Orientador: Clóvis Augusto Ribeiro / Co-orientador: Wagner Luiz Polito / Banca: Edilene Cristina Ferreira / Banca: Eny Maria Vieira / Resumo: Este trabalho focalizou procedimentos de fertilização (nitrogenada, potássica e fosfórica) na Agricultura. Investigou-se novos materiais para revestir superfícies de fertilizantes e, também, estudou-se metodologias de medidas visando avaliações de desempenho dos produtos em medidas de CRF (Controlled Release of Fertilizer), com aplicações diretas em produtos e processos. O polímero utilizado no revestimento de uréia, KCl e MAP (monoamônio fosfato) foi desenvolvido à base de uma resina acrílica estirenada. Na formulação do polímero de aplicação foram utilizados compósitos como melaço-de-cana e vinhaça e no processo de aplicação foi adicionado CaCO3 ou CaSO4, estes com papel determinante no processo de liberação gradual, através de um mecanismo de troca catiônica que promove a liberação preferencial de amônio. Neste trabalho apresenta-se um levantamento resumido sobre o tema, reações, estruturas e propriedades químicas relacionadas com a dissolução controlada de uréia e dos outros nutrientes. O polímero usado para o controle do processo de liberação lenta das espécies solúveis na água (umidade) do solo foi avaliado a partir de técnicas de medidas baseadas em sistemas de dissolução acelerada em meio aquoso, desenvolvidas empregando-se Condutometria e Potenciometria (Eletrodo de Íon Seletivo). Também foi investigado comparativamente o efeito salino do KCl e KCl revestido no solo. O polímero foi desenhado quimicamente para exibir propriedades estruturais e químicas favoráveis com foco na economia de nutrientes (redução de doses aplicadas). O polímero modificado empregado no revestimento dos nutrientes foi caracterizado através das análises térmicas DSC (Defferential Scanning Calorimetry) e TG (Thermogravimetry), visando a determinação de propriedades e características específicas do polímero, como a transição vítrea e a estabilidade. Verificou-se... / Abstract: This paper focused on fertilization procedures (nitrogen, potassium and phosphorous) in Agriculture. We have undertaken an investigation of new materials for coating surfaces of fertilizer and also studied methodologies of measurement, aiming to evaluate the performance of the products in measures of CRF (Controlled Release of Fertilizer), with direct applications in products and processes. The polymer used to coat urea, KCl and MAP (monoammonium phosphate) was developed based on a styrenated acrylic resin. In the formulation of the polymer application were used as sugar cane molasses and vinasse compounds and on the application process was added CaCO3 or CaSO4, with these decisive role in gradual release process by a cation exchange mechanism that promotes preferential release of ammonium. This paper presents a summary on the topic, reactions, structures and chemical properties related to the dissolution controlled urea and other nutrients survey. The polymer used to control the process of the slow release of the species soluble in water (moisture) of the soil was assessed from measurement techniques based on accelerated dissolution in aqueous systems, developed employing Condutometry and Potentiometry (Ion Selective Electrode). Also was investigated comparatively the salt effect of KCl and KCl coated on the ground. The polymer was chemically designed to display favorable structural and chemical properties focusing on nutrient economy (reduction of applied doses). The modified polymer applied in the lining of the nutrient was characterized by thermal analysis of DSC (Defferential Scanning Calorimetry) and TG (Thermogravimetry), in order to determine the properties and characteristics of the polymer, such as glass transition and stability. It was found through these analysis that the modification made in the polymer changes some of its physical and chemical characteristics, as the reduction in glass... / Mestre

Hidrogéis são macromoléculas tridimensionais formadas por polímeros hidrofílicos, os quais são entrecruzados para manter sua estrutura. Quando expostos a água apresentam grande absorção, porém sem sofrer a dissolução. Nesta tese foram preparados hidrogéis para serem aplicados como materiais de liberação controlada de fertilizantes e condicionadores de solo. Os hidrogéis foram sintetizados através de reações de entrecruzamento de goma gelana (GGHA e GGLA) com (i) quitosana (CH), (ii) Jeffamina (JEF), (iii) L-lisina (LYS), (iv) gelatina (GEL) e alginato (ALG) com quitosana (CH). A formação de redes poliméricas foi confirmada por espectroscopia FT-IR e análises térmicas, também evidenciando a estabilidade térmica dessas amostras acima de 200°C. As morfologias dos hidrogéis liofilizados foram observadas por MEV, evidenciando as estruturas abertas e porosas. Os resultados de hidratação dos hidrogéis mostraram altos valores de absorção de água em relação ao seu peso seco, sendo 218 vezes para GGHA:CH, 164 vezes para GGHA:LYS, 145 vezes para GGHA:JEF, 113 vezes para GGHA:GEL e 80 vezes para ALG:CH. Amostras de GGLA apresentaram baixos valores de absorção de água. Os testes de perda de água dos hidrogéis ALG:CH apresentam tempo 59% maior e os hidrogéis de GGHA:CH 100% maior e, aproximadamente 60% maior para os hidrogéis GGHA:LYS, GGHA:JEF e GGHA:GEL quando comparados com a evaporação de água pura. A liberação completa do fertilizante comercial monopotássio de fosfato (MKP) ocorreu em 8 h de imersão dos hidrogéis em água e foi estimada em aproximadamente 400 mg por um grama de polímero, independente do hidrogel utilizado, enquanto os ensaios de liberação controlada do fertilizante nitrogênio, fósforo e potássio (NPK) revelaram liberação de aproximadamente 300 mg de fertilizante por um grama de hidrogel, também independente do hidrogel utilizado. Os resultados obtidos demonstraram a possível utilização de hidrogéis entrecruzados a base de macromoléculas naturais em sistemas de controle de umidade do solo e liberação controlada de fertilizantes. / New hydrogels based on natural macromolecules such as gellan gum, chitosan, alginate, gelatin and lysine were synthetized and characterized by spectroscopic, thermal and microscopic analysis. The samples were also investigated in terms of water absorption and fertilizers release. The samples were obtained by crosslinking reactions of gellan gum (GGHA and GGLA) with (i) chitosan (CH), (ii) Jeffamine (JEF), (iii) L-lysine (LYS) and (iv) gelatin (GEL). The samples of alginate (ALG) and chitosan (CH) were also obtained and characterized. The formation of polymer networks was confirmed by FT-IR spectroscopy and thermal analysis, which revealed the thermal stability of the samples above 200°C. The morphology of lyophilized hydrogels was observed by SEM presenting open and porous structure. Moreover, the results of swelling showed high water absorption values in relation to the samples dry weight. These values were of 218 times for GGHA:CH, 164 times for GGHA:LYS, 145 times for GGHA:JEF, 113 times for GGHA:GEL and 80 times for ALG:CH. GGLA samples showed lower values of water absorption when compared with other samples. The water retention time of hydrogel ALG:CH hydrogels was 59% higher than pure water. For the sample GGHA:CH the water retention time was 100% higher and about 60% higher for the hydrogels GGHA:LYS, GGHA:JEF and GGHA:GEL. The samples were charged with commercial fertilizers such as phosphate monopotassium (MKP) and phosphate monopotassium (MKP), and they were tested as controlled fertilizer release materials for agriculture. It was observed for all samples that a complete release of MKP occurred after 8 h of its immersion in water and was estimated in about 400 mg per one gram of polymer. The controlled release of NPK was in about 300 mg per one gram of hydrogel, independent of the hydrogel composition. In conclusion, all the obtained results revealed that the natural macromolecules-based hydrogels are very promising alternatives for humidity control system and controlled fertilizers release in agriculture.

Submitted by ANA KARLA PEREIRA RODRIGUES (anakarla_@hotmail.com) on 2017-08-07T15:10:23Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4833139 bytes, checksum: bfbf396126ab64ae328a5af2ae825330 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T15:10:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4833139 bytes, checksum: bfbf396126ab64ae328a5af2ae825330 (MD5) Previous issue date: 2017-02-10 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Systems based on clay minerals/drug for application as drug delivery have been studied because of their physical and chemical properties such as good ion exchange, capacity of intercalation, biocompatibility and low toxicity, furthermore their use in pharmaceutical products as excipients and active agents. Therefore in this work, a bentonite sample, which had montmorillonite as principal constituent, was modified through ion exchange with sodium (BentNa), calcium (BentCa) and magnesium (BentMg) and the obtained solids were applied for sorption of thiabendazole (TBZ) for possible use as controlled release systems. Precursor, exchanged and hybrid bentonites were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, solid state UV-Vis spectroscopy, CHN elemental analysis, thermogravimetry and transmission electron microscopy (TEM). In the study of the The interactions between the solids with thiabendazole were investigated in function of parameters such as pH, contact time and initial concentration of drug. The better conditions in the thiabendazole loading tests were at pH 1.4 and 45 min at 2000 mg L-1 thiabendazole for BentNa and 105 min and 1300 mg L-1 for BentCa and BentMg, which conditions were adopted and resulted in maximum adsorbed quantities of TBZ of 164.4; 152.3 and 133.3 mg g-1 for BentNa, BentCa and BentMg, respectively. The XRD patterns suggested the formation of intercalation hybrid with basal spacings of 1,42; 1,41 e 1,39 nm for BentNa, BentCa e BentMg, respectively. The obtained emission profile for the bentonite/TBZ hybrids were similar in simulated body fluids, and their data were fitted to Korsmeyer-Peppas kinetic model. / Os sistemas baseados em argilominerais/fármacos para aplicação em liberação controlada têm sido estudados, devido às propriedades físicas e químicas dos filossilicatos como boa capacidade de troca catiônica, possibilidade de intercalação, biocompatibilidade e baixa toxidade, além de já serem utilizados em produtos farmacêuticos como excipientes e agentes ativos. Neste trabalho uma argila bentonítica, contendo como fase principal montmorillonita, foi modificada por troca iônica com sódio (BentNa), cálcio (BentCa) e magnésio (BentMg) e os sólidos trocados aplicados para adsorção do tiabendazol (TBZ) visando aplicação em sistemas de liberação controlada. A bentonita precursor, bentonitas trocadas e híbridas foram caracterizados por difratometria de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho, UV-Vis no estado sólido, termogravimetria, análise de CHN e microscopia eletrônica de transmissão. Os parâmetros como pH, tempo de contato e concentração inicial do fármaco foram avaliados nos estudos de interação dos sólidos com o tiabendazol. As melhores condições para o carreamento do tiabendazol nos sólidos ocorreram a pH 1,4 em 45 min com o fármaco a 2000 mg L-1 para a BentNa e em 105 min e 1300 mg L-1 para BentCa e BentMg, cujos teores de TBZl adsorvidos foram 164,4; 152,3 e 133,3 mg g-1 para BentNa, BentCa e BentMg, respectivamente. Os resultados de DRX sugeriram a formação de híbridos de intercalação com espaçamentos basais de 1,42; 1,41 e 1,39 nm para BentNa, BentCa e BentMg, respectivamente. Os perfis de liberação para os sistemas bentonitas/TBZ foram semelhantes em fluidos corpóreos simulados, cujos dados se ajustaram ao modelo cinético de Korsmeyer-Peppas.

Submitted by MARINA PAIVA ABUCAFY null (marina.abucafy@gmail.com) on 2016-06-28T01:55:31Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_27_06_16_corrigida.pdf: 3474917 bytes, checksum: 405eb7947595098d4116f5f388b038cd (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-06-29T14:46:10Z (GMT) / Submitted by MARINA PAIVA ABUCAFY null (marina.abucafy@gmail.com) on 2016-07-05T13:34:54Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_marina.pdf: 3546765 bytes, checksum: cbf086b9c8ef98e5961d1869ae54063b (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-06T19:42:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 abucafy_mp_me_arafcf.pdf: 3546765 bytes, checksum: cbf086b9c8ef98e5961d1869ae54063b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-06T19:42:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 abucafy_mp_me_arafcf.pdf: 3546765 bytes, checksum: cbf086b9c8ef98e5961d1869ae54063b (MD5) Previous issue date: 2016-05-30 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O avanço no desenvolvimento de novos sistemas carreadores de fármacos tem contribuído na melhoria da qualidade de vida no que diz respeito a diminuir os efeitos colaterais dos fármacos e aumentar a sobrevida dos pacientes. Visando superar as limitações dos carreadores já explorados pela literatura, busca-se desenvolver novos materiais carreadores que apresentem maior capacidade de encapsulamento de fármaco. Entre esses novos materiais existem as redes metalo- orgânicas (MOFs), que são constituídas por ligantes orgânicos e centros metálicos que se unem formando redes cristalinas e altamente porosas. Assim, o foco desse trabalho foi sintetizar e caracterizar as MOFs a base de ciclodextrina, e diferentes metais como potássio (γ-KCD), sódio (γ-NaCD) e ferro (γ-FeCD), além de avaliar a capacidade de liberação de fármaco dessas materiais. As MOFs foram sintetizadas seguindo uma metodologia descrita na literatura, com algumas modificações: a ciclodextrina e o sal de metal foram solubilizados em água e em seguida colocados em difusão em metanol, após a formação dos cristais, os mesmos foram ativados com diclorometano. Os difratogramas de raios- X (DRX) mostraram a cristalinidade do material e a presença de picos característicos das MOFs a base de ciclodextrina, relatado na literatura. As análises térmicas (TG e DSC) confirmam a formação das redes através da ligação entre a ciclodextrina e o metal. As micrografias da microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostram que as diferentes geometrias das estruturas formadas, como cúbicas para γ-KCD e γ-NaCD e forma de bastões para γ-FeCD, além de que após a ativação é possível evidenciar a presença de poros. O fármaco modelo, diclofenaco de sódio, foi incorporado nas MOFs, o que foi confirmado através da espectroscopia vibracional no infravermelho (IV), e os resultados mostram que o material apresenta alta eficiência de encapsulação, superior a 60%. Os perfis de liberação obtidos demonstraram um efeito de controle da liberação do fármaco em PBS, sugerindo que a liberação do fármaco ocorre devido à combinação de dois ou mais processos, como a difusão do fármaco e erosão da rede metalo-orgânica. Desta maneira, é possível afirmar que as MOFs desenvolvidas são biocompatíveis, apresentam grande capacidade de encapsular fármaco além de apresentarem comportamento de liberação controlada. / The development of new drug carrier systems has contributed to improving the quality of life with respect to lessen the side effects of drugs and increase patient survival. Aiming to overcome the limitations of carriers already explored in the literature, we seek to develop new carrier materials that have higher drug encapsulation capacity. Among these new materials are the organic metallo networks (MOFs), which are formed by organic ligands and metal centers that combine to form crystalline and highly porous network. Thus, the focus of this work was to synthesize and characterize MOFs cyclodextrin basis, different metals such as potassium (γ-KCD), sodium (γ-NACD) and iron (γ-FECD), and to evaluate the release capacity of these drug materials. The MOFs were synthesized following a method described in the literature with some modifications: the cyclodextrin and the metal salt were solubilized in water and then placed in methanol diffusion after formation of the crystals, they were activated with dichloromethane. The -ray diffraction (XRD) showed the crystallinity and the presence of characteristic peaks of MOFs cyclodextrin base, reported in the literature. The thermal analysis (TG and DSC) confirmed the formation of networks by linking the cyclodextrin and the metal. The micrographs of scanning electron microscopy (SEM) show that different geometries of structures formed as cubical for γ-KCD and γ-NACD and form of sticks for γ-FECD, and that after activation is possible to demonstrate the presence of pores. The model drug, sodium diclofenac, was incorporated in MOFs, which was confirmed by vibrational infrared spectroscopy (IR), and the results show that the material has a high encapsulation efficiency greater than 60%. The obtained release profiles showed a drug release control effect in PBS, suggesting that drug release occurs due to the combination of two or more processes, such as diffusion of the drug and erosion of the metal-organic framework. In this way, we can say that the developed MOFs are biocompatible, have great ability to encapsulate the drug in addition to having controlled release behavior. / FAPESP: 2014/10888-1

Made available in DSpace on 2016-08-12T18:48:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-07. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-12T18:51:01Z : No. of bitstreams: 1 000855798.pdf: 6201714 bytes, checksum: 5de571e3362a935e39bf396e78ced56f (MD5) / Este trabalho descreve a síntese e caracterização de novos materiais híbridos orgânico-inorgânicos, ureasil-polióxido de etileno (POE)/quitosana, para aplicação na liberação controlada de fármacos. Como fármaco-modelo foi utilizado o cloridrato de pramoxina, anestésico local que apresenta ampla utilização em preparações farmacêuticas. Os híbridos ureasil-poliéter são materiais biocompatíveis, transparentes e flexíveis que podem ser aplicados como sistemas de liberação controlada de fármacos, enquanto a quitosana é um polímero biodegradável, biocompatível e de baixa toxicidade que tem sido muito utilizado com este fim. A síntese foi realizada utilizando o método sol-gel através da adição da quitosana ao precursor híbrido ureasil-POE1900, durante a etapa de hidrólise ácida e condensação do precursor. Como catalisadores foram utilizados o ácido clorídrico e o ácido acético, e a solução de hidrólise teve a água como componente majoritário, ou único, para facilitar a adição da quitosana nestes materiais devido a sua insolubilidade em etanol e solventes orgânicos. Os materiais, antes e depois da adição do fármaco, foram caracterizados por diferentes técnicas físico-químicas como: FTIR (Espectroscopia de infravermelho), DSC (Calorimetria exploratória diferencial), TG (Analise termogravimétrica), DRX (Difração de raios X), SAXS (Espalhamento de raios X a baixo ângulo) e RMN (Espectroscopia de ressonância magnética nuclear). Ensaios de intumescimento em água e de liberação do fármaco, tanto em água quanto em soluções tampão com diferentes pH, foram realizados e suas cinéticas estudadas pelo modelo de Ritger-Peppas. Foram obtidos materiais transparentes, flexíveis, insolúveis em água e com baixa cristalinidade. Tanto a quitosana quanto o fármaco dissolvem-se na matriz híbrida, e a sua adição não causou modificação na tendência de... / This work describes the synthesis and characterization of novel organic-inorganic hybrid materials, ureasil-polyethylene oxide (PEO)/chitosan, as controlled delivery system of drugs. Pramoxine hydrochloride was used as drug-model. It is a local anesthetic with widespread use in pharmaceutical preparations. Ureasil-polyether hybrids are biocompatible, flexible and transparent materials that have been used as controlled drug delivery systems, while chitosan is a biodegradable, biocompatible and low toxicity polymer, which has long been used for this same purpose. The synthesis was performed using the sol-gel method by adding chitosan to ureasil-PEO1900 hybrid precursor. Addition occurs during the acid hydrolysis and condensation reactions of this precursor. Hydrochloric and acetic acids were used as catalysts. Due to the insolubility of chitosan in ethanol and organic solvents, water was used in the hydrolysis solution as the main component or alone. The materials before and after drug addition were characterized by different physicochemical techniques such as FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), DSC (Differential Scanning Calorimetry), TG (Thermogravimetric Analysis), XRD (X-Ray Diffraction), SAXS (Small Angle X-ray Scattering) and NMR (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy). Studies of swelling and in vitro drug release in water were done. The last one study was done in different pH buffer solutions too. The kinetics of both processes was studied by the Ritger-Peppas model. The obtained materials were transparent, rubbery, flexible, water-insoluble, and showed low crystallinity. The chitosan and the drug showed a good dissolution in the hybrid matrix. This addition did not cause change in a natural tendency of PEO crystallization, did not affect the mobility of the chains or the inter-chain interactions of the amorphous polymeric phase. However, thermal stability of hybrids prepared with...

Orientador: Fauze Ahmad Aouada / Resumo: Com a grande visibilidade e avanços que a área médica recebe, esta necessita de grande investimento para adquirir equipamentos sofisticados, porém existem materiais comumente encontrados no dia a dia que se destacam para aplicação no ramo medicinal devido suas propriedades satisfatórias e principalmente o baixo custo. Um desses materiais são os hidrogéis, nos quais são polímeros altamente hidrofílicos que quando obtidos por meio de fontes naturais possuem características atrativas para utilização nesta área. A combinação de hidrogéis com nanoestruturas resulta na produção de nanocompósitos que são materiais promissores para o uso em sistemas que necessitam de processo de liberação controlada. Tais sistemas têm o intuito de aumentar o tempo de liberação seja do fármaco, pesticida, água, fertilizante e minimizar perdas expressivas. Com isso, a proposta do trabalho é desenvolver e caracterizar hidrogéis nanocompósitos a base de polissacarídeos para possível utilização como veículos carreadores em sistemas de liberação controlada de fármacos. Os hidrogéis foram obtidos gotejando controladamente a solução de alginato de sódio e alginato de sódio com nanocargas em diferentes concentrações de cloreto de cálcio (CaCl2) ou cloreto de alumínio (AlCl3). Para caracterização, as propriedades hidrofílicas foram determinadas por medidas de grau de intumescimento, as morfológicas e espectroscópicas foram avaliadas por meio das técnicas de Espectroscopia de Absorção no Infravermelho com Trans... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With the high visibility and advances in the medical field, needing that high investment to get sophisticated equipments, however there are materials generally found daily that stand out for application in the medical field due its satisfactory properties and mainly the low cost. One of these materials is the hydrogels, which are highly hydrophilic polymers that when obtained from natural sources have attractive characteristics for use in this field. The combination of hydrogels with nanofillers , i.e., nanoclay and zeolite, result in the production of promising nanocomposites for the use in system that require of controlled release process. Such systems have objective to increase the release time of drug, pesticide, water, fertilizer and minimize the significant losses. Thus, the proposal of this study is to develop and characterize nanocomposite hydrogels based on polysaccharide for possible utilization as carrier vehicles in controlled release systems of drugs. The hydrogels were obtained dripping controllably the sodium alginate and sodium alginate with nanofillers solutions in different concentration of calcium chloride and aluminum chloride. Hydrophilic properties were determined by degree of swelling measurements, and the morphological and spectroscopic were evaluated by means of techniques Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM) coupled with EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy). In addition, the thermal properties we... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Sandra Helena Pulcinelli / Orientador: Carlos Andrés Peniche Covas / Banca: Rodrigo Fernando Costa Marques / Banca: Marlus Chorilli / Banca: Kátia Jorge Ciuffi / Banca: Juliano Alexandre Chaker / Resumo: Este trabalho descreve a síntese e caracterização de novos materiais híbridos orgânico-inorgânicos, ureasil-polióxido de etileno (POE)/quitosana, para aplicação na liberação controlada de fármacos. Como fármaco-modelo foi utilizado o cloridrato de pramoxina, anestésico local que apresenta ampla utilização em preparações farmacêuticas. Os híbridos ureasil-poliéter são materiais biocompatíveis, transparentes e flexíveis que podem ser aplicados como sistemas de liberação controlada de fármacos, enquanto a quitosana é um polímero biodegradável, biocompatível e de baixa toxicidade que tem sido muito utilizado com este fim. A síntese foi realizada utilizando o método sol-gel através da adição da quitosana ao precursor híbrido ureasil-POE1900, durante a etapa de hidrólise ácida e condensação do precursor. Como catalisadores foram utilizados o ácido clorídrico e o ácido acético, e a solução de hidrólise teve a água como componente majoritário, ou único, para facilitar a adição da quitosana nestes materiais devido a sua insolubilidade em etanol e solventes orgânicos. Os materiais, antes e depois da adição do fármaco, foram caracterizados por diferentes técnicas físico-químicas como: FTIR (Espectroscopia de infravermelho), DSC (Calorimetria exploratória diferencial), TG (Analise termogravimétrica), DRX (Difração de raios X), SAXS (Espalhamento de raios X a baixo ângulo) e RMN (Espectroscopia de ressonância magnética nuclear). Ensaios de intumescimento em água e de liberação do fármaco, tanto em água quanto em soluções tampão com diferentes pH, foram realizados e suas cinéticas estudadas pelo modelo de Ritger-Peppas. Foram obtidos materiais transparentes, flexíveis, insolúveis em água e com baixa cristalinidade. Tanto a quitosana quanto o fármaco dissolvem-se na matriz híbrida, e a sua adição não causou modificação na tendência de... / Abstract: This work describes the synthesis and characterization of novel organic-inorganic hybrid materials, ureasil-polyethylene oxide (PEO)/chitosan, as controlled delivery system of drugs. Pramoxine hydrochloride was used as drug-model. It is a local anesthetic with widespread use in pharmaceutical preparations. Ureasil-polyether hybrids are biocompatible, flexible and transparent materials that have been used as controlled drug delivery systems, while chitosan is a biodegradable, biocompatible and low toxicity polymer, which has long been used for this same purpose. The synthesis was performed using the sol-gel method by adding chitosan to ureasil-PEO1900 hybrid precursor. Addition occurs during the acid hydrolysis and condensation reactions of this precursor. Hydrochloric and acetic acids were used as catalysts. Due to the insolubility of chitosan in ethanol and organic solvents, water was used in the hydrolysis solution as the main component or alone. The materials before and after drug addition were characterized by different physicochemical techniques such as FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), DSC (Differential Scanning Calorimetry), TG (Thermogravimetric Analysis), XRD (X-Ray Diffraction), SAXS (Small Angle X-ray Scattering) and NMR (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy). Studies of swelling and in vitro drug release in water were done. The last one study was done in different pH buffer solutions too. The kinetics of both processes was studied by the Ritger-Peppas model. The obtained materials were transparent, rubbery, flexible, water-insoluble, and showed low crystallinity. The chitosan and the drug showed a good dissolution in the hybrid matrix. This addition did not cause change in a natural tendency of PEO crystallization, did not affect the mobility of the chains or the inter-chain interactions of the amorphous polymeric phase. However, thermal stability of hybrids prepared with... / Doutor

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3294045 bytes, checksum: 7c607c275b5a8128ac7f6746b18d8ec1 (MD5) Previous issue date: 2010-10-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Mesoporous materials present a highly ordered porous arrangement with narrow pore size distribution and high specific surface area, which are interesting features for adsorption and release of bioactive molecules. Another important feature of these solids is the presence of free hydroxyl groups on the pore walls that can react with functional organic moieties. Mesoporous solids have been synthesized by using specific molecules as templates which had to controlled polymerization in reactions. Thus, the present thesis describes the synthesis of mesoporous hydroxyapatite by using casein as a novel template. The mesoporous solids were functionalized with 3-aminepropyl-, 3-propylethylenediamine-, 3-propyldiethylenetriaminetrimethoxysilanes. The precursor and the modified phosphates derived from the silanization reactions were characterized by N2 adsorption, elemental analysis, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, solid state 31P and 13C NMR, thermogravimetry and scanning electron microscopy (SEM). Both regular and mesoporous hydroxyapatites were studied on their ability to uptake and release bobine soroalbumine (BSA) from aqueous solutions. BSA was chosem as model guest compound. The nitrogen adsorption isotherms showed that structural aspects of the mesoporous hydroxyapatite are controlled by tuning experimental parameters, such as the calcination temperature, surfactant concentration, and pH. These isotherms also showed that casein is a promising biotemplate for synthesizing mesoporous calcium phosphates with improved values of specific surface area, such as 106 m2 g-1, which are higher than those found in the literature for analogous materials. Additionally, the template extraction was carried out during the washing process with water only, which avoided the need of spending time and energy with the calcinations step, and confirmed casein as an excellent template/surfactant in the synthesis of mesostructured materials. The BSA release kinetics decreased considerably as the silane amount increased on the silica surface. The organofunctionalized solids showed a lower BSA release rate, which decreased as the organic length chain increased. Thus, the amount of the organic groups, which contains nitrogen basic centers and interacts with BSA, controls the release process. The isotherms for releasing BSA showed a two step profile, with a fast release at the beginning, followed by a slower release rate, which fit the diffusion model proposed by Higuchi. / Materiais mesoporosos apresentam um arranjo de poros ordenados e uma distribuição de poros muito estreita aliada a altas áreas superficiais, que são características estruturais interessantes para adsorção e liberação de moléculas bioativas. Outra característica relevante desses sólidos é a presença dos grupos hidroxilas livres nas paredes dos poros que podem reagir com grupos orgânicos funcionais. Os sólidos mesoporosos têm sidos sintetizados pelo uso de esceficas moléculas atuando como direcionadores na polimerização. Neste contexto, o presente trabalho descreve a síntese de hidroxiapatita mesoporosa utilizando caseína como um novo direcionador. As matrizes mesoporosas foram funcionalizadas covalentemente com aminopropil-, propiletilenodiamino-, propildietilenotriaminotrimetoxissilano. Os fosfatos precursores e derivados das reações de silanização foram caracterizados pelas técnicas de adsoção de N2, análise elementar, difração de Raios-X, espectroscopia na região do infravermelho, RMN CP/MAS de 31P e 13C, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os sólidos precursores e modifcados foram aplicados para estudos de emissão da soroalbumina bovina (BSA) em solução aquosa. BSA foi escolhida como molécula modelo. As isotermas obtidas através da adsorção de N2 demonstraram que as características estruturais da hidroxipatita mesoporosa podem ser controladas modificando parâmetros, tais como temperatura de calcinação, pH de síntese e concentração do surfactante. Estas isotermas também indicam que a caseína é um promissor biosurfactante na síntese de fosfatos de cálcio mesoporosos, obtendo áreas superficiais de 106 m2.g-1, cujo valor é superior aos dados disponíveis na literatura. Os resultados comprovaram que a extração do surfactante foi realizada durante o processo de lavagem dos sólidos, este fato credencia a caseína como um excelente biosurfactante na síntese de materiais mesoestruturados. A modificação superficial da hidroxiapatita mesoporosa com os agentes sililantes nitrogenados diminuiu consideravelmente a cinética de liberação da BSA. Os sólidos organicamente funcionalizados apresentaram uma taxa de liberação mais lenta, que diminuindo à medida que a cadeia orgânica do agente sililante aumentou. Isto mostra que os grupos orgânicos presentes neste sólido agem como uma barreira temporária que evita a rápida liberação da BSA. As isotermas de liberação de BSA mostraram perfis de liberação em duas etapas, uma liberação rápida inicial seguida por uma mais lenta, o que caracteriza que estes materiais se adequaram ao modelo de liberação através do mecanismo de difusão proposto por Higuchi.

Objetivos: Desenvolver e caracterizar hidrogéis de quitosana contendo capsaicinóides nanoencapsulados, bem como analisar o efeito das nanocápsulas e do veículo nos perfis de liberação dos capsaicinóides. Metodologia: As nanocápsulas foram obtidas (método de deposição interfacial do polímero préformado) utilizando Eudragit® RS100 e triglicerídeos do ácido cáprico/caprílico como parede polimérica e núcleo oleoso, respectivamente, e foram caracterizadas. Para determinação do teor e da taxa de associação da capsaicina e dihidrocapsaicina às nanocápsulas utilizou-se metodologia validada por CLAE-UV. As nanocápsulas contendo capsaicinóides foram incorporadas em hidrogel de quitosana. Para tanto, determinaram-se previamente as características reológicas e o hidrogel ideal para uso tópico. Através dos estudos de liberação in vitro, utilizando método de saco de diálise, foram obtidos os perfis de liberação dos fármacos a partir das nanocápsulas e destas incorporadas no veículo semissólido. Resultados e Discussão: As nanocápsulas apresentaram diâmetro médio de partícula de 153 ± 7nm (PDI < 0,2), potencial zeta de + 9,62 ± 1,48 mV, pH de 5,7 ± 0,1 e uma leve tendência à sedimentação, típica de suspensões. A nanoencapsulação dos capsaicinóides não provocou alterações nas características da formulação. O teor e a taxa de associação foram próximos a 100% para ambos capsaicinóides, considerando concentração de 0,5mg/mL de capsaicinoides na formulação. Foi possível obter um hidrogel de quitosana contendo nanocápsulas adequado para uso tópico. Previamente, observou-se uma grande influência da concentração de quitosana na consistência dos hidrogéis e um comportamento reológico pseudoplástico que não foi alterado pela adição das nanocápsulas. Observou-se uma liberação controlada devido à nanoencapsulação, de modo que dihidrocapsaicina foi liberada mais lentamente do que a capsaicina. Pode-se observar um retardo na liberação da capsaicina, quando as nanocápsulas foram incorporadas no hidrogel. Conclusões: Nanocápsulas estáveis e capazes de controlar a liberação dos capsaicinóides foram obtidas, sendo que tanto o núcleo oleoso quanto o polímero são responsáveis pelo controle da liberação. A formulação semissólida contendo nanocápsulas, obtida a partir do polímero quitosana, manteve a liberação controlada observada e apresentou adequadas características para aplicação tópica. / Purpose: To develop and characterize chitosan hydrogels containing nanoencapsulated capsaicin and dihydrocapsaicin, as well as to analyze the effect of the nanocapsulation and the vehicle on the in vitro release of the capsaicinoids. Methodology: Nanocapsules were obtained (interfacial deposition of the pre-formed polymer method) using Eudragit® RS100 and capric/caprylic triglycerids as the polymeric shell and oily core, respectively, and they were characterized. An HPLCUV validated method was used to determine the drug content and drug encapsulation efficiency. The nanocapsules containing capsaicinoids were incorporated in a chitosan hydrogel. Previously, the rheological properties and the most suitable hydrogel aiming the topical delivery were determined. By means of in vitro release experiments (dialyses bags), the release profiles of the capsaicinoids from the nanocapsules and the gel containing nanocapsules were obtained. Results and Discussion: The nanocapsule formulation presented an average diameter of 153 ± 7nm (PDI < 0.2), the zeta potential was +9.62 ± 1.48 mV, and the pH 5.7± 0.1. A slight tendency to sedimentation was observed, typical of suspensions. The drug encapsulation did not alter the formulation properties. The drug content and encapsulation efficiency were nearly 100% for both capsaicinoids, considering a drug amout of 0.5mg/mL of capsaicinoids in the formulation. A chitosan hydrogel containing nanocapsules were successfully obtanined. The chitosan concentration significantly influenced the consistence of the formulations, and the pseudoplastic behavior did not change after the nanocapsule incorporation. controlled release was observed due to nanoencapsulation, in a way that capsaicin released faster than dihydrocapsaicin. The release of capsaicin from the hydrogel containing nanocapsules presented a delay in comparison with the release from the nanocapsule suspension. Conclusions: Stable nanocapsules capable of controlling the capsaicinoids release were obtained. Both the oily core and the polymeric shell are responsible for the controlled release. The semi-solid formulation containing nanocapsules obtained with the polymer chitosan maintained the controlled release and presented suitable properties for cutaneous applications.

Visando à obtenção de biomateriais que atuem como suporte que direcione e auxilie o processo de regeneração tecidual, materiais poliméricos naturais como a quitosana e o colágeno têm sido estudados. A utilização da quitosana e do colágeno se baseia em propriedades como: biocompatibilidade, ação antimicrobiana, capacidade de ativar macrófagos, estimular a proliferação celular e baixa antigenicidade. Também se tem buscado a utilização de fitoterápicos como, por exemplo, o extrato de semente de uva que no processo de cicatrização tecidual, atua estimulando o fator de crescimento endotelial vascular (angiogênese) e proliferação de fibroblastos. Este trabalho teve como objetivo o preparo e caracterização de esponjas de quitosana/colágeno e quitosana/colágeno/glicerol (1:1) e (1:2) contendo extrato de semente de uva. A caracterização foi feita por calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), absorção de tampão fosfato salino (PBS) e liberação in vitro do extrato de semente de uva. Estudos de DSC mostraram que ocorre um aumento na temperatura de desnaturação do colágeno com o aumento da concentração do extrato, indicando um efeito de reticulação que é mais pronunciado nas esponjas (1:2) e na presença de glicerol. Os espectros FTIR mostraram que ocorre um deslocamento das bandas de amida I e II devido à interferência do anel aromático presente no extrato. O aumento da proporção de colágeno, de extrato e a adição do glicerol contribuíram para o aumento no número e diâmetro dos poros das esponjas, observados por MEV. A presença do extrato aumenta a capacidade de absorção de PBS das esponjas, o aumento da concentração de extrato aumenta a velocidade de absorção, mas diminui sua capacidade de absorção. Ensaios de liberação in vitro mostraram que as quantidades de extrato liberado em meio PBS aumentaram até as primeiras 24 h. A maior porcentagem de liberação ocorreu para a esponja Q1C2E2 (44%). A presença do glicerol influiu na liberação do extrato, diminuindo-a. Os valores de n mostraram que a liberação do extrato ocorreu por difusão, no qual os valores estão próximos 0,5 caracterizando um mecanismo de transporte Fickiano, exceto para as esponjas Q1C1E05 e Q1C2GE05, sendo por transporte anômalo (0,5<n<0,89). / Aiming to obtain biomaterials that act as a support to direct and assist the process of tissue regeneration, natural polymeric materials such as collagen and chitosan have been used. The use of chitosan and collagen is based on properties such as biocompatibility, antimicrobial activity, low antigenicity, ability to activate macrophages and stimulate cell proliferation. The use of herbal medicines, for example, grape seed extract in the process of tissue healing, acts by stimulating vascular endothelial growth factor (angiogenesis) and fibroblast proliferation. This work aimed to the preparation and characterization of chitosan/collagen and chitosan/collagen/glycerol sponges (1:1) and (1:2) containing grape seed extract. The characterization was made by differential scanning calorimetry (DSC), infrared absorption spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), absorption of phosphate buffered saline (PBS) and in vitro release of grape seed extract. DSC studies have shown that there is an increase in denaturation temperature of collagen with increasing extract concentration, indicating a crosslinking effect that is more pronounced in the sponges (1:2) in the presence of glycerol. The FTIR spectra show that there is a displacement of bands I and amide II due to interference of the aromatic ring present in the extract. Increasing the proportion of collagen, extract and addition of glycerol contributed to the increase in the number and diameter of the pores of the sponges, observed by SEM. The presence of the extract increases the absorption capacity of PBS in the sponges, the concentration of the extract increases the absorption rate, but decreases its absorbent capacity. In vitro release tests showed that the released amounts of extract increased up to 24 h. The highest percentage of release was observed for the sponge Q1C2E2 (44%). The presence of glycerol influenced the release of the extract, decreasing it. The values of n showed that the release occurred by diffusion of the extract, in which the values are close to 0.5 featuring a Fickian transport mechanism, except for the sponges Q1C1E05 and Q1C2GE05, that occurred by anomalous transport (0.5 <n<0.89).