo, y evitar que se produzcan fluctuaciones importantes en sus niveles plasmáticos. En este caso la frecuencia de dosificación disminuye, se reduce el peligro de sobredosificación, se mejora la absorción, se alcanza un mayor tiempo de residencia y se producen menos efectos secundarios. La liberación de la droga a partir de estos sistemas puede ser constante durante un dado período o bien puede estar promovida por la acción de un determinado factor del entorno. Dentro de los sistemas alternativos para la administración de medicamentos oculares se encuentran las formulaciones semisólidas (geles), los ungüentos, los sistemas coloidales, los insertos y las lentes de contacto. Estos sistemas incrementan significativamente la eficiencia de las terapias oculares. Sin embargo presentan algunos inconvenientes como ser: visión borrosa en el caso de geles y ungúentos, problemas de colocación y expulsión, como sucede con los injertos. En el caso de las lentes de contacto, además de prolongar el tiempo de permanencia, también mejora la absorción, ya que su dimensión y ubicación (frente a la córnea) permite un contacto íntimo con la superficie corneal. Además presentan la ventaja de no interferir con la visión del paciente, no son expulsadas del ojo y en general presentan un alto confort. Las lentes de contacto adecuadas para estos fines son las denominadas “blandas” y son fabricadas empleando hidrogeles poliméricos ligeramente entrecruzados y se las conoce como lentes de contacto terapéuticas. Estas lentes de contacto terapéuticas, son preparadas fácilmente como sistemas de liberación mediante la inmersión de la lente en una solución de la droga o principio activo y actuando como reservorio. Las lentes de contacto de hidrogel han sido propuestas desde 1965 como posibles dispositivos para liberación o delivery de drogas. Sin embargo la mayoría de los estudios realizados desde esa fecha apuntan al estudio de la eficiencia que presentan las lentes de contacto blandas, diseñadas para otros fines (corrección óptica) como reservorio de medicamentos. Los inconvenientes que se presentan con las lentes de contacto blandas comerciales como sistemas de liberación controlada es su baja afinidad y capacidad de captar diferentes tipos de fármacos. Asimismo, en los casos donde la carga del fármaco en el hidrogel es adecuada, su mayor limitación radica en que la liberación para algunos fármacos ocurre demasiado rápido como para mantener niveles terapéuticos en las estructuras oculares durante períodos de tiempo suficientemente largos. En los últimos años se ha puesto mayor énfasis en la innovación tecnológica de lentes de contacto diseñados específicamente para sistemas de liberación de fármacos, debido en parte a los avances realizados en la comprensión de los mecanismos involucrados en los procesos de liberación, y al desarrollo y aplicación de nuevas estrategias orientadas a mejorar la capacidad de carga y el desempeño de estos sistemas. El comportamiento ideal de un sistema de liberación controlada o delivery de fármacos debería ser tal que pudiese regular la velocidad de liberación de forma tal de administrar la cantidad apropiada de fármaco, en el lugar adecuado y en el momento necesario. Una estrategia aplicada recientemente en el campo de la tecnología farmacéutica para el desarrollo de sistemas de transporte y liberación controlada de fármacos es el uso de hidrogeles responsivos, materiales con grupos funcionales capaces de modificar su estructura en respuesta a estímulos externos. En este marco, la aplicación de hidrogeles responsivos se basa en la posibilidad de que estos materiales modifiquen sus estructuras ante cambios del entorno, provocados por la presencia de un estado patológico, por requerimientos biológicos fluctuantes o por la aparición de ciertas biomoléculas, y liberen la cantidad apropiada del principio activo (fármaco) en función de la magnitud de ese cambio. La ventaja de emplear estos materiales radica en que se combinan las propiedades características de los hidrogeles con el potencial de regular la captación o liberación de sustancias en respuesta a cambios producidos en el entorno. El objetivo de este trabajo es sintetizar hidrogeles responsivos para su aplicación como sistemas de transporte y liberación de fármacos oculares de forma tal que permitan aumentar los tiempos de permanencia del fármaco en contacto con los tejidos oculares y lograr ejercer un control efectivo en la velocidad de liberación del mismo. Como se expuso previamente, esto permitirá: aumentar la absorción del fármaco, mejorar la biodisponibilidad, minimizar los efectos secundarios, disminuir la frecuencia de dosificación, evitar múltiples aplicaciones por dosis y mejorar el cumplimiento de la pauta terapéutica por parte de los pacientes. Particularmente, en este trabajo la elección del material se orientó hacia la posibilidad de modular la velocidad de liberación del fármaco en respuesta a pequeños cambios en el valor del pH lagrimal. A partir de copolimeros de dos monómeros acrílicos, 2-hidroxietil metacrilato (HEMA) y 2-(diisopropilamino)etil metacrilato (DPA), esperamos obtener un material, que presente por un lado propiedades compatibles para ser uso en la fabricación de lentes de contacto; y por otro lado que posea propiedades pH responsivas que permitan ser utilizados como sistemas para modular la liberación de fármacos y en particular en terapias oftalmológicas. El presente trabajo está organizado en capítulos. En el capítulo I se introduce el tema con una breve exposición de los conceptos generales sobre la administración de fármacos oculares y las vías de absorción. También se definen los sistemas de liberación controlada, sus características, y particularmente se describen las ventajas y desventajas del empleo de lentes de contacto terapéuticas y las posibilidades de emplear sistemas responsivos. En el capítulo II se describe de forma general la síntesis de los hidrogeles y los materiales y métodos empleados para la misma. En el capítulo III se estudian las propiedades fisicoquímicas de los hidrogeles sintetizados empleando diferentes técnicas de caracterización. Se estudian las características espectrales, las propiedades térmicas y las características superficiales. Como caracterización específica para su potencial aplicación se estudian las propiedades ópticas, la humectabilidad, el contenido acuoso y la densidad, a fin de determinar si los mismos son compatibles con su uso como lente de contacto terapéutica. En el capítulo IV se estudia el comportamiento de los copolímeros HEMA/DPA como sistemas de captación y liberación de principios activos, y su capacidad de controlar la velocidad de liberación a través de cambios en el pH del medio. En primer lugar se realiza un estudio sobre la capacidad de incorporar diferentes principios activos en diferentes condiciones de carga (pH y concentración de la solución de carga); en segundo lugar se analizan las interacciones entre algunos principios activos incorporados y la matriz de los polímeros; y en tercer lugar se estudia la capacidad de liberar los principios activos incorporados. A partir de éstos se determinan los tiempos y las cantidades de compuestos liberados en diferentes condiciones de pH y para las distintas composiciones y grados de entrecruzamiento de los hidrogeles. En el capítulo V se detallan las conclusiones generales de este trabajo y en el capítulo IX se plantean actividades y líneas de estudio que pueden ser motivo de trabajos futuros.

Philosophiae Doctor - PhD / In the presented work, immunosensors for detection of Aflatoxin B1 based on different immobilization platforms were studied. Synthesis of an electroactive hydrogel was also carried out. Aflatoxins are a group of mycotoxins that have deleterious effects on humans and are produced during fungal infection of plants or plant products. Electrochemical immunosensor for the determination of Aflatoxin B1 (AFB1) was developed with anti-aflatoxin B1 antibody immobilized on Pt electrodes modified with polyaniline (PANi) and polystyrene sulphonic acid (PSSA). Impedimetric analysis shows that the electron transfer resistances of Pt/PANi-PSSA electrode, Pt/PANi-PSSA/AFB1-Ab immunosensor and Pt/PANi-PSSA/AFB1-Ab incubated in BSA were 0.458, 720 and 1066 kΩ, respectively. These results indicate that electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is a suitable method for monitoring the change in electron-transfer resistance associated with the immobilization of the antibody. Modelling of EIS data gave equivalent circuits which showed that the electron transfer resistance increased from 0.458 kΩ for Pt/PANi-PSSA electrode to 1066 kΩ for Pt/PANi-PSSA/AFB1-Ab immunosensor, indicating that immobilization of the antibody and incubation in BSA introduced an electron transfer barrier. The AFB1 immunosensor had a detection limit of 0.1 mg/L and a sensitivity of 869.6 kΩL/mg. / South Africa