O Poli (ácido lático), PLA, e a Policaprolactona, PCL, são dois poliésteres termoplásticos alifáticos, conhecidos por suas capacidades de biodegradabilidade e bioreabsoção e, nos últimos anos, têm sido amplamente estudados como alternativas aos metais em bioimplantes. Por terem características mecânicas distintas, muitas vezes estes materiais são utilizados em blendas poliméricas, visando obter uma combinação construtiva entre tais propriedades; o PLA é mais rígido, tem maior resistência à tração, contudo é frágil; o PCL tem menor rigidez, contudo apresenta maior tenacidade, além de ser extremamente dúctil. A combinação destas propriedades em uma blenda torna a dupla PLA/PCL especialmente atraente à utilização em stents coronarianos, no qual o uso do PLA como único componente do stent pode causar complicações ao paciente, devido à necessidade de aquecimento do material acima de sua temperatura de transição vítrea (ao redor dos 60°C) para que ele possa ser inflado sem risco de uma catastrófica falha. Entretanto, tal aquecimento pode causar necrose dos tecidos coronarianos. Assim sendo, a inclusão do PCL na blenda tem como principal objetivo diminuir a temperatura de transição vítrea do conjunto do PLA. Este estudo teve como principal foco a análise de como o acréscimo de PCL e de dois diferentes tipos de compatibilizantes impactou no comportamento térmico e mecânico das blendas. Para tal, testes dos vinte tipos de blendas desenvolvidas foram submetidos a análises de DSC, DMTA e a ensaios de tração e impacto. Os últimos dois são de fundamental importância, pois o PLA tem pouca ductilidade e resistência ao impacto. Além desses testes, foram efetuadas também análises MEV, com intuito de verificar as modificações morfológicas das blendas ao adicionar-se tanto os compatibilizantes, quanto PCL às formulações. Ensaios espectroscópicos na região do infravermelho também foram conduzidos, a fim de analisar-se, além das estruturas químicas dos componentes da blenda, as interações entre eles e as modificações espectrais causadas por ela. Testes preliminares, como o GPC e a termogravimetria, também estão presentes. Com isso foi possível, além de fazer a determinação da massa molar dos componentes da blenda, ter acesso a dados acerca da degradação térmica dos polímeros utilizados. Ademais, a fim de analisar-se preliminarmente o potencial das blendas desenvolvidas como biomaterial, foram efetuados testes de Citotoxidade em formulações selecionadas. Como resultado da intensa investigação sobre as propriedades das blendas PLA/PCL, compatibilizadas ou não, foi verificado grande aumento de ductilidade nas formulações, sem perda apreciável de resistência mecânica. Em muitas das blendas, houve também expressivo aumento na tenacidade. Em contrapartida, não foram verificadas alterações significativas no perfil térmico das amostras, conforme DMTA e DSC. / The Polylactide, PLA, and the Polycaprolactone, PCL, are two thermoplastic aliphatic polyesters, known for their biodegradability and bioresorption abilities and, in the latest years, they have been extensively studied as alternatives to metals in bioimplants. Since they have distinct mechanical properties, these materials are many times used in polymeric blends, in order to obtain a constructive combination of the mechanical properties; the Polylactide is more rigid and has better tensile resistance, however it is brittle; on the other hand, the Polycaprolactone has lower rigidity, but it has better toughness, in addition to its great ductility. The combination of these properties in a blend makes the PLA/PCL configuration especially attractive to the use in coronary stents, on which the use of the PLA as only component may cause serious complications to the patient, due to its need to be warmed above its glass transition temperature (around 60°C) in order to be inflated without the risk of any catastrophic failure. However, this heating might cause necrosis of the coronary tissue. The inclusion of the PCL on the blend has, as a main goal, the objective of, in addition to lowering the glass transition temperature on the aggregate, is to allow the expansion of the material with no risk of failure. This study focused on how the addition of PCL and two different kinds of compatibilizers alters the thermal and mechanical behavior of the blends. To do so, tests were performed on the twenty types of blends developed, e.g. DSC, DMTA, tensile and impact tests. The latter two are of critical importance, because the Polylactide has little toughness and ductility. Furthermore, SEM was also performed in order to verify the morphological changes caused by increasing the PCL concentration on the blends, as well as the addition of the compatibilizers. Infrared spectroscopic analysis was also conducted on the blends, thus the chemical structures of the main components of the blends could be assessed, as well as the interactions and the spectral changes caused by it. Preliminary tests, for example, GPC and thermogravimetry were also conducted. With this data, it was possible to determine the molar mass of the blends components and assess the thermal degradation profile of the materials used. Moreover, preliminary tests were conducted in order to determine the potential some selected blends have as biomaterials. As the result of this deep research on the PLA/PCL blends properties, compatibilized or not, it was possible to achieve relevant increase in the ductility and toughness of the formulations, with no significant loss in terms of mechanical resistance. On the other hand, no significant changes on the thermal profile of the blends were observed, according to DMTA and DSC tests.

Orientador: Ana Rita Morales / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T08:54:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kuchnier_CarolineNogueira_M.pdf: 6599109 bytes, checksum: 59b6eb5172349da253716bfd2081593a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O poli(ácido lático), PLA, é um polímero biodegradável muito promissor para aplicações industriais e médicas. Contudo, algumas de suas características, como fragilidade à temperatura ambiente limitam sua potencial utilização e restringem sua degradação às condições de compostagem. Para promover modificações de propriedades do PLA este trabalho tem como objetivo o estudo de blendas com Poli(adipato-co-tereftalato de butileno), PBAT, outro polímero biodegradável. Buscou-se ainda, melhorar a compatibilidade entre os dois polímeros com a utilização do agente extensor de cadeia multifuncional Joncryl ADR-4368, que contém grupos epóxido reativos. Dois tipos de processamento foram adotados: em homogeneizador Drais e em reômetro de torque. Amostras dos polímeros puros e blendas em diferentes composições foram preparadas com e sem adição do extensor de cadeia. Na análise de calorimetria diferencial de varredura (DSC), a temperatura de transição vítrea (Tg) dos polímeros originais mostraram-se inalteradas nas blendas e revelou a imiscibilidade entre PLA e PBAT. O comportamento associado à fração cristalina apresentou variações em função da composição dos polímeros nas blendas e as transições térmicas não foram alteradas pelo extensor de cadeia. Análises de termogravimetria (TGA) mostraram o efeito de aumento na estabilidade térmica gerada pelo extensor de cadeia e o aumento da degradação térmica no processamento por injeção. A espectroscopia do infravermelho (FTIR) mostrou que grupos epóxido podem ter reagido com carboxilas e hidroxilas dos polímeros. A cromatografia por permeação em gel (GPC) mostrou que o extensor de cadeia promoveu aumento na massa molar do PLA, mas não apresentou o mesmo efeito no PBAT. Pela microscopia eletrônica de varredura (SEM), observou-se a presença de duas fases distintas. O extensor de cadeia promoveu a diminuição significativa no tamanho dos domínios da fase dispersa. Ensaios de resistência à tração mostraram que o PBAT aumentou a flexibilidade do PLA. Testes de resistência ao impacto mostraram aumento na resistência mecânica do PLA pela incorporação do PBAT. O extensor de cadeia reduziu a flexibilidade do PLA puro, mas aumentou a flexibilidade e a resistência mecânica nas blendas PLA/PBAT. Palavras-chave: Blendas poliméricas, plástico biodegradável, poli(ácido lático), aditivos / Abstract: Poly (latic acid) (PLA) is an attractive biodegradable polymer for industrial and medical applications. Although, some PLA properties like brittleness at room temperature restrict its potential applications and limit its full degradation only for composting conditions. The purpose of this work is to promote modifications in PLA properties by blending it with other biodegradable polymer, Poly (butylene-adipate-co-terephtalate) (PBAT). Joncryl ADR-4368, a multifunctional chain extender with epoxy functional groups was also used to increase polymers compatibility. Two processing methods were adopted: the samples in different compositions were processed in Drais homogenizer and torque reometer. Polymers and blends were processed with and without the chain extender. Differential Scanning Calorimetry (DSC) showed that the glass transition temperature (Tg) of the polymers did not change, which reveals immiscibility between PLA and PBAT. The behavior of the crystalline fraction exhibited variations depending on the composition of the blends and thermal transitions were not changed by chain extender. Thermo gravimetric analysis (TGA) showed that the chain extender caused an increase on thermal stability, and an increase of thermal degradation caused by injection molding processing. Infrared spectroscopy (FTIR) indicated that epoxy groups may be reacted with carboxyl and hydroxyl polymers functional groups. Gel permeation chromatograph (GPC) revealed that chain extender promoted molecular weight increasing in PLA but did not have the same effect on PBAT. Using Scanning electron microscopy (SEM) two phases morphology was detected. Chain extender promoted remarkable domains size reduction of the dispersed phase. Tensile strength tests demonstrated that PBAT enhanced flexibility and reduced brittleness of PLA. Impact strength tests showed an increment on PLA strength due to the presence of the PBAT. Chain extender reduced flexibility of PLA but also increased flexibility and tensile strength in PLA/PBAT blends. Keywords: polymer blends, biodegradable plastic, poly (latic acid), additives / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestra em Engenharia Química

Orientadores: Ana Rita Morales. Maria Aparecida Marin-Morales / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T19:07:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Palsikowski_PaulaAlessandra_M.pdf: 11105258 bytes, checksum: 8fba42f89a892e4e1fd4741c459f3b74 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os polímeros biodegradáveis, como o PLA e o PBAT, são considerados uma opção viável para minimizar os efeitos do grande descarte de resíduos sólidos. Este trabalho apresenta o estudo da biodegradação em solo do poli (adipato-co tereftalato de butileno) (PBAT) e poli (ácido lático) (PLA) e de suas blendas compatibilizadas por um extensor de cadeia. As amostras foram caracterizadas mediante Difração de Raios-X (DRX), análise termogravimétrica (TGA), Calorimetria Diferencial Exploratória e Espectroscopia de Infravermelho (FTIR). Para avaliar a degradação, as amostras foram enterradas em solo em condições controladas em laboratório. As amostras degradadas foram regularmente retiradas de solo e analisadas por inspeção visual e pela alteração na massa molar por Cromatografia de Permeação em Gel (GPC). A biodegradabilidade destes materiais também foi avaliada pela quantificação da taxa de mineralização. Visualmente foram observadas mudanças na coloração, trincas e fragmentação. Após 360 dias de degradação foram observados apenas pequenos fragmentos de PBAT com manchas pretas, as blendas 25/75 e 75/25 estavam fragmentadas, enquanto que o PLA apresentou apenas trincas. A massa molar ponderal média do PLA foi a que mais diminuiu em 360 dias de degradação. Os resultados evidenciaram uma forte influência da presença do extensor de cadeia na massa molar do PBAT e das blendas. O PBAT apresentou a maior taxa de mineralização, seguido pela blenda 25/75, enquanto que a blenda 75/25 e o PLA apresentaram uma taxa de mineralização menor. As curvas do DSC e DRX revelaram um aumento na cristalinidade durante o processo de degradação. O FTIR mostrou pequenas variações nas bandas antes e depois da degradação. O estudo da ecotoxicidade dos resíduos resultantes da degradação dos polímeros no solo permitiu avaliar os efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos por meio de bioensaios com o organismo teste Allium cepa germinado nos solos onde ocorreu a degradação dos materiais. Com base nos resultados obtidos, os materiais estudados não se mostraram fitotóxicos, genotóxicos e tampouco mutagênicos para as células meristemáticas. As blendas compatibilizadas do PLA com o PBAT não apresentaram vantagens no processo de biodegradação em relação ao polímeros originais / Abstract: Biodegradable polymers, as PLA and PBAT, are considered a feasible option to minimize the effects of high disposal of solid waste. This work presents the study of biodegradation in soil of poly (adipate co-terephthalate of butylene) (PBAT) and poly (lactic acid) (PLA) and their blends compatibilized with a chain extender. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Thermogravimetric analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). To evaluate the degradation, the samples were buried in soil in controlled laboratory conditions. Degraded samples were regularly taken from soil and analyzed by visual inspection and by the changes in molecular weight by Gel Permeation Chromatography (GPC). The biodegradability of these materials was assessed by quantifying the rate of mineralization. Visually it was observed changes in color, cracks and fragmentation. After 360 days of degradation it was observed only small fragments of PBAT stained in black, and the 25/75 and 75/25 blends were broken, while the PLA showed only cracks. The ponderal average molecular weight of PLA was the must decreased in 360 days of degradation. The results showed a strong influence of the chain extender presence in changing the molecular weight of PBAT and the blends. The PBAT shows the higher mineralization rate, followed by the 25/75 blend, while the 75/25 blend and the PLA had a lower mineralization rate. The DSC and DRX curves revealed an increase of crystallinity during the degradation process. The FTIR showed slight changes at bands before and after degradation. The study of ecotoxicity of residues resulting from polymers degradation in soil allowed evaluate the citotoxy, genotoxy and mutagenic effects by the bioassays using the test organism Allium cepa germinated in soils where degradation of the materials took place. Based on the obtained results, the studied materials were not fitotoxic, genotoxic nor mutagenic for meristematic cells. The compatibilized blends of PLA with PBAT showed no advantage in the biodegradation process in relation to the original polymers / Mestrado / Mestra em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338.pdf: 8743393 bytes, checksum: 5bbce617a1f060ab7e7fb0f2a22a5829 (MD5) Previous issue date: 2004-04-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / Polymeric materials are used today in the most varied sectors and the deleterious effects of their application, particularly in the short-term, have led to increasing environmental concern. On the other hand, innovative biodegradable polymers, which promise to offset these effects, are still hampered by their high cost and often unsatisfactory performance. In view of this fact, a study was made of poly(hydroxybutyrate)/poly(lactic acid) - PHB/PLA; poly(hydroxybutyrate)/wood powder-PHB/WP; and PHB/other modifiers (starch, rice chaff, sugarcane bagasse fiber) blends and compounds. These blends and compounds were evaluated and characterized using the following techniques: Melt Flow Index (MFI), Capillary Rheometry, Torque Rheometry, Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TG), Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA), Physical and Mechanical Tensile and Impact tests, Heat Deflection Temperature (HDT) tests, and Scanning Electron Microscopy (SEM). The results obtained indicated the immiscibility of the PHB/PLA blends. The absence of transesterification reactions in the PHB/PLA blends was verified by TG. From the standpoint of mechanical properties, the PHB/PLA blends generally displayed characteristics superior to those of pure polymers. On the other hand, the polymeric compounds containing wood powder displayed rigidity and greater brittleness due to the lack of adhesion between the wood powder and the polymer, as indicated by SEM. This study therefore indicated that it is possible to obtain materials with adequate physical and mechanical characteristics that are viable particularly for short-term applications. / Atualmente os materiais poliméricos se destacam nos mais variados setores. Por outro lado, principalmente as suas aplicações de curto-prazo estão provocando uma crescente preocupação com o meio-ambiente. Neste contexto, surgem os polímeros biodegradáveis. Entretanto, os polímeros biodegradáveis não se apresentam competitivos, pois ainda têm um custo elevado e nem sempre fornecem um desempenho satisfatório. Diante desta situação, fez-se um estudo sobre as blendas e compostos: poli(hidroxibutirato)/poli(ácido lático) PHB/PLA; poli(hidroxibutirato)/pó de madeira PHB/PM; poli(hidroxibutirato)/poli(ácido lático)/pó de madeira PHB/PLA/PM; PHB/outros modificadores (amido, palha de arroz, fibra de bagaço de cana de açúcar). As blendas e os compostos foram avaliados/caracterizados por: Índice de Fluidez (MFI), Reometria Capilar, Reometria de Torque, Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG), Análise Térmica Dinâmico-mecânica (DMTA), Ensaios físico-mecânicos de tração, de impacto e de Temperatura de distorção ao calor (HDT), e por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados obtidos através das diversas técnicas, indicaram a imiscibilidade das blendas PHB/PLA. A ausência de reações de transesterificação para as blendas PHB/PLA foi verificada pela TG. Em termos de propriedades mecânicas, as blendas PHB/PLA de um modo geral apresentaram características melhores em relação aos polímeros puros. Já os compostos poliméricos contendo pó de madeira mostraram rigidez e um comportamento mais frágil, devido a ausência de adesão entre o pó de madeira e o polímero, conforme verificado por MEV. Assim, com este estudo, verificou-se a possibilidade de obter materiais com características físico-mecânicas adequadas e que sejam viáveis, especialmente nas aplicações de curto-prazo.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4583.pdf: 2193987 bytes, checksum: a9b3822b8425223d19c05e613a4895db (MD5) Previous issue date: 2012-05-29 / The biological contamination causes a great depth of concern in the polymers industry, whose materials are used for food packaging. Most of the bacteria are associated to a biofilm; complex microbial ecosystem, well structured; thus, it is essential to search for alternatives which can provide the reduction of biofilm accumulation on the surface. One of the alternatives is the usage of nanomaterial for such control. One example of such material is the silver nanoparticle. The human activities produce a lot of residue which have hard decomposition. Research and production with biodegradable plastic open space to a new market by being driven to ecological awareness. One example of such plastic is Poli (lactic acid) (PLA). The aim of such research was to evaluate the anti-bacterial, biodegradable and inhibitory action in the shaping of biofilms on the modified PLA with silver nanoparticle in concentrations of 0,3, 0,5, 1,0 and 1,5 %. Standard strain Staphylococcus aureus and Escherichia coli were used for the antibacterial activity evaluation, through the Japanese regulation JIS Z 2801:2000. For the biofilm inhibition evaluation, the samples were incubated with biofilm forming strains from S. aureus, E. coli and Pseudomonas aeruginosa in a constant shaking and evaluated in 1, 3 and 7 days. The samples were buried with a humidity air system for observation of natural degradation in organic soil, in favor of its bacterial growing for 328 days. The results show that the silver antibacterial action was around 70% for E. coli and a small inhibition of biofilm was observed on the third day for E. coli and P. aeruginosa. The PLA natural biodegradation was stable for the mass loss as well as he significantly loss of molar mass. The analysis of the compound presented good distribution and bad dispersion, which could have influenced on the antibacterial activity. New process methods for the nanoparticle incorporation must be carried out for better dispersion and availability of PLA silver surface. / A contaminação biológica causa grande preocupação na indústria de polímeros, cujos materiais são usados para embalagens de alimentos. A maior parte das bactérias se encontra associadas a um biofilme; complexo ecossistema microbiano, bem estruturado; sendo assim, é essencial buscar alternativas que proporcionem a redução do acúmulo de biofilme nas superfícies. Uma das alternativas é o uso de nanomateriais para tal controle. Um exemplo deste material é a nanopartícula de prata. As atividades humanas produzem muito resíduos de difícil decomposição. Impulsionada pela consciência ecológica, as pesquisas e produção com plásticos biodegradáveis ganham espaço. Exemplo de tal plástico é o Poli (ácido lático) (PLA). O objetivo desta pesquisa foi avaliar a ação antibacteriana, biodegradante e a inibitória na formação dos biofilmes sobre o PLA modificado com nanopartícula de prata nas concentrações de 0,3, 0,5, 1,0 e 1,5 %. Foram utilizadas cepas padrão de Staphylococcus aureus e Escherichia coli para a avaliação da atividade antibacteriana, através da norma japonesa JIS Z 2801:2000. Para a avaliação da inibição do biofilme as amostras foram incubadas com cepas formadoras de biofilme de S. aureus, E. coli e Pseudomonas aeruginosa em constante agitação e avaliadas em 1, 3 e 7 dias. Para a observação da degradação natural em solo orgânico as amostras foram enterradas com um sistema de ar e umidade, favorável ao crescimento bacteriano por 328 dias. Os resultados mostraram que a ação antibacteriana da prata foi de aproximadamente 70 % para E. coli e uma pequena inibição do biofilme foi observada no terceiro dia para E. coli e P. aeruginosa. A biodegradação natural do PLA foi estável para a perda de massa e foi observada redução significativa de massa molar. A análise do composto apresentou boa distribuição e má dispersão, que pode ter influenciado na atividade antibacteriana. Novos métodos de processamento para a incorporação das nanopartículas devem ser realizados para melhor dispersão e disponibilidade da prata na superfície do PLA.

A Organização Mundial da Saúde (OMS) relata o câncer como uma das principais causas de morte no mundo. O câncer de próstata é o segundo tipo de câncer mais prevalente em homens. Uma modalidade de tratamento que vem sendo bastante utilizada é a braquiterapia, que consiste na introdução de sementes com material radioativo no interior do orgão. Sementes de Iodo-125 podem ser inseridas soltas ou em cordas poliméricas bioabsorvíveis. As sementes em cordas poliméricas apresentam algumas vantagens, pois reduzem a taxa de migração das sementes, evento que poderia afetar a dosimetria da região e causar danos desnecessários a tecidos ou órgãos sadios. Para as sementes de Iodo-125 em cordas poliméricas, utiliza-se a poliglactina 910, (poli(ácido lático-co-ácido glicólico)) (PLGA), com cobertura de poliglactina 370 (Vicryl®). Foi proposto neste trabalho, o estudo e desenvolvimento da metodologia de síntese do biopolímero PLGA, via polimerização por abertura de anéis, assim como sua caracterização, com o propósito de utilizar o material sintetizado para fabricar um material similar ao RAPID-Strand®. Os resultados obtidos demonstram que, através da metodologia utilizada, foi possível determinar os melhores parâmetros de reação (tempo e temperatura) para o PLGA na proporção 80/20 (lactídeo/glicolídeo). Com uma temperatura de 110ºC e tempo de reação de 24h, foi possível obter 86% de rendimento, e com o aumento o tempo de reação para 72h, o rendimento é superior a 90%. Os valores de massas moleculares obtidas entre os testes, ainda são muito baixos quando comparados com os valores obtidos por outros autores na literatura (cerca de 20%). Falhas na selagem das ampolas, deixando-os vulneráveis à umidade e oxigênio, ou a falta de uma sistema eficiente de agitação podem ser possíveis explicações para estes resultados. Um reator químico adequado poderia solucionar o problema. Em relação à caracterização, as técnicas utilizadas confirmaram a estrutura esperada do polímero, e a maior proporção das unidades provenientes do dímero lactídeo, em relação ao glicolídeo. / According to World Health Organization (WHO), cancer is a leading cause of death worldwide. Prostate cancer is the second most common cancer in men. A method of radiotherapy which has been extensively used is brachytherapy, where radioactive seeds are placed inside the area requiring treatment. Iodine-125 seeds can be placed loose or stranded in bioabsorbable polymers. Stranded seeds show some advantages, since they reduce the rate of seed migration, an event that could affect the dosimetry of the prostate and cause unnecessary damage to healthy tissues or organs. For Iodine-125 stranded seeds, polyglactin 910 (poly(lactic-co-glycolic acid)) (PLGA), with a coverage of polyglactin 370 (Vicryl ®) is used. It was purposed in this dissertation, the study and development of the synthesis methodology for PLGA via ring-opening polymerization, as well as its characterization, with the objective of using the synthesized material to manufacture a material similar to RAPID Strand®. The results obtained show that it was possible to determine the optimal reaction parameters (time and temperature) for PLGA in 80/20 (lactide/glycolide) ratio. Using a temperature of 110 ° C and reaction time of 24h, a yield of 86% was obtained, and increasing the reaction time to 72 hours, the yield was higher than 90%. The molecular mass values obtained from the samples are still very low compared to those obtained by other authors in the literature (about 20%). Failures in the sealing of vials, leaving them vulnerable to moisture and oxygen, or lack of an efficient stirring system might be possible explanations for these results. A suitable chemical reactor could solve the problem. Regarding polymer characterization, all techniques used not only confirmed the expected structure of the polymer, but also showed the highest proportion of lactide units compared to to glycolide units.

Orientador: Guilherme de Camargo Ferraz / Resumo: A descoberta de polímeros biodegradáveis influenciou a pesquisa biomédica. O poli (ácido lático) (PLA) e a Poli (Ɛ-caprolactona) (PCL) e suas blendas se tornaram foco de vários estudos por serem biodegradáveis e biorreabsorvíveis, particularmente em pesquisas envolvendo a implantação in vivo. Pelo presente, objetivou-se avaliar se o implante subcutâneo (SC) e intraperitoneal (IP) de PLA ou blenda PLA/ PCL são seguros, biocompatíveis e biodegradáveis em ratos machos Wistar. Os ratos foram distribuídos em cinco grupos avaliados em duas fases; aguda: -1, 1, 2, 7 e 14 dias e crônica: 2, 8 e 24 semanas após a implantação. Assim, estudaram se os grupos PLA (PLA puro), PLA/PCL (mistura PLA/PCL), instrumentado (GI), controle (C) e grupo controle inflamatório (CI). Para avaliar a biocompatibilidade utilizou-se teste comportamental de campo aberto (CA), filamentos de von Frey (FvF) e análises histopatológicas utilizando coloração de hematoxilina-eosina (HE) e picrosirius-hematoxilina (PSH). A biodegradação in vivo e degradação in vitro em solução de PBS a 37°C do PLA e PLA/PCL foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As comparações foram realizadas entre os grupos subdivididos conforme a implantação IP e SC. No teste CA, realizado dois dias após a implantação, o grupo CI demonstrou redução nas frequências de locomoção e levantar e aumento na frequência de grooming em relação aos grupos implantados PLA, PLA/PCL, GI pela via IP ou SC e grupo C. As avaliações de FvF ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The discovery of biodegradable polymers influenced biomedical research. Poly (lactic acid) (PLA) and poly (Ɛ-caprolactone) (PCL) and their blends have become the focus of several studies because they are biodegradable and bioreabsorbable, particularly in research involving implantation in vivo. The aim of this study was to evaluate whether the subcutaneous (SC) and intraperitoneal (IP) implantation of PLA or PLA / PCL blends are safe, biocompatible and biodegradable in male Wistar rats. The rats were distributed in five groups evaluated in two phases; acute: -1, 1, 2, 7 and 14 days and chronic: 2, 8 and 24 weeks after implantation. Thus, we studied whether the groups PLA (pure PLA), PLA / PCL (PLA / PCL mixture), sham (S), control (C) and inflammatory control group (IC). To evaluate the biocompatibility, the open field behavioral test (OF), von Frey filaments (FvF) and histopathological analyzes using hematoxylin-eosin (HE) staining and picrosirius-hematoxylin (PSH) were used. In vivo biodegradation and degradation in vitro in PBS solution at 37°C of PLA and PLA / PCL were evaluated by scanning electron microscopy (SEM). The comparisons were made between groups subdivided according to the IP and SC implementation. In the OF test, performed two days after implantation, the IC group demonstrated a reduction in the locomotion frequencies and augmentation and increase in the grooming frequency in relation to the PLA, PLA / PCL, sham implanted groups via IP or SC and C groups. FvF... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Embalagens de plástico expandido são utilizados como embalagens de alimentos, entre eles o poliestireno expandido (EPS). Suas principais características são a leveza e sua não biodegradabilidade. Estas embalagens geralmente são descartadas logo após o uso e geram grandes quantidades de resíduos. Espumas feitas a base de amido termoplástico (TPS) podem substituir o EPS nestes casos, pois são feitas a partir de fontes renováveis e são materiais biodegradáveis. Entretanto, embalagens de espuma TPS possuem grande afinidade pela água e isso consequentemente afeta seu uso. Uma forma de resolver este problema é recobrir estas espumas TPS com um material mais hidrofóbico, dificultando o contato da água com o amido. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi desenvolver espumas de TPS de diferentes amidos e revesti-las com quitosana e poliácido láctico (PLA), pois também são materiais biodegradáveis e são menos hidrofílicos do que o amido. Três fontes de amido (batata, mandioca e milho) foram analisadas conjuntamente para produzir espumas TPS com propriedades mais desejáveis para embalagens. As espumas foram produzidas a partir de amido, glicerol e água nas proporções mássicas de 62/5/33, respectivamente. Dentre os tipos de amido escolhidos, a espuma TPS de milho mostrou ser mais densa e rígida, apresentando maior densidade e maior módulo elástico (0,20 g/cm3 e 106 MPa, respectivamente) em comparação com espumas TPS de batata (0,11 g/cm3 e 39 MPa) e mandioca (0,10 g/cm3 e 39 MPa). A espuma TPS de batata apresentou maior flexibilidade e resistência ao impacto, e devido a estas vantagens é a mais adequada ao uso em embalagens. Os recobrimentos de quitosana e PLA diminuíram a absorção de água da espuma TPS. Enquanto que a espuma sem recobrimento absorveu aproximadamente 280% do seu peso em água, espumas TPS com 6% m/v de quitosana absorveram 100% e espumas TPS com 6% m/v de PLA absorveram 50% em média. O PLA mostrou ser a melhor opção de recobrimento para as espumas pois apresentou os menores valores de absorção de água e aumentou as propriedades mecânicas da espuma. / The expanded polystyrene (EPS) is used in a variety of food packaging, mainly in packages whose characteristics is the single use. These packages are usually discarded soon and generate large amounts of waste. Thermoplastic starch (TPS) foams can replace the EPS in these cases, because it comes from renewable and biodegradable sources. However, starch packaging has great affinity for water and it affects its use. One way to solve this problem is to cover the TPS foam with a more hydrophobic material, hindering the contact of water with starch. In this work, chitosan and polylactic acid (PLA) were used as coatings, as they are also biodegradable materials and are more hydrophobic than starch. Three sources of starch (potato, cassava and corn) were analyzed conjointly to produce TPS foams with more desirable properties for packaging. The foams were made from starch, glycerol and water in the proportion of 62/5/33 (% m/m) respectively. Among the starch types used, corn TPS foam presented higher density and higher stiffness (0,20 g/cm3 and 106 MPa, respectively) compared to potato (0,11 g/cm3 and 39 MPa) and cassava (0,10 g/cm3 e 39 MPa) TPS foams. The potato TPS foam showed greater flexibility and impact resistance, and due to these advantages is the most suitable for use in packaging. The chitosan and PLA coatings decreased the water absorption of the TPS foam. While the uncoated TPS foam absorbed approximately 280% of its weight in water, TPS foams with 6% w/v chitosan absorbed 100% and TPS foams with 6% m / v PLA absorbed 50% on average. The PLA was found to be the best option for coating the TPS foams because presented the lowest water absorption values and increased the mechanical properties of the foams.

A Organização Mundial da Saúde (OMS) relata o câncer como uma das principais causas de morte no mundo. O câncer de próstata é o segundo tipo de câncer mais prevalente em homens. Uma modalidade de tratamento que vem sendo bastante utilizada é a braquiterapia, que consiste na introdução de sementes com material radioativo no interior do orgão. Sementes de Iodo-125 podem ser inseridas soltas ou em cordas poliméricas bioabsorvíveis. As sementes em cordas poliméricas apresentam algumas vantagens, pois reduzem a taxa de migração das sementes, evento que poderia afetar a dosimetria da região e causar danos desnecessários a tecidos ou órgãos sadios. Para as sementes de Iodo-125 em cordas poliméricas, utiliza-se a poliglactina 910, (poli(ácido lático-co-ácido glicólico)) (PLGA), com cobertura de poliglactina 370 (Vicryl®). Foi proposto neste trabalho, o estudo e desenvolvimento da metodologia de síntese do biopolímero PLGA, via polimerização por abertura de anéis, assim como sua caracterização, com o propósito de utilizar o material sintetizado para fabricar um material similar ao RAPID-Strand®. Os resultados obtidos demonstram que, através da metodologia utilizada, foi possível determinar os melhores parâmetros de reação (tempo e temperatura) para o PLGA na proporção 80/20 (lactídeo/glicolídeo). Com uma temperatura de 110ºC e tempo de reação de 24h, foi possível obter 86% de rendimento, e com o aumento o tempo de reação para 72h, o rendimento é superior a 90%. Os valores de massas moleculares obtidas entre os testes, ainda são muito baixos quando comparados com os valores obtidos por outros autores na literatura (cerca de 20%). Falhas na selagem das ampolas, deixando-os vulneráveis à umidade e oxigênio, ou a falta de uma sistema eficiente de agitação podem ser possíveis explicações para estes resultados. Um reator químico adequado poderia solucionar o problema. Em relação à caracterização, as técnicas utilizadas confirmaram a estrutura esperada do polímero, e a maior proporção das unidades provenientes do dímero lactídeo, em relação ao glicolídeo. / According to World Health Organization (WHO), cancer is a leading cause of death worldwide. Prostate cancer is the second most common cancer in men. A method of radiotherapy which has been extensively used is brachytherapy, where radioactive seeds are placed inside the area requiring treatment. Iodine-125 seeds can be placed loose or stranded in bioabsorbable polymers. Stranded seeds show some advantages, since they reduce the rate of seed migration, an event that could affect the dosimetry of the prostate and cause unnecessary damage to healthy tissues or organs. For Iodine-125 stranded seeds, polyglactin 910 (poly(lactic-co-glycolic acid)) (PLGA), with a coverage of polyglactin 370 (Vicryl ®) is used. It was purposed in this dissertation, the study and development of the synthesis methodology for PLGA via ring-opening polymerization, as well as its characterization, with the objective of using the synthesized material to manufacture a material similar to RAPID Strand®. The results obtained show that it was possible to determine the optimal reaction parameters (time and temperature) for PLGA in 80/20 (lactide/glycolide) ratio. Using a temperature of 110 ° C and reaction time of 24h, a yield of 86% was obtained, and increasing the reaction time to 72 hours, the yield was higher than 90%. The molecular mass values obtained from the samples are still very low compared to those obtained by other authors in the literature (about 20%). Failures in the sealing of vials, leaving them vulnerable to moisture and oxygen, or lack of an efficient stirring system might be possible explanations for these results. A suitable chemical reactor could solve the problem. Regarding polymer characterization, all techniques used not only confirmed the expected structure of the polymer, but also showed the highest proportion of lactide units compared to to glycolide units.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-28T22:08:37Z No. of bitstreams: 1 JEANE PAULINO DE ARAÚJO – DISSERTAÇÃO (UAEMa) 2015.pdf: 2128480 bytes, checksum: 70c9e8ae2b3e956c8dd6515d58ebc9d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-28T22:08:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JEANE PAULINO DE ARAÚJO – DISSERTAÇÃO (UAEMa) 2015.pdf: 2128480 bytes, checksum: 70c9e8ae2b3e956c8dd6515d58ebc9d0 (MD5) Previous issue date: 2018-06-28 / Capes / O poli(ácido lático) (PLA) tem despertado grande interesse tanto da academia como da indústria devido principalmente a sua biodegradabilidade, algumas propriedades mecânicas atraentes e por ser sintetizado a partir de matéria-prima de fontes renováveis. Entretanto, o PLA apresenta algumas desvantagens, como alta fragilidade, baixa taxa de cristalização, sensibilidade a umidade e a degradação em altas temperaturas, que limitam suas aplicações e comprometem seu processamento e desempenho final, sendo necessário muitas vezes modificar o PLA para que este possa atender as expectativas de mercado. Desse modo, foi realizada a modificação do PLA através de blendas com o polietileno enxertado com ácido acrílico (PEgAA), sendo avaliada a reatividade entre os grupos funcionais dos dois polímeros e o efeito de diferentes concentrações do copolímero PEgAA nas propriedades das blendas. As blendas PLA/PEgAA contendo 5, 10, 15 e 20% (em massa) do PEgAA foram preparados em uma extrusora dupla-rosca corrotacional, sendo caracterizadas por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA), propriedades mecânicas, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratometria de raios X (DRX) e ensaios reológicos. A análise por FTIR indicou a ocorrência de uma reação de poliesterificação entre os grupos hidroxila do PLA e os grupos carboxila do PEgAA. As análises DSC e DMTA indicaram que a adição do PEgAA levou à diminuição tanto da temperatura de transição vítrea (Tg) como da temperatura de cristalização a frio (Tcc) do PLA nas blendas. Com o aumento do teor de PEgAA nas blendas houve aumento do tamanho dos domínios de PEgAA. Com a incorporação do PEgAA houve ligeiro aumento da resistência ao impacto para as blendas com 5 e 10% do PEgAA em relação ao PLA puro. A blenda PLA/PEgAA contendo 15% do PEgAA apresentou maior viscosidade complexa e o módulo de armazenamento a baixas frequências. / The poly(lactic acid) (PLA) has attracted great interest from both academia and industry mainly due to its biodegradability, some attractive mechanical properties and because it is synthesized from raw materials from renewable sources. However, PLA has some drawbacks such as high brittleness, low crystallization rate, sensitivity to moisture, and deterioration at high temperatures, which limit its applications and compromise its processing and final performance, needing to be modified, so it can meet market expectations. Thus, the modification of PLA was carried by blending it with polyethylene grafted with acrylic acid (PEgAA), assessing the reactivity between the functional groups of the two polymers and the effect of different PEgAA copolymer content on the properties of PLA/PEgAA blend. PLA/PEgAA blends containing 5, 10, 15 and 20% (wt) of PEgAA were prepared in a co-rotational twinscrew extruder, and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), mechanical properties, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and rheological measurements. FTIR results indicated that a polyesterification reaction between the hydroxyl groups of PLA and the carboxyl groups of PEgAA has occurred. DSC and DMTA analyses indicated that the addition of PEgAA to PLA led to the decrease in both the glass transition (Tg) and the cold crystallization (Tcc) temperatures. The PEgAA domains size increased with the increase in the PEgAA content. With the addition of PEgAA there was a slight increase in the impact strength of the blends containing 5 and 10% of PEgAA, when compared to that of neat PLA. The PLA/PEgAA blend containing 15% (wt) of PEgAA presented the highest complex viscosity and storage modulus at low frequencies.