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A hidroxipropil-metil-celulose (HPMC) é um éter de celulose que possui estrutura variável dependendo da quantidade de grupos metila, apolares, e hidroxipropoxila, polares, inseridos na cadeia polimérica celulósica. A polaridade do polímero é controlada através da quantidade de grupos metila (DS) e de hidroxipropoxila (MS) e afeta as propriedades de filmes poliméricos finos e espessos, além de alterar as características de liberação controlada de princípios ativos (neste caso nicotina) incorporados em filmes de HPMC, reticulados através de uma reação de esterificação com ácido cítrico. Com exceção do polímero com baixo DS e alto MS (e por consequência mais polar), filmes finos apresentam valores de energia superficial próximos aos de poliestireno ou poli(metacrilato de metila) (~41 mJ/m/2), indicando forte orientação molecular dos grupos metila ao ar, de acordo com um modelo apresentado. Esta orientação favoreceu as interações com o ar, que se organizou na superfície, formando pequenas cavidades superficiais, de acordo com imagens de microscopia de força atômica (AFM). Apesar de seguirem a mesma ordem de acordo com a polaridade dos polímeros, os valores de energia superficial observados para filmes espessos foram mais elevados, devido a uma menor quantidade de grupos metila orientados ao ar, acarretados por uma maior interação intermolecular no \"bulk\" do filme polimérico e uma consequente diminuição nos graus de liberdade da molécula polimérica. Um modelo para a estrutura de filmes espessos é proposto, no qual a variação nos valores de DS e MS explica as diferentes estruturas superficiais observadas em imagens de AFM. A incorporação de nicotina em filmes espessos também sofre influência dos valores de DS e MS; uma maior incorporação do princípio ativo foi observada em maiores DS e menores MS. A liberação controlada do princípio ativo também é influenciada por esses fatores estruturais, porém o pH do meio externo também é um fator a ser considerado: somente em pHs maiores que 8,8, onde a nicotina se encontra majoritariamente na sua forma neutra/desprotonada, pode-se observar uma cinética mais lenta e controlada para o polímero de maior MS e menor DS. A força iônica também influencia a cinética de liberação, porém em uma extensão muito menor que uma variação no pH. Os resultados obtidos também foram analisados segundo o modelo de liberação de Korsmeyer-Peppas, que quantifica a interação princípio ativo-matriz polimérica e descreve o mecanismo de liberação através do parâmetro difusional n. Ao final, baseado nos resultados obtidos, pode-se recomendar para uso tópico o polímero J, com menor DS e maior MS, como sendo o mais indicado para Terapia de Reposição de Nicotina (TRN), devido à sua liberação quantitativa e em velocidades mais lentas, possuindo a menor retenção de nicotina ao final do processo dentre os polímeros estudados; em casos de peles fortemente oleosas, mais alcalinas, a indicação do polímero E, com maior DS e menor MS, é recomendada pela sua capacidade de liberar uma maior quantidade de princípio ativo quando em pHs mais elevados. / Hydroxypropyl-methyl-cellulose (HPMC) is a cellulose ether with variable structure, depending on the amount of methyl groups, with apolar characteristics, and hydroxypropyl groups, with polar characteristics, inserted on the polymer backbone chain. The polymer polarity is controlled through the amount of methyl (DS) and hydroxypropyl (MS) groups, and affects the properties of thin and thick polymer films, as well as impacts the active principle release rate (in this case, nicotine) from HPMC polymer films, crosslinked through a esterification reaction with citric acid. With exception of the polymer with low DS and high MS (and consequently, more polar), thin films present surface energy values close to those determined for polystyrene or poly(methyl-methacrylate) (~41 mJ/m2), indicating strong orientation of the methyl groups to the air, according to a proposed model. This orientation favored the interactions with the air, which has been organized at the surface, forming small superficial cavities, according to Atomic Force Microscopy (AFM) images. Despite following the same pattern according to the polymer\'s polarities, values of surface energy observed for thick films were higher, due to a lower amount of methyl groups oriented to the air, driven by a higher interchain interaction in the bulk polymer film and consequent lowering in the polymer molecule degrees of freedom. A model to the thick films structure has been proposed, where the variation in the values of DS and MS explains the differences observed in the AFM images. Nicotine incorporation in thick films is also influenced by the values of DS and MS; a higher incorporation of the active principle has been observed in higher DS and lower MS. The active principle\'s controlled release is influenced by these structural parameters as well, although the medium\'s pH should also be considered: only at pHs higher than 8,8, where nicotine can be found mostly at its neutral/non-protonated form, a slower and controlled release can be observed for the polymer with higher MS and lower DS. The ionic strength influences the release kinetics too, but in a much minor extension than the medium pH does. The results obtained were analyzed using the Korsmeyer-Peppas model, which quantifies the active principle-polymer matrix interaction and describes the release mechanism through the diffusional parameter n. At the end, based on the results obtained, the polymer J, with higher MS and lower DS, can be the most indicated for Nicotine Replacement Therapy (NRT), due to its quantitative release and at lower rates and constant amounts over time, allowing the lowest nicotine retention at the end of the process amongst all evaluated polymers; at highly oily skin, more alkaline, the polymer E, with higher DS and lower MS, can be recommended by its characteristics of more quantitative release under higher pHs.

A anestesia local normalmente precede a maioria dos procedimentos odontológicos. Porém, por ser realizada por processo invasivo (injetável), muitas vezes afugentam o paciente do consultório. Portanto, a substituição do processo invasivo por não invasivo, além de inovador traria diversas vantagens a odontologia i.e., possibilitaria o aprimoramento de procedimentos rotineiros e cirúrgicos devido à provável redução de custos, submissão do paciente, facilidade de aplicação e menores riscos de contaminação e intoxicações. Neste intuito, filmes poliméricos hidrofílicos mono ou trilaminados, compostos pelo polímero mucoadesivo HPMC K100 LV, glicerol ou PEG 400 como plastificantes, e contendo os anestésicos locais cloridratos de prilocaína (PCL) e lidocaína (LCL) em diferentes proporções foram desenvolvidos. Os filmes apresentaram flexibilidade e moldabilidade adequadas, além de uniformidade de massa e teor. Tanto a massa total de fármaco nos filmes (11 - 55 mg/0,64cm2), quanto suas contribuições relativas nas misturas (0 - 100% m.m-1) modularam seus perfis e cinéticas de liberação e permeação, além das quantidades retidas no epitélio esofageal suíno. Quantidades menores dos fármacos conduziram aos maiores coeficientes de permeabilidade do LCL. O filme contendo mistura dos fármacos na proporção 1:1 (PCL:LCL) apresentou a melhor relação custo/benefício e foi escolhida para a continuidade dos estudos. O aumento na massa total de fármaco nos filmes de 12,5 para 25 mg aumentou significativamente sua força e trabalho de mucoadesão, mas reduziu sua resistência à tração e módulo de elasticidade. Os filmes apresentaram propriedades mecânicas e de mucoadesão adequadas para a finalidade proposta. A adição de camadas oclusiva (composta por Eudragit® S100 e trietil citrato como plastificante) e mucoadesiva (composta por HPMC K100 LV e policarbofil na proporção 3:1 m.m-1 e PEG 400 como plastificante) aos filmes reduziu significativamente as quantidades dos fármacos liberadas, permeadas e retidas no epitélio e, portanto, a composição e arquitetura dos patches trilaminados deve ser aprimorada de modo a favorecer a hidratação da camada de liberação. Pela primeira vez foi demonstrada a eficiência da técnica de iontoforese (1 mA.cm-2) na promoção da permeação destes fármacos em associação a partir de filmes poliméricos. Para que possa substituir a anestesia injetável (solução a 2%, equivalente a 36 mg de fármaco), a permeação dos fármacos a partir do filme mais promissor (12,5 mg de PCL:LCL 1:1, 3% m.m-1 HPMC K100LV e 30% PEG400 em função da massa de polímero mucoadesivo) deve ser aumentada em pelo menos 30 vezes. / Local anesthesia typically precedes the majority of dental procedures. However, due to be performed using an invasive process (injection), often it scares the patient out from the dentist office. Accordingly, besides its innovative character, the replacement of the painful injection by a noninvasive process might bring several advantages to the dentistry field. It might enable the improvement of routinely and surgical procedures as a function of cost saving, patient compliance, ease of application and lowering the risk of contamination and intoxication. In this pursuit, we developed hydrophilic polymeric films comprised by one or three layers, comprised by the mucoadhesive polymer HPMC K100 LV, glycerol or PEG 400 as plasticizers, and containing the local anesthetic drugs prilocaine (PCL) and lidocaine (LCL) hydrochloride in different proportions. The films showed suitable flexibility and plasticity, besides uniformities of mass and content. Both the total mass of drugs in the films (11 - 55 mg/0.64 cm2), and their relative contribution in the mixtures (0 - 100% w.w-1) have modulated their profiles and kinetics of both delivery and permeation, as well as their amount retained in the porcine esophageal epithelium. Lower drug loadings lead to an increase on the permeability coefficient of LCL. The film containing the drugs blended on a 1:1 (PCL:LCL) proportion has presented the most acceptable cost/benefit ratio. Hence, it was chosen for further investigations. Increasing the total amount of drug in the film from 12.5 to 25 mg significantly raised their force and work of mucoadhesion. On the other hand, it have decreased their tensile strength and elastic modulus. The films presented suitable mechanical e mucoadhesive properties for our purposes. Adding the mucoadhesive (comprised by HPMC K100 LV and polycarbophil at 3:1 w.w-1 and PEG400 as plasticizer) and occlusive (Eudragit® S100 and triethyl citrate as plasticizer) layers on the delivery layer has significantly decreased the amount of drug released, permeated and retained on the epithelium from the films. Thereby, both composition and architecture of the patches must be refined in order to improve the hydration of the delivery layer. For the first time it was presented the efficiency of iontophoresis (1 mA.cm-2) on the permeation enhancement of these drug in association from polymeric films. To reach the replacement of infiltrative anesthesia (2% solution, equivalent to 36 mg of drug), the amount of drug permeated from the most promising film (12.5 mg of PCL:LCL 1:1, 3% w.w-1 HPMC K100LV and 30% PEG400 as a function of the mass of mucoadhesive polymer) must be improved in at least 30 folds.

O desenvolvimento de piezoeletretos, com estruturas de bolhas pré-moldadas, pelo Grupo de Alta Tensão e Materiais (GATM) da Universidade de São Paulo, abriu novas oportunidades para pesquisas relacionadas com o aprisionamento de cargas elétricas, isto por serem as cargas aprisionadas nas superfícies das bolhas as principais responsáveis pelo desempenho dos piezoeletretos. Logo o objetivo deste trabalho é estudar a influência de alguns fatores externos no aprisionamento de cargas na superfície dos polímeros. E para explorar fatores como temperatura e ação de reagentes químicos utilizados na limpeza dos filmes, foi desenvolvido, baseado no método de sensor capacitivo, um dispositivo capaz de realizar medidas sensíveis de cargas superficiais. Outro objetivo foi a implementação de uma metodologia que permita realizar medidas de forma repetitiva e segura. Por ser o material utilizado no preparo dos piezoeletretos do grupo, o principal polímero estudado neste trabalho foi o Teflon® FEP embora o dispositivo desenvolvido permita as medidas de qualquer material polimérico. / The development of new piezoelectrets with bubbles structures by the High- Voltage and Materials Group (GATM) at University of São Paulo, create new opportunities to investigate external parameters that can affect the charge storage in polymer surfaces, since the efficiency of this piezoelectrets depends on the density of charges trapped on the internal surface of the bubbles. Now the aim of this work is to study the influence of a few external factors on the charges trapped over the polymer surface. To explore factors like temperature, chemical reaction due the sample cleaning, a sensitive charge measurement device based on the capacitor probe method is going to be implemented together with a methodology that allow reproducibility of the measurements. The polymer that is going to be investigated in this work is the Teflon® FEP, the same material used in the preparation of the piezoelectrets by the group. Nevertheless, this research can be extended to order polymeric materials.

A anestesia local normalmente precede a maioria dos procedimentos odontológicos. Porém, por ser realizada por processo invasivo (injetável), muitas vezes afugentam o paciente do consultório. Portanto, a substituição do processo invasivo por não invasivo, além de inovador traria diversas vantagens a odontologia i.e., possibilitaria o aprimoramento de procedimentos rotineiros e cirúrgicos devido à provável redução de custos, submissão do paciente, facilidade de aplicação e menores riscos de contaminação e intoxicações. Neste intuito, filmes poliméricos hidrofílicos mono ou trilaminados, compostos pelo polímero mucoadesivo HPMC K100 LV, glicerol ou PEG 400 como plastificantes, e contendo os anestésicos locais cloridratos de prilocaína (PCL) e lidocaína (LCL) em diferentes proporções foram desenvolvidos. Os filmes apresentaram flexibilidade e moldabilidade adequadas, além de uniformidade de massa e teor. Tanto a massa total de fármaco nos filmes (11 - 55 mg/0,64cm2), quanto suas contribuições relativas nas misturas (0 - 100% m.m-1) modularam seus perfis e cinéticas de liberação e permeação, além das quantidades retidas no epitélio esofageal suíno. Quantidades menores dos fármacos conduziram aos maiores coeficientes de permeabilidade do LCL. O filme contendo mistura dos fármacos na proporção 1:1 (PCL:LCL) apresentou a melhor relação custo/benefício e foi escolhida para a continuidade dos estudos. O aumento na massa total de fármaco nos filmes de 12,5 para 25 mg aumentou significativamente sua força e trabalho de mucoadesão, mas reduziu sua resistência à tração e módulo de elasticidade. Os filmes apresentaram propriedades mecânicas e de mucoadesão adequadas para a finalidade proposta. A adição de camadas oclusiva (composta por Eudragit® S100 e trietil citrato como plastificante) e mucoadesiva (composta por HPMC K100 LV e policarbofil na proporção 3:1 m.m-1 e PEG 400 como plastificante) aos filmes reduziu significativamente as quantidades dos fármacos liberadas, permeadas e retidas no epitélio e, portanto, a composição e arquitetura dos patches trilaminados deve ser aprimorada de modo a favorecer a hidratação da camada de liberação. Pela primeira vez foi demonstrada a eficiência da técnica de iontoforese (1 mA.cm-2) na promoção da permeação destes fármacos em associação a partir de filmes poliméricos. Para que possa substituir a anestesia injetável (solução a 2%, equivalente a 36 mg de fármaco), a permeação dos fármacos a partir do filme mais promissor (12,5 mg de PCL:LCL 1:1, 3% m.m-1 HPMC K100LV e 30% PEG400 em função da massa de polímero mucoadesivo) deve ser aumentada em pelo menos 30 vezes. / Local anesthesia typically precedes the majority of dental procedures. However, due to be performed using an invasive process (injection), often it scares the patient out from the dentist office. Accordingly, besides its innovative character, the replacement of the painful injection by a noninvasive process might bring several advantages to the dentistry field. It might enable the improvement of routinely and surgical procedures as a function of cost saving, patient compliance, ease of application and lowering the risk of contamination and intoxication. In this pursuit, we developed hydrophilic polymeric films comprised by one or three layers, comprised by the mucoadhesive polymer HPMC K100 LV, glycerol or PEG 400 as plasticizers, and containing the local anesthetic drugs prilocaine (PCL) and lidocaine (LCL) hydrochloride in different proportions. The films showed suitable flexibility and plasticity, besides uniformities of mass and content. Both the total mass of drugs in the films (11 - 55 mg/0.64 cm2), and their relative contribution in the mixtures (0 - 100% w.w-1) have modulated their profiles and kinetics of both delivery and permeation, as well as their amount retained in the porcine esophageal epithelium. Lower drug loadings lead to an increase on the permeability coefficient of LCL. The film containing the drugs blended on a 1:1 (PCL:LCL) proportion has presented the most acceptable cost/benefit ratio. Hence, it was chosen for further investigations. Increasing the total amount of drug in the film from 12.5 to 25 mg significantly raised their force and work of mucoadhesion. On the other hand, it have decreased their tensile strength and elastic modulus. The films presented suitable mechanical e mucoadhesive properties for our purposes. Adding the mucoadhesive (comprised by HPMC K100 LV and polycarbophil at 3:1 w.w-1 and PEG400 as plasticizer) and occlusive (Eudragit® S100 and triethyl citrate as plasticizer) layers on the delivery layer has significantly decreased the amount of drug released, permeated and retained on the epithelium from the films. Thereby, both composition and architecture of the patches must be refined in order to improve the hydration of the delivery layer. For the first time it was presented the efficiency of iontophoresis (1 mA.cm-2) on the permeation enhancement of these drug in association from polymeric films. To reach the replacement of infiltrative anesthesia (2% solution, equivalent to 36 mg of drug), the amount of drug permeated from the most promising film (12.5 mg of PCL:LCL 1:1, 3% w.w-1 HPMC K100LV and 30% PEG400 as a function of the mass of mucoadhesive polymer) must be improved in at least 30 folds.

O desenvolvimento de piezoeletretos, com estruturas de bolhas pré-moldadas, pelo Grupo de Alta Tensão e Materiais (GATM) da Universidade de São Paulo, abriu novas oportunidades para pesquisas relacionadas com o aprisionamento de cargas elétricas, isto por serem as cargas aprisionadas nas superfícies das bolhas as principais responsáveis pelo desempenho dos piezoeletretos. Logo o objetivo deste trabalho é estudar a influência de alguns fatores externos no aprisionamento de cargas na superfície dos polímeros. E para explorar fatores como temperatura e ação de reagentes químicos utilizados na limpeza dos filmes, foi desenvolvido, baseado no método de sensor capacitivo, um dispositivo capaz de realizar medidas sensíveis de cargas superficiais. Outro objetivo foi a implementação de uma metodologia que permita realizar medidas de forma repetitiva e segura. Por ser o material utilizado no preparo dos piezoeletretos do grupo, o principal polímero estudado neste trabalho foi o Teflon® FEP embora o dispositivo desenvolvido permita as medidas de qualquer material polimérico. / The development of new piezoelectrets with bubbles structures by the High- Voltage and Materials Group (GATM) at University of São Paulo, create new opportunities to investigate external parameters that can affect the charge storage in polymer surfaces, since the efficiency of this piezoelectrets depends on the density of charges trapped on the internal surface of the bubbles. Now the aim of this work is to study the influence of a few external factors on the charges trapped over the polymer surface. To explore factors like temperature, chemical reaction due the sample cleaning, a sensitive charge measurement device based on the capacitor probe method is going to be implemented together with a methodology that allow reproducibility of the measurements. The polymer that is going to be investigated in this work is the Teflon® FEP, the same material used in the preparation of the piezoelectrets by the group. Nevertheless, this research can be extended to order polymeric materials.

Disponibiliza??o do trabalho em conte?do parcial, conforme Termo de Autoriza??o. / Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2017-03-27T19:34:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) fernanda_souza_paula_parcial.pdf: 515579 bytes, checksum: f72e2289acf5068c063e2bd00f0fefc3 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2017-04-24T16:35:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) fernanda_souza_paula_parcial.pdf: 515579 bytes, checksum: f72e2289acf5068c063e2bd00f0fefc3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T16:35:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) fernanda_souza_paula_parcial.pdf: 515579 bytes, checksum: f72e2289acf5068c063e2bd00f0fefc3 (MD5) Previous issue date: 2017 / O trabalho investiga a utiliza??o de plataformas eletroqu?micas contendo filmes polim?ricos derivados do ?cido 4-aminosalicico (4-AMS) para imobiliza??o da enzima Urato oxidase (UOx) visando aplica??o na quantifica??o de ?cido ?rico (AU) em amostras de urina. Investigou-se a eletrodeposi??o do 4-AMS pelas t?cnicas de voltametria c?clica (VC) e cronoamperometria (CA) sobre eletrodos de grafite (EG). Por VC foram realizados 100 ciclos de potencial na faixa de -0,25 a 1,25 V ? 50 mV/s em solu??o 2,50 mM do mon?mero preparado em H2SO4 0,50 M. Utilizando a CA, a eletropolimeriza??o foi realizada a potencial constante de +0,928 V durante 5600s no mesmo meio reacional utilizado na VC. O poli(4-AMS) obtido por VC e CA mostrou dois pares redox, os quais est?o relacionados a eletroatividade do filme polim?rico, na regi?o de potencial de +0,50/+0,40 V. Contudo, maiores valores de Ipa e Ipc foram obtidos para os eletrodos modificados por VC, sugerindo que estes filmes s?o mais eletroativos. A deposi??o do azul da Pr?ssia (AP), mediador da rea??o de per?xido, foi investigada sobre os EG, com posterior modifica??o com poli(4-AMS). Notou-se que a presen?a do AP n?o altera o perfil voltam?trico da eletropolimeriza??o do 4-AMS. Contudo, quando comparada com a eletropolimeriza??o somente nos EG, obteve-se filmes mais resistivos e com menor eletroatividade. Analisando as propriedades eletroqu?micas e morfol?gicas, por VC conseguiuse filmes mais uniformes, com maior quantidade de material depositado e maior eletroatividade. A eletropolimeriza??o foi realizada tamb?m sobre eletrodos impressos de grafite contendo azul da Pr?ssia (EI/AP), onde posteriormente imobilizou-se 5 U da UOx, e o biossensor foi acoplado a uma c?lula de fluxo num sistema de an?lise por inje??o em fluxo (FIA) de linha ?nica. A vaz?o e o volume da al?a de amostragem foram otimizados em 2,10 mL/min e 200 ?L, repectivamente. O valor de pH da solu??o do analito foi otimizado em 8,27. Medidas de reprodutibilidade mostraram desvio padr?o de 2,15% (n=10). O biossensor respondeu linearmente para AU na faixa de 1,0 x 10-5 a 2,0 x 10-4 M, com limite de detec??o de 3,0 ?M. Amostras de urina foram dilu?das (1:10) e injetadas diretamente no biossensor. A reposta foi reprodut?vel mostrando baixo desvio padr?o para as medidas, e valores encontrados dentro da faixa esperada para o analito em amostras de urina. Testes de adi??o e recupera??o mostraram valores de 97,35% (?2,43). O biossensor mostrou-se bastante promissor para a proposta do trabalho, apresentando resultados muito satisfat?rios para as an?lises e par?metros investigados. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017. / This work investigates the use of electrochemical platforms containing polymeric films derived from 4-aminosalicylic acid (4-ASA) modified with the enzyme Urate oxidase (UOx) for quantification of uric acid (UA) in urine samples. The electrodeposition of 4-ASA was investigated through Cyclic Voltammetry (CV) and Chronoamperometry (CA) on graphite electrodes (GE). 100 cycles were performed in the range of -0.25 to 1.25 V at 50 mV/s in 2.50 mM monomer solution prepared in 0.50 M H2SO4. Using CA, the deposition was performed at a potential of +0.928 V for 5600 s in the same CV reaction medium. The poly(4-ASA) showed two redox pairs related to the electroactivity of the polymeric film in the potential range of + 0.50 /+ 0.40 V. However, higher values of Ipa and Ipc were obtained for the electrodes modified through CV, suggesting that these films are more electroactive. The deposition of Prussian blue (PB), mediator of the peroxide reaction, was investigated on the GE with subsequent modification with poly (4-ASA). It was observed that the presence of PB does not alter the voltammetric profile of 4-ASA electropolymerization. However, when compared with the electropolymerization in bare GE, more resistive films were obtained with lower electroactivity. Analyzing the electrochemical and morphological properties through CV, more uniform films were obtained, with more material deposited and greater electroactivity. The electropolymerization of poly(4-ASA) was also conducted on screen printed electrodes containing Prussian Blue (SPE/PB), with subsequent immobilization of 5U of Uox. This biosensor was coupled to a flow cell in a Flow Injection Analysis (FIA) system of single line. The flow rate and the sampling loop volume were optimized at 2.10 mL/min and 200 ?L, respectively. The pH value of the analyte solution was optimized at 8.27. Reproducibility measures showed a standard deviation of 2.15% (n = 10). The biosensor responded linearly to UA in the range of 1.0 x 10-5 to 2.0 x 10-4 M, with a detection limit of 3.0 ?M. Urine samples were diluted (1:10) and directly injected over the biosensor. The response was reproducible with low standard deviation and values found within the range expected for the analyte in urine samples. Addition and recovery tests showed values of 97.35% (?2.43). The biosensor is very promising for the work proposal, presenting very satisfactory results for the analyzes and investigated parameters.

Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2017-09-22T18:10:08Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) marcelo_sousa_xavier.pdf: 3096603 bytes, checksum: dae91257943ac86316978d8deb31ff3e (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2017-10-09T13:42:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) marcelo_sousa_xavier.pdf: 3096603 bytes, checksum: dae91257943ac86316978d8deb31ff3e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T13:42:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) marcelo_sousa_xavier.pdf: 3096603 bytes, checksum: dae91257943ac86316978d8deb31ff3e (MD5) Previous issue date: 2017 / A Leishmaniose Visceral Canina (LVC) ? considerada um problema de sa?de p?blica causada por um protozo?rio do g?nero Leishmania que acomete c?es, o qual no ciclo urbano de transmiss?o ? o principal reservat?rio. Neste trabalho, investigou-se o desenvolvimento de um imunossensor impedim?trico sobre eletrodos de grafite (EG) e eletrodos impressos de ?xido de grafeno (EIG) modificados com filmes polim?ricos para detec??o de Leishmaniose infantum em amostras de soros caninos. Os EG e o EIG foram modificados pela eletrodeposi??o do ?cido 2-hidroxicin?mico (2-HCA). A eletropolimeriza??o do 2-HCA foi realizada por voltametria c?clica (VC), utilizando-se solu??o monom?rica 2,50 mM preparada em H2SO4 0,50 M contendo 1,0 mL de etanol. Para o EG utilizou-se 100 ciclos de potencial na faixa de +0,20 a +1,20 V a 50 mV/s e para o EIG 15 ciclos consecutivos de potencial de 0,00 a +1,00V a 100 mV/s. Para ambos os eletrodos modificados o poli(2-HCA) apresentou caracter?sticas adsortivas e eletroativas. Estudos de Espectroscopia de Imped?ncia Eletroqu?mica (EIE) foram realizados para avaliar as propriedades el?tricas dos eletrodos modificados. Para o EG/2-HCA utilizou-se o circuito equivalente descrito como (Rs(RQp)(Qdl[RtcW]) onde obteve-se o valor de resist?ncia a transfer?ncia de carga (Rtc) de 13,2 k?, enquanto que para EIG/2-HCA o circuito equivalente proposto foi o de Randles, no qual o valor de Rtc foi de 4,2 k?. Visando a miniaturiza??o do sistema, optou-se pelo desenvolvimento do biossensor sobre os EIG. Desta forma, foram colocados sobre a superf?cie dos EIG/2-HCA, utilizando a t?cnica de adsor??o, 35 ?L de diferentes concentra??es do ant?geno L. infantum (Ag) (15, 30, 50, 70 e 100 ?g/mL), sendo realizados testes de intera??o com amostras de soros caninos contendo os anticorpos positivos (Ac+) de L. infantum em diferentes propor??es 1:80, 1:160, 1:320, 1:640 e 1:1280 dilu?dos em tamp?o HBS-EP pH 7,40 com 20 minutos de intera??o a 37 ?C. Os melhores resultados foram obtidos utilizando-se o ant?geno em concentra??o de 50 ?g/mL durante 20 min a 37 ?C e a dilui??o do soro de 1:320. Posteriormente, avaliou-se o tempo de imobiliza??o do Ag e de imunorrea??o Ag-Ac em 20, 40 e 60 minutos. Obteve-se 20 min de como tempo ideal de imobiliza??o de Ag e para imunorrea??o Ag-Ac+. Ap?s otimiza??o destes par?metros, avaliou-se a resposta do imunossensor na presen?a de amostras de soros caninos diagnosticados como positivos (Ac+) e negativos (Ac-) para Leishmaniose infantum, onde observou-se valores de Rtc para o sistema Ag-Ac+ 82% maior do que o obtido para o Ag-Ac-, demonstrando margem de seguran?a confi?vel no reconhecimento do analito de interesse. O imunossensor proposto para detec??o de Leishmaniose infantum apresentou boas perspectivas para aplica??o ao diagn?stico da doen?a, podendo-se tornar mais uma alternativa para realiza??o de testes r?pidos e de simples aplica??o para detec??o de LVC. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017. / Visceral Canine Leishmaniasis (LVC) is considered a public health issue caused by a protozoan of the Leishmania genre that attacks dogs, which is the main reservoir in the urban transmission cycle. In this work, we investigated the development of an impedimetric immunosensor on graphite electrodes (GE) and graphene oxide-modified screen-printed carbon electrode (GSP) both modified with polymeric films to detect Leishmaniose infantum in canine serum samples. The GE and GSP were modified by the electrodeposition of 2-hydroxycinnamic acid (2-HCA). Electropolymerization of 2-HCA was performed by cyclic voltammetry (CV) using a 2.50 mM monomeric solution prepared in 0.50 M H2SO4 containing 1.0 mL of ethanol. For the EG and EIG, 100 cycles of potential between +0.20 and +1.20 V at 50 mV/s and 15 cycles of potential between 0.00 and + 1.00 V at 100 mV/s were used, respectively. Poly(2-HCA) shown adsorptive and electroactive characteristics for both electrodes. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) studies were performed to evaluate the electrical properties of the modified electrodes. For the GE/2-HCA was used an equivalent circuit described as (Rs(RpQp)(Qdl[RtcW]), and a resistance of charge transfer (Rct) of 13.2 k? was obtained. For GSP/2-HCA the proposed equivalent circuit was that of Randles in which the value of Rct obtained was 4.2 k?. For system miniaturization it was developed the biosensor over GSP. Thus, 35 ?L of different concentrations of L. infantum antigen (Ag) (15, 30, 50, 70 e 100 ?g/mL) were placed on the GSP/2-HCA surface using the adsorption technique. Interaction tests were carried out with canine serum samples containing the positive antibodies (Ac+) of L. infantum in different proportions of 1:80, 1:160, 1:320, 1:640 e 1:1280, diluted in HBS-EP buffer pH 7.4 with 20 minutes of interaction at 37 ?C. The best results were obtained using the antigen at a concentration of 50 ?g/mL for 20 min at 37 ?C and a serum dilution of 1:320. Subsequently, the Ag immobilization and Ag-Ac immunoreaction time were evaluated in 20, 40 and 60 min. 20 min was obtained as the ideal time for Ag immobilization and Ag-Ac+ immunoreaction. After optimization of these parameters, the immunosensor response was evaluated in the presence of canine serum diagnosed as positive (Ac+) and negative (Ac-) for Leishmaniose infantum, where the Rct values for the Ag-Ac+ system were 82% higher than those obtained for Ag-Ac-, demonstrating a reliable safety margin in the recognition of the analyte of interest. The proposed immunoassay for the detection of Leishmaniasis infantum presented good prospects for application in the diagnosis of the disease, and it could become an alternative for performing rapid tests and simple application for the detection of LVC.

A hidroxipropil-metil-celulose (HPMC) é um éter de celulose que possui estrutura variável dependendo da quantidade de grupos metila, apolares, e hidroxipropoxila, polares, inseridos na cadeia polimérica celulósica. A polaridade do polímero é controlada através da quantidade de grupos metila (DS) e de hidroxipropoxila (MS) e afeta as propriedades de filmes poliméricos finos e espessos, além de alterar as características de liberação controlada de princípios ativos (neste caso nicotina) incorporados em filmes de HPMC, reticulados através de uma reação de esterificação com ácido cítrico. Com exceção do polímero com baixo DS e alto MS (e por consequência mais polar), filmes finos apresentam valores de energia superficial próximos aos de poliestireno ou poli(metacrilato de metila) (~41 mJ/m/2), indicando forte orientação molecular dos grupos metila ao ar, de acordo com um modelo apresentado. Esta orientação favoreceu as interações com o ar, que se organizou na superfície, formando pequenas cavidades superficiais, de acordo com imagens de microscopia de força atômica (AFM). Apesar de seguirem a mesma ordem de acordo com a polaridade dos polímeros, os valores de energia superficial observados para filmes espessos foram mais elevados, devido a uma menor quantidade de grupos metila orientados ao ar, acarretados por uma maior interação intermolecular no \"bulk\" do filme polimérico e uma consequente diminuição nos graus de liberdade da molécula polimérica. Um modelo para a estrutura de filmes espessos é proposto, no qual a variação nos valores de DS e MS explica as diferentes estruturas superficiais observadas em imagens de AFM. A incorporação de nicotina em filmes espessos também sofre influência dos valores de DS e MS; uma maior incorporação do princípio ativo foi observada em maiores DS e menores MS. A liberação controlada do princípio ativo também é influenciada por esses fatores estruturais, porém o pH do meio externo também é um fator a ser considerado: somente em pHs maiores que 8,8, onde a nicotina se encontra majoritariamente na sua forma neutra/desprotonada, pode-se observar uma cinética mais lenta e controlada para o polímero de maior MS e menor DS. A força iônica também influencia a cinética de liberação, porém em uma extensão muito menor que uma variação no pH. Os resultados obtidos também foram analisados segundo o modelo de liberação de Korsmeyer-Peppas, que quantifica a interação princípio ativo-matriz polimérica e descreve o mecanismo de liberação através do parâmetro difusional n. Ao final, baseado nos resultados obtidos, pode-se recomendar para uso tópico o polímero J, com menor DS e maior MS, como sendo o mais indicado para Terapia de Reposição de Nicotina (TRN), devido à sua liberação quantitativa e em velocidades mais lentas, possuindo a menor retenção de nicotina ao final do processo dentre os polímeros estudados; em casos de peles fortemente oleosas, mais alcalinas, a indicação do polímero E, com maior DS e menor MS, é recomendada pela sua capacidade de liberar uma maior quantidade de princípio ativo quando em pHs mais elevados. / Hydroxypropyl-methyl-cellulose (HPMC) is a cellulose ether with variable structure, depending on the amount of methyl groups, with apolar characteristics, and hydroxypropyl groups, with polar characteristics, inserted on the polymer backbone chain. The polymer polarity is controlled through the amount of methyl (DS) and hydroxypropyl (MS) groups, and affects the properties of thin and thick polymer films, as well as impacts the active principle release rate (in this case, nicotine) from HPMC polymer films, crosslinked through a esterification reaction with citric acid. With exception of the polymer with low DS and high MS (and consequently, more polar), thin films present surface energy values close to those determined for polystyrene or poly(methyl-methacrylate) (~41 mJ/m2), indicating strong orientation of the methyl groups to the air, according to a proposed model. This orientation favored the interactions with the air, which has been organized at the surface, forming small superficial cavities, according to Atomic Force Microscopy (AFM) images. Despite following the same pattern according to the polymer\'s polarities, values of surface energy observed for thick films were higher, due to a lower amount of methyl groups oriented to the air, driven by a higher interchain interaction in the bulk polymer film and consequent lowering in the polymer molecule degrees of freedom. A model to the thick films structure has been proposed, where the variation in the values of DS and MS explains the differences observed in the AFM images. Nicotine incorporation in thick films is also influenced by the values of DS and MS; a higher incorporation of the active principle has been observed in higher DS and lower MS. The active principle\'s controlled release is influenced by these structural parameters as well, although the medium\'s pH should also be considered: only at pHs higher than 8,8, where nicotine can be found mostly at its neutral/non-protonated form, a slower and controlled release can be observed for the polymer with higher MS and lower DS. The ionic strength influences the release kinetics too, but in a much minor extension than the medium pH does. The results obtained were analyzed using the Korsmeyer-Peppas model, which quantifies the active principle-polymer matrix interaction and describes the release mechanism through the diffusional parameter n. At the end, based on the results obtained, the polymer J, with higher MS and lower DS, can be the most indicated for Nicotine Replacement Therapy (NRT), due to its quantitative release and at lower rates and constant amounts over time, allowing the lowest nicotine retention at the end of the process amongst all evaluated polymers; at highly oily skin, more alkaline, the polymer E, with higher DS and lower MS, can be recommended by its characteristics of more quantitative release under higher pHs.

La prise en charge en urgence des pathologies ischémiques repose dans un premier temps sur la thrombolyse et/ou l’angioplastie puis dans un second temps sur des mesures hygiéno-diététiques. L’angioplastie consiste en la destruction de l’obstacle situé dans l’artère et elle est souvent suivie (dans 70 % des cas) par la pose d’une endoprothèse ou stent afin que le vaisseau lésé retrouve son diamètre. Malgré des innovations thérapeutiques (stents libérant des principes actifs), des problèmes de thrombose et de resténose au niveau du site lésé sont observés. Or, le monoxyde d’azote, NO, un gazotransmetteur de l’organisme, possède des propriétés intéressantes (antiagrégant plaquettaire, effet de recrutement des cellules endothéliales, effet antiprolifératif sur les cellules musculaires lisses) pour lutter contre ce phénomène, à concentration physiologique. Dans ce travail, nous avons développé une formulation innovante pouvant recouvrir un stent et étant capable de délivrer du NO. Il s’agira d’incorporer des nanoparticules d’or caractérisées par une capacité de greffage par un donneur de NO (AuNP@RSNO) très importante au sein des couches d’un film constitué de polyélectrolytes (polycations et polyanions interagissant de façon électrostatique). Ici, les AuNP sont considérées comme une matière première pharmaceutique. Une méthode de dosage et un contrôle qualité de ces dernières ont donc été développés. Les films créés présentent une stabilité importante (> 1 an) et sont capables d’immobiliser un grand nombre d’AuNP (1012 AuNP/cm²/cycle). Pour augmenter le taux de chargement des AuNP au sein des films, l’optimisation de leur construction a été réalisée. Plusieurs polycations ont été testés (chlorhydrate de poly(allylamine), poly(éthylène glycol) et poly(méthacrylate d’ester)) ainsi que deux milieux de dissolution différents (tampon phosphate et tampon Tris, à pH et concentrations identiques). Le meilleur rapport stabilité/taux de chargement a été atteint avec l’utilisation du chlorhydrate de poly(allylamine) et le tampon Tris. Enfin, les films ont présenté une inertie face à des protéines, des cellules et du sang total. Le système développé représente donc une forme adaptée pour être déposé à la surface de stents / Emergency management of ischemic pathologies is initially based on thrombolysis and / or angioplasty and secondly on hygiene-dietetic measures. Angioplasty consists of the destruction of the obstacle located in the artery and is often followed (in 70% of cases) by placing a stent so that the damaged vessel regains its diameter. Despite therapeutic innovations (drug eluting stents), problems of thrombosis and restenosis in the injured site are often observed. However, nitric oxide, NO, has interesting properties (platelet antiaggregant, endothelial cell recruitment effect, antiproliferative effect on smooth muscle cells) against this phenomenon at physiological concentration. In this work, we developed an innovative formulation that can deposited on a stent and that will be able to deliver NO. AuNP grafted with a high density of NO donors (AuNP@RSNO) will be incorporated in layer-by-layer films composed of polyelectrolytes (electrostatic interactions between polycations and polyanions) Here AuNPs are considered as a pharmaceutical raw material. A quantification method and a quality control of them were therefore developed. Created films created showed an important stability (> 1 year) and were able to immobilize a large number of AuNP (1012 AuNP/cm²/cycle). In order to increase the loading rate of AuNP films, optimization of their construction was carried out. Several polycations were tested (poly (allylamine hydrochloride), poly (ethylene glycol) and poly (methacrylate ester)) as well as two different dissolution media (phosphate buffer and Tris buffer, same pH and concentrations). The best stability/loading ratio was achieved with the use of poly (allylamine) hydrochloride and Tris buffer. Finally, the films showed inertness when they were exposed to proteins, cells and whole blood. The developed system is therefore well suited to be deposited on the surface of stents