Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-05-24T14:11:32Z No. of bitstreams: 1 PDF - Rodolfo Ramos Castelo Branco.pdf: 33386528 bytes, checksum: d16a1c9b6b747be04f2968cf6f66ceaf (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2018-06-05T11:33:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Rodolfo Ramos Castelo Branco.pdf: 33386528 bytes, checksum: d16a1c9b6b747be04f2968cf6f66ceaf (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-05T11:33:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Rodolfo Ramos Castelo Branco.pdf: 33386528 bytes, checksum: d16a1c9b6b747be04f2968cf6f66ceaf (MD5) Previous issue date: 2016-12-19 / Technological innovation has been a constant in several areas in the contemporary world, emphasizing in the areas of engineering and health. In this scenario, there is the Additive Manufacturing (MA), which consists of a manufacturing process using the addition of material in successive flat layers, in which it is possible to generate 3D physical parts obtained directly from CAD (Computer Aided Design). The MA is divided into several processes, in this study it will be highlighted by Fusion and Deposition Modeling (FDM) of the solids class, which uses solid polymer coils, especially Poly lactic acid (PLA). This technology of manufacturing process has been gaining more and more prominence in the technological scenario, with which it is possible to affirm that the Additive Manufacturing is on a scale of growth, being considered by many scholars as the new industrial revolution, which obviously opens space for New research in the area, thus necessitating the consolidation of processes, machinery and materials. In this context of recognition of the participation that the Additive Manufacturing process has been achieving, this study aimed to elaborate mechanical testing protocols for the evaluation of PLA material performance through the MA from the FDM process. The applied methodology was based on studying the parameters of construction of the pieces in FDM (structure, raster, deposition rate, temperature, loops, orientation of the raster angle, position orientation of the pieces, among others), to perform the mechanical tests of the Type and analyze the results obtained through strain-strain graphs (maximum tensions, rupture and modulus of elasticity). The result obtained evidenced little difference between the deposition rates (20%, 50% and 100%) regarding the construction time. Regarding the mechanical properties, the pieces with 100% fill characteristics in their internal structure presented better tensions. It was also observed the influence of the position of construction of the specimens in the printing tray, changing its mechanical characteristics. / A inovação tecnológica tem sido uma constante em diversas áreas no mundo contemporâneo, destacando-se nas áreas de engenharia e saúde. Neste cenário, encontra-se a Manufatura Aditiva (MA), que consiste em um processo de fabricação utilizando a adição de material em camadas planas sucessivas, no qual é possível gerar peças físicas em 3D, obtidas diretamente de arquivos de modelagem CAD (Computer Aided Design). A MA divide-se em vários processos, neste estudo será destacado por Modelagem de fusão e deposição (FDM) da classe dos sólidos, o qual utiliza bobinas de polímeros sólidos, especialmente o Poli ácido láctico (PLA). Esta tecnologia de processo de fabricação vem ganhando cada vez mais destaque no cenário tecnológico, com isso é possível afirmar que a Manufatura aditiva se encontra em uma escala de crescimento, sendo considerada por muitos estudiosos como a nova revolução industrial, o que obviamente abre espaço para novas pesquisas na área, havendo assim a necessidade da consolidação dos processos, máquinas e materiais. Neste contexto de reconhecimento da participação que o processo de Manufatura Aditiva vem alcançando, este estudo visou elaborar protocolos de ensaios mecânicos para avaliação de performance do material PLA através da MA a partir do processo FDM. A metodologia aplicada baseou-se em estudar os parâmetros de construção das peças em FDM (estrutura, raster, taxa de deposição, temperatura, loops, orientação do ângulo raster, orientação da posição das peças, dentre outros), em realizar os ensaios mecânicos do tipo tração e analisar os resultados obtidos através dos gráficos de tensão-deformação (tensões máxima, ruptura e modulo de elasticidade). O resultado obtido evidenciou pouca diferença entre as taxas de deposição (20%, 50% e 100%) no tocante ao tempo de construção. Em relação as propriedades mecânicas, as peças de características 100% de preenchimento em sua estrutura interna apresentaram melhores tensões. Observou-se também, a influência da posição de construção dos corpos de prova na bandeja de impressão, alterando suas características mecânicas.

Orientador: Marco-Aurelio De Paoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T15:37:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morita_AugustoTeruo_D.pdf: 5448584 bytes, checksum: b45ea2a6a097d79180fbd6e43996e982 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi preparar placas e parafusos auto-reforçados a partir do copolímero poli(L/DL ácido láctico), para serem utilizados na fixação interna rígida de fraturas. Este copolímero pode ser hidrolisado quando inserido no corpo humano e seus produtos de degradação são expelidos através do ciclo metabólico. Foi construído um aparelho de autoreforçamento que deve ser acoplado a uma Máquina Universal de Ensaios, capaz de orientar uniaxialmente amostras poliméricas através da passagem por uma matriz aquecida de dimensões menores que a amostra. Foram realizados ensaios prévios de auto-reforçamento com amostras de poliestireno. Ensaios de auto-reforçamento com o copolímero poli(L/DL ácido láctico) mostraram que o auto-reforçamento induziu um aumento nas propriedades mecânicas, medidas sob flexão, de ~60% no módulo de elasticidade e de ~90% na tensão máxima. A amostra moldada apresentou linhas brancas quando dobrada a temperatura ambiente, indicando a fragilização. Por outro lado, as amostras auto-reforçadas podem ser dobradas a temperatura ambiente sem que ocorresse ruptura frágil ou fragilização. Através de ensaios de difração de raios-X determinou-se que a amostra é semi-cristalina após o auto-reforçamento, apesar dos ensaios de calorimetria diferencial de varredura não identificarem positivamente a formação desta estrutura semi-cristalina. A esterilização por raios-g causa uma grande queda na massa molar, porém não altera as propriedades mecânicas. Ensaios de degradação in-vitro, com solução tampão de fosfato numa temperatura de 37 °C, das amostras esterilizadas mostraram que a massa molar sofre uma queda durante todo o ensaio de degradação e as propriedades mecânicas sofrem uma pequena queda após 15 semanas. As amostras auto-reforçadas podem ser usinadas na forma de placas e parafusos. As placas usinadas do copolímero de poli(ácido láctico) ainda podem ser dobradas a temperatura ambiente sem que ocorra quebra ou formação de linhas brancas / Abstract: In this work self-reinforced plates and screws to be used for rigid internal fixation of fractures were produced using the poly(L/DL-lactic acid) copolymer. This copolymer can be hydrolyzed when implanted in the human body and its degradation products are expelled by the metabolic cycle. A self-reinforcement module was built. It can be attached to a Universal Mechanical Testing Machine, which is capable to uni-axially orient the polymeric sample though a heated die. Initial tests of processing and self-reinforcement were conducted with polystyrene. Self-reinforcement tests were conducted with the poly(L/DL-lactic acid) copolymer. The results show that the die-drawing process induced an increase in the flexural mechanical properties of ~60% in the elastic modulus and of ~90% in the maximum tension, both measured under flexion conditions. White lines (crazing) appears when the molded sample was bent at ambient temperature, whereas the self-reinforced sample could be bent in the same conditions without fracture or sample fragilization. X-ray diffraction results indicated that the self-reinforced sample exhibits a semi-crystalline structure; notwithstanding the differential scanning calorimetry results do not conclusively identify the sample morphology. g-rays sterilization caused a decrease in the molar mass, but the mechanical properties were not affected. In-vitro degradation test were conducted at 37 °C in a buffered aqueous solution. Sterilized samples show a larger decrease in the molar mass since the beginning of the test, but the mechanical properties exhibits a smaller decrease during the test. The self-reinforced samples can be molded to the form of plates and screws. The final sample could be bent at ambient temperature without fragilization / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

Orientadores: Paulo Pinto Joazeiro, Eliana Aparecida de Rezende Duek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T19:20:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucchesi_Carolina_D.pdf: 5696358 bytes, checksum: 89bc8546c0a1d6b5a11d7260168dd236 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os polímeros biorreabsorvíveis, tais como, PHB, PCL e PLGA, têm sido estudados como dispositivo para engenharia de tecidos por serem biocompatíveis, suportarem o crescimento e diferenciação celular e os produtos de sua degradação serem atóxicos. No entanto, a escolha do biomaterial depende das necessidades exigidas para uma determinada aplicação. Os suportes para engenharia de tecidos devem se basear na construção de réplicas biológicas in vitro, como que o biomaterial se tornasse parte integrada para transplante in vivo para a recuperação de perdas ou mau funcionamento de tecidos ou órgãos, devendo subseqüentemente, atuar sem agredir o restante do organismo, isto é, sem o risco de rejeição ou complicação. Muitas estratégias têm sido desenvolvidas com o intuito de substituir tecidos ou órgãos danificados, incluindo a aplicação de suportes tridimensionais (3D), os quais devem possuir características estruturais e mecânicas para guiar a proliferação e espalhamento de células in vitro e in vivo. Os suportes, feitos de materiais sintéticos ou naturais, servem como substitutos para a matriz extracelular (MEC) nativa. Ênfase especial é dada as técnicas com controle computadorizado, como a fabricação sólida com forma livre (SFF), conhecida como prototipagem rápida (RP), a qual permite preparar suportes 3D com geometrias complexas, tanto externamente como internamente, além de ser uma técnica rápida e de baixo custo. Além disso, grande parte dos polímeros possuem superfície hidrofóbica, característica inadequada para a maior parte dos diferentes tipos celulares, o que dificulta aplicação na engenharia de tecidos. Uma alternativa a este problema é o tratamento da superfície por plasma. Este tratamento induz modificação restrita ao topo da superfície, conferindo carater hidrofílico à superfície, dependendo do gás utilizado. Neste estudo, arcabouços de polímeros biorreabsorvíveis PCL, PLGA e PHB foram preparados por diferentes técnicas, casting e sinterização seletiva a laser, avaliando-se o comportamento de células osteoblásticas diferenciadas sobre os biomateriais poliméricos tridimensionais. Inicialmente o trabalho foi desenvolvido com os polímeros PCL e PLGA preparando-se blendas poliméricas, as quais demonstraram melhorar as características gerais dos polímeros, quando utilizados como dispositivos para tecido ósseo, como as propriedades mecânicas. Com o intuito de aprimorar o design tridimensional do material, optou-se pela realização da técnica de sinterização seletiva a laser. No entanto, a técnica exige uma grande quantidade de material e devido ao alto do custo do PCL e PLGA, este foi substituído pelo polímero PHB, o qual é produzido pela indústria nacional Biocycle possuindo um baixo custo e ainda ser biocompatível. Os dados são apresentados em capítulos independentes. Arcabouços porosos de PCL, PLGA e suas blendas foram preparados pela técnica de evaporação do solvente, onde sais de citrato de sódio com granulometria de 180-250 µm, foram adicionados a solução para a promoção dos poros, sendo posteriormente lavados do arcabouço. Células osteoblásticas provenientes de calota craniana de ratos Wistar foram semeadas sobre os arcabouços, sendo avaliado o comportamento de citoxicidade do material e o comportamento de adesão e morfologia celular através de ensaios bioquímicos e MEV. Os arcabouços de PHB foram obtidos por uma das técnicas de RP, a sinterização seletiva a laser (SSL), sendo sua superfície modificada por plasma pelos gases oxigênio e nitrogênio. Células osteoblásticas provenientes de calota craniana de coelhos foram semeadas sobre os arcabouços realizando-se o estudo in vitro, através de análises bioquímicas pela técnica do MTT, para viabilidade e adesão celular, quantificação de colágeno por Sírius Red e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Para o estudo in vivo, após o cultivo celular sobre os arcabouços, defeitos ósseos foram provocados em coelhos e os arcabouços contendo as células foram então implantados, avaliando-se a interação PHB/osteoblasto/tecido, através da análise histológica. Todos os arcabouços estudados, PCL, PLGA e suas blendas, assim como o PHB, não apresentaram índices de citotoxicidade, permitiram às células a capacidade de adesão, proliferação e síntese de matriz, mantendo seu fenótipo osteoblástico. As amostras de PHB tratadas por plasma de Nitrogênio mostrou melhorar a capacidade de adesão celular. Os arcabouços de PHB contendo células mostraram-se os mais adequados para o preenchimento de defeitos ósseos, melhorando o processo de regeneração apresentando uma boa osteointegração. A sinterização seletiva a laser apresentou-se uma excelente técnica para a obtenção de PHB 3D para a Engenharia de Tecidos. / Abstract: The bioresorbable polymers as, PHB, PCL and PLGA have been studied as device for Tissue Engineering for their biocompatibility and to support the cell growth and differentiation and their degradation products are nontoxics. However, the choice of the biomaterial depends on the needs demanded for a certain application. The scaffolds for tissue engineering have to be designed to mimetize the biological conditions in vitro to became part integrated for transplant for the recovery of tissue or organs lost or without function, and subsequently, to work in a cordial way with the remaining of the organism without the rejection risk or complication. A lot of strategies have been developed with to substitute damaged tissues or organs, and it has been used the application of three-dimensional supports (3D), which should possess structural and mechanical applications to guide the cells proliferation and spread in vitro and in vivo. The scaffolds, made from synthetic or natural materials, serve as substitutes for the extracellular matrix (ECM) native. Special emphasis is given the techniques with computerized control, as the free solid form (SFF), known as rapid prototyping (RP), which allows to prepare three-dimensional supports with complex geometries, so much externally as internally, besides to be a fast technique with low cost. Besides, great part of the polymers possess hydrophobic surface, inadequate characteristic for most of the different cell types, which is not desirable for tissue engineering applications. An alternative to this problem is the surface treatment by plasma. Plasma treatment induces restricted modification to the top of the surface, improving the surface hydrophilicity, depending on the gas used. In this study, scaffolds of bioresorbable polymer PCL, PLGA e PHB were prepared by different techniques, casting and selective laser sintering, being evaluated the osteoblast cells behavior on the 3D polymer scaffolds. Previously we developed the studies preparing the polymeric blends with PCL and PLGA, which demonstrated improve the general characteristic of the material, as the mechanical properties, as devices for bone tissue. With the intention to improve the design of the scaffolds, we chose for the selective laser sintering technique. However, the technique demands a great amount of material and due to the high cost of PCL and PLGA, those weres substituted by PHB polymer, which is produced by Brazilian industry Biocycle with low cost and still to be biocompatible. For those reasons the data are presented in independent chapters. PCL, PLGA porous scaffolds and their blends were prepared those scaffolds by casting solvent, and sodium citrate with 180-250 µm were added to the solution for porous formation when the salt was washed later of the scaffolds. Osteoblast cells from rat Wistar calvaria were seemed on the scaffolds, being evaluated the behavior of cell adhesion and viability behavior, cell morphology through biochemical assays, and scanning electron microscopy. Three-dimensional PHB scaffolds were obtained by selective sintering laser (SSL), with the surface modified by nitrogen and oxygen plasma. Osteoblast cells obtained from rabbit calvaria were seemed on the scaffolds to the in vitro studies, through biochemical analyses by MTT test for cell viability and cell adhesion, collagen quantification of by Sirius Red colorimetric assay and scanning electron microscopy (SEM). For the in vivo studies, bone defects were provoked in rabbits and they were filling out with 3D PHB with osteoblast cells culture prior implant. We evaluated the PHB/osteoblast/tissue, interaction through the histological analysis. All the scaffolds studied PCL, PLGA and their blends, as well as the PHB did not showed cytotoxicity effects, allowed cells adhere, proliferated, and matrix synthesized, maintaining their osteoblastic phenotype. The PHB samples treated by nitrogen plasma have been showed to improve the cell adhesion. The PHB scaffolds with cell seeded previously demonstrated to be more suitable for filling out bone defects, improving the regeneration process showing a good osteointegration. The selective laser sintering was excellent technique to obtain PHB scaffolds for Tissue Engineering. / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Ana Rita Morales / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-24T18:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_RenatoBrisigueli_M.pdf: 31889860 bytes, checksum: dc126cb07343f751172187cc992844e7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho foram avaliados os efeitos de aditivo modificador térmico (MT), aditivo modificador de impacto (MI) e tratamento de recozimento nas propriedades térmicas e mecânicas do poli(ácido lático), PLA. As propriedades térmicas foram avaliadas por meio de ensaios de temperatura de deflexão térmica (HDT) e ponto de amolecimento Vicat e a partir de curvas de calorimetria diferencial de varredura (DSC) de cada composição testada. As propriedades mecânicas foram avaliadas a partir de ensaios de resistência à tração. As alterações morfológicas na estrutura cristalina das amostras também foram analisadas por análise de difração de raios¿X. O uso dos aditivos propostos não se mostrou viável para o aumento da temperatura de deflexão térmica (HDT) e do ponto de amolecimento Vicat do PLA estudado. Estas propriedades mostraram-se sensíveis ao aumento do grau de cristalinidade que aumentou de 3% do PLA puro para aproximadamente 12% do PLA modificado, porém não foi suficiente para promover as melhorias esperadas. O tratamento de recozimento foi mais efetivo que os aditivos promovendo aumento no grau de cristalinidade para valores de até 44% e elevou os valores de HDT em torno de 10ºC e de Vicat em mais de 70ºC. A temperatura de transição vítrea, Tg, foi pouco alterada, sendo observados uma tendência de redução pela presença dos aditivos e um discreto aumento pelo recozimento. A cristalização a frio do PLA foi acelerada pelo aditivo nucleante e totalmente eliminada pelo tratamento de recozimento. O módulo de elasticidade apresentou aumento significativo pela adição dos aditivos testados, o que não foi observado para a resistência à tração e para o alongamento. O recozimento também foi significativo, porém, diferentemente do esperado, causou redução em todas as propriedades mecânicas. A maior cristalinidade observada deveria ter aumentado o módulo elástico, bem como a resistência à tração, o que não ocorreu por uma possível degradação causada pelas condições empregadas no tratamento térmico. As modificações no estado cristalino também foram acompanhadas pela alteração na transparência das amostras e por difração de raios-X que identificou a predominância da fase ?, caracterizada por uma célula unitária ortorrômbica. Para potenciais aplicações industriais os teores adequados de aditivos e uma análise detalhada do processo são necessários, incluindo-se o tempo e temperatura de resfriamento durante o processo de moldagem, para que o material final possa apresentar as propriedades desejadas / Abstract: This work evaluated the effects of a thermal modifier additive, an impact modifier additive, and an annealing treatment over the thermal and mechanical properties of the poli(lactic acid) (PLA). The thermal properties were evaluated through heat deflection temperature (HDT) and Vicat softening point measurements and through differential scanning calorimetric (DSC) curves of each tested composition. The mechanical properties were evaluated through tensile strength measurements. Morphological changes in the crystalline structure of the samples were also analyzed through X-ray diffraction. The use of the proposed additives was not feasible to increase the heat deflection temperature (HDT), and the Vicat softening point of the studied PLA. These properties were sensitive to the degree of crystallinity that was increased from 3% of the pure to around 12% of the modified PLA, but was not sufficient to promote the expected improvements. The annealing treatment was more effective than the additives and promoted an increasing of the degree of crystallinity to values up to 44%, it also increased the HDT values in approximately 10°C and the Vicat in more than 70°C. The glass transition temperature, Tg, was slightly altered, being observed a tendency of reduction by the presence of additives and a minor increase by the annealing treatment. The cold crystallization of the PLA was accelerated by the nucleating additive and completely eliminated by annealing treatment. The modulus of elasticity was significantly increased by the addition of the tested additives, but not for the tensile strength and the elongation. Annealing was also significant, however, unlike the expected, caused a reduction in all the mechanical properties. The higher crystallinity observed should have increased the elastic modulus and the tensile strength, which did not occur because of a possible sample degradation caused by annealing treatment conditions employed. Changes in the crystalline state were also accompanied by changes in the transparency of the samples and through X-ray diffraction where it was identified the prevalence of the ? phase, characterized by an orthorhombic unit cell. For potential industrial applications the appropriate levels of the additives and a detailed analysis of the process is required, including time and temperature of cooling during the molding process, so that the final material can offer the desired properties / Mestrado / Engenharia Química / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Biblioteca da Faculdade de Farmácia (bff@ndc.uff.br) on 2017-04-05T18:07:31Z No. of bitstreams: 1 Almeida, Kessiane Belshoff de [Dissertação, 2014].pdf: 1092616 bytes, checksum: ecf1d02bbd15139a6b65760edc3d1bb8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-05T18:07:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida, Kessiane Belshoff de [Dissertação, 2014].pdf: 1092616 bytes, checksum: ecf1d02bbd15139a6b65760edc3d1bb8 (MD5) / A nanoencapsulação de substâncias lipofílicas e sua posterior incorporação em formulações tópicas semissólidas oferece uma alternativa tecnologicamente viável para modular a permeação do ativo, melhorar sua distribuição na superfície da pele, reduzir sua toxicidade e conferir proteção frente a fatores extrínsecos. O polímero poli (ácido lático-co-glicolídeo) (PLGA) tem sido amplamente empregado na preparação de nanossistemas carreadores de fármacos em função de suas pronunciadas características de biocompatibilidade e biodegradabilidade. O presente estudo objetivou desenvolver um hidrogel para incorporação do óleo essencial de Cymbopogon citratus (OECc) encapsulado em nanopartículas poliméricas e avaliar sua atividade frente ao vírus Herpes simplex (HSV) tipos 1 e 2. Inicialmente, procedeu-se a extração de OECc por hidrodestilação, seguindo-se sua caracterização química por Cromatografia Gasosa de Alta Resolução acoplada ao Espectrômetro de Massas (CGAR-EM). Nanopartículas contendo OECc (NPOE) e nanopartículas branco (NP) foram preparadas pela técnica de emulsificação-difusão do solvente empregando PLGA, como polímero, e álcool polivinílico (PVA) como estabilizante. A distribuição de tamanho e o potencial zeta das partículas foram avaliados, respectivamente, pelas técnicas de espalhamento de luz dinâmico e mobilidade eletroforética, e sua eficiência de encapsulação determinada após extração com solvente, empregando metodologia analítica desenvolvida por espectrofotometria UV-Vis. Após preparo e caracterização, NPOE foram incorporadas a gel hidrofílico de Carbopol® Ultrez 10 NF (HNPOE), a fim de investigar a estabilidade da formulação nanoestruturada frente ao armazenamento e o perfil de liberação in vitro do óleo a partir da nanopartícula. Adicionalmente, hidrogel base (HB), hidrogel contendo o óleo livre (HOE) e o mesmo contendo nanopartículas branco (HNP) foram desenvolvidos como controles. A atividade inibitória das formulações frente HSV-1 e -2 sensíveis ao aciclovir foi avaliada por redução do título viral em placa, utilizando-se células Vero como sistema hospedeiro, após prévia determinação da citotoxicidade das amostras. O rendimento do processo extrativo foi de 0,37% e a análise qualitativa do óleo por CGAR-EM exibiu o citral como seu constituinte químico majoritário, correspondendo a 89,57 % da área relativa do cromatograma. Partículas em escala nanométrica e potencial zeta negativo foram obtidas, com um conteúdo de OECc de 58,59 ± 0,85 mg/g e eficiência de encapsulação de 28,48% ± 0,40%. Os hidrogéis desenvolvidos exibiram características apropriadas para aplicação cutânea, as quais se mantiveram inalteradas durante os 60 dias de armazenamento a 4 °C. Cabe salientar que as formulações HNPOE e HOE apresentaram redução significativa (p<0,05, t-Student) no conteúdo de óleo volátil em relação ao teor inicial, permanecendo subsequentemente constante durante o estudo de estabilidade. A análise do perfil de liberação in vitro de OECc a partir das formulações demonstrou padrão bifásico, com burst inicial e posterior fase de liberação sustentada, onde NPOE seguiu modelo cinético de Hixon-Crowell, e HNPOE e HOE modelo de Higuchi. Além disso, as mesmas exibiram comportamento anômalo, dependente dos mecanismos de difusão e erosão polimérica. Na avaliação da atividade antiviral, HNPOE foi capaz de inibir mais eficientemente ambas as estirpes virais em concentração não citotóxica de óleo, inferior às empregadas nas demais formulações. Estes resultados evidenciam o potencial do nanogel em proteger, modular a liberação e otimizar a atividade do óleo essencial frente ao vírus Herpes simplex / The nanoencapsulation of lipophilic substances and their subsequent incorporation into semisolid topical formulations offers a technologically feasible alternative to modulate the permeation of active, improve its distribution on the surface of the skin, reduce their toxicity and confer protection against extrinsic factors. The polymer poly (lactic acid-co-glycolide) (PLGA) has been widely employed in the preparation of drug carriers nanosystems due to their pronounced biocompatibility and biodegradability. The present study aimed to develop semisolid hydrogel incorporating of Cymbopogon citratus essential oil (CcEO) associated with polymeric nanoparticles and assess their activity against Herpes simplex virus (HSV) types 1 and 2. Initially, it was proceeded to extract the CcEO by hydrodistillation, following their chemical characterization by High-Resolution Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometer (HRGC-MS). Nanoparticles containing CcEO (NPEO) and white nanoparticles (NP) were prepared by emulsification-diffusion of the solvent using PLGA as polymer and polyvinyl alcohol (PVA) as a stabilizer. The size distribution and zeta potential of the particles were determined, respectively, by dynamic light scattering and electrophoretic mobility, and its encapsulation efficiency was given by solvent extraction technique, using analytical methodology developed by UV-Vis spectrophotometry. After preparation and characterization, NPEO were incorporated into a hydrophilic gel Carbopol® Ultrez 10 NF (HNPEO) in order to investigate the stability of the nanostructured formulation across the storage and in vitro release profile of the oil from the nanoparticle. In addition, hydrogel base (HB), hydrogel containing free oil (HEO) and the same unloaded nanoparticles (HNP) were developed as controls. The inhibitory activity of the formulations against HSV-1 and -2 sensitive to acyclovir was assessed by viral titer reduction using Vero cells as a host system after prior determination of the cytotoxicity of the samples. The yield of the extraction process was 0.37% and the qualitative analysis of the oil by HRGC-MS showed the citral as its major chemical constituent, accounting for 89.57% of the chromatogram relative area. Particles on the nanometer scale and negative zeta potential were obtained with CcEO content of 58.59 ± 0.85 mg/g and encapsulation efficiency of 28.48 ± 0.40%. The developed hydrogels exhibit suitable characteristics for cutaneous application, which remained unchanged during the 60 days of storage at 4°C. Is worth emphasizing that the HNPEO and HEO formulations showed a significant reduction (p<0.05, Student's t test) in the content of volatile oil in relation to the initial rate, subsequently remaining constant during the stability study. The analysis of the in vitro release profile CcEO from the formulations showed a biphasic pattern with an initial burst and subsequent sustained release phase, which followed NPEO kinetic model Hixon-Crowell, and HNPOE and HOE Higuchi model. Moreover, they exhibited anomalous behavior, dependent on the mechanisms of diffusion and polymer erosion. In the evaluation of antiviral activity, HNPEO was able to more efficiently inhibit both viral strains in the non-cytotoxic oil concentration lower than used in the other formulations. These results highlight the potential of nanogel in protecting, modulating the release profile and improve the activity of the essential oil against Herpes simplex virus

Les nanoparticules (NP) de poly(acide lactique) (PLA) sont des vecteurs biodégradables prometteurs pour la vaccination et la délivrance thérapeutique. Cependant leur évaluation in vivo n'est pas toujours couronnée de succès. Un des écueils réside dans la difficulté à suivre la prise en charge cellulaire de ces nanomatériaux à l'échelle d'un organisme, ces NP étant indécelables dans les tissus profonds. L'objectif de cette thèse est de valider l'utilisation des NP de PLA comme plateforme d'imagerie et de vectorisation d'actifs chez Drosophila Melanogaster et d'analyser ainsi le devenir de NP dans un corps entier. Le modèle drosophile a été choisi pour son faible encombrement, sa facilité d'élevage, la diversité des lignées transgéniques et la puissance des outils génétiques à disposition. Il permet également de mener des études mécanistiques in vivo dans un laps de temps restreint. Nous avons évalué in cellulo et in vivo la toxicité de ces NP afin d'établir des conditions optimales expérimentales. Ensuite le potentiel des NP de PLA a été évalué in cellulo sur des cellules de drosophile transfectées transitoirement par un plasmide porteur du gène GFP sous le contrôle du promoteur UAS. Les NP vectorisant le gène gal4 ou la protéine GAL4 permettent de confirmer par simple observation en microscopie à fluorescence l'efficacité de délivrance de molécules actives dans la cellule via la fixation de la protéine GAL4 sur le promoteur UAS. Enfin, ces formulations ont été administrées par voie orale à des drosophiles transgéniques UAS-RFP pour confirmer les résultats précédents in vivo. GAL4 est un outil prometteur pour le suivi indirect de NP dans des organismes transgéniques / The biodegradable NanoParticles (NPs) of PolyLactic Acid) (PLA) are promising vectors for vaccination and therapeutic delivery. However, their in vivo evaluation is not always successful. NPs being undetectable in deep tissues, one of the challenges is the difficulty to follow the cellular uptake of these nanomaterials at the organism level. The aim of this thesis is to validate the use of PLA NPs as an imaging and drug vectorization platform in Drosophila melanogaster, and to analyze their fate in the whole fly body. The Drosophila model was chosen for its small footprint, the ease of breeding, the variety of transgenic lines, and the power of genetic tools available. Tt also allows to carry out in vivo mechanistic studies in a limited time window. We evaluated in cellulo and in vivo toxicity of these NP to determine optimal experimental conditions. Then the potential of PLA NPs was evaluated in cellulo on transiently transfected Drosophila cells by a plasmid carrying the GFP gene under the control of the UAS promoter. A simple observation by fluorescence microscopy of NPs vectorizing the gal4 gene or the GAL4 protein can confirm the effective delivery of active molecules into the cell through the binding of GAL4 protein to the UAS promoter. Finally, these formulations were orally administered to transgenic Drosophila UAS-RFP to confirm the previous in vivo results. GAL4 is a promising tool for indirect monitoring of NPs in transgenic organisms

Cette thèse vise à développer des nanoparticules de PLGA pour la vectorisation et à étudier l’interaction de ces nanoparticules avec des bicouches phospholipidiques imitant les membranes cellulaires. Pour la vectorisation passive, les changements physico-chimiques ont été contrôlés en incubant les NPs de PLGA (50:50) dans différentes conditions de pH tamponné à des intervalles de temps accrus. Le PLGA a montré plusieurs comportements de dégradation différant selon le pH. La formation de pores a été observée à pH élevé (conditions basiques) tout en préservant le volume des particules mais en modifiant la densité. Par opposition, à faible pH, une érosion superficielle des particules conduisant à une diminution de leur taille a été démontrée. Cette étude a été réalisée à l'aide de la DLS, l’ESEM et la spectrophotométrie. Pour la vectorisation active, les parois des capsules de PLGA (75:25) ont été modifiées par addition de phospholipides. La libération de la sonde fluorescente hydrophile, la calcéine, a été contrôlée en augmentant la température. On a observé qu'avec le DOPC (0,31 mM), la vectorisation peut être déclenchée à l'aide de détergents ou d'une enzyme (PLA2). Dans le cadre de cette étude, nous avons proposé la formation d'un complexe lipide-polymère ayant lieu à l'intérieur de la matrice, ce qui le rend vulnérable aux enzymes ou détergents induisant sa libération. L'effet des NPs de PLGA sur les bicouches phospholipidiques imitant la membrane cellulaire a été réalisé à l'aide de sondes fluorescentes moléculaires (Prodan et Laurdan). L'étude a été effectuée en calculant la polarisation généralisée (GP) sous l'influence des NPs de PLGA (50:50 et 75:25). L'interaction ayant lieu s’avérait être un phénomène de surface et aucune effet des NPs sur la perméabilité des membranes modèles LUVs et SUVs n’a été souligné. La valeur de Tm des phospholipides est également maintenue lorsque l’étude est menée avec le Laurdan. Les études de GP mené avec la sonde Prodan fournissent la première méthode originale pour déterminer la Tg de PLGA dans des conditions aqueuses. C'est une méthode rapide et facile qui détermine la valeur de Tg de PLGA en temps réel et en utilisant une très petite quantité de l'échantillon. Cette interaction n'est pas affectée par la composition des membranes cellulaires imitant les bicouches. / This thesis aims at developing PLGA nanoparticles for controlled release and investigating its interaction with phospholipid bilayers mimicking cell membranes. For passive controlled release the physiochemical changes were monitored by incubating the PLGA (50:50) NPs in different buffered pH conditions at increased time intervals. PLGA exhibited dissimilar degradation behavior with pore formation for high pH (basic conditions) maintaining the volume of the particles but change in the density, while at low pH it showed surface erosion. There is decrease in the particle size upon incubating in low pH. This study was carried out using DLS, ESEM and spectrophotometry. For active release the walls of PLGA (75:25) capsules were modulated using phospholipids. The release of hydrophilic fluorescent probe Calcein was monitored with increasing the temperature. It was observed that with DOPC (0.31mM) the release can be triggered using detergents or an enzyme (PLA2). We propose the formation of a lipid-polymer complex within the polymer matrix forming plugs which are vulnerable to enzymes/detergents inducing release. The effect of PLGA NPs over the phospholipid bilayers mimicking cell membrane was carried out using molecular fluorescent probes (Prodan and Laurdan). The study was carried out by calculating the generalised polarisation (GP) under the influence of PLGA NPs (50:50 and 75:25). It is found that the interaction is a surface phenomenon and there is no influence of NPs over the permeability of model membranes LUVs and SUVs. The Tm value of the phospholipids is also maintained when studied with Laurdan. Prodan probe GP studies provide first original method to determine the Tg of PLGA in complete aqueous conditions. It is a rapid and easy method which determines the Tg value of PLGA in real time using very small quantity of the sample. This interaction is not affected by the composition of the bilayer mimicking cell membranes.

Táto práca sa zaoberá zvlákňovaním biopolymérov z taveniny. V teoretickej časti sú zhrnuté doterajšie poznatky o zvlákňovaní poly(3-hydroxy butyrátu) (PHB) a poly(mliečnej kyseliny) (PLA). Následne boli zvláknené polymérne zmesi na báze PHB s rôznym zložením, čo umožnilo štúdium vplyvu PLA, zmäkčovadiel a ich množstva na vlastnosti pripravených vlákien. Boli použité tri komerčné zmäkčovadlá (ATBC, PEG, A6) a dva experimentálne syntetizované. Zvláknenie bolo prevedené na troch rôznych zvlákňovacích linkách. Konvenčné zvlákňovacie linky s odťahovými rýchlosťami nad 150 m/min sa preukázali ako nevhodné pre spracovanie našich zmesí. Kvôli nedostatočnej pevnosti taveniny sú potrebné nízke odťahové rýchlosti. Boli pripravené vlákna s dĺžiacim pomerom 6,4; ktoré boli následne analyzované pomocou GPC, MDSC a ťahovej skúšky. Na základe nameraných teplôt skelného prechodu zmäkčovadlá ATBC a PEG vykázali lepšiu schopnosť zmäkčiť skúmané PLA/PHB zmesi. Vlákna obsahujúce A6 vykazovali najvyššiu pevnosť v ťahu (250 MPa) a modul pružnosti (2,7 GPa). Nakoniec bol skúmaný vplyv starnutia, tepla a vriacej vody na mechanické vlastnosti týchto vlákien.

Teoretická část této diplomové práce popisuje vlastnosti a možnosti modifikace poly(3-hydroxybutyrátu) (PHB) a amorfní poly(mléčné kyseliny) (PLA) a jejich směsí. V experimentální části je studována reaktivita Joncrylu, Raschigu a fosfitových činidel trifenylfosfitu, tris(nonylfenyl) fosfitu a difenylisodecylfosfitu s čistým PLA a PHB. Raschig, oligomerní aditivum na bázi polykarbodiimidu, prokázal v množství 2hm. % zvýšení viskozity taveniny obou polymerů, a proto byl použit k přípravě směsí o pěti hmotnostních poměrech PHB/(PHB+PLA). Vzorky s Raschigem a odpovídajícími nereaktivními vzorky byly studovány pomocí reologie, gelové permeační chromatografie a modulované diferenční kompenzační kalorimetrie. Výsledky naznačily reakce Raschigu v PHB/PLA směsích vedoucí k rozvětveným strukturám. Rychlost reakce však není nedostatečná ke kompenzaci poklesu viskozity v důsledku degradace při zpracování. Následně zůstává nezreagované množství Raschigu v matrici. Na základě těchto zjištění se dospělo k závěru, že Raschig se chová spíše jako relativně účinný stabilizátor reologických vlastností, než jako činidlo pro záměrnou modifikaci struktury směsí PHB/PLA. Za účelem studia mechanických vlastností těchto směsí byly ve dvoušnekovém extrudéru připraveny vzorky plastifikovány acetyltributylcitrátem.

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