O uso de materiais de revestimento na agricultura se constitui em uma das mais importantes aplicações de polímeros, principalmente, no encapsulamento da ureia. Devido a seu elevado conteúdo de nitrogênio entre 44 a 46 % em massa, a ureia leva muita vantagem na adubação nitrogenada. A escolha recaiu sobre um sistema polimérico acrilato incorporando vinhaça, melaço e carbonato de cálcio (aditivo inorgânico), sendo o foco deste sistema reter e liberar, controladamente, os nutrientes. Foram feitos bio-ensaios usando três tipos de fertilizantes ureia, material comercial e ureia revestida, sendo possível avaliar o filme como um sistema de revestimento bastante eficaz. Para determinar a quantidade de íon amônio (NH4+), empregaram-se técnicas de análise simples como a micro-destilação e micro-volumetria. Além disso, foi aplicado métodos instrumentais FTIR, TG, DTG, DSC, MEV e EDX para caracterizar a estrutura e morfologia do material polimérico. Os resultados mostraram que a presença do composto inorgânico (CaCO3) no compósito, tem um papel relevante na estrutura aniônica do polímero-base, este atua na retenção de cargas opostas por interações eletrostáticas, controlando a taxa de liberação de nitrogênio como íon amônio, mostrando que o polímero revestido presenta melhor eficiência e desempenho na liberação em quanto ao polímero comercial e a ureia. A opção pela investigação de fertilizantes revestidos foi devido à relevância do tema e do impacto na sustentabilidade ambiental e econômica. / The use of coating materials in agriculture constitutes one of the most important applications of polymers, mainly in the encapsulation of urea. Due to its high nitrogen content between 44-46% by weight, urea takes much advantage in nitrogen fertilization. The choice fell on a polymeric acrylate system incorporating vine, molasses and calcium carbonate (inorganic additive), the center of this system hold and release controlled nutrients. Bioassays were performed using three types of fertilizer urea, commercial material and coated urea being possible to evaluate the film as a very effective coating system. To determine the amount of ammonium ion (NH4+) simple analysis techniques, such as micro-distillation and micro-volumetric were employed. In addition, instrumental methods, including FTIR, TG, DTG, DSC, MEV and EDX were applied to characterize the structure and morphology of the polymeric material. The results showed that the presence of the inorganic compound (CaCO3) in the composite plays an important role in the structure of anionic polymer base, it acts on the retention of opposite charge by electrostatic interaction by controlling the release rate of nitrogen as ammonium ion, showing the improved efficiency and performance of coated polymer in the release compared to the commercial polymer and the urea. The option for the investigation of coated fertilizers was due to the relevance of the issue and the impact on economic and environmental sustainability.

O uso de materiais de revestimento na agricultura se constitui em uma das mais importantes aplicações de polímeros, principalmente, no encapsulamento da ureia. Devido a seu elevado conteúdo de nitrogênio entre 44 a 46 % em massa, a ureia leva muita vantagem na adubação nitrogenada. A escolha recaiu sobre um sistema polimérico acrilato incorporando vinhaça, melaço e carbonato de cálcio (aditivo inorgânico), sendo o foco deste sistema reter e liberar, controladamente, os nutrientes. Foram feitos bio-ensaios usando três tipos de fertilizantes ureia, material comercial e ureia revestida, sendo possível avaliar o filme como um sistema de revestimento bastante eficaz. Para determinar a quantidade de íon amônio (NH4+), empregaram-se técnicas de análise simples como a micro-destilação e micro-volumetria. Além disso, foi aplicado métodos instrumentais FTIR, TG, DTG, DSC, MEV e EDX para caracterizar a estrutura e morfologia do material polimérico. Os resultados mostraram que a presença do composto inorgânico (CaCO3) no compósito, tem um papel relevante na estrutura aniônica do polímero-base, este atua na retenção de cargas opostas por interações eletrostáticas, controlando a taxa de liberação de nitrogênio como íon amônio, mostrando que o polímero revestido presenta melhor eficiência e desempenho na liberação em quanto ao polímero comercial e a ureia. A opção pela investigação de fertilizantes revestidos foi devido à relevância do tema e do impacto na sustentabilidade ambiental e econômica. / The use of coating materials in agriculture constitutes one of the most important applications of polymers, mainly in the encapsulation of urea. Due to its high nitrogen content between 44-46% by weight, urea takes much advantage in nitrogen fertilization. The choice fell on a polymeric acrylate system incorporating vine, molasses and calcium carbonate (inorganic additive), the center of this system hold and release controlled nutrients. Bioassays were performed using three types of fertilizer urea, commercial material and coated urea being possible to evaluate the film as a very effective coating system. To determine the amount of ammonium ion (NH4+) simple analysis techniques, such as micro-distillation and micro-volumetric were employed. In addition, instrumental methods, including FTIR, TG, DTG, DSC, MEV and EDX were applied to characterize the structure and morphology of the polymeric material. The results showed that the presence of the inorganic compound (CaCO3) in the composite plays an important role in the structure of anionic polymer base, it acts on the retention of opposite charge by electrostatic interaction by controlling the release rate of nitrogen as ammonium ion, showing the improved efficiency and performance of coated polymer in the release compared to the commercial polymer and the urea. The option for the investigation of coated fertilizers was due to the relevance of the issue and the impact on economic and environmental sustainability.

Hyaluronic acid, HA, and poly (ethyl acrylate), PEA, are two polymers widely used in biomedical applications, especially in tissue engineering, because of their excellent biocompatible and bioactive properties. HA is a highly hydrophilic biopolymer and the PEA, on the other hand, is hydrophobic. In addition, each one of them has certain shortcomings that limit the potential of its application, so that being able to combine them in a viable way in one biomaterial is of great interest and in turn is a very promising and attractive challenge for the development of new biomaterials. In this thesis, several HA-PEA combined systems are developed, making the two phases compatible in non-crosslinked state, using formic acid, FA, as a common solvent for the two polymers. The effect of formic acid on the materials is previously evaluated, ruling out chemical modification, degradation or generation of cytotoxicity. The combined systems have been developed with different geometries and architectures, in the form of two-dimensional films or blends, spun membranes and three-dimensional porous scaffolds, using solvent casting, electrospinning and freeze-extraction techniques. The physicochemical properties reveal a certain mutual reinforcement produced by both phases, and the biological characterization highlights the potential of the system as biomaterial. Additionally, other systems are made by copolymerizing PEA with ethyl 2-carboxy acrylate, CEA, in either cross-linked or non-crosslinked state. As they are new products, we proceed to their complete physico-chemical and biological characterization, confirming their aptitude as biomaterials. Also studied is the the possibility of combining these copolymers with hyaluronic acid to obtain materials with better properties than those already achieved in the HA-PEA systems. / El ácido hialurónico, HA, y el poli(acrilato de etilo), PEA, son dos polímeros ampliamente utilizados en aplicaciones biomédicas, especialmente en la ingeniería tisular, debido a sus excelentes propiedades biocompatibles y bioactivas. El HA es un biopolímero altamente hidrofílico y el PEA, por lo contrario, es hidrofóbico. Además, cada uno por separado tiene ciertas deficiencias que limitan la potencial de su aplicación, por lo que el poder combinarlos de forma viable en un biomaterial resulta de gran interés y a su vez es un reto muy prometedor y atractivo para el desarrollo de nuevos biomateriales. En esta tesis se desarrollan varios sistemas combinados HA-PEA consiguiendo compatibilizar las dos fases en estado no entrecruzado, empleando el ácido fórmico, FA, como un solvente común para los dos polímeros. Se evalúa previamente el efecto que tiene el ácido fórmico sobre los materiales, descartando modificación química, degradación o generación de citotoxicidad. Los sistemas combinados han sido desarrollados con diferentes geometrías y arquitecturas, en forma de films bidimensionales o mezclas (blends), membranas hiladas y scaffolds porosos tridimensionales, utilizando las técnicas de evaporación de solvente (solvent casting), electrospinning y freeze-extraction. Las propiedades físico-químicas revelan un cierto refuerzo mutuo producido por ambas fases, y la caracterización biológica destaca el potencial del sistema como biomaterial. Adicionalmente, se elaboran otros sistemas copolimerizando PEA con 2-carboxi acrilato de etilo, CEA, en estado tanto entrecruzado como no entrecruzado. Como se trata de productos novedosos, se procede a su caracterización completa físico-química y biológica, confirmando su aptitud como biomateriales. Asimismo, se estudia la posibilidad de producción a base de ellos de sistemas combinados con el ácido hialurónico que poseerían las propiedades mejores que las ya conseguidas en los sistemas HA-PEA. / L'àcid hialurònic, HA, i el poliacrilat d'etil, PEA, són dos polímers amplament utilitzats en aplicacions biomèdiques, especialment en l'enginyeria tissular, per les seues excel·lents propietats biocompatibles i bioactives. L'HA és un biopolímer altament hidrofílic i el PEA, pel contrari, és hidrofòbic. A més, cada un per separat té certes deficiències que limiten el potencial de la seva aplicació, de manera que poder combinar-los de manera viable en un biomaterial resulta de gran interés i és un repte molt prometedor i atractiu per al desenvolupament de nous biomaterials. En aquesta tesi es desenvolupen diversos sistemes combinats HA-PEA aconseguint compatibilitzar les dues fases en estat no entrecreuat, emprant l'àcid fòrmic, FA, com un solvent comú per als dos polímers. S'avalua prèviament l'efecte que té l'àcid fòrmic sobre els materials, descartant modificació química, degradació o generació de citotoxicitat. Els sistemes combinats han estat desenvolupats amb diferents geometries i arquitectures, en forma de films bidimensionals o barreges (blends), membranes filades i scaffolds porosos tridimensionals, utilitzant les tècniques d'evaporació de solvent (solvent casting), electrospinning i freeze-extraction. Les propietats fisicoquímiques revelen un cert reforç mutu produït per les dues fases, i la caracterització biològica destaca el potencial del sistema com a biomaterial. Addicionalment, s'han elaborat altres sistemes copolimeritzant PEA amb 2-carboxi acrilat d'etil, CEA, en estat tant entrecreuat com no entrecreuat. Com es tracta de productes nous, es procedeix a la seua caracterització completa fisicoquímica i biològica, confirmant la seva aptitud com a biomaterials. Així mateix, s'estudia la possibilitat de producció amb d'ells de sistemes combinats amb l'àcid hialurònic, que posseirien millors propietats que les ja aconseguides en els sistemes HA-PEA. / Ivashchenko, S. (2017). Sistemas combinados de ácido hialurónico y polímeros acrílicos como biomateriales para ingeniería tisular [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90649

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However, the compression of the pellets should not affect the release of the drug and the tablets should quickly disintegrate following administration. Therefore, the aim of this study was to develop tablets containing ketoprofen coated pellets for colon-specific drug release. For this, pellets were produced by extrusion and spheronization technique containing 40% (w / w) ketoprofen. Ketoprofen pellets obtained were coated with two different pH - dependent polymers derived from methacrylic acid (Opadry ® k 94 or Eudragit ® FS 30D) with weight gains of 10 or 20% (w / w). The coated pellets were then compressed under different pellets’ amounts and different compression forces. An extra- granular mixture of lactose and microcrystalline cellulose was used as compression aid. The in vitro release of ketoprofen from the systems obtained was evaluated in Bio Dis ® apparatus. The morphological and physical properties of pellets and tablets were assessed. The Eudragit ® FS 30 D coated pellets with weight gains of 10 or 20% showed higher efficiency of colon-specific delivery (94 %), however, the drug was released slowly and incompletely in conditions mimicking the pH of the colonic region. After compression of the pellets, the efficiency of colon – specific drug delivery was lowered after compression (between 20% and 61%, depending on the formulation). The lowest decrease of colon specific efficiency was observed in formulations containing lower amount of pellets, which also produced disintegrating matrices with potential for use in the topical treatment of IBD. / O cetoprofeno é um antiinflamatório não esteroidal usado para o tratamento de dores leves a moderadas, em condições inflamatórias crônicas. Devido a sua elevada potência antiinflamatória, o cetoprofeno pode ser aproveitado no tratamento das doenças inflamatórias intestinais (DII). O tratamento das DII se torna mais seguro e eficaz quando o fármaco é incorporado em sistemas de liberação cólon-específica. Pellets são formas farmacêuticas multiparticuladas bastante investigadas como sistemas de liberação cólon-específica. Após sua produção, os pellets podem ser inseridos em cápsulas ou comprimidos. A produção industrial de comprimidos contendo pellets apresenta inúmeras vantagens quando comparada ao processo de enchimento de cápsulas. No entanto, a compressão dos pellets não deve afetar as características de liberação do fármaco e os comprimidos formados devem se desintegrar rapidamente. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver comprimidos contendo pellets revestidos para liberação cólon-específica de cetoprofeno. Para tanto, foram produzidos pellets contendo 40% (p/p) de cetoprofeno e celulose microcristalina pela técnica de extrusão e esferonização. Os pellets de cetoprofeno obtidos foram revestidos com dois diferentes polímeros pH-dependentes, ambos derivados do ácido metacrílico (Opadry ® 94 k ou Eudragit ® FS 30) com ganhos de massa 10 ou 20% (p/p). Os pellets revestidos foram então comprimidos com diferentes cargas de pellets e submetidos a diferentes forças de compressão, utilizando como adjuvante extra-pellets uma mistura granulada de lactose e celulose microcristalina. A liberação in vitro do cetoprofeno a partir das formas farmacêuticas obtidas foi avaliada em dissolutor Bio Dis aparato III. As caracterizações morfológicas e físicas dos pellets e comprimidos foram conduzidas. Os pellets obtidos por revestimento com Eudragit ® FS 30 D, com ganhos de massa de 10 ou 20%, mostraram elevada eficiência de liberação cólon-específica in vitro (até 94%), no entanto, o fármaco foi liberado de forma lenta e incompleta em meio com pH similar ao encontrado na região colônica. Após a compressão dos pellets, os valores de eficiência de liberação cólon-específica sofreram reduções entre 20% e 61%. A menor diminuição da eficiência de liberação cólon-específica foi observada nas formulações contendo a menor carga de pellets, as quais deram origem à matrizes desintegráveis com potencial para utilização no tratamento tópico das DII.