As Candida spp. têm grande habilidade para colonizar e formar biofilmes em dispositivos médicos e biomateriais, provocando infecções nos hospedeiros humanos. O Polietileno de Alta Densidade (PEAD), Polihidroxibutirato (PHB) e o Ácido Polilático (PLA) apresentam propriedades interessantes para aplicações em dispositivos médicos. Os sais imidazólicos (SI) apresentam propriedades avançadas, inclusive antifúngicas, podendo ser utilizados como aditivos nestes polímeros. Neste estudo, foram preparados filmes poliméricos com diferentes teores dos SI cloreto de 1-n-hexadecil-3-metilimidazólico (C16MImCl) e metanossulfonato de 1-n-hexadecil-3- metilimidazólico (C16MImMeS), através dos processos de mistura no estado fundido (PEAD e PHB) e de Solvent Casting (PLA). Para avaliar se esses biomateriais apresentavam atividade antibiofilme foram realizados ensaios Antibiofilme, testados frente a isolados de Candida spp. Para determinar a porcentagem de impedimento da formação do biofilme foram realizados ensaios de Menor Concentração Antibiofilme, frente a isolados de Candida tropicalis. Análises de Microscopia Eletrônica de Varredura foram realizadas para verificar se ocorre o impedimento da formação do biofilme nos biomateriais. Foram avaliadas a citotoxicidade dos SI, a adesão celular e a biocompatibilidade celular de células-tronco mesenquimais humanas (CTMh) nos filmes de PEAD, PHB e PLA. Foram realizados ensaios histopatológicos dos biomateriais em pele de orelha de suínos para verificar se ocorre lesões microscópicas. Os filmes de PEAD, PHB e PLA foram caracterizados para avaliar a morfologia, a presença dos SI na superfície e as propriedades físicoquímicas dos mesmos. Os filmes de PEAD, PHB e PLA com diferentes teores dos SI C16MImCl e C16MImMeS apresentaram atividade antibiofilme frente a isolados de Candida tropicalis, C. parapsilosis e C. albicans. Com o ensaio MCA foi possível verificar que com o aumento do teor dos SI (C16MImCl e C16MImMeS) no PLA e PHB ocorre em geral um aumento na porcentagem de impedimento da formação do biofilme, sendo que isso em geral não ocorre com o PEAD. As micrografias de MEV mostraram o efetivo impedimento da formação do biofilme. Em geral os SI não apresentaram citotoxicidade em baixas concentrações. Os biomateriais mostraram uma boa adesão celular e são biocompatíveis com CTMh. Na avaliação histopatológica de pele da orelha suína com os biomateriais não foram observadas lesões microscópicas agudas. Em combinação com as boas propriedades morfológicas, físico-químicas e mecânicas, estes biomateriais são promissores para serem utilizados na confecção de dispositivos médicos. / Candida spp. have great ability to colonize and form biofilms on medical devices and biomaterials, causing infections in human hosts. High-density polyethylene (HDPE), Polyhydroxybutyrate (PHB) and Polylactic acid (PLA) exhibit interesting properties for applications in medical devices. Imidazolium salts (IS) have advanced properties, including antifungal, which could be explored as additives in these polymers. In this study, polymer films with different IS (1-n-hexadecyl-3- methylimidazolium chloride (C16MImCl) and 1-n-hexadecyl-3-methylimidazolium methanesulfonate (C16MImMeS)) contents were prepared, using either the melt blending (HDPE and PHB) or the solvent casting process (PLA). The antibiofilm assay with Candida spp. isolates was performed to assess the antibiofilm activity of these biomaterials. Inhibition percentages of biofilm formation of Candida tropicalis isolates were determined by the minor antibiofilm concentration (MAC) assay. Scanning electron microscopy was applied to verify the inhibition of biofilm formation on these biomaterials. The cytotoxicity of IS and the cell adhesion and biocompatibility of human mesenchymal stem cells (hMSC) of the HDPE, PHB and PLA films was studied. Histopathologic assays were performed with these biomaterials on ear pigskin to verify the occurrence of microscopic lesions. The HDPE, PHB and PLA films were characterized to understand their surface morphology, the presence of IS on the surface and the physicochemical properties thereof. The polymer films with different concentrations of the IS C16MImCl and C16MImMeS presented antibiofilm activity against isolates of Candida tropicalis, C. parapsilosis and C. albicans. The MAC assay enabled to determine that an increasing IS (C16MImCl and C16MImMeS) content in the PLA and PHB biomaterials promoted, in general, an increase in the inhibition percentage of biofilm formation, which was not observed for the HDPE films. The SEM micrographs showed the effective prevention of biofilm formation on the IS containing biomaterials. Lower concentrations of the IS showed no cytotoxicity. The biomaterials presented good cell adhesion percentages and biocompatibility with hMSC. Furthermore, no acute microscopic lesions were identified in the histopathological evaluation after contact between the biomaterials and ear pigskin. In combination with the good morphological, physicochemical and mechanical properties, these biomaterials can be considered as promising for use in the manufacturing of medical devices.

As Candida spp. têm grande habilidade para colonizar e formar biofilmes em dispositivos médicos e biomateriais, provocando infecções nos hospedeiros humanos. O Polietileno de Alta Densidade (PEAD), Polihidroxibutirato (PHB) e o Ácido Polilático (PLA) apresentam propriedades interessantes para aplicações em dispositivos médicos. Os sais imidazólicos (SI) apresentam propriedades avançadas, inclusive antifúngicas, podendo ser utilizados como aditivos nestes polímeros. Neste estudo, foram preparados filmes poliméricos com diferentes teores dos SI cloreto de 1-n-hexadecil-3-metilimidazólico (C16MImCl) e metanossulfonato de 1-n-hexadecil-3- metilimidazólico (C16MImMeS), através dos processos de mistura no estado fundido (PEAD e PHB) e de Solvent Casting (PLA). Para avaliar se esses biomateriais apresentavam atividade antibiofilme foram realizados ensaios Antibiofilme, testados frente a isolados de Candida spp. Para determinar a porcentagem de impedimento da formação do biofilme foram realizados ensaios de Menor Concentração Antibiofilme, frente a isolados de Candida tropicalis. Análises de Microscopia Eletrônica de Varredura foram realizadas para verificar se ocorre o impedimento da formação do biofilme nos biomateriais. Foram avaliadas a citotoxicidade dos SI, a adesão celular e a biocompatibilidade celular de células-tronco mesenquimais humanas (CTMh) nos filmes de PEAD, PHB e PLA. Foram realizados ensaios histopatológicos dos biomateriais em pele de orelha de suínos para verificar se ocorre lesões microscópicas. Os filmes de PEAD, PHB e PLA foram caracterizados para avaliar a morfologia, a presença dos SI na superfície e as propriedades físicoquímicas dos mesmos. Os filmes de PEAD, PHB e PLA com diferentes teores dos SI C16MImCl e C16MImMeS apresentaram atividade antibiofilme frente a isolados de Candida tropicalis, C. parapsilosis e C. albicans. Com o ensaio MCA foi possível verificar que com o aumento do teor dos SI (C16MImCl e C16MImMeS) no PLA e PHB ocorre em geral um aumento na porcentagem de impedimento da formação do biofilme, sendo que isso em geral não ocorre com o PEAD. As micrografias de MEV mostraram o efetivo impedimento da formação do biofilme. Em geral os SI não apresentaram citotoxicidade em baixas concentrações. Os biomateriais mostraram uma boa adesão celular e são biocompatíveis com CTMh. Na avaliação histopatológica de pele da orelha suína com os biomateriais não foram observadas lesões microscópicas agudas. Em combinação com as boas propriedades morfológicas, físico-químicas e mecânicas, estes biomateriais são promissores para serem utilizados na confecção de dispositivos médicos. / Candida spp. have great ability to colonize and form biofilms on medical devices and biomaterials, causing infections in human hosts. High-density polyethylene (HDPE), Polyhydroxybutyrate (PHB) and Polylactic acid (PLA) exhibit interesting properties for applications in medical devices. Imidazolium salts (IS) have advanced properties, including antifungal, which could be explored as additives in these polymers. In this study, polymer films with different IS (1-n-hexadecyl-3- methylimidazolium chloride (C16MImCl) and 1-n-hexadecyl-3-methylimidazolium methanesulfonate (C16MImMeS)) contents were prepared, using either the melt blending (HDPE and PHB) or the solvent casting process (PLA). The antibiofilm assay with Candida spp. isolates was performed to assess the antibiofilm activity of these biomaterials. Inhibition percentages of biofilm formation of Candida tropicalis isolates were determined by the minor antibiofilm concentration (MAC) assay. Scanning electron microscopy was applied to verify the inhibition of biofilm formation on these biomaterials. The cytotoxicity of IS and the cell adhesion and biocompatibility of human mesenchymal stem cells (hMSC) of the HDPE, PHB and PLA films was studied. Histopathologic assays were performed with these biomaterials on ear pigskin to verify the occurrence of microscopic lesions. The HDPE, PHB and PLA films were characterized to understand their surface morphology, the presence of IS on the surface and the physicochemical properties thereof. The polymer films with different concentrations of the IS C16MImCl and C16MImMeS presented antibiofilm activity against isolates of Candida tropicalis, C. parapsilosis and C. albicans. The MAC assay enabled to determine that an increasing IS (C16MImCl and C16MImMeS) content in the PLA and PHB biomaterials promoted, in general, an increase in the inhibition percentage of biofilm formation, which was not observed for the HDPE films. The SEM micrographs showed the effective prevention of biofilm formation on the IS containing biomaterials. Lower concentrations of the IS showed no cytotoxicity. The biomaterials presented good cell adhesion percentages and biocompatibility with hMSC. Furthermore, no acute microscopic lesions were identified in the histopathological evaluation after contact between the biomaterials and ear pigskin. In combination with the good morphological, physicochemical and mechanical properties, these biomaterials can be considered as promising for use in the manufacturing of medical devices.

As Candida spp. têm grande habilidade para colonizar e formar biofilmes em dispositivos médicos e biomateriais, provocando infecções nos hospedeiros humanos. O Polietileno de Alta Densidade (PEAD), Polihidroxibutirato (PHB) e o Ácido Polilático (PLA) apresentam propriedades interessantes para aplicações em dispositivos médicos. Os sais imidazólicos (SI) apresentam propriedades avançadas, inclusive antifúngicas, podendo ser utilizados como aditivos nestes polímeros. Neste estudo, foram preparados filmes poliméricos com diferentes teores dos SI cloreto de 1-n-hexadecil-3-metilimidazólico (C16MImCl) e metanossulfonato de 1-n-hexadecil-3- metilimidazólico (C16MImMeS), através dos processos de mistura no estado fundido (PEAD e PHB) e de Solvent Casting (PLA). Para avaliar se esses biomateriais apresentavam atividade antibiofilme foram realizados ensaios Antibiofilme, testados frente a isolados de Candida spp. Para determinar a porcentagem de impedimento da formação do biofilme foram realizados ensaios de Menor Concentração Antibiofilme, frente a isolados de Candida tropicalis. Análises de Microscopia Eletrônica de Varredura foram realizadas para verificar se ocorre o impedimento da formação do biofilme nos biomateriais. Foram avaliadas a citotoxicidade dos SI, a adesão celular e a biocompatibilidade celular de células-tronco mesenquimais humanas (CTMh) nos filmes de PEAD, PHB e PLA. Foram realizados ensaios histopatológicos dos biomateriais em pele de orelha de suínos para verificar se ocorre lesões microscópicas. Os filmes de PEAD, PHB e PLA foram caracterizados para avaliar a morfologia, a presença dos SI na superfície e as propriedades físicoquímicas dos mesmos. Os filmes de PEAD, PHB e PLA com diferentes teores dos SI C16MImCl e C16MImMeS apresentaram atividade antibiofilme frente a isolados de Candida tropicalis, C. parapsilosis e C. albicans. Com o ensaio MCA foi possível verificar que com o aumento do teor dos SI (C16MImCl e C16MImMeS) no PLA e PHB ocorre em geral um aumento na porcentagem de impedimento da formação do biofilme, sendo que isso em geral não ocorre com o PEAD. As micrografias de MEV mostraram o efetivo impedimento da formação do biofilme. Em geral os SI não apresentaram citotoxicidade em baixas concentrações. Os biomateriais mostraram uma boa adesão celular e são biocompatíveis com CTMh. Na avaliação histopatológica de pele da orelha suína com os biomateriais não foram observadas lesões microscópicas agudas. Em combinação com as boas propriedades morfológicas, físico-químicas e mecânicas, estes biomateriais são promissores para serem utilizados na confecção de dispositivos médicos. / Candida spp. have great ability to colonize and form biofilms on medical devices and biomaterials, causing infections in human hosts. High-density polyethylene (HDPE), Polyhydroxybutyrate (PHB) and Polylactic acid (PLA) exhibit interesting properties for applications in medical devices. Imidazolium salts (IS) have advanced properties, including antifungal, which could be explored as additives in these polymers. In this study, polymer films with different IS (1-n-hexadecyl-3- methylimidazolium chloride (C16MImCl) and 1-n-hexadecyl-3-methylimidazolium methanesulfonate (C16MImMeS)) contents were prepared, using either the melt blending (HDPE and PHB) or the solvent casting process (PLA). The antibiofilm assay with Candida spp. isolates was performed to assess the antibiofilm activity of these biomaterials. Inhibition percentages of biofilm formation of Candida tropicalis isolates were determined by the minor antibiofilm concentration (MAC) assay. Scanning electron microscopy was applied to verify the inhibition of biofilm formation on these biomaterials. The cytotoxicity of IS and the cell adhesion and biocompatibility of human mesenchymal stem cells (hMSC) of the HDPE, PHB and PLA films was studied. Histopathologic assays were performed with these biomaterials on ear pigskin to verify the occurrence of microscopic lesions. The HDPE, PHB and PLA films were characterized to understand their surface morphology, the presence of IS on the surface and the physicochemical properties thereof. The polymer films with different concentrations of the IS C16MImCl and C16MImMeS presented antibiofilm activity against isolates of Candida tropicalis, C. parapsilosis and C. albicans. The MAC assay enabled to determine that an increasing IS (C16MImCl and C16MImMeS) content in the PLA and PHB biomaterials promoted, in general, an increase in the inhibition percentage of biofilm formation, which was not observed for the HDPE films. The SEM micrographs showed the effective prevention of biofilm formation on the IS containing biomaterials. Lower concentrations of the IS showed no cytotoxicity. The biomaterials presented good cell adhesion percentages and biocompatibility with hMSC. Furthermore, no acute microscopic lesions were identified in the histopathological evaluation after contact between the biomaterials and ear pigskin. In combination with the good morphological, physicochemical and mechanical properties, these biomaterials can be considered as promising for use in the manufacturing of medical devices.

Os membros do complexo de espécies Fusarium graminearum (CEFG) estão entre os mais importantes fungos micotoxigênico que infectam tecidos florais e interferem no desenvolvimento dos grãos de cereais resultando na redução da produtividade e qualidade dos grãos. Sais imidazólicos (SI) são compostos orgânicos constituídos por um grande cátion orgânico em conjunto com um ânion e alquilo substituintes. Os cátions e ânions constituintes modificam as propriedades químicas e físicas resultando no surgimento de características interessantes destes compostos, que incluem natureza anfifílica e baixa toxicidade para as células humanas. Recentemente, SI foram testados contra fungos e bactérias patogênicas para o homem com resultados promissores. O objetivo deste estudo foi investigar a atividade antifúngica de SI contra o CEFG que afetam grãos de trigo. A sensibilidade de F. graminearum, F. asiaticum e F. meridionale foi avaliada frente a três SI, que variaram quanto aos ânions substituintes (C16MImCl, C16MImMeS e C16MImNTf2), e um fungicida comercial (tebuconazol). A avaliação foi realizada com base na germinação dos esporos e na inibição efetiva de 50% do micélio. A concentração inibitória mínima (CIM) variou de 1,56 a 6,25 μg/mL, e o CIM mais frequente foi determinado em 3,12 μg/mL. Apenas um SI, cloreto de 1-n-hexadecil-3-metilimidazolio - C16MImCl, foi capaz de reduzir 50% do crescimento micelial in vitro (CE50) para todos os isolados, a uma concentração de 0,321 g/L. As curvas de tempo de morte indicaram que o SI C16MImCl apresenta efeito fungicida significativo na concentração de 12,48 μg/mL, com a ação iniciada desde a primeira hora de incubação, que foi mantida durante o desenvolvimento do ensaio. O SI C16MImCl foi pulverizado sobre as espigas de trigo durante a floração suprimindo com sucesso os sintomas e controlando F. graminearum nas espigas e grãos quando aplicado de forma preventiva (antes da inoculação fúngica) e na dose mais elevada (2 g/L), não diferindo do fungicida usual tebuconazol. Os dados sugerem o uso potencial do SI C16MImCl para o controle do fungo micotoxigênico F. graminearum em doenças que afetam o trigo especialmente quando aplicados antes da infecção fúngica. / Members of the Fusarium graminearum species complex (FGSC) are among the most important mycotoxigenic fungi that infect floral tissues and developing kernels of cereal crops, and lead to reduced grain yield and quality. Imidazolium salts (IMSs), are organic compounds composed entirely of a large organic cation together with an anion and alkyl substituents. The cation and/or anion constituents modifiy the chemical and physical properties which may result in the emergence of interesting properties of these compounds that include an amphiphilic nature, low toxicity to human cells . Recently, IMSs have been tested against fungi and bacteria that are pathogenic to humans with promising results. The aim of this study was to investigate the antifungal activity of imidazolium salts (IMS) against FGSC which affects wheat grains. The sensitivity of F. graminearum, F. asiaticum and F. meridionale isolates to three IMS, which vary in substituent anions (C16MImCl, C16MImMeS and C16MImNTf2), and one commercial fungicide (tebuconazole) was evaluated based on spore germination and mycelial growth inhibition. The minimum inhibitory concentration (MIC) ranged from 1.56 to 6.25 μg/mL, with 3.12 μg/mL as the most frequent MIC. Only one IMS, 1-n-Hexadecyl-3-methylimidazolium chloride (C16MImCl), was able to reduce 50% of the in vitro mycelial growth (EC50) for all isolates at a concentration of 0.321g/L. The time-kill curves indicated a significant fungicidal effect at the concentration of four times the MIC (12,48 μg/mL), starting since one hour after incubation, which was maintained during the course of the experiment. The IMS C16MImCl sprayed onto the wheat spikes during flowering succesfully supressed symptoms and control of the disease in the spikes and kernels when applied preventatively (before fungal inoculation) at the highest dosage (2 g/L), not differing from tebuconazole. The data suggests the potential of using an IMS for controlling mycotoxigenic Fusarium and the resulting disease affecting wheat, especially when applied prior to fungal infection.

Os membros do complexo de espécies Fusarium graminearum (CEFG) estão entre os mais importantes fungos micotoxigênico que infectam tecidos florais e interferem no desenvolvimento dos grãos de cereais resultando na redução da produtividade e qualidade dos grãos. Sais imidazólicos (SI) são compostos orgânicos constituídos por um grande cátion orgânico em conjunto com um ânion e alquilo substituintes. Os cátions e ânions constituintes modificam as propriedades químicas e físicas resultando no surgimento de características interessantes destes compostos, que incluem natureza anfifílica e baixa toxicidade para as células humanas. Recentemente, SI foram testados contra fungos e bactérias patogênicas para o homem com resultados promissores. O objetivo deste estudo foi investigar a atividade antifúngica de SI contra o CEFG que afetam grãos de trigo. A sensibilidade de F. graminearum, F. asiaticum e F. meridionale foi avaliada frente a três SI, que variaram quanto aos ânions substituintes (C16MImCl, C16MImMeS e C16MImNTf2), e um fungicida comercial (tebuconazol). A avaliação foi realizada com base na germinação dos esporos e na inibição efetiva de 50% do micélio. A concentração inibitória mínima (CIM) variou de 1,56 a 6,25 μg/mL, e o CIM mais frequente foi determinado em 3,12 μg/mL. Apenas um SI, cloreto de 1-n-hexadecil-3-metilimidazolio - C16MImCl, foi capaz de reduzir 50% do crescimento micelial in vitro (CE50) para todos os isolados, a uma concentração de 0,321 g/L. As curvas de tempo de morte indicaram que o SI C16MImCl apresenta efeito fungicida significativo na concentração de 12,48 μg/mL, com a ação iniciada desde a primeira hora de incubação, que foi mantida durante o desenvolvimento do ensaio. O SI C16MImCl foi pulverizado sobre as espigas de trigo durante a floração suprimindo com sucesso os sintomas e controlando F. graminearum nas espigas e grãos quando aplicado de forma preventiva (antes da inoculação fúngica) e na dose mais elevada (2 g/L), não diferindo do fungicida usual tebuconazol. Os dados sugerem o uso potencial do SI C16MImCl para o controle do fungo micotoxigênico F. graminearum em doenças que afetam o trigo especialmente quando aplicados antes da infecção fúngica. / Members of the Fusarium graminearum species complex (FGSC) are among the most important mycotoxigenic fungi that infect floral tissues and developing kernels of cereal crops, and lead to reduced grain yield and quality. Imidazolium salts (IMSs), are organic compounds composed entirely of a large organic cation together with an anion and alkyl substituents. The cation and/or anion constituents modifiy the chemical and physical properties which may result in the emergence of interesting properties of these compounds that include an amphiphilic nature, low toxicity to human cells . Recently, IMSs have been tested against fungi and bacteria that are pathogenic to humans with promising results. The aim of this study was to investigate the antifungal activity of imidazolium salts (IMS) against FGSC which affects wheat grains. The sensitivity of F. graminearum, F. asiaticum and F. meridionale isolates to three IMS, which vary in substituent anions (C16MImCl, C16MImMeS and C16MImNTf2), and one commercial fungicide (tebuconazole) was evaluated based on spore germination and mycelial growth inhibition. The minimum inhibitory concentration (MIC) ranged from 1.56 to 6.25 μg/mL, with 3.12 μg/mL as the most frequent MIC. Only one IMS, 1-n-Hexadecyl-3-methylimidazolium chloride (C16MImCl), was able to reduce 50% of the in vitro mycelial growth (EC50) for all isolates at a concentration of 0.321g/L. The time-kill curves indicated a significant fungicidal effect at the concentration of four times the MIC (12,48 μg/mL), starting since one hour after incubation, which was maintained during the course of the experiment. The IMS C16MImCl sprayed onto the wheat spikes during flowering succesfully supressed symptoms and control of the disease in the spikes and kernels when applied preventatively (before fungal inoculation) at the highest dosage (2 g/L), not differing from tebuconazole. The data suggests the potential of using an IMS for controlling mycotoxigenic Fusarium and the resulting disease affecting wheat, especially when applied prior to fungal infection.

Os membros do complexo de espécies Fusarium graminearum (CEFG) estão entre os mais importantes fungos micotoxigênico que infectam tecidos florais e interferem no desenvolvimento dos grãos de cereais resultando na redução da produtividade e qualidade dos grãos. Sais imidazólicos (SI) são compostos orgânicos constituídos por um grande cátion orgânico em conjunto com um ânion e alquilo substituintes. Os cátions e ânions constituintes modificam as propriedades químicas e físicas resultando no surgimento de características interessantes destes compostos, que incluem natureza anfifílica e baixa toxicidade para as células humanas. Recentemente, SI foram testados contra fungos e bactérias patogênicas para o homem com resultados promissores. O objetivo deste estudo foi investigar a atividade antifúngica de SI contra o CEFG que afetam grãos de trigo. A sensibilidade de F. graminearum, F. asiaticum e F. meridionale foi avaliada frente a três SI, que variaram quanto aos ânions substituintes (C16MImCl, C16MImMeS e C16MImNTf2), e um fungicida comercial (tebuconazol). A avaliação foi realizada com base na germinação dos esporos e na inibição efetiva de 50% do micélio. A concentração inibitória mínima (CIM) variou de 1,56 a 6,25 μg/mL, e o CIM mais frequente foi determinado em 3,12 μg/mL. Apenas um SI, cloreto de 1-n-hexadecil-3-metilimidazolio - C16MImCl, foi capaz de reduzir 50% do crescimento micelial in vitro (CE50) para todos os isolados, a uma concentração de 0,321 g/L. As curvas de tempo de morte indicaram que o SI C16MImCl apresenta efeito fungicida significativo na concentração de 12,48 μg/mL, com a ação iniciada desde a primeira hora de incubação, que foi mantida durante o desenvolvimento do ensaio. O SI C16MImCl foi pulverizado sobre as espigas de trigo durante a floração suprimindo com sucesso os sintomas e controlando F. graminearum nas espigas e grãos quando aplicado de forma preventiva (antes da inoculação fúngica) e na dose mais elevada (2 g/L), não diferindo do fungicida usual tebuconazol. Os dados sugerem o uso potencial do SI C16MImCl para o controle do fungo micotoxigênico F. graminearum em doenças que afetam o trigo especialmente quando aplicados antes da infecção fúngica. / Members of the Fusarium graminearum species complex (FGSC) are among the most important mycotoxigenic fungi that infect floral tissues and developing kernels of cereal crops, and lead to reduced grain yield and quality. Imidazolium salts (IMSs), are organic compounds composed entirely of a large organic cation together with an anion and alkyl substituents. The cation and/or anion constituents modifiy the chemical and physical properties which may result in the emergence of interesting properties of these compounds that include an amphiphilic nature, low toxicity to human cells . Recently, IMSs have been tested against fungi and bacteria that are pathogenic to humans with promising results. The aim of this study was to investigate the antifungal activity of imidazolium salts (IMS) against FGSC which affects wheat grains. The sensitivity of F. graminearum, F. asiaticum and F. meridionale isolates to three IMS, which vary in substituent anions (C16MImCl, C16MImMeS and C16MImNTf2), and one commercial fungicide (tebuconazole) was evaluated based on spore germination and mycelial growth inhibition. The minimum inhibitory concentration (MIC) ranged from 1.56 to 6.25 μg/mL, with 3.12 μg/mL as the most frequent MIC. Only one IMS, 1-n-Hexadecyl-3-methylimidazolium chloride (C16MImCl), was able to reduce 50% of the in vitro mycelial growth (EC50) for all isolates at a concentration of 0.321g/L. The time-kill curves indicated a significant fungicidal effect at the concentration of four times the MIC (12,48 μg/mL), starting since one hour after incubation, which was maintained during the course of the experiment. The IMS C16MImCl sprayed onto the wheat spikes during flowering succesfully supressed symptoms and control of the disease in the spikes and kernels when applied preventatively (before fungal inoculation) at the highest dosage (2 g/L), not differing from tebuconazole. The data suggests the potential of using an IMS for controlling mycotoxigenic Fusarium and the resulting disease affecting wheat, especially when applied prior to fungal infection.

Os cimentos de ionômero de vidro são biomateriais constituídos de polímeros ácidos, vidro básico (ionizável) e água, sendo usados amplamente no campo odontológico, como materiais restauradores ou ainda como cimentadores de bandas ortodônticas. Estes compostos podem ser suscetíveis a formação de biofilmes por espécies de Candida na sua superfície em função da rugosidade associada a colonização fúngica do meio bucal. Pesquisas na área de desenvolvimento de biomateriais funcionais tem buscado desenvolver compostos de alta eficácia e baixa toxicidade que sejam capazes de inibir a formação de biofilmes sobre superfícies biológicas. Considerando a busca por novos biomateriais, foi desenvolvido um estudo ex vivo com o objetivo de modificar a estrutura de um cimento de ionômero de vidro comercialmente disponível (Ketac® Cem Easymix 3M) através da inserção do sal imidazólico cloreto de 1-nhexadecil- 3-metilimidazol comparado ao cloreto de cetilpiridínio para compor um novo composto com atividade antibiofilme. O sal imidazólico e o cloreto de cetilpiridínio foram acrescentados diretamente ao pó do ionômero de vidro na proporção de 10 ppm p/p. A partir desta adição inicial, foi realizada a reação de polimerização do ionômero, obtendo corpos de prova (CP) medindo 5 mm Ø × 3 mm h, os quais foram divididos em 03 grupos: CP1, constituído do ionômero na formulação original (controle de crescimento de biofilme); CP2, constituído do ionômero acrescido com o cloreto de cetilpiridínio (referência) e CP3, constituído do ionômero acrescido do sal imidazólico. Foram testadas nove cepas de Candida não albicans resistentes ao antifúngicos usuais, sendo três cepas de C. glabrata (RL22, RL24 e RL25), três cepas de C. tropicalis (57A, 72A e 72P) e três cepas de C. parapsilosis (RL11, RL20 e RL32), todas depositadas no Laboratório de Micologia da UFRGS. Avaliou-se a resistência a deformação plástica pelo teste de microdureza; a atividade antibiofilme pela avaliação de inibição de crescimento na superfície dos CP por microscopia eletrônica de varredura e avaliação de hipoalerginicidade pelo teste da membrana cório-alantoide. O teste de microdureza não apresentou diferença significativa (p>0,05) entre os três grupos, com valor médio de 44.2 HV para o CP1, 43.5 HV para o CP2 e 43,1 HV para o CP3. A avaliação da superfície dos CP através da análise de microscopia eletrônica demonstrou haver inibição completa da formação do biofilme de todas as cepas testadas. O teste da membrana cório-alantoide indicou que o ionômero de vidro na sua composição original, bem como acrescido dos dois compostos testados, demonstrou ser hipoalergênico. Considerando os dados apresentados, podemos concluir que a adição do sal imidazólico na formulação do ionômero de vidro promoveu a ação antibiofilme contra cepas multirresistente sem perda nas características de microdureza e hipoalergenicidade. / Glass ionomer cements are biomaterials composed of acid polymers, basic glass (ionizable) and water, being widely used in dentistry, as restorative materials or as orthodontic bands. These compounds may be susceptible to biofilm formation on their surface by Candida species because of the roughness associated with fungal colonization of the oral cavity. Research on antifungal drugs development has focused on the synthesis of new compounds, that present effective action and low toxicity that are able to inhibit the formation of biofilms on biological surfaces. Considering the demand for biomaterials with antibiofilm activity, an ex vivo study was developed with the objective of modifying the structure of a commercially available glass ionomer cement (Ketac® Cem Easymix 3M) by insertion of the imidazole salt 1-n-hexadecyl-3- methylimidazole chloride compared to the cetylpyridinium chloride to make a novel compound with antibiofilm activity. The imidazole salt and cetylpyridinium chloride were added directly to the glass ionomer powder at a ratio of 10 ppm w/w. From this initial addition, the ionomer polymerization reaction was performed, obtaining test specimens (TS) measuring 5 mm Ø × 3 mm h, divided into three groups; i) TS1, composed only of GIC (growth control reference); ii) TS2, glass ionomer and cetylpyridinium chloride added directly to the powder (drug reference); and iii) TS3, glass ionomer and imidazolium salt using the same procedure. Nine strains of nonalbicans Candida, resistant to usual antifungals, were used; three C. glabrata strains (RL22, RL24 and RL25), three C. tropicalis strains (57A, 72A and 72P) and three C. Parapsilosis strains (RL11, RL20 and RL32), all the strains are deposited in the Mycology Collection at UFRGS. The plastic deformation was evaluated by the microhardness test; the antibiofilm activity by the evaluation of inhibition of growth on the surface of the specimens by scanning electron microscopy and evaluation of hypoallerginicity by the test of the chorioallantoic membrane. The plastic deformation evaluation showed no significant difference among the three groups, with a mean value of 44.2 HV for TS1, 43.5 HV for TS2 and 43,1 HV for TS3. Evaluating the biofilm formation on TSs, all the isolates form biofilm on TS1 (reference). On the other hand, both TS2 and TS3 were able to inhibit surface biofilm growth. The allergenicity evaluation of the three TSs showed no evidence of tissue alteration, considering that the eggs’ chorioallantoic membrane remained intact. Considering the presented data, we can conclude that the addition of the imidazole salt in the glass ionomer formulation promoted the antibiofilm action against multiresistant strains without loss in the characteristics of microhardness and hypoallergenicity.

Os cimentos de ionômero de vidro são biomateriais constituídos de polímeros ácidos, vidro básico (ionizável) e água, sendo usados amplamente no campo odontológico, como materiais restauradores ou ainda como cimentadores de bandas ortodônticas. Estes compostos podem ser suscetíveis a formação de biofilmes por espécies de Candida na sua superfície em função da rugosidade associada a colonização fúngica do meio bucal. Pesquisas na área de desenvolvimento de biomateriais funcionais tem buscado desenvolver compostos de alta eficácia e baixa toxicidade que sejam capazes de inibir a formação de biofilmes sobre superfícies biológicas. Considerando a busca por novos biomateriais, foi desenvolvido um estudo ex vivo com o objetivo de modificar a estrutura de um cimento de ionômero de vidro comercialmente disponível (Ketac® Cem Easymix 3M) através da inserção do sal imidazólico cloreto de 1-nhexadecil- 3-metilimidazol comparado ao cloreto de cetilpiridínio para compor um novo composto com atividade antibiofilme. O sal imidazólico e o cloreto de cetilpiridínio foram acrescentados diretamente ao pó do ionômero de vidro na proporção de 10 ppm p/p. A partir desta adição inicial, foi realizada a reação de polimerização do ionômero, obtendo corpos de prova (CP) medindo 5 mm Ø × 3 mm h, os quais foram divididos em 03 grupos: CP1, constituído do ionômero na formulação original (controle de crescimento de biofilme); CP2, constituído do ionômero acrescido com o cloreto de cetilpiridínio (referência) e CP3, constituído do ionômero acrescido do sal imidazólico. Foram testadas nove cepas de Candida não albicans resistentes ao antifúngicos usuais, sendo três cepas de C. glabrata (RL22, RL24 e RL25), três cepas de C. tropicalis (57A, 72A e 72P) e três cepas de C. parapsilosis (RL11, RL20 e RL32), todas depositadas no Laboratório de Micologia da UFRGS. Avaliou-se a resistência a deformação plástica pelo teste de microdureza; a atividade antibiofilme pela avaliação de inibição de crescimento na superfície dos CP por microscopia eletrônica de varredura e avaliação de hipoalerginicidade pelo teste da membrana cório-alantoide. O teste de microdureza não apresentou diferença significativa (p>0,05) entre os três grupos, com valor médio de 44.2 HV para o CP1, 43.5 HV para o CP2 e 43,1 HV para o CP3. A avaliação da superfície dos CP através da análise de microscopia eletrônica demonstrou haver inibição completa da formação do biofilme de todas as cepas testadas. O teste da membrana cório-alantoide indicou que o ionômero de vidro na sua composição original, bem como acrescido dos dois compostos testados, demonstrou ser hipoalergênico. Considerando os dados apresentados, podemos concluir que a adição do sal imidazólico na formulação do ionômero de vidro promoveu a ação antibiofilme contra cepas multirresistente sem perda nas características de microdureza e hipoalergenicidade. / Glass ionomer cements are biomaterials composed of acid polymers, basic glass (ionizable) and water, being widely used in dentistry, as restorative materials or as orthodontic bands. These compounds may be susceptible to biofilm formation on their surface by Candida species because of the roughness associated with fungal colonization of the oral cavity. Research on antifungal drugs development has focused on the synthesis of new compounds, that present effective action and low toxicity that are able to inhibit the formation of biofilms on biological surfaces. Considering the demand for biomaterials with antibiofilm activity, an ex vivo study was developed with the objective of modifying the structure of a commercially available glass ionomer cement (Ketac® Cem Easymix 3M) by insertion of the imidazole salt 1-n-hexadecyl-3- methylimidazole chloride compared to the cetylpyridinium chloride to make a novel compound with antibiofilm activity. The imidazole salt and cetylpyridinium chloride were added directly to the glass ionomer powder at a ratio of 10 ppm w/w. From this initial addition, the ionomer polymerization reaction was performed, obtaining test specimens (TS) measuring 5 mm Ø × 3 mm h, divided into three groups; i) TS1, composed only of GIC (growth control reference); ii) TS2, glass ionomer and cetylpyridinium chloride added directly to the powder (drug reference); and iii) TS3, glass ionomer and imidazolium salt using the same procedure. Nine strains of nonalbicans Candida, resistant to usual antifungals, were used; three C. glabrata strains (RL22, RL24 and RL25), three C. tropicalis strains (57A, 72A and 72P) and three C. Parapsilosis strains (RL11, RL20 and RL32), all the strains are deposited in the Mycology Collection at UFRGS. The plastic deformation was evaluated by the microhardness test; the antibiofilm activity by the evaluation of inhibition of growth on the surface of the specimens by scanning electron microscopy and evaluation of hypoallerginicity by the test of the chorioallantoic membrane. The plastic deformation evaluation showed no significant difference among the three groups, with a mean value of 44.2 HV for TS1, 43.5 HV for TS2 and 43,1 HV for TS3. Evaluating the biofilm formation on TSs, all the isolates form biofilm on TS1 (reference). On the other hand, both TS2 and TS3 were able to inhibit surface biofilm growth. The allergenicity evaluation of the three TSs showed no evidence of tissue alteration, considering that the eggs’ chorioallantoic membrane remained intact. Considering the presented data, we can conclude that the addition of the imidazole salt in the glass ionomer formulation promoted the antibiofilm action against multiresistant strains without loss in the characteristics of microhardness and hypoallergenicity.

Os cimentos de ionômero de vidro são biomateriais constituídos de polímeros ácidos, vidro básico (ionizável) e água, sendo usados amplamente no campo odontológico, como materiais restauradores ou ainda como cimentadores de bandas ortodônticas. Estes compostos podem ser suscetíveis a formação de biofilmes por espécies de Candida na sua superfície em função da rugosidade associada a colonização fúngica do meio bucal. Pesquisas na área de desenvolvimento de biomateriais funcionais tem buscado desenvolver compostos de alta eficácia e baixa toxicidade que sejam capazes de inibir a formação de biofilmes sobre superfícies biológicas. Considerando a busca por novos biomateriais, foi desenvolvido um estudo ex vivo com o objetivo de modificar a estrutura de um cimento de ionômero de vidro comercialmente disponível (Ketac® Cem Easymix 3M) através da inserção do sal imidazólico cloreto de 1-nhexadecil- 3-metilimidazol comparado ao cloreto de cetilpiridínio para compor um novo composto com atividade antibiofilme. O sal imidazólico e o cloreto de cetilpiridínio foram acrescentados diretamente ao pó do ionômero de vidro na proporção de 10 ppm p/p. A partir desta adição inicial, foi realizada a reação de polimerização do ionômero, obtendo corpos de prova (CP) medindo 5 mm Ø × 3 mm h, os quais foram divididos em 03 grupos: CP1, constituído do ionômero na formulação original (controle de crescimento de biofilme); CP2, constituído do ionômero acrescido com o cloreto de cetilpiridínio (referência) e CP3, constituído do ionômero acrescido do sal imidazólico. Foram testadas nove cepas de Candida não albicans resistentes ao antifúngicos usuais, sendo três cepas de C. glabrata (RL22, RL24 e RL25), três cepas de C. tropicalis (57A, 72A e 72P) e três cepas de C. parapsilosis (RL11, RL20 e RL32), todas depositadas no Laboratório de Micologia da UFRGS. Avaliou-se a resistência a deformação plástica pelo teste de microdureza; a atividade antibiofilme pela avaliação de inibição de crescimento na superfície dos CP por microscopia eletrônica de varredura e avaliação de hipoalerginicidade pelo teste da membrana cório-alantoide. O teste de microdureza não apresentou diferença significativa (p>0,05) entre os três grupos, com valor médio de 44.2 HV para o CP1, 43.5 HV para o CP2 e 43,1 HV para o CP3. A avaliação da superfície dos CP através da análise de microscopia eletrônica demonstrou haver inibição completa da formação do biofilme de todas as cepas testadas. O teste da membrana cório-alantoide indicou que o ionômero de vidro na sua composição original, bem como acrescido dos dois compostos testados, demonstrou ser hipoalergênico. Considerando os dados apresentados, podemos concluir que a adição do sal imidazólico na formulação do ionômero de vidro promoveu a ação antibiofilme contra cepas multirresistente sem perda nas características de microdureza e hipoalergenicidade. / Glass ionomer cements are biomaterials composed of acid polymers, basic glass (ionizable) and water, being widely used in dentistry, as restorative materials or as orthodontic bands. These compounds may be susceptible to biofilm formation on their surface by Candida species because of the roughness associated with fungal colonization of the oral cavity. Research on antifungal drugs development has focused on the synthesis of new compounds, that present effective action and low toxicity that are able to inhibit the formation of biofilms on biological surfaces. Considering the demand for biomaterials with antibiofilm activity, an ex vivo study was developed with the objective of modifying the structure of a commercially available glass ionomer cement (Ketac® Cem Easymix 3M) by insertion of the imidazole salt 1-n-hexadecyl-3- methylimidazole chloride compared to the cetylpyridinium chloride to make a novel compound with antibiofilm activity. The imidazole salt and cetylpyridinium chloride were added directly to the glass ionomer powder at a ratio of 10 ppm w/w. From this initial addition, the ionomer polymerization reaction was performed, obtaining test specimens (TS) measuring 5 mm Ø × 3 mm h, divided into three groups; i) TS1, composed only of GIC (growth control reference); ii) TS2, glass ionomer and cetylpyridinium chloride added directly to the powder (drug reference); and iii) TS3, glass ionomer and imidazolium salt using the same procedure. Nine strains of nonalbicans Candida, resistant to usual antifungals, were used; three C. glabrata strains (RL22, RL24 and RL25), three C. tropicalis strains (57A, 72A and 72P) and three C. Parapsilosis strains (RL11, RL20 and RL32), all the strains are deposited in the Mycology Collection at UFRGS. The plastic deformation was evaluated by the microhardness test; the antibiofilm activity by the evaluation of inhibition of growth on the surface of the specimens by scanning electron microscopy and evaluation of hypoallerginicity by the test of the chorioallantoic membrane. The plastic deformation evaluation showed no significant difference among the three groups, with a mean value of 44.2 HV for TS1, 43.5 HV for TS2 and 43,1 HV for TS3. Evaluating the biofilm formation on TSs, all the isolates form biofilm on TS1 (reference). On the other hand, both TS2 and TS3 were able to inhibit surface biofilm growth. The allergenicity evaluation of the three TSs showed no evidence of tissue alteration, considering that the eggs’ chorioallantoic membrane remained intact. Considering the presented data, we can conclude that the addition of the imidazole salt in the glass ionomer formulation promoted the antibiofilm action against multiresistant strains without loss in the characteristics of microhardness and hypoallergenicity.

Líquidos iônicos imidazólios (LIIs) associados a ânions com caráter básico foram sintetizados, caracterizados e seu comportamento estudado em solução. Inicialmente a troca isotópica H/D preferencial no grupo C2-CH3 de sais de 1-nbutil-2,3-dimetilimidazólio (BMMI) foi avaliada. Ficou evidente que o contato entre os pares de íons e a atuação do ânion como uma base neutra influenciaram fortemente a deuteração. Após a análise dos resultados de RMN, cálculos de DFT (Teoria do Funcional de Densidade) e Difração de Raios X, um complexo entre uma molécula de água e alguns LI foi sugerido, modificando fortemente a estrutura organizacional e afetando também a troca isotópica nestes sais. Através do mecanismo reacional proposto, surgiu a possibilidade de deuteração de novos substratos contendo H ácidos, usando os LIIs como catalisadores. A reação de troca isotópica em alcinos e cetonas foi estudada e bons resultados foram obtidos. O efeito da variação de cátions e ânions na atividade catalítica foi analisado, assim como a variação dos substituintes dos substratos. Além disso, um estudo cinético foi realizado através de análises de RMN de 1H e o mecanismo reacional foi proposto. Por fim, a capacidade de formação de pares iônicos em soluções aquosas de LIIs foi avaliada na captura de CO2. Ótimos resultados foram obtidos e atribuídos à ocorrência de sorção física e química devido à ativação da água pelo LII. / Imidazolium based ionic liquids (ImIL) associated with basic anions were synthesized, characterized and studied. Initially the preferred H/D isotopic exchange to C2-CH3 group of 1-nbutyl-2,3-dimethylimidazolium salts (BMMI) was studied. In this context, it became evident that the ion-pairing formation and the anion action as a neutral base strongly influence the deuteration reaction. NMR analysis, theoretical calculation (Density Functional Theory) and X-ray Diffraction have been performed and a complex between a water molecule and the IL have been suggested, strongly modifying the IL structure and characteristics. The isotope exchange reaction in alkynes and ketones was studied using imidazolium based ionic liquids as catalysts and good results obtained. The effect of cation and anion variation on the catalyst activity were analyzed, also a variation of the substrate substituent’s. Also, a kinetic study was performed by 1H NMR analyzes and the reaction mechanism were proposed. Finally, the ability to form ion pair contact of ILs in aqueous solutions was evaluated for CO2 capture. Great results were obtained and this success can be attributed to the occurrence of physical and chemical sorption due to water activation by the IL.