SILVA, Rodolpho Glauber Guedes. Purificação, caracterização bioquímica e atividade biológica de um inibidor de tripsina da torta da mamona (Ricinus communis L.). 2012. 94 f. : Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-07-08T14:25:06Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_rggsilva.pdf: 2026014 bytes, checksum: e5a8d39fc94fdd25a3238ea3dc3908a1 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T20:19:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_rggsilva.pdf: 2026014 bytes, checksum: e5a8d39fc94fdd25a3238ea3dc3908a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T20:19:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_rggsilva.pdf: 2026014 bytes, checksum: e5a8d39fc94fdd25a3238ea3dc3908a1 (MD5) Previous issue date: 2012 / The castor bean (Ricinus communis L.) culture is of great socioeconomic importance because of its seeds, which are used mainly for production of oil that can be used for various industrial purposes. The oil extraction generates a by-product of high nutritional value known as the castor cake. However, the presence of toxic and allergenic compounds hinders the use of this residue to feeding source. Another way to add value to the castor cake would be to seek bioactive molecules that could have applications in agriculture and human health. This study aimed to purify and characterize a trypsin inhibitor of castor cake and, to test this in vitro activity against phytopathogenic fungi of agricultural importance and proteases from the midgut of Aedes aegypti. The trypsin inhibitor of castor cake, named RcTI, was purified by heat treatment, affinity column in anhydrotrypsin-Sepharose® 4B and ion-exchange chromatography ResourceTM Q. RcTI has a apparent molecular mass of 14 kDa in the absence or presence of a reducing agent, pI 5.2 and isn’t a glycoprotein. The NH2-terminal sequence of purified RcTI showed 83% similarity with sulfur-rich storage protein (2S albumin) R. communis and 48% with napin-like (2S albumin) R. communis. The RcTI was stable after heat treatment at 98 °C for two hours. The inhibition on trypsin was stable in the acid pH range. However, there was a loss of approximately 20% inhibitory effect on alkaline pH (pH 8-11). The RcTI (13 µg) was unable to inhibit the germination of spores of the fungus Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani and Fusarium solani. However, it was able to inhibit the germination of spores of Colletotrichum gloeosporioides. RcTI 100 µg was not effective in the inhibition of vegetative growth of the fungi mentioned above. This inhibitor was effective against proteases from the midgut of Aedes aegypti with 91% inhibition. The results of the present study indicate that RcTI has biotechnological potential, can be used as an alternative to combat the important plant pathogenic fungus C. gloeosporioides and larvae of A. aegypti. / A cultura da mamoneira (Ricinus communis L.) é de grande importância socioeconômica devido às suas sementes, que são utilizadas, principalmente, na produção do óleo que pode ser empregado para diversos fins industriais. A extração do óleo gera um subproduto de alto valor nutricional, conhecido como torta da mamona. Porém, a presença de compostos tóxicos e alergênicos dificulta utilização desse resíduo como fonte de alimentação animal. Outra forma de agregar valor à torta da mamona seria buscar moléculas bioativas que pudessem ter aplicações na agricultura e saúde humana. O presente trabalho teve como objetivos purificar e caracterizar um inibidor de tripsina da torta da mamona, bem como, testar a atividade deste in vitro contra fungos fitopatogênicos de importância agrícola e proteases do intestino médio de Aedes aegypti. O inibidor de tripsina da torta da mamona, nomeado RcTI, foi purificado através de tratamento térmico, coluna de afinidade em matriz de anidrotripsina-Sepharose® 4B e cromatografia de troca iônica em ResourceTM Q. Essa proteína apresentou massa molecular aparente de 14,0 kDa na ausência ou presença de agente redutor, pI 5,2 e não é uma glicoproteína. A sequência NH2-terminal do RcTI purificado mostrou similaridade de 83% com uma proteína de armazenamento rica em enxofre (albumina 2S) de R. communis e de 48% com uma napin-like (albumina 2S) de R. communis. O RcTI mostrou-se estável após tratamento térmico a 98 ºC durante duas horas. Da mesma forma, permaneceu com atividade inibitória estável na faixa de pHs ácidos. No entanto, houve uma perda de, aproximadamente, 20% na capacidade inibitória em pHs alcalinos (pH 8-11). O RcTI (13 µg) não foi capaz de inibir a germinação de esporos dos fungos Fusarium oxysporum, Fusarium solani e Rhizoctonia solani. No entanto, foi capaz de inibir a germinação de esporos de Colletotrichum gloeosporioides. O RcTI não foi efetivo na inibição de crescimento vegetativo dos fungos mencionados acima. Esse inibidor foi efetivo contra as proteases intestinais de Aedes aegypti com 91% de inibição. A partir dos resultados obtidos neste trabalho, conclui-se que o RcTI tem potencial biotecnológico, podendo ser utilizado como uma alternativa para o combate do importante fungo fitopatogênico C. gloeosporioides e larvas de A. aegypti.

A procura por novos materiais que possam substituir parcial ou totalmente os derivados do petróleo, representa um desafio para os pesquisadores na área de ciências dos materiais. Dentro deste contexto, o desenvolvimento de materiais biodegradáveis surge como uma das opções viáveis. A introdução de biopolímeros ou aditivos naturais nas formulações de poliolefinas, utilizadas na indústria de embalagens, tem sido objeto de estudo de vários trabalhos de pesquisa. Acelerar a degradação desses materiais, de modo que a razão custo/benefício de sua produção seja favorável, é um dos objetivos desses estudos. Tem sido relatado que a adição de polidroxibutirato (PHB) à poliolefinas pode contribuir para acelerar a degradação desses materiais. Neste trabalho, misturas de polietileno (PEBD) e PHB foram preparadas em extrusora de rosca dupla, utilizando como carga, a torta de mamona, subproduto do biodiesel. Há um número muito escasso de trabalhos versando sobre a utilização da torta de mamona como aditivo na indústria de plásticos. Há, entretanto, necessidade de se encontrar maiores aplicações para esse resíduo, de forma a tornar a cadeia produtiva do biodiesel mais viável. A avaliação da biodegradação dos produtos obtidos é um dos objetivos específicos deste trabalho. A processabilidade dos materiais e as propriedades mecânicas foram avaliadas por meio dos ensaios convencionais prescritos pelas normas ASTM.. As metodologias de planejamento de experimentos: planejamento fatorial e modelagem de misturas foram utilizadas, respectivamente, para determinação das melhores condições de processamento e para avaliar o efeito da proporção dos componentes das misturas nas propriedades obtidas. O software Minitab foi usado com esta finalidade. A morfologia das misturas foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A biodegradação foi avaliada em solo simulado por diferentes períodos de tempo através de determinações de perda de massa das amostras. Os resultados obtidos demonstraram que a adição do PHB e da mamona ao PEBD levam a obtenção de propriedades superiores de flexão e ao aumento de Módulo de Young. A resistência à tração e as propriedades de impacto do PEBD se deterioraram com a adição do PHB, assim como com a adição da carga. As misturas ternárias com maior teor de PHB apresentaram biodegradação mais acentuada. A mistura com a composição polietileno, poli(3-hidroxibutirato) e torta de mamona ( 70%/20%/10%) sofreu degradação mais acelerada que as misturas binárias. Este fato sugere que a torta de mamona catalisa a degradação dos materiais, fato este que pode ser atribuído à morfologia da mistura ternária.

A procura por novos materiais que possam substituir parcial ou totalmente os derivados do petróleo, representa um desafio para os pesquisadores na área de ciências dos materiais. Dentro deste contexto, o desenvolvimento de materiais biodegradáveis surge como uma das opções viáveis. A introdução de biopolímeros ou aditivos naturais nas formulações de poliolefinas, utilizadas na indústria de embalagens, tem sido objeto de estudo de vários trabalhos de pesquisa. Acelerar a degradação desses materiais, de modo que a razão custo/benefício de sua produção seja favorável, é um dos objetivos desses estudos. Tem sido relatado que a adição de polidroxibutirato (PHB) à poliolefinas pode contribuir para acelerar a degradação desses materiais. Neste trabalho, misturas de polietileno (PEBD) e PHB foram preparadas em extrusora de rosca dupla, utilizando como carga, a torta de mamona, subproduto do biodiesel. Há um número muito escasso de trabalhos versando sobre a utilização da torta de mamona como aditivo na indústria de plásticos. Há, entretanto, necessidade de se encontrar maiores aplicações para esse resíduo, de forma a tornar a cadeia produtiva do biodiesel mais viável. A avaliação da biodegradação dos produtos obtidos é um dos objetivos específicos deste trabalho. A processabilidade dos materiais e as propriedades mecânicas foram avaliadas por meio dos ensaios convencionais prescritos pelas normas ASTM.. As metodologias de planejamento de experimentos: planejamento fatorial e modelagem de misturas foram utilizadas, respectivamente, para determinação das melhores condições de processamento e para avaliar o efeito da proporção dos componentes das misturas nas propriedades obtidas. O software Minitab foi usado com esta finalidade. A morfologia das misturas foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A biodegradação foi avaliada em solo simulado por diferentes períodos de tempo através de determinações de perda de massa das amostras. Os resultados obtidos demonstraram que a adição do PHB e da mamona ao PEBD levam a obtenção de propriedades superiores de flexão e ao aumento de Módulo de Young. A resistência à tração e as propriedades de impacto do PEBD se deterioraram com a adição do PHB, assim como com a adição da carga. As misturas ternárias com maior teor de PHB apresentaram biodegradação mais acentuada. A mistura com a composição polietileno, poli(3-hidroxibutirato) e torta de mamona ( 70%/20%/10%) sofreu degradação mais acelerada que as misturas binárias. Este fato sugere que a torta de mamona catalisa a degradação dos materiais, fato este que pode ser atribuído à morfologia da mistura ternária.

AssociaÃÃo TÃcnico-CientÃfica Eng. Paulo de Frontin / O experimento com a cultura da mamoneira (Ricinus communis L.) cultivar BRS 149 Nordestina, foi implantado e conduzido em condiÃÃes de campo na estaÃÃo experimental da CAGECE/PROSAB/CT-UFC, no municÃpio de Aquiraz â CE, com o objetivo de avaliar o efeito das interaÃÃes da adubaÃÃo com NPK e as diferentes fontes de Ãgua de irrigaÃÃo sobre os componentes do rendimento e da produtividade da cultura. O delineamento experimental utilizado foi o de parcelas subdivididas, com duas parcelas, sendo uma irrigada com Ãgua de poÃo (AP), e a outra com Ãgua proveniente de esgoto domÃstico tratado (EDT), ambas com treze tratamentos incluindo uma testemunha absoluta. Para determinaÃÃo dos componentes do rendimento e da produtividade foram avaliados diÃmetro caulinar, o nÃmero de cachos por planta, o nÃmero de sementes por cacho e peso de cem sementes de 6 plantas de cada unidade experimental. A irrigaÃÃo com Ãgua de poÃo no tratamento com a adubaÃÃo 50N-60P2O5-50K2O kg ha-1, obteve as maiores mÃdias para a grande maioria dos componentes avaliados, conseguindo produtividade de 1908,6 kg ha-1 de sementes. / The experiment with the cultivation of castor bean (Ricinus communis L.) cultivar BRS 149 Northeast, was established and conducted under field conditions at the experimental station CAGECE / PROSAB / CT-CFU in the municipality of Aquiraz - CE, with the aim of evaluating the effect of interactions of NPK on yield components and yield. The experiment was a split plot with two plots, one irrigated with well water (AP) and the other with water from treated sewage (EDT), both with thirteen treatments including a control treatment. For the determination of yield components and yield were observed stem diameter, number of bunches per plant, seed number per bunch and weight of hundred seeds of six plants experimental treatment. Irrigation with well water treatment with the fertilizer-50N-60P2O5 50K2O kg ha-1 had the highest average for most of the variables, achieving productivity of 1908.6 kg ha-1 seed.

Orientador: Maria Márcia Pereira Sartori / Banca: Eduardo Pacca Luna Mattar / Banca: Antonio dos Santos Júnior / Banca: Juliano Carlos Calonego / Banca: Carlos Antonio Costa do Nascimento / Resumo: O milho (Zea mays) é o cereal mais importantes e difundido nos estabelecimentos rurais do Brasil. A mamona apresenta-se como uma cultura com potencial para retornar ao protagonismo no agronegócio brasileiro devido sua adaptabilidade aos diversos agroecossistemas e variedade de produtos e subprodutos do seu grão. No estado do Acre os estabelecimentos rurais são na sua maioria compostos por pequenos produtores de base familiar que desempenham as atividades com baixo nível tecnológico de produção. Neste estado os produtores rurais são dependentes e realizam frequentemente a agricultura de corte e queima de áreas florestais. Assim, pesquisas que desenvolvem sistemas de produção eficientes, técnica e socioeconomicamente, são essenciais para o desenvolvimento do agronegócio na Amazônia Ocidental. Com isso, o presente trabalho avaliou a viabilidade agronômica das culturas do milho e mamona em diferentes sistemas de produção. Para tanto, a pesquisa foi desenvolvida a partir da implantação e condução de dois experimentos. Experimento (1) Avaliação de híbridos de mamona de porte anão sob sistema com adubação mineral ou orgânico. O experimento foi conduzido com delineamento de blocos casualizados em esquema fatorial 4x2, com 4 repetições, sendo o primeiro fator referente aos híbridos de mamona (AG IMA 110204, TAMAR, AKB02 e AKB06) e o segundo fator a forma de adubação mineral ou orgânica (esterco bovino). Foi avaliado o crescimento e desenvolvimento da mamona durante o ciclo de cultivo ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Corn (Zea mays) is the most important and widespread cereal in rural establishments in Brazil. Castor bean presents itself as a crop with potential to return to the protagonism in the Brazilian agribusiness due to its adaptability to the diverse agroecosystems and variety of products and byproducts of its grain. In the state of Acre, the rural establishments are mostly composed of small family-based producers who perform activities with low technological level of production. In this state, farmers are dependent and often carry out slash-and-burn agriculture. Thus, research that develops technically and socioeconomically efficient production systems is essential for the development of agribusiness in the Western Amazon. Thus, the present work evaluated the agronomic viability of corn and castor bean crops in different production systems. Therefore, the research was developed from the implementation and conduction of two experiments. Experiment (1) Evaluation of dwarf castor bean hybrids under system with mineral or organic fertilization. The experiment was conducted with a randomized block design in a 4x2 factorial scheme with 4 replications, the first factor referring to castor bean hybrids (AG IMA 110204, TAMAR, AKB02 and AKB06) and the second factor the form of mineral or organic fertilization (cattle manure). Castor bean growth and development during the growing cycle was evaluated by monitoring the morphophysiological changes and nutritional evaluation. At the end of the ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Com vistas à sua utilização na confecção de luvas para revestimento de soquetes de próteses para amputações infrapatelares, a resistência mecânica da poliuretana derivada da combinação do óleo da mamona purificado (poliol) com o pré-polímero difenilmetanodiisocianato foi testada por meio de ensaios de tração numa máquina universal de ensaios, comparativamente com dois outros tipos de material, o elastômero de silicone e a espuma de borracha, de uso corrente para a mesma finalidade. A poliuretana e o elastômero de silicone foram também testados em uma forma associada com uma alma de malha tubular de poliamida, totalizando cinco tipos de materiais investigados, com os quais se confeccionaram corpos de prova com o formato de \"gravata borboleta\". Foram considerados parâmetros para a análise a carga máxima suportada, a tensão máxima, a tensão de ruptura, o alongamento até a ruptura e o módulo de elasticidade, de cada material. Os ensaios foram realizados segundo padronização pela norma ASTM 638-M. Os resultados mostraram que o silicone com e sem a alma de malha tubular de poliamida foi o material mais resistente e que a poliuretana derivada do óleo da mamona apresentou resistência próxima à da espuma de borracha, quando pura, e próxima à do silicone puro, quando associada à malha tubular . O silicone puro foi o material com a maior capacidade de alongamento até ruptura, sendo a poliuretana pura o material com a menor capacidade de alongamento. Entretanto, quando associados à alma de malha tubular, ambos passaram a ter a mesma capacidade de alongamento, que ficou reduzida em relação àquela dos materiais puros. Concluiu-se que, apesar de menos resistente no estado puro, a poliuretana derivada do óleo da mamona pode ter sua resistência aprimorada com a associação da malha tubular, mantendo-se ainda mais flexível e com melhor capacidade de absorção e distribuição de carga que o silicone, sendo, portanto, um material adequado para a confecção de luvas para revestimento de soquetes de próteses para amputação do membro inferior. / With a view to using it as lining material for below knee prosthesis, the mechanical resistance of a poliurethane derived from the combination of purified castor oil with the prepolymer diphenylmethandiisocyanate was tested by means of tensile strength measurement in a universal testing machine, as compared with two other materials, the silicone elastomer and the synthetic rubber foam, both of current use for the same purpose. The castor oil polyurethane and the silicone elastomer were tested either in a plain form and combined with of a polyamid mesh core, summing up five types of material investigated. Bow-tie shaped specimens were cut out of all materials, so as to conform with the requirements of ASTM 638-N standard. The parameters taken into consideration for analysis were the maximal load supported, the maximal tension, the tension at rupture, the elongation at rupture and the modulus of elasticity for each material. The results showed that the silicone elastomer with and without the mesh core was the most resistant material and that the resistance of the plain castor oiI polyurethane is close to that of rubber foam. When combined with the mesh core, the resistance of the polyurethane became similar to that of the plain silicone elastomer. The plain silicone elastomer showed the greatest capacity of elongation before it eventually ruptured, whilst the castor oil polyurethane ruptured much earlier than the rubber foam, in a intermediate position according to this parameter. However, when combined with the mesh core, both silicone elastomer and castor oiI polyurethane presented the same capacity of elongation, which was reduced in comparison to both materials in the plain state. It was concluded that, despite being weaker, the resistance of castor oil polyurethane can be increased by the combination with the mesh core, still preserving its greater flexibility and shock absorbing and load distribution capacity, as compared to the silicone elastomer. In this form it is, therefore, an adequate material to make soft sockets for below knee prostheses.

Com vistas ao seu emprego na confecção de implantes de tendões flexores para a mão, foi realizado um estudo in vitro das propriedades mecânicas da poliuretana elastomérica derivada do óleo da mamona. Corpos de prova, de formato e dimensões adequados ao estudo, estabelecidos pela norma ASTM 638, foram recortados de placas de poliuretana, obtidas pela polimerização de seus componentes básicos, o poliol Q 160 e o pré-polímero FN 329, na forma pura e associada a fios de poliéster longitudinalmente colocados no seu interior, dispostos paralelamente entre si, ou trançados, em número variando de um a sete, com incrementos de dois, segundo o grupo experimental. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de tração em máquina universal de ensaios, tendo sido analisados os parâmetros força de 1) resistência à ruptura, 2) tensão máxima, 3) deformação (alongamento), 4) resiliência e 5) módulo de elasticidade. Para cada grupo foram testados três corpos de prova e, dos valores obtidos para cada parâmetro individualmente, foi obtida uma média para execução da análise estatística. Os resultados mostraram que a associação da poliuretana com os fios de poliéster faz diminuir a capacidade de deformação da poliuretana pura, aumentando sua força de resistência, a tensão máxima, a resiliência e o módulo de elasticidade, propriedades cujos valores numéricos aumentam com o incremento do número e com o trançar dos fios, tendo sido muito significante com cinco e sete fios. Concluiu-se que, na forma associada, a poliuretana derivada do óleo da mamona constitui um material adequado para a confecção de implantes de tendão, passivos ou ativos. / With a view to using it to make flexor tendon implants for hand surgery, an in vitro study on the mechanical properties of the elastomeric poliurethane derived from castor oil was carried out. Dumb bell shaped specimens, of appropriate dimensions, as established by ASTM 638 standard, were cut out from poliurethane plaques, obtained by the polimerisation of its basic components, the Q 160 poliol and FN 329 prepolymer, either plain and combined with palallel or embroidered polyester threads, which varied from one to seven, at increments of two, according to the group. The specimens were submitted to traction in a universal testing machine and tested for the parameters 1) resistance to rupture, 2) maximal tension, 3) deformation (elongation), 4) resilience and 5) modulus of elasticity. Three specimens were tested per group and an average was calculated so as to allow for statistical analysis. The results showed that the combination with the polyester threads decreases the capacity of deformation of the polyurethane, at the same time that increases its resistance, maximal tension, resilience and modulus of elasticity, the values of these properties increasing in direct proportion to the number of threads, being higher for five and seven threads and for the embroidered threads. lts was concluded that when combined with the polyester threads, the polyurethane derived from castor oil is an adequate material to make either passive or active flexor tendon implants for hand surgery.

O novo paradigma de se preservar o meio ambiente e de se utilizar produtos naturais vem contribuindo para um maior interesse na utilização de materiais derivados da biomassa. Neste sentido, os compósitos poliméricos com fibras vegetais surgem como uma boa alternativa no campo dos materiais para aplicações de engenharia. Os principais objetivos deste trabalho foram o processamento e a caracterização do compósito formado por uma resina poliuretano derivada do óleo de mamona e fibras de sisal e coco. O processamento foi realizado utilizando-se a técnica de moldagem por compressão. As fibras foram utilizadas em diferentes formas como fibras curtas, fibras longas, tecido e fios contínuos. A caracterização foi realizada através dos seguintes ensaios: tração, flexão, impacto, tenacidade à fratura, absorção d’água e DMTA. Foi também avaliado o efeito do tratamento com hidróxido de sódio (10%), nas fibras de sisal e coco, nas análises realizadas. O resultados mostraram que o desempenho dos compósitos com fibras de coco foi inferior aos compósitos com fibras de sisal, e mesmo ao poliuretano. Nos ensaios de tração e flexão, as fibras longas de sisal apresentaram o melhor efeito de reforçamento, seguido dos fios contínuos, fibras curtas e tecido. Nos ensaios de impacto e tenacidade à fratura, o melhor desempenho foi dos compósitos com tecido de sisal. O efeito do tratamento alcalino variou em função do tipo de ensaio e da geometria do reforço. Nos ensaios de tração e flexão, o seu efeito foi positivo para os compósitos com fibras longas e curtas, e negativo para os compósitos com tecido e fios, devido à deterioração da estrutura dos fios. Nos ensaios de tenacidade e impacto foi prejudicial, pois ao melhorar a aderência na interface, reduziu os principais mecanismos de absorção de energia, que são, a extração de fibras e o descolamento na interface. Com relação às medidas de absorção d’água, foi observado aumento no nível de absorção dos compósitos com o aumento da fração volumétrica de fibras. O máximo percentual de absorção foi de 17%, para os compósitos com fibras curtas de coco não tratadas. Este percentual diminuiu com o tratamento alcalino das fibras. Na análise térmica dinâmico mecânica, de uma forma geral, os compósitos mostraram acréscimo do módulo de armazenamento e decréscimo do amortecimento e da temperatura de transição vítrea, Tg, em relação ao poliuretano. Este comportamento foi proporcional ao aumento da fração volumétrica de fibras. / The new paradigm in preserving the environment and the use of natural products has contributed to increase the interest in the development and use of derived biomass materials. In this sense, the polymeric composites with natural fibers appear to be a good alternative for engineering applications. The main targets of this work were the processing and characterization of composites obtained by a polyurethane resin derived from castor oil and sisal and coir fibers. The compression moulding technique was used to process the composite. The fibers were employed in different forms such as: short fibers, long fibers, biaxial weave and continuos yarns. Tension, bend, impact, fracture toughness, water absorption and DMTA tests were used to characterize the composites. The sodium hidroxide (10%) treatment effect on the sisal and coir fibers was also evaluated. The results showed, in general, that the coir fibers composites performance were inferior to the sisal fibers composites, and even to the polyurethane matrix. Under tension and bending conditions, the long sisal fibers presented the best reinforcement effect, followed by the continuous yarns, short fibers, and the biaxial weave. Under impact and fracture toughness tests, the best performance was enhanced by sisal weave composites. The alkaline treatment effect varied in accordance with test type and reinforcement geometry. In tension and bending tests, its effect was positive for composites with short and long fibers and negative for composites with weave and yarns. This late was due to deterioration of the yarn structure. In the impact and toughness tests, the alkaline treatment effect was harmful, because when adherence is improved at the interface, the main energy absorption mechanisms are reduced, that mean, the fibers are pulled out and interface is debonded. Water absorption measurements showed an increase in the absorption level for the composites with higher volumetric fraction of fibers. The maximum water absorption was 17% for composites with non-treated coir short fibers. This percentage decreased for composites with treated fibers. In the dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) the composites showed an increased storage modulus and a decreased glass transition temperature, Tg, when compared to polyurethane matrix. This behaviour was proportional to the increase of the fibers volumetric fraction.

O objetivo deste estudo foi a análise da interface entre o implante derivado do polímero da mamona (Ricinus communis) com o canal medular ósseo, por meio dos estudos de diagnósticos por imagem (radiografias simples e tomografias computadorizadas) e análise histológica (microscópica de luz). Foram selecionados 44 coelhos machos, Oryctolagus cuniculus, da linhagem Nova Zelândia, albinos, divididos em dois grupos, sendo o grupo 1, composto por 12 animais controle, cujas fresagens do canal medular foram produzidas bilateralmente nas tíbias e não preenchidas, o grupo 2, com 30 animais, cujos canais medulares da tíbia, após fresagem, foram preenchidos bilateralmente com os cilindros derivados da poliuretana da mamona. Os 30 animais foram divididos aleatoriamente em 3 subgrupos experimentais (G2a, G2b e G2c) de 10 animais, conforme as datas de eutanásia pré-determinadas em 90, 120, 150 dias após o ato operatório. O mesmo foi feito no grupo controle, com mesma data de eutanásia, sendo realizadas em 3 grupos de 4 animais. Um animal não foi submetido ao procedimento de fresagem, sendo utilizado para controle histológico e outro foi morto após o implante do polímero, sendo utilizado para controle do estudo com tomografia computadorizada. Decorridos os períodos experimentais, os animais foram mortos, as peças removidas e submetidas ao processamento histológico. A análise histológica foi realizada subjetivamente em microscópio óptico, observando-se a presença ou não de um processo inflamatório, tipo e grau do mesmo quando presente, de uma cápsula fibrosa envolvendo o material implantado e da seqüência biológica envolvida no reparo do tecido ósseo. No grupo experimental, aos 90 dias, a interface com o polímero apresentava espessa camada de tecido ósseo neoformado rico em osteócitos. Este tecido encontrava-se em processo de amadurecimento. No período de 120 dias, a superfície interna do osso neoformado encontrava-se em franco processo de amadurecimento, com poucos osteócitos no interior da matriz e a organização das fibras colágenas em lamelas concêntricas. Aos 150 dias, havia uma diminuição de osteócitos, com formação tecido ósseo bem organizado. No grupo controle, a superfície interna junto ao canal medular apresentava-se revestida por osteoblastos, seguida de faixa de tecido ósseo, com poucas lacunas preenchidas por osteócitos. O amadurecimento do tecido da superfície interna medular acontece na região interior, sendo o osso alamelar, constituído por fibras colágenas menos amadurecidas que o osso lamelar. A avaliação por radiografias simples não demonstrou ser um método eficaz para identificar a interação do polímero e o tecido ósseo. Nos grupos de animais mortos após 90, 120 e 150 dias, as imagens tomográficas demonstraram não haver espaço entre a superfície do material e do osso na interface implante/medula óssea. A densidade dos tecidos medida junto a esta interface foi igual à densidade das demais porções da medula óssea. A análise histológica demonstrou que o polímero é biocompatível, osteoindutor e osteocondutor. A análise radiográfica permitiu documentar a posição intramedular do polímero e as imagens tomográficas demonstraram limites mal definidos entre o implante e o canal medular, evidenciando, assim, a boa interação entre ambos. / The purpose of this study was to analyze the interface between the implant derived from castor oil polymer (Ricinus communis) and the bone medullary canal by diagnostic imaging (conventional radiography and computed tomography) and histological analysis (optical microscopy). For such purpose, 44 rabbits (Oryctolagus cuniculus, New Zealand, albinus) were selected and assigned to two groups. In group 1, composed of 12 animals (control), reamings of the medullary canal were produced bilaterally in the tibiae of the rabbits and were not filled. In group 2, composed of 30 animals, the medullary canals of the tibiae, after reaming, were filled bilaterally and implanted with cylinders derived from castor oil polyurethane. The 30 animals were randomly divided into 3 experimental subgroups (G2a, G2b and G2c), according to the periods of predetermined euthanasia, i.e., 90, 120 and 150 days postoperatively. The same protocol was carried out for the control group, with the same euthanasia dates (3 groups of 4 animals each). One animal was not submitted to the reaming process and served as a histological control; another animal was sacrificed after placement of the polymer implant and served as a control for computed tomography imaging. Euthanasia was performed at the established experimental periods and the pieces were removed and submitted to standard histological processing. The histological analysis was carried out subjectively in optical microscopy and the following events were assessed: presence or not of inflammatory process, type and severity of the inflammatory process (if present), presence of a fibrous capsule surrounding the implanted material and the biological sequence involved in bone tissue healing. In the experimental group, at 90 days, the interface with the polymer presented a thick layer of neoformed bone tissue rich in osteocytes. This tissue was in an ongoing maturating process. In the 120-day period, the internal surface of the neoformed bone was in frank maturating process, with few osteocytes within the matrix and collagen fibers organized in concentric lamellas. At 150 days, there was a decrease in the number of osteocytes, with the formation of a well-organized bone tissue. In the control group, the internal surface close to the medullary canal was lined with osteoblasts, followed by a bone tissue zone with few lacunae filled with osteocytes. The maturation of the tissue of the medullary internal surface occurs in the inner region, the bone being alamellar, i.e., constituted of collagen fibers less maturated than the lamellar bone. The evaluation by conventional radiography demonstrated not to be an effective method to identify the interaction between the polymer and the bone tissue. In the groups of animals sacrificed at the 90th, 120th and 150th postoperative days, the computed tomography images showed no space between the material surface and the bone at the implant/bone marrow interface. The density of the tissues, measured close to this interface was similar to the density measured in the other areas of the bone marrow. The histological analysis demonstrated that the polymer is biocompatible, osteoinductive and osteoconductive. The radiographic analysis allowed documenting the intramedullar position of the polymer, while the tomographic images demonstrated ill-defined limits between the implant and the medullar canal, therefore evidencing a good interaction between them.

Polímeros naturais têm sido amplamente utilizados como excipientes farmacêuticos, principalmente por serem biocompatíveis e renováveis. O objetivo deste estudo foi investigar a aplicação da resina poliuretânica derivada do óleo de mamona (RPDOM) em formas farmacêuticas gastrorretentivas de liberação controlada. O trabalho aqui apresentado está dividido em quatro capítulos. O capítulo 1 trata-se de uma visão geral sobre a aplicação dos poliuretanos como sistemas de liberação de fármacos, enfatizando os estudos contendo poliuretanos do óleo de mamona. O capítulo 2 trata-se de uma revisão sistemática sobre sistemas gastrorretentivos de liberação de fármacos. O capítulo 3 trata do desenvolvimento e da caracterização da RPDOM contendo fármaco na sua matriz. Domperidona e cloridrato de verapamil foram escolhidos como fármacos modelos devido ao potencial uso desses em formulações gastrorretentivas. Os estudos físico-químicos mostraram que parte da domperidona interagiu quimicamente com a RPDOM. Visto que não é possível a quebra dessa ligação química durante o estudo de dissolução, parte do fármaco ficou indisponível para liberação. Por outro lado, o verapamil foi incorporado com sucesso na RPDOM pelo método de evaporação do solvente. O verapamil interagiu através de forças intermoleculares com o polímero e esse sistema mostrou um promissor perfil de dissolução. O capítulo 4 trata do desenvolvimento de matrizes monolíticas flutuantes, contendo verapamil como fármaco modelo, espuma de polipropileno como excipiente de baixa densidade e um blend da RPDOM e da celulose microcristalina como sistema matricial. A capacidade de flutuação in vitro das matrizes e o controle da liberação do fármaco foram demonstrados. Por fim, a RPDOM mostrou-se um polímero promissor para o uso em sistemas de liberação controlada de fármacos devido a sua hidrofobicidade e para o uso em sistemas gastrorretentivos flutuantes devido à sua baixa densidade. / Natural polymers have been extensively used as pharmaceutical excipients mainly due to their biocompatibility and renewability. The aim of this study was to investigate the application of polyurethane resin from castor oil (PU) in controlled release gastroretentive dosage forms. The work presented herein is divided in four chapters. Chapter 1 is an overview of the application of polyurethanes as drug delivery systems, emphasizing studies containing castor oil-based polyurethanes. Chapter 2 is a systematic review of gastroretentive drug delivery systems. Chapter 3 is about the development and characterization of the PU containing drug in its matrix. Domperidone and verapamil hydrochloride were chosen as model drugs due to their potential use in gastroretentive formulations. Physicochemical studies showed that part of domperidone interacted chemically with PU. Since it is not possible a cleavage of the chemical bond between domperidone and the polyurethane during the dissolution study, part of the drug was not available for release. On the other hand, verapamil was successfully incorporated into PU by solvent evaporation method. Verapamil interacted by intermolecular forces with the polymer and this system showed a promising drug dissolution profile. Chapter 4 shows the development of floating monolithic matrices, containing verapamil as model drug, polypropylene foam as low-density excipient and a blend of PU and microcrystalline cellulose as matrix-forming polymers. The in vitro buoyancy capability of the matrices and the ability to control drug release were demonstrated. Finally, PU proved to be a potential polymer to be used in controlled drug delivery systems due to its hydrophobicity and in gastroretentive floating systems due to its low density.