Resumo: A doença de Alzheimer (DA) é uma doença altamente incidente na população mundial, acometendo cerca de 40 milhões de pessoas com idade igual ou superior a 65 anos, levando à perda da memória e cognição. A via nasal é uma via alternativa que pode promover a rápida absorção do fármaco, além de poder direcionar fármacos para o cérebro, e evitar o metabolismo pré-sistêmico. Porém, ela possui mecanismos de depuração mucociliar que podem eliminar rapidamente a formulação da cavidade nasal. Os sistemas nanoestruturados baseados em tensoativos (SNBT) que sofrem geleificação in situ demonstram ser uma opção interessante para viabilizar a administração de fármacos por esta via. O trans-resveratrol (RES) tem apresentado atividade no tratamento da DA, atuando sobre vias moleculares específicas, como a capacidade da inibição da formação da placa beta-amiloide (Aβ), despolimerização da placa Aβ formada durante a doença e atuando sobre o sistema colinérgico, inibindo a acetilcolinesterase e diminuindo a neuroinflamação e formação de radicais livres no cérebro. Entretanto, seu uso é limitado devido à sua insolubilidade em meio aquoso. Desta forma, a solubilização do RES em SNBT pode ser uma opção interessante para viabilizar o seu uso. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar sistemas precursores de cristais líquidos compostos pelos tensoativos álcool cetílico etoxilado 20 OE e propoxilado 5 OP (PPG-5-CETETH-20), ácido oleílico 20 OE (OLETH-20), ácido oleílico 3 OE (OLETH-3) e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Alzheimer's disease (AD) is a highly incident illness in the world population, it affects about 40 million people aged 65 or over, and this pathology leads to memory and cognition loss. The nasal route is an alternative that can promote the rapid absorption of the drugs, besides to target drugs to the brain and to avoid the pre-systemic metabolism. However, it has mucociliary clearance that can rapidly eliminate the formulation existing under the nasal cavity. The surfactant-based nanostructured systems (SBNS) undergoes in situ gelling and seems to be an interesting feasible option for use by intranasal route. Trans-resveratrol (RES) has properties for the AD treatment, it acts on specific molecular pathways, such as the ability to inhibit the formation of amyloid-beta (Aβ) plaques, depolymerization of Aβ plaques developed during the progressing of disease and acting on the cholinergic system, inhibiting an acetylcholinesterase, and decreasing neuroinflammation and formation of free radicals in the brain. However, its use is limited due to insolubility in aqueous medium, however RES can be solubilized in these systems and therefore it can be an interesting option to do its viable employ. The aim of this work was to develop and characterize liquid crystal precursor systems composed of polyoxypropylene (5) polyoxyethylene (20) cetyl alcohol (PPG-5-CETETH-20), polyoxyethylene (20) oleyl alcohol (OLETH-20), polyoxyethylene (3) oleyl alcohol (OLETH- 3) and sorbitan polysorbate (PS... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Emulsões são sistemas dispersos constituídos de pelo menos duas fases líquidas imiscíveis e um agente emulsificante para estabilização das mesmas. a fase dispersa destesw sistemas é conhecida como fase interna e o meio dispersante como fase externa, porém, são sistemas termodinamicamente instáveis. A presença de cirstais líquidos aumenta a estabilidade destas dispersões e além de alterar a viscosidade. São capazes de promover o encapsulamento de ativos, permitindo liberação sustentada, bem como a proteção dos fármacos foto- e termosensíveis. O óleo de girassol é uma interessante fase oleosa em uma emulsão, pois possui proprie3dades cicatrizantes devido à alta concentração de ácido linoléico e propriedades antioxidantes devido à presença de polifenóis e vitamina E Possuemaplicações em diferentes áreas como: cosméticos, alimentos, veículos de medicamentos e outros. Assim, os objetivos deste estudo foram desenvolver emulsões estáveis contendo cristais líquidos a partir da mistura de óleo de girassol (Helianthus annus L.) e mineral (vaselina líquida), caracterizá-las e avaliar a influência de diferentes ésteres graxos na formação dos cristais líquidos. As formulações foram desenvolvidas utilizando o método de diagrama e pseudo-diagrama ternário, a partir dos quais foram selecionadas duas formulações que demonstraram se estáveis e apresentaram cristais líquidos durante todo o teste de estabilidade acelerada. As mesmas foram aditivadas com extrato glicólico de polifenois e ésteres graxos e permaneceram estáveis com cristal líquido. A caracterização reológica observou-se fluxo pseudo-plástico e tixotrópico, ideal para produtos farmacêuticos e cosméticos. O óleo de girassol apresentou atividade antioxidante mesmo quando aquecidos para o processo de emulsificação pelo método do radical DPPH·. As cadeias carbônicas dos ésteres graxos utilizados em produtos cosméticos podem influenciar na formação e manutenção dos cristais líquidos. Por meio dos testes in vivo observou-se que as formulações desenvolvidas promoveram aumento prolongado da hidratação da pele e não foram observados sinais de irritação cutânea. / Emulsions are dispersed systems consisting of at least two immiscible liquid phases and an emulsifying agent to stabilize them. The dispersed phase of these systems is known as the internal phase and the dispersing environ is the external phase, which are, however, thermodynamically unstable systems. The presence of liquid crystals increases the stability of these dispersions and also change the viscosity. They are able to promote the encapsulation of active, allowing sustained release as well as the protection of photo-and thermo-sensitive drugs. Sunflower oil is an interesting phase in an oily emulsion, because it has healing properties due to the high concentration of linoleic acid, and antioxidant properties due to the presence of polyphenols and vitamin E. They have applications in different areas such as cosmetics, food, medicines and other vehicles. The objectives of this study were to develop stable emulsions containing liquid crystals from a mixture of sunflower oil (Helianthus annus L.) and mineral (mineral oil), characterize them and evaluate the influence of different fatty esters in the formation of liquid crystals. The formulations were developed using the method of diagram and ternary pseudo-diagram, from which we selected two formulations that have been demonstrated stable and presented as liquid crystals throughout the accelerated stability test. They were doped with polyphenols glycolic extracts and acid esters, and have been kept stable with liquid crystal. At the rheological characterization was observed pseudo-plastic flow and thixotropic, ideal for pharmaceuticals and cosmetics. Sunflower oil showed antioxidant activity even when heated to the emulsification process by the radical DPPHo method. The carbon chains of fatty esters used in cosmetics can influence the formation and maintenance of liquid crystals. In vivo tests showed that the formulations developed promoted prolonged increase in skin hydration and were not seen signs of skin irritation.

Este trabalho visou o estudo da resposta óptica não-linear de cristais líquidos liotrópicos nas fases isotrópicas e nemática calamítica e nas vizinhanças das transições de fase nemática calamítica isotrópica e nemática calamítica nemática biaxial. Para este estudo foi utilizada, fundamentalmente, a técnica de varredura Z. Os resultados obtidos indicam que o efeito não-linear em cristais líquidos liotrópicos esta ligado à presença de micelas na mistura e que a anisometria de micela tem influencia na resposta observada. Foi observado ainda que a presença de ferrofluido na mistura, mesmo em pequenas quantidades, causa um grande aumento na absorção óptica da amostra e consequentemente da resposta não-linear. O comportamento do índice de refração não-linear (n IND.2) em função da temperatura nas vizinhanças da transição da fase nemática calamítica para nemática biaxial apresenta um crescimento expressivo de (n IND.2). Nas vizinhanças da transição nemática calamítica para isotrópica esse efeito não foi observado. / This work has been focused on the study of the optical nonlinear response of lyotropic liquid crystals in the isotropic and nematic calamitic phases and in the neighborhood of the nematic calamitic isotropic and nematic calamitic nematic biaxial phase transitions. The basic technique we used is Z-scan. The results obtained indicated that the nonlinear effect in lyotropic liquid crystals is related to the presence of micelles in the mixture and the micelle anisotropy has influence on the observed response. Is has also been observed that the presence of ferrofluid in the mixture, even in small quantities, causes a large raise in the sample optical absorption and consequently in the nonlinear response. The behavior of the nonlinear refractive index (n IND.2) as function of temperature in the neighborhood of the nematic calamitic to nematic biaxial phase transition shows as expressive n IND.2 raise. This behavior has not been observed in the neighborhood of the nematic calamitic to isotropic phase transition.

Cristais líquidos são sistemas que se apresentam em um estado intermediário entre o estado sólido e líquido. A monoleína é um lipídio polar com capacidade de formar diferentes tipos de cristais líquidos liotrópicos na presença de água, caracterizados como fase lamelar, cúbica e hexagonal. Devido à capacidade de controlar a liberação dos fármacos incorporados e às propriedades mucoadesivas, estes sistemas são considerados potenciais veículos para a liberação controlada de fármacos na mucosa bucal. Sabendo que o desenvolvimento da cárie e doença periodontal está relacionado com a formação do biofilme, é necessário seu controle e prevenção para manutenção da saúde bucal. Dentre os agentes químicos disponíveis para prevenir e/ou diminuir a formação do biofilme, cloreto de cetilpiridínio (CCP), polihexametileno biguanida (PHMB) e Triclosan® têm sido amplamente utilizados. Em vista disso, o objetivo deste estudo foi desenvolver e caracterizar sistemas líquido-cristalinos de fase lamelar e cúbica formados por monoleína e água contendo antimicrobianos com aplicabilidade bucal. Os sistemas foram desenvolvidos usando monoleína e água e os antimicrobianos avaliados foram o CCP, o PHMB e o Triclosan®. A formação das fases líquido-cristalinas com e sem a presença de cada fármaco estudado foi identificada por microscopia de luz polarizada. Além disso, foi avaliado o intumescimento dos sistemas contendo os fármacos estudados após contato com saliva artificial; a atividade antimicrobiana e o perfil de liberação in vitro, bem como o tempo de permanência e a força de mucoadesão ex vivo em mucosa de bochecha de porco. Foi possível obter os sistemas líquido-cristalinos para os fármacos avaliados, e o intumescimento de todos os sistemas foi caracterizado como cinética de segunda ordem. Os resultados do perfil de liberação e da atividade antimicrobiana in vitro para PHMB e Triclosan® foram favoráveis para aplicação bucal, no entanto, o CCP não é adequado para veiculação neste sistema. O perfil de liberação dos fármacos à partir desses sistemas foi influenciado pelas propriedades físico-químicas e concentração dos fármacos, bem como pelo intumescimento. Ainda, a fase lamelar apresentou maior tempo de permanência que a fase cúbica e a força de mucoadesão média da fase lamelar foi de 1,02 ± 0,50 N e da fase cúbica foi de 0,45 ± 0,10 N. Logo, os sistemas líquido-cristalinos de monoleína e água são um interessante veículo com potencial para liberação controlada dos antimicrobianos PHMB e Triclosan® na mucosa bucal com o objetivo de otimizar a eficácia destes fármacos. / Liquid crystals are systems which are in an intermediate state between solids and liquids. Monoolein is a polar lipid capable of forming different types of lyotropic liquid crystals in aqueous environment, which can be classified into lamellar, cubic and hexagonal mesophases. Due to its ability to control drug release and its mucoadhesive properties, these systems have been considerated as potential vehicle to control drug release on buccal mucosa. Based on the knowledge that the development of caries and periodontal disease is related to the biofilm formation, it is necessary their control and prevention to maintain the buccal health. Among the available chemical agents to prevent and/or reduce biofilm formation, cetylpyridinium chloride (CPC), polyhexamethylene biguanide (PHMB) and Triclosan® have been widely used. Based on these facts, the objective of this study was to develop and characterize liquid-crystalline systems formed by monoolein and water, containing antimicrobial agents with buccal applicability. The systems were developed using monoolein and water, and the antimicrobial agents evaluated were CCP, PHMB and Triclosan®. The liquid-crystalline phases with and without the presence of each drug was identified by polarized light microscopy. Furthermore, it was evaluated the swelling of the systems containing the drugs studied after contact with artificial saliva; the in vitro antimicrobial activity and its release profile, as well as the residence time and ex vivo mucoadhesion strength on pig cheek mucosa. It was possible to obtain liquid-crystalline phases for all drugs, and the swelling of all systems was characterized according to second-order kinetics. The results of release profile and antimicrobial activity in vitro to PHMB and Triclosan® were favorable for buccal application, however CCP is not suitable to be released from these systems. The drug release profile from these systems was influenced by the physicochemical properties and loading of the drugs, as well as by swelling. Furthermore, the lamellar phase showed greater residence time that the cubic phase and the mucoadhesion strength average of lamellar phase was 1.02 ± 0.50 N and for cubic phase was 0.45 ± 0.10 N. Thus, the liquid crystalline systems forming by monoolein and water are an interesting vehicle with potential to control release of the PHMB and Triclosan® on the buccal mucosa in order to optimize the drug effectiveness.

A comprovação de que siRNA pode ser usado para supressão de genes em diferentes células de mamíferos atraiu grande atenção como nova possibilidade de tratamento para diversas doenças. No entanto, para aplicação terapêutica de siRNA é necessário o desenvolvimento de um sistema de liberação efetivo e não tóxico, que permita a captação celular do siRNA e também que evite a sua degradação por enzimas. A capacidade de supressão de genes promovido pelo siRNA depende tanto do número de moléculas de siRNA transfectadas quanto da taxa de duplicação da célula. Uma das formas farmacêuticas que vem sendo amplamente utilizadas na literatura com o objetivo de prolongar e proteger a liberação de fármacos são as formulações com capacidade de formação de gel in situ. Desta forma, a presente pesquisa teve por objetivo o desenvolvimento farmacotécnico de formulações líquido cristalinas com formação de gel in situ após administração por via subcutânea para veiculação sustentada de siRNA. Misturas adequadas de monoleína, propilenoglicol, tampão Tris e polietilenoimina ou oleilamina (polímero e lipídeo catiônico, respectivamente) formaram sistemas precursores capazes de se geleificar in situ com excesso de água e, como demonstrado pelo estudo de absorção de água, a formação do gel é um processo rápido. As formulações desenvolvidas também foram eficientes para complexar o siRNA comprovando a importância da incorporação dos aditivos catiônicos aos sistemas. A liberação in vitro dos sistemas líquido cristalinos mostraram que a liberação é dependente da taxa de absorção de água e os estudos in vivo em modelo animal para avaliação da formação do gel in situ e toxicidade demonstraram que o gel se forma in vivo com a absorção de água dos fluidos corporais, sendo biodegradável e biocompatível. Os sistemas desenvolvidos mostraram-se promissores para o tratamento de doenças onde a administração localizada e sustentada de siRNA é necessária. / The evidence that siRNA can be used for suppression of genes in different mammalian cells attracted wide attention as a new possibility of treatment for various diseases. However, for siRNA therapeutic application is necessary to develop an effective non-toxic delivery system, which facilitate the siRNA cell uptake and avoid its degradation by enzymes. The genes suppression promoted by siRNA depends on the number of siRNA molecules transfected as the cell replication rate. One of the dosage forms that have been widely used in literature in order to prolong and protect the drug release is the in situ gelling formulations. Thus, the present study aimed the development and characterization of the in situ gelling liquid crystal-based systems for subcutaneous application of siRNA in gene therapy. Appropriate mixtures of monoolein, propylene glycol, Tris buffer and polyethyleneimine or oleylamine (cationic polymer and lipid, respectively) was able to form precursor formulation that gelling in water excess and, as demonstrated by the swelling studies, the gel formation is a fast process. The developed formulations were also effective for complexing the siRNA, indicating the importance of the incorporation of cationic additives in the systems. The in vitro release study showed that the release is dependent on the water absorption rate. In vivo studies in animal models have shown the gel is formed in vivo after water uptake of body fluids, and it is biodegradable and biocompatible. The systems developed are promising for the treatment of diseases where the local and sustained administration of siRNA is necessary.

Estruturas líquidas cristalinas estão presentes em materiais compostos por moléculas com anisotropia de forma e são caracterizadas por uma ordem orientacional de longo alcance. Na mesofase nemática as moléculas alongadas tendem a se alinhar paralelas entre si, a direção média de orientação define é caracterizada por um vetor unitário, chamado de diretor n. Os cristais líquidos liotrópicos são obtidos usualmente a partir da dispersão de moléculas anfílicas em água. Essas moléculas anfílicas, por terem uma parte polar e uma parte apolar, tendem a formar agregados anisotrópicos, com a parte polar da molécula na superfície. Esse tipo de estrutura esta presente em todos os seres vivos e o exemplo mais clássico é a membrana da célula. A existência de uma superfície de contorno ou uma fronteira modifica as propriedades de um material na vizinhança dessa fronteira. Isso é particularmente verdadeiro para os cristais líquidos, que são muitos sensíveis as condições de contorno, mesmos quando estas não são tão intensas. De fato essa propriedade e bastante útil para a fabricação de dispositivos eletro-ó pticos. Um dos efeitos de superfície mais evidente é a mudança no ordenamento das moléculas devido a quebra de simetria na superfície. Nas fases nemáticas esse efeito microscópico resulta na formação de uma camada superficial com uma ordem posicional que se estende ao longo de uma certa distância no volume. 0 outro efeito resulta da origem a mudanças significativas no estado orientacional das moléculas no volume devido a presença de forças superficiais. Esse efeito é conhecido como ancoramento. Na ausência de campos extemos ou condições de contorno qualquer orientação é igualmente provável. Neste trabalho serão apresentados os resultados de investigação das propriedades de cristais líquidos liotrópicos na interface com um substrata. Estudamos o comportamento dinâmico da camada superficial quando o campo magnético é aplicado e induz uma re­ orientação do diretor. Nesse estudo são utilizadas amostras de cristal líquidos liotrópicos. / Liquid crystalline structures are found in materials made from molecules which are anisotropic in shape; such material are characterized mainly by a long range orientational order. In the nematic phase, the rodlike molecules tend to align parallel to each other. The average orientation defines a unit vector, called director n. Lyotropic liquid crystals are usually obtained by the dispersion of amphiphilic molecules in water. Due the fact that these molecules present a polar head and a non-polar tail, they tend to form aggregates with the polar part at the aggregate surface. This type of struc­ ture is present in all living being; the most classical example is the cell membrane. The existence of a boundary surface affects the properties of a material close to this boundary. This particularly true for liquid crystals, which are very sensitive to boundary conditions, even when weak. Indeed, this property is quite useful in the fabrication of electro-optic devices. One of the most obvious surface effect is the change in the molecules organization due to a breaking of the symmetry at the boundary surface. In the nematic phases, this microscopic effect results in the formation of a surface la yer with a positional order that extends through the bulk up to a certain distance from the surface. The other effect of the surface results in a change in the orientational state of the molecules in the volume due to the sur face forces. This macroscopic effect is known as anchoring. In the absence of any external field or boundary conditions, all molecular orientation is equally probable. In this work, we will present some results of the investigation of the properties of lyotropic liquid crystals at the interface with a solid substrate. We have studied the dy­ namic of the surface layer when a applied magnetic field induces a reorientation of the nematic director. In this study different systems were used: lyotropic liquid crystals in the nematic phase, ferronematics (nematic phase doped with ferrofluid) and filled nematics (nematic phase doped with silica nano-spheres). By means of transmittance measurements.

Neste trabalho, construímos um arranjo óptico para realizar medidas de espalhamento de luz dinâmico (Dynamic Light Scattering - DLS). Após o processo de montagem, o experimento foi calibrado por meio de soluções padrão de nanoesferas de poliestireno dispersas em água deionizada. Após a calibração, investigamos sistemas mais complexos como cristais líquidos nemáticos uniaxias, bem como misturas ferronemáticas. A primeira etapa dos estudos teve como objetivo investigar o comportamento das difusividades dos modos hidrodinmicos splay e twist, em função da concentração iônica das misturas. As amostras preparadas se diferenciavam apenas pela quantidades de sal em suas composições. Observamos um aumento em Dsplay e diminuição de Dtwist com o aumento na concentração de sal. Esses efeitos são multifatoriais e podem estar relacionados à blindagem eletrostática intermicelar, favorecendo a aproximaao entre micelas vizinhas. O efeito de backflow também é um fenômeno relevante que minimiza os efeitos dissipativos e está associado as distorções de splay. Por fim, foram realizadas medidas de DLS em misturas ferronemáticas liotrópicas uniaxiais, com o objetivo de investigar o comportamento das difusividades dos modos hidrodinâmicos em função da concentração de nanopartículas magnéticas (ferrofluido FF). O alinhamento do diretor é bastante favorecido com a presença das nanopartículas, como previsto na literatura [32]. Além disso, em baixas concentrações (< 10^13 grãos/mL) as nanopartículas não interferem nos espectros de autocorrelação, sendo possível observar as flutuações orientacionais do diretor nemático. Dessa forma, a incorporação de grãos magnéticos auxiliou nas medidas de DLS, principalmente no que diz respeito à seleção dos modos hidrodinâmicos. Os resultados mostraram que, em fase NC , as difusividades Dsplay e Dbend diminuíram com o aumento da concentração de FF. Por outro lado, a difusividade Dtwist praticamente não foi afetada com a incorporação de FF. No entanto, na fase ND, foi possível observar quedas nos valores de Dsplay e Dtwist , comparando com a mistura sem FF (Nd3). / In the present dissertation we made a Dynamic Light Scattering (DLS) experimental setup as well as their clalibration. We use standard aqueous solution with polystyrene nanospheres, with 20 nm and 200 nm of mean diameter, for system calibation. After this process we investigated more complex systems as uniaxial lyotropic liquid crystals mixtures and ferronematic samples. Firstly, we investigate the behaviour of hydrodynamic modes as a function of ionic concentration. The experiments showed that D splay increases and D twist decreases when ionic concentration increases. There are many factors around this behaviour, one of them is the electrostatic shielding forming between nearby micelles that may favours the approximation between tham. The backflow effect also is a relevante phenomenon that minimize the viscous dissipation process of splay distortion. This effect tends to increase with ionic concentration. We also investigated the hydrodynamic behaviour of uniaxial lyotropic mixtures doped with magnetic nanoparticles (ferrofluid - FF). They were characterized by DLS measure-ments to investigated the role of dopping concetration on splay, twist, and bend distortions. According to our results the nanoparticles favours the director alignment by magnetic field as we can found in the literature [32]. Thus, the DLS measurements had been favored by addition of magnetics grains, particularly with regard to the selection role of hydrodynamic modes. Moreover, we have seen that the director relaxation process is not abruptly affected with incorporation of nanoparticles, at low quantities (< 10^13 grain/mL). In NC phase, Dsplay and Dbend tends to decreases when the FF concetrations increases. However the behavior of Dtwist is not completly clear. In ND phase, the addition of nanoparticles further decreases Dsplay and Dtwist , comparing with the free nanoparticles sample (Nd3).

A comprovação de que siRNA pode ser usado para supressão de genes em diferentes células de mamíferos atraiu grande atenção como nova possibilidade de tratamento para diversas doenças. No entanto, para aplicação terapêutica de siRNA é necessário o desenvolvimento de um sistema de liberação efetivo e não tóxico, que permita a captação celular do siRNA e também que evite a sua degradação por enzimas. A capacidade de supressão de genes promovido pelo siRNA depende tanto do número de moléculas de siRNA transfectadas quanto da taxa de duplicação da célula. Uma das formas farmacêuticas que vem sendo amplamente utilizadas na literatura com o objetivo de prolongar e proteger a liberação de fármacos são as formulações com capacidade de formação de gel in situ. Desta forma, a presente pesquisa teve por objetivo o desenvolvimento farmacotécnico de formulações líquido cristalinas com formação de gel in situ após administração por via subcutânea para veiculação sustentada de siRNA. Misturas adequadas de monoleína, propilenoglicol, tampão Tris e polietilenoimina ou oleilamina (polímero e lipídeo catiônico, respectivamente) formaram sistemas precursores capazes de se geleificar in situ com excesso de água e, como demonstrado pelo estudo de absorção de água, a formação do gel é um processo rápido. As formulações desenvolvidas também foram eficientes para complexar o siRNA comprovando a importância da incorporação dos aditivos catiônicos aos sistemas. A liberação in vitro dos sistemas líquido cristalinos mostraram que a liberação é dependente da taxa de absorção de água e os estudos in vivo em modelo animal para avaliação da formação do gel in situ e toxicidade demonstraram que o gel se forma in vivo com a absorção de água dos fluidos corporais, sendo biodegradável e biocompatível. Os sistemas desenvolvidos mostraram-se promissores para o tratamento de doenças onde a administração localizada e sustentada de siRNA é necessária. / The evidence that siRNA can be used for suppression of genes in different mammalian cells attracted wide attention as a new possibility of treatment for various diseases. However, for siRNA therapeutic application is necessary to develop an effective non-toxic delivery system, which facilitate the siRNA cell uptake and avoid its degradation by enzymes. The genes suppression promoted by siRNA depends on the number of siRNA molecules transfected as the cell replication rate. One of the dosage forms that have been widely used in literature in order to prolong and protect the drug release is the in situ gelling formulations. Thus, the present study aimed the development and characterization of the in situ gelling liquid crystal-based systems for subcutaneous application of siRNA in gene therapy. Appropriate mixtures of monoolein, propylene glycol, Tris buffer and polyethyleneimine or oleylamine (cationic polymer and lipid, respectively) was able to form precursor formulation that gelling in water excess and, as demonstrated by the swelling studies, the gel formation is a fast process. The developed formulations were also effective for complexing the siRNA, indicating the importance of the incorporation of cationic additives in the systems. The in vitro release study showed that the release is dependent on the water absorption rate. In vivo studies in animal models have shown the gel is formed in vivo after water uptake of body fluids, and it is biodegradable and biocompatible. The systems developed are promising for the treatment of diseases where the local and sustained administration of siRNA is necessary.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os alquilglicosÃdeos constituem uma nova e interessante classe de surfactantes por serem biodegradÃveis, atÃxicos e sintetizados a partir de fontes renovÃveis e abundantes na natureza. Estas propriedades os tornam potencialmente mais apropriados que outros surfactantes os quais prejudicam o meio ambiente. O presente trabalho trata da sÃntese e caracterizaÃÃo de duas sÃries de alquilglicosÃdeos utilizando os Ãlcoois C10, C16 e C18 como parte hidrofÃbica e glicose e derivados da degradaÃÃo da amilose como partes hidrofÃlicas. A sÃntese dos alquilglicosÃdeos foi realizada atravÃs da reaÃÃo usual de KÃenig-Knorr com algumas modificaÃÃes. A caracterizaÃÃo estrutural dos surfactantes foi acompanhada por ressonÃncia magnÃtica nuclear 1H, 13C (RMN) juntamente com a espectroscopia de absorÃÃo na regiÃo do infravermelho (IV). Os estudos de RMN e IV permitiram caracterizar detalhadamente as junÃÃes entre os grupos hidrofÃlicos e hidrofÃbicos, como predominantemente glicosÃdica. A cromatografia de permeaÃÃo de gel (GPC) mostrou evidÃncias da formaÃÃo dos surfactantes com aproximadamente cinco anÃis glicosÃdicos ligados à cadeia alquÃlica. Estruturas de cristais lÃquidos, identificadas pela presenÃa de pontos de fusÃo duplos, foram observadas atravÃs da tÃcnica de calorimetria exploratÃria diferencial (DSC), revelando as propriedades termotrÃpicas dos surfactantes. O mÃtodo de du NoÃy foi utilizado para determinar a tensÃo superficial e concentraÃÃo micelar crÃtica (cmc) das soluÃÃes aquosas Ãs vÃrias concentraÃÃes. Observou-se que para as duas sÃries de surfactantes, o aumento do comprimento da cadeia alquÃlica levou à reduÃÃo esperada da cmc. As energias envolvidas nos processos de adsorÃÃo e micelizaÃÃo calculadas a partir das isotermas de tensÃo superficial de equilÃbrio versus ln da concentraÃÃo indicam a cooperatividade dos grupos hidrofÃlicos e hidrofÃbicos nestes processos. / Alkyl glucosides constitute a new and interesting class of surfactants, as they are biodegradable, nontoxic, and synthesized from renewable resources. These properties make them substitutes for other surfactants which are potentially damaging to the environment. The present work deals with the synthesis and characterization of two series of alkyl glucosides, which used C10, C16 and C18 alcohols as the hydrophobic part and glucose and glucose residues derived from degradation of amylose (which was essentially free from amilopectin) as hydrophilics parts. The alkyl glucosides synthesis was performed by the usual KÃenigs-Knorr reaction with some modifications. The molecular structures of the surfactants were characterized by 1H, 13C nuclear magnetic resonance (NMR) together with infra-red (IR) spectroscopy. The study by NMR and IR allowed the junctions between hydrophilic head-groups and hydrophobic tailgroups to be characterized predominantly as &#61538;-glycosidic. Gel permeation chromatography (GPC) showed evidences of the formation of the surfactants with five glucosides rings linked to the alkyl chain. Liquid crystals structures were investigated by the differential scanning calorimetry (DSC) technique confirming the characteristics of thermotropics properties, through the presence of double melting points. The du NoÃy method was used to determine the surface-tension and critical micelle concentration (cmc) of aqueous solutions at various concentrations. For the two series of surfactants, it was observed that the increase of the alkyl chain caused the already expected decrease of cmc. The energies involved in the adsorption and micellization process calculated from the equilibrium surface tension isotherm versus ln concentration indicates co-operativety from the hydrophilics and hydrophobics grups.

Neste trabalho investigamos os efeitos de superfícies de contorno e de confinamento na ordem orientacional de cristais líquidos, onde utilizamos cristais líquidos termotrópicos e liotrópicos. A importância deste estudo deve-se à aspectos tanto de interesse tecnológico (formas de alinhamento) como de pesquisa básica. Com relação aos cristais líquidos termotrópicos, determinamos que cargas eletrostáticas superficiais induzidas por esfregamento influenciam as propriedades orientacionais do cristal líquido, essas cargas foram medidas com a técnica de microscopia de força eletrostática (EFM). Estudamos novas formas de alinhamento ao tratar a superfície com polímeros fotosensíveis, onde foi possível introduzir uma competição entre dois potenciais superficiais de alinhamento (grades de relevo e fotoalinhamento) e geramos padrões microtexturizados com diferentes direções de alinhamento, o que pode ser aplicado na elaboração de dispositivos biestáveis. Em ambos os casos, uma forma de alinhamento local pode ser obtida com o uso de um microscópio óptico de campo próximo (SNOM). Com o uso de um surfactante (OTE) produzimos um perfil periódico de alinhamento homeotrópico e planar para tentar observar estados orientacionais esperados teoricamente, além de propor novos tratamentos superficiais. As análises topográficas foram feitas com medidas de microscopia de força atômica (AFM) e as análises de textura do cristal líquido com um microscópio óptico de luz polarizada. O efeito do confinamento de uma amostra de cristal líquido liotrópico foi investigado através do comportamento dinâmico induzido por campos magnéticos externos, dando evidências de uma transição de fase induzida apenas pelo confinamento da amostra. A ocorrência desta transição de fase foi confirmada através de medidas diretas com o uso de técnicas ópticas não-lineares, como a geração de segundo harmônico e Varredura-Z. / In this work we investigated the boundary surface and confinement effects on the orientational order of liquid crystals, where we used thermotropic and lyotropic liquid crystals. The importance of these studies refers to technological and fundamental research aspects. Regarding to the thermotropic liquid crystals, we determined that the electrostatic charges induced by rubbing of polymeric surfaces influence the liquid crystal orientational properties, these charges were measured with the electrostatic force microscopy technique (EFM). We studied new liquid crystal aligning forms with photosensitive polymers, where it was possible to impose a competition between two surface aligning potentials (surface relief gratings and photoalingment) and we created microtextured patterns of diferent alignment directions, which favors the use in bistable devices. In both cases, a local treatment can be achieved with a scaning near-field optical microscope (SNOM). With a surfactant (OTE) we produced periodic patterns of homeotropic and planar states to investigate the possibility of new orientational states induced to the liquid crystal, which are expected theoretically. The topographic analysis were done by atomic force microscopy (AFM) measurements and the liquid crystal texture was investigated with a polarized microscope. The confinement effect on a lyotropic liquid cristal was investigated according to theoretical approches of the dynamical behavior induced by external magnetic fields, giving evidences of a phase transition induced only due to the sample confinement. This phase transition was confirmed with direct measurements of the transition by using nonlinear optical techniques, as second harmonic generation and Z-scan.