Orientador: Vera Aparecida de Oliveira Tiera / Banca: Éder Tadeu Gomes Cavalheiro / Banca: Marcelo de Freitas Lima / Resumo: Os fungos do gênero Aspergillus, presentes em amendoins, milho, arroz, nozes e outros grãos, são uma constante preocupação nos dias atuais devido a sua capacidade de produzir toxinas cancerígenas. Dentre as várias técnicas de controle desse microrganismo, tem se destacado o uso de produtos naturais, não agressivos ao meio ambiente e de baixo custo, como por exemplo, a quitosana. O presente trabalho apresenta a síntese e caracterização de duas séries de novos derivados de quitosana para utilização como biofungicida contra os fungos Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus. A primeira série descreve a síntese de derivados de quitosana pela reação de quitosana desacetilada (QD) com brometo de propil (Q-Propil) pentil (Q-Pentil) trimetilamônio para obter derivados com proporções crescentes do grau de substituição (GS). A segunda série foi obtida a partir da síntese de sais bi-quaternários de amônio, com a posterior reação com quitosana desacetilada obtendo-se derivados bi-quaternários de quitosana. Todos os derivados foram caracterizados por técnicas de RMN 1 H, infra-vermelho (IR) e titulação potenciométrica e as suas atividades fungicidas testadas contra o crescimento micelial dos fungos A. flavus e A. parasiticus in vitro. Os estudos foram conduzidos variando-se a acidez e a força iônica do meio. Os resultados dos ensaios microbiológicos mostram que as atividades antifúngicas aumentam com o grau de substituição e os derivados mais substituídos de ambas as series, propil e pentil, exibiram respectivamente atividades três e seis vezes maiores que as quitosanas comercial e desacetilada. As concentrações inibitórias mínimas foram avaliadas após 24, 48 e 72 horas, variando-se a concentração dos polímeros de 0,5 a 16 g L -1 e os resultados mostraram que os derivados quaternários inibem o crescimento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The fungi of the genus Aspergillus, present in peanuts, corn, rice, nuts and other grains, are a constant concern nowadays due to its ability to produce carcinogenic toxins. Among the various techniques for controlling this microorganism it has been emphasized the use of natural products not harmful to the environment and at a low cost, for example, chitosan. This paper presents the synthesis and the characterization of two series of novel derivatives of chitosan for use as biofungicide against the Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus fungi. The first series of derivatives was synthesized by the reaction of deacetylated chitosan (QD) propyl bromide (Q-Propil) and pentyl trimethylammonium (Q-Pentil) for obtaining derivatives with increasing degrees of substitution (GS). The second series was obtained from the synthesis of bi-quaternary salts, with subsequent reaction with deacetylated chitosan to yield bi-quaternary derivatives of chitosan (Q-BPHD). All derivatives were characterized using NMR techniques, infra-red (IR) and potentiometric titration and fungicides activities were tested against A. flavus and A. parasiticus by evaluating the mycelial growth of fungi in vitro. The studies were conducted by varying the acidity and ionic strength of the medium. The antifungal activities increase with the degree of substitution and the most substituted derivatives from both series, propyl and pentyl, respectively exhibited activities three to six times lighter than the commercial and deacetylated chitosans. The minimum inhibitory concentrations were recorded after 24, 48 and 72 hours varying the concentration of polymer from 0.5 to 16 g L -1 and the results showed that the quaternary derivatives inhibit the growth of fungi in concentrations four times lower than deacetylated chitosan . The bi-quaternary derivative (Q-BPHD) showed the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Os filmes de quitosana/amido são utilizados para preparação de sistemas biocompatíveis de liberação controlada, materiais de revestimento e filmes comestíveis. As propriedades reológicas, térmicas, mecânicas, de taxa de transmissão de vapor de água (WVP) e solubilidade foram avaliadas em função das mudanças estruturais do amido (gelatinizado ou oxidado), da adição de polióis (etilenoglicol, glicerol e sorbitol) e da razão amilose/amilopectina (73% e 100% amilopectina). Os ensaios de reologia mostraram que as blendas formadas por quitosana e amido (100% amilopectina) tiveram interações mais fortes quando comparadas com as blendas de quitosana/amido (73% amilopectina), tanto na forma oxidada quanto na forma gelatinizada. Os polióis causam mudanças nas redes tridimensionais formadas entre a quitosana e o amido, tanto quando se usa amido gelatinizado como quando se usa o amido oxidado. Os valores de G´ encontrados para as blendas preparadas com amido oxidado foram em todos os casos menores em relação às blendas preparadas com amido gelatinizado, indicando diferenças na estrutura do gel formado e também na organização dos seus componentes. Essas mudanças foram resultantes da associação que ocorre entre a quitosana e o amido oxidado que é diferente daquela que ocorre entre quitosana e amido gelatinizado. A oxidação do amido A termogravimetria mostrou que a razão amilose/amilopectina não influencia o perfil de perda de massa e a oxidação amido aumenta a quantidade de água nos filmes e também diminui a estabilidade térmica observada por Tonset. O glicerol é o poliol que provoca maiores mudanças no comportamento de perda de massa dos filmes, pois é observada a decomposição de parte do glicerol que não está interagindo com a quitosana e o amido. O DSC mostrou que a presença de amilose nas blendas provoca uma interação mais forte da água com os polissacarídeos. Para todos os filmes com amido gelatinizado, a adição de polióis aumenta a temperatura de pico endotérmico e esta é quase sempre maior quando o glicerol é adicionado e que a oxidação do amido provoca um aumento nos valores de pico endotérmico, sugerindo que mais água está interagindo com os polímeros. A adição dos polióis aumenta os valores de espessura dos filmes, pelo aumento do volume livre do sistema, tanto nos filmes preparados com amido gelatinizado, quanto no oxidado. A presença de amilose nos filmes aumenta os valores de WVP e de solubilidade, provavelmente porque a presença de amilose auxilia no aumento da difusão de moléculas de água pelo e facilita a entrada de água e sua posterior solubilização. A adição dos polióis diminui os valores de WVP nos filmes de quitosana e amido gelatinizado. A oxidação do amido interfere mais nos valores de WVP para os filmes de quitosana/amido (100% amilopectina), sugerindo maior difusão das moléculas de água pelo filme. A oxidação aumenta os valores de solubilidade, pois as interações ocorrem em menor quantidade entre a quitosana e o amido, o que acaba facilitando o processo de solubilização. A adição dos polióis provoca um aumento na solubilidade de todos os filmes. Os ensaios preliminares de tração por DMA indicaram que os filmes de quitosana/amido gelatinizado e os filmes de quitosana/amido oxidado são rígidos e quebradiços e com a adição dos polióis ocorre um aumento na flexibilidade. Estudos preliminares destes filmes como suportes para liberação controlada de ciprofloxacina mostraram que estes são promissores para esta aplicação. / Chitosan/starch association represents an interesting alternative to the preparation of biocompatible drug delivery systems, packing materials and edible films. Changes in rheological, thermal and mechanical properties, water vapor permeability and solubility of chitosan/starch films were evaluated varying the starch structure form (gelatinized or oxidized), poliol addition (ethyleneglycol, glycerol and sorbitol) and amylose/amylopectin ratio (73% and 100% amylopectin). Rheological measurements showed that chitosan/starch (100% amylopectin) blends had stronger interaction compared to chitosan/starch (73% amylopectin) blends, both in gelatinized and oxidized starch form. Polyols cause changes in chitosan/starch three-dimensional networks due to reduction in polymer-polymer chain bonding that reflect in rheological properties. G´ modulus value decreases with starch oxidation, indicating variation in gel structure and also in organization of polymeric components, due to differences in association between chitosan and gelatinized or oxidized starch. Thermogravimetric curves showed that amylose/amylopectin ratio does not influence the weight loss behavior and starch oxidation increases the amount of water and decrease thermal stability of films, as observed by Tonset. Glycerol causes changes in weight loss behavior due to the presence of glycerol that not interact with chitosan and starch. DSC results suggest that amylose presence promotes a higher water interaction with polysaccharides. Polyol addition shift the endothermic peak associated to free water for higher temperatures, suggesting interaction between biopolymers and polyols. Also, polyol increases thickness values in all films as increase the free volume of the system. Amylose presence increases WVP and solubility values, suggesting the formation of low dense structure, which increases the water molecules diffusion and facilitates the dissolution of films in water. Polyols presence decrease WVP values in chitosan/gelatinized starch films. Starch oxidation affected the WVP values in chitosan/starch (100% amylopectin) films, suggesting low compact structure that allows the water molecule diffusion in the films. Starch oxidation increases solubility values as lower interaction between chitosan and oxidized starch, which facilitates the solubility process. Polyols addition causes an increase in solubility in all films. Preliminary mechanical tests performed by DMA indicated that chitosan/starch (gelatinized or oxidized) films are rigid and brittle and polyol addition increases the flexibility. In vitro ciprofloxacin drug delivery behavior showed that films are promising for this application.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-04-06T12:51:07Z No. of bitstreams: 1 Rosiane Silva Penha.pdf: 4194206 bytes, checksum: 7e3c0f380eac3e3015bece6a9325936d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-06T12:51:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosiane Silva Penha.pdf: 4194206 bytes, checksum: 7e3c0f380eac3e3015bece6a9325936d (MD5) Previous issue date: 2016-11-04 / Chitosan (QT) and collagen (COL) are natural macromolecules of wide interest and application, and which can interact themselves in order to develop blends with biomaterial characteristics. In this work, on account of the fish collagen advantages, we aimed to develop synthesis routes among both biopolymers. It was used chitosan from commercial source, with 82% of deacetylacion degree (DG) determined by conductometric titration, and the collagen was extracted from the swimming bladder and the skin of the Pescada Amarela (Cynosian acoupa) and Gurijuba (Arius luniscutis). The collagen‘s content used on the prepared gels was determined by the 4- hydroxyproline‘s method and equal to 189,24-394,75 mg.g-1. Both materials were separately characterized trough Fourier transform infrared spectroscopy in the infrared (FTIR), X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (TGA/DTG and DSC) and scanning electron microscopy (SEM). Amongst the proposed blend‘ synthesis, lyophilization and selective precipitation techniques (saline, alkaline, saline-alkaline) were used in the following QT:COL (wt%) mixtures: 80:20, 50:50 and 20:80. Regarding to precursors, the results of the characterization indicated that the protein structural integrity of the collagen was preserved during extraction and precipitation (FTIR), that it presents an amorphous form (XRD), rough and irregular (SEM). Chitosan also showed amorphous, but with some crystalline domains (XRD), rough (SEM), and thermally stable up to approximately 250 ° C. The obtained materials from chitosan:collagen mixtures and in all different proportions, showed differences in their spectral, thermal and viscosity profiles, indicating interaction between them and suggesting the formation of new materials. / Quitosana (QT) e colágeno (COL) são macromoléculas naturais de amplo interesse e aplicação, e que podem interagir entre si formando blendas com características de um biomaterial. Neste trabalho, em virtude das vantagens dos colágenos písceos, definiramse rotas de sínteses para blendas entre estes dois biopolímeros. Dentre as propostas de sínteses investigadas, foram empregadas as técnicas de liofilização e precipitação seletiva (salina, alcalina, salino-alcalina) em misturas QT:COL nas proporções (m%) de 80:20, 50:50 e 20:80. A quitosana empregada foi de origem comercial e com grau de desacetilação (GD) determinado por titulação condutométrica de 82 %, e o colágeno foi extraído da bexiga natatória e da pele da Pescada Amarela (Cynoscion acoupa) e da Gurijuba (Arius luniscutis). O conteúdo de colágeno nos géis preparados foi determinado pelo método da 4-hidroxiprolina, e equivalente a 189,24 - 394,75 mg.g-1. Ambos os materiais foram caracterizados separadamente e em conjunto por espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), difratometria de Raios-X (DRX), análise térmica (TG, DSC e DTA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados das caracterizações indicaram, quanto aos precursores, que a integridade estrutural proteica do colágeno foi preservada durante a extração e precipitação (FTIR), que o mesmo apresentou-se em uma forma amorfa (DRX), rugosa e irregular (MEV). A quitosana apresentou-se amorfa, mas com certos domínios cristalinos (DRX), rugosa (MEV) e estável termicamente até, aproximadamente, 250 oC. Os materiais obtidos a partir das misturas QT:COL, nas diversas proporções, apresentaram diferenças em seus perfis espectral, térmico e de viscosidade em relação aos precursores, indicando interação entre as matrizes e a obtenção de novos materiais.

Neste trabalho foram obtidas quatro amostras de um híbrido bioinorgânico de sílica-quitosana (SiO2/QT) usando-se TEOS como precursor e variando a concentração da QT, de 0,5 a 4,0% (m/m). Os materiais obtidos foram devidamente caracterizados e os resultados mostraram que são mesoporosos com diâmetro de poro na faixa de 6,2 a 7,3 nm. Os materiais apresentam estabilidade térmica e foi possível impregnar maior teor de QT no híbrido com o incremento de sua concentração na preparação. Na superfície do material híbrido foi imobilizada a ftalocianina de cobre (II) tetrassulfonada e foi utilizada como matriz para a construção de eletrodo de pasta de carbono. Este eletrodo foi avaliado mediante técnicas de voltametria cíclica e de voltametria de pulso diferencial, como um novo sensor eletroquímico de paracetamol na presença da dopamina como interferente, visto que está espécie pode causar interferências durante a detecção de paracetamol em meios biológicos. O material se mostrou altamente sensível (173 μA.L mmol-1) e seletivo para a determinação de paracetamol, permitindo uma boa separação e definição de picos de oxidação do paracetamol (0,30 V) e da dopamina (0,11V). O eletrodo contendo 1,0% de QT mostrou melhores resultados. Também foram obtidas amostras de um material carbono cerâmico SiO2/QT/C-grafite variando-se a concentração de grafite de 50% a 60% (m/m). Os resultados mostraram que são materiais mesoporosos, apresentam propriedades texturais semelhantes, com 6,6 nm de diâmetro de poro, e são estáveis termicamente. Um estudo do comportamento eletroquímico do ferricianeto e ferrocianeto de potássio utilizando esses materiais são apresentados. Na superfície dos materiais compósitos foi imobilizado o ácido ferroceno carboxílico. Medidas de voltametria cíclica mostraram que o eletrodo construído com este material na presença de paracetamol mostrou picos de oxidação pouco definido em 0,35 V e atribuído à oxidação do paracetamol. / In this work, a silica based bioinorganic hybrid containing chitosan (SiO2/QT) was prepared using TEOS as precursor and varying the concentration of chitosan, from 0,5% to 4,0% (w/w). The obtained materials were properly characterized, the results showed that are mesoporous with pore size between 6,2 to 7,3 nm. The materials present adequate thermal stability and higher amount of chitosan was possible to impregnate on hybrid with the increase of its concentration on synthesis. Copper (II) tetrasulfonated phtalocyanine was immobilized on surface of hybrid and used as matrix for the construction of carbon paste electrode. By cyclic voltammetry and differential pulse it was assessed as a new electrochemical sensor of acetaminophen, being highly sensitive (173 μA.L mmol-1) and selective for determination of acetaminophen in the presence of dopamine as interference, because this species can cause interference during the detection of acetaminophen in biological means. The results showed a good separation and definition of oxidation peaks of acetaminophen (0.30 V) and dopamine (0.11 V). The electrode containing 1,0% chitosan showed the best results. It was also prepared a bioinorganic hybrid carbon ceramic SiO2/QT/C-graphite material varying the concentration of graphite, from 50 to 60% (m/m). The results showed that they are mesoporous materials and present similar textural properties, with 6.6 nm pore size and are thermally stable. A study of the electrochemical behavior of potassium ferricyanide and ferrocyanide using these materials are presented. On the surface of the composites materials was immobilized ferrocene carboxylic acid. Measurements by cyclic voltammetry showed that the electrode development with this material for acetaminophen showed oxidation peaks no definite at 0.35 V and attributed to the oxidation of paracetamol.

A quitosana é um biopolímero estudado em diversas áreas, tais como, ambiental, alimentícia, farmacêutica, biomédica e biotecnológica. Ela pode ser obtida de diferentes formas polimórficas de quitina, dentre as quais a forma β tem se mostrado vantajosa, pois favorece modificações químicas mais homogêneas e leva a um produto final menos alergênico. A quitosana pode ser combinada com outros compostos a fim de interagir e/ou reagir com eles e modificar suas propriedades. O objetivo deste trabalho foi estudar como uso de ácido adípico, em substituição ao acético, afeta as propriedades de géis e esponjas de quitosana e de quitosana/gelatina, que foram posteriormente reticuladas com os agentes reticulantes EDC/NHS. As técnicas utilizadas para os estudos foram: reologia, FTIR, MEV, absorção em PBS e ensaios de citotoxicidade. Por reologia, observou-se que o aumento na concentração dos géis de quitosana tornou os géis mais elásticos e viscosos. O mesmo ocorreu na presença de gelatina ou EDC/NHS. O efeito do uso de ácido adípico em substituição ao acético também foi mostrado nos ensaios reológicos, pois os géis com 2% de quitosana e com quitosana/gelatina sem EDC/NHS se mostraram mais elásticos e mais viscosos quando o ácido adípico foi usado. Os espectros FTIR mostraram a presença de interações entre a quitosana e a gelatina e a formação de ligações amidas II após reticulação com EDC/NHS. Na preparação das esponjas observou-se que os géis de quitosana em ácido adípico geravam esponjas instáveis que se desfizeram durante a neutralização, mas essa instabilidade não ocorreu com a blenda. As esponjas preparadas com a blenda foram estudadas após neutralização e o MEV mostrou que o uso de EDC/NHS alterou a morfologia levando a formação de poros interconectados. Nos ensaios de absorção em tampão de PBS foi observado que o uso de ácido acético aumenta a absorção para as esponjas sem EDC/NHS, enquanto para as esponjas com EDC/NHS a absorção é maior quando se usa ácido adípico. Todas as esponjas foram não citotóxicas o que torna esses materiais promissores para serem estudados em aplicações na área médica, tais como material de curativo, implantes, liberação controlada de fármacos. / Chitosan is a natural polymer studied in various fields such as environmental, food, pharmaceutical, biomedical and biotechnology. It can be obtained from different polymorphic forms of chitin, of which the form β has proven advantageous because it promotes more homogeneous and chemical modifications leads to a final product less allergenic. Chitosan can be combined with other compounds and thus further improve its properties. The aim of this study was to analyze how the use of adipic acid, replacing acetic acid affects the properties of gels and sponges of chitosan and chitosan/gelatin, which were subsequently crosslinked with EDC/NHS. The techniques used for these studies were: rheology, FTIR, SEM, absorption in PBS and cytotoxicity assays. In rheology, it was observed that increasing the concentration of chitosan was possible to prepare more elastic and viscous gels. The same occurs in the presence of gelatin or EDC/NHSO. The effect of the use of adipic acid to replace the acetic acid was also shown on rheological measurements, because the gels with 2% chitosan or chitosan/gelatin without EDC/NHS were more elastic and more viscous when the adipic acid has been used. The FTIR spectra showed the presence of interactions between chitosan and gelatin and the formation of amide II Bonds after crosslinking with EDC/NHS. In the preparation of the sponges it was observed that the gels of chitosan with adipic acid generated unstable sponges crumbled during neutralization, but this instability does not occur with the blend. Sponges prepared with the blend were studied after neutralization and SEM showed that the use of EDC/NHS altered the morphology leading to the formation of interconnected pores. The use of acetic acid increases the absorption in PBS for sponges without EDC/NHS, while for sponges with EDC/NHS the absorption is greater when adipic acid was used. All sponges were non-cytotoxic making them promising materials to be studied for applications in the medical field, such as dressing materials, implants, controlled drug release.

A doença inflamatória intestinal consiste em um grupo de doenças crônicas e idiopáticas que afetam o trato gastrintestinal (TGI), no qual se incluem a colite ulcerativa e a Doença de Crohn. Sua primeira linha de tratamento inclui o uso de anti-inflamatórios, dos quais se destaca a mesalazina, tanto por via oral quanto retal. A grande limitação do tratamento é o sistema de liberação alcançar a região terminal do TGI sem promover a liberação anterior da mesalazina. Sua baixa solubilidade também é um fator limitante no delineamento de sistemas de liberação para ação local no cólon. Micropartículas podem permitir a vetorização da liberação na mucosa inflamada, pois podem ser capturadas por células do sistema imunológico e serem direcionadas ao local inflamado. Com o objetivo de obter um sistema de liberação colônica, foram desenvolvidas micropartículas de quitosana para incorporação de mesalazina por diferentes métodos e em diferentes condições. Foram empregadas três diferentes técnicas: a complexação polieletrolítica (PEC) com o ftalato de hidroxipropilmetilcelulose (HP), a reticulação química com o genipin e a emulsificação seguida por reticulação química com o genipin. As partículas foram analisadas quanto ao diâmetro médio, potencial zeta, difração de raios-X por pó e espectroscopia de infravermelho. Também foram analisados o perfil de liberação em meio gástrico e colônico simulados. A complexação polieletrolítica produziu nanopartículas não carregadas com características adequadas de tamanho, índice de polidispersidade e potencial zeta (491 nm, PdI=0.26 e ζ= 23.2); contudo, não foi possível produzir partículas estáveis contendo o fármaco. As micropartículas produzidas por reticulação química sofreram degradação. Partículas de tamanho sub-mícron e micrométricas (2692 nm, PdI=0.6 e ζ= 46) foram produzidas utilizando a técnica da emulsificação com posterior reticulação por genipin. Agitação branda à velocidade de 800 rpm pelo tempo de 3 horas produziu partículas de formato mais esférico e de tamanho superior às partículas produzidas por agitação vigorosa à velocidade de 8.000 rpm pelo tempo de 5 minutos. O rendimento constatado, em torno de 50%, foi considerado satisfatório, tendo em vista a impossibilidade de incorporação do fármaco na matriz polimérica a partir de outras técnicas. Por meio da difração de raios-X por pó foi possível constatar a natureza cristalina das amostras, enquanto a espectroscopia de infravermelho demonstrou a presença da interação covalente existente entre a quitosana e o genipin, dando indícios consistentes da reticulação entre o polímero e o agente reticulante. Foi obtido um perfil de liberação sigmoidal a, que apresentou um perfil de liberação mais lento em sua fase inicial, seguido por uma rápida liberação, que pode garantir que o fármaco tenha sua liberação direcionada ao cólon. / In IBD, gastrointestinal tract is partially or completely affected by two main conditions, Ulcerative Colitis and Crohn’s Disease, chronic and idiopathic diseases. First line treatment includes anti-inflammatory drugs as mesalazine by oral or rectal administration. Main treatment limitation is related to drug delivery system, since it should reach colonic tissue and afford an optimum level of mesalazine in that area of TGI, without contributing to previous drug delivery. Low drug solubility is also a complicating factor at local delivery in colon. Microparticles can allow drug delivery vectorization, because they can be captured by immune system cells and targeted to inflammation site. In this study, chitosan microparticles were produced using different methods and conditions. Three techniques were applied: polyelectrolyte complexation with hydroxypropylmethylcellulose phthalate; chemical crosslinking with genipin; and emulsification combined with chemical crosslinking with genipin. Samples with microparticles were analyzed for size, zeta potential, powder x-ray diffraction and infrared spectroscopy, and then, drug release profiles were analyzed at colonic and gastric pH. Nanoparticles without drug could be made using first method (491 nm, PdI=0.26 and ζ= 23.2), but we could not produce stable particles with mesalazine. Microparticles produced by second method showed degradation. Sub-micron and microparticles could be produced by emulsification and chemical crosslinking with genipin method (2692 nm, PdI=0.6 and ζ= 46). Mild agitation at 800 rpm for 3 hours has been produced bigger particles and with more spherical shape than using more strong agitation at 8,000 rpm for 5 minutes. Yield found was about 50%, and it was considered satisfactory, since faced difficulties to prepare a polymeric matrix containing the drug applying other techniques. Samples crystalline structure has been checked by powder ray-x diffraction, while covalent bound between chitosan and genipin could be showed by infrared spectroscopy. It was obtained a sigmoidal drug release profile from microparticles produced by third method, what it means that a slower drug delivery in the beginning, followed by a fast release, and it could represent a colon targeted release. / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Uma variedade de hidrogéis, que correspondem a uma classe de materiais poliméricos altamente hidratados está sendo empregado como biomateriais. Biopolímeros como quitosana, xantana e colágeno apresentam excelente biocompatibilidade e podem ser utilizados na área de queimados e liberação controlada de fármacos. Neste trabalho foram preparados hidrogéis provenientes da mistura entre quitosana, derivada de β-quitina, xantana comercial e colágeno aniônico (derivado de tendão bovino) em proporções variadas. A caracterização das amostras foi realizada por análise térmica (termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial), espectroscopia no infravermelho, microscopia eletrônica de varredura e absorção de água. Pelas curvas termogravimétricas os resultados mostraram que todos os hidrogéis apresentam uma grande quantidade de água na sua estrutura e que pela reidratação são capazes de reter novamente essa quantidade de água. Por DSC observou-se que todos apresentaram o pico referente à fusão de água livre em temperaturas deslocadas acima de 0oC pelo aumento da interação água/polímero. Por FT-IR constatou-se a presença de bandas características dos biopolímeros com a ausência de novas bandas e pelo estudo por MEV os hidrogéis apresentaram uma estrutura na forma de folhas e a presença de colágeno é bastante visível participando desta estrutura. / Hydrogel are polymeric materials, which have the capacity to retain a great amount of water, and are often used as biomaterials. Chitosan, xanthan and collagen present biocompatibility and they can be used in tissue regeneration and drug delivery. In this work hydrogels were prepared by the mixture with chitosan (from β-quitina), commercial xanthan and anionic collagen (from bovine tendon) in different proportions. They were characterized by thermal analysis (thermogravimetry and differential scanning calorimetry), infrared spectroscopy (FTIR), scanning electronic microscopy and water absorption. Thermogravimetric curves showed that all hydrogels present a great amount of water and after the rehydratation were capable to keep the same amount of water. Melting point of water in DSC curves were shifted to higher values due the increase of water/polymer interaction. FT-IR showed characteristic bands of biopolymers with the absence of new bands and the morphology (MEV) showed that the hydrogels structures were in sheet form and the collagen fibers are visible in the hole structure.

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Doctor en Nutrición y Alimentos / Las propiedades fisicoquímicas únicas de las nanoestructuras permiten la generación de nuevos materiales, con versatilidad de aplicaciones y rendimientos mejorados. La aplicación de nanotecnología en producción de alimentos incluye el desarrollo de ingredientes nanométricos, de sistemas de administración de compuestos bioactivos y de envasado innovadores. Las nanopartículas (NPs) de carácter orgánico pueden ser elaboradas por el método de gelificación iónica (GI), y por Atomización Criogénica en Nitrógeno Líquido (Spray Freeze Dispertion; SFD) con el propósito de aumentar la carga de de activos hidrofóbicos. El presente trabajo tuvo por objetivo la fabricación y caracterización de NPs Quitosano-Timol, mediante dos métodos; GI y SFD, y su incorporación en películas de Quitosano-Proteína de Quínoa (Q-PQ), de manera de generar un bionanocompósito para ser utilizado como envase primario comestible de frutillas frescas. Las NPs generadas por GI mostraron una morfología esférica, con tamaño de 293 + 36,9 nm, potencial zeta de 47,8 + 2,8 mV y predominio de estructura amorfa, mientras que las generadas por SFD son irregulares, altamente porosas, con tamaño de 288 + 7,17, un menor potencial zeta de 19,6 + 1,43, también con predominio de estructura amorfa. En relación a la capacidad antimicrobiana se observó en ambos tipos de NPs un mayor efecto inhibitorio sobre Salmonella typhimurium (~3 veces mayor al control), mientras que en Staphylococcus aureus el mayor efecto inhibitorio lo obtuvo la aplicación de NPs generadas por SFD (~1,8 veces más que el control). Con respecto a la capacidad antifúngica sobre Botrytis cinerea ambos tipos de NPs lograron un 100 % de inhibición del desarrollo miceliar del hongo con diluciones de hasta un 10 % para el caso de NPs QT generadas por GI y de 25 % para el caso de NPs QT generadas por SFD. Salvo en una formulación, la incorporación de 1 y 5 % de NPs no afecta las propiedades mecánicas de las películas, y permiten una mejora en los valores de PVA de hasta un 18,5 %. Por último, fue posible desarrollar recubrimientos comestibles biodegradables que permiten una mejora significativa respecto al control en parámetros de vida útil como pérdida de peso y recuento de hongos y levaduras, sin alterar la firmeza ni las características organolépticas de las mismas

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-26Bitstream added on 2015-03-03T12:06:57Z : No. of bitstreams: 1 000799989_20150926.pdf: 1080482 bytes, checksum: 590fd3b3a1dc3fbf0c45022ade07c057 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-09-28T16:42:58Z: 000799989_20150926.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-28T16:43:45Z : No. of bitstreams: 1 000799989.pdf: 2349032 bytes, checksum: a2ca00c209b46a562553100c9ecd9eb5 (MD5) / Ao longo do tempo, o uso exagerado de corantes de cabelo, em forma geral, tem apresentado um grande crescimento, e dessa forma os compostos utilizados nessas formulações comerciais tem apresentado interesse, devido a que alguns deles possuem propriedades mutagênicas e carcinogênicas. Entre os corantes que se estudam encontra-se à 2-nitro-p-fenilenodiamina e a 4-nitro-o-fenilenodiamina, que são os utilizados nas formulações comerciais de corantes semipermanentes. O presente trabalho explora metodologias para a construção de sensores que apresentem sensibilidade e seletividade suficientes para a detecção de analitos utilizados na indústria cosmética de tintura para cabelo. O sensor para o corante 2-nitro-p-fenilenodiamina, que apresentou resultados mais promissores, foi construído usando uma superfície de ouro nano-estruturado, modificado com monocamadas de mercaptopropanossulfonato de sódio (MPS), para obter uma superfície com carga negativa, seguido das etapas de formação das multicamadas de quitosana, dodecil sulfonato de sódio (SDS) e ftalocianina de níquel (TsNiPc) obtidos pela técnica layer-by-layer (LBL) em forma alternada. A partir da otimização dos parâmetros, como pH (3,5), número de multicamadas (n = 10) e eletrólito suporte (tampão Britton-Robinson 0,1 mol L-1) foram escolhidas condições para obter o melhor desempenho do sensor. A resposta do sensor foi avaliada em batelada por voltametria de onda quadrada, e em fluxo por amperometria, obtendo limites de detecção de 1,2 ?mol L-1 e 1,3 ?mol L-1, respectivamente. Na aplicação do sensor, o valor de recuperação do corante em água de torneira propositalmente contaminada foi de 97%, e o valor encontrado em uma amostra comercial mostrou um erro de 4,5% em relação ao valor de referência. / Due to the indiscriminate use of hair dyes generally has shown a tremendous growth for a long time. The compounds used in their formulations have shown commercial interest, because some of these hair dyes have mutagenic and carcinogenic properties. Among these dyes that we studied are the 2-nitro-p-phenylenediamine and 4-nitro-o-phenylenediamine, which are used in commercial formulations as semi-permanent hair dye. The present work explores methods to build sensors that have sufficient sensitivity and selectivity for the detection of analytes used in the cosmetic industry for hair dyes. The sensor for the 2-nitro-p-phenylenediamine, shows more promising results, which was constructed using a nanostructured gold surface modified with monolayers of sodium mercaptopropanossulfonato (MPS) to obtain a surface with a negative charge, followed by the steps for the formation of multilayer with chitosan, sodium dodecyl sulphonate (SDS), and nickel phthalocyanine (TsNiPc) obtained by the technical layer-by-layer (LBL) in alternating fashion. Some parameters such as pH (3.5), number of multilayers (n = 10) and supporting electrolyte (Britton-Robinson buffer 0.1 mol L-1), were optimized to obtain the best performance of the sensor. The sensor response was evaluated in batch by Square Wave Voltammetry and flow injection analysis, obtaining a detection limit of 1.2 ?mol L-1 and 1.3 ?mol L -1 respectively. For the application of sensors, the recovery of the analyte in a sample of tap water contaminated on the purpose was 97%, and the value found in a commercial sample showed an error of 4.5% in relation to the reference value.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T01:40:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:59:23Z : No. of bitstreams: 1 81777.pdf: 1990248 bytes, checksum: 92747ba885250a223242aab57069ba7d (MD5) / O trabalho teve por objetivo fornecer subsídios para um estudo compreensivo do processo de copolimerização de enxerto (grafting) de monômeros vinílicos sobre polissacarídeos. Foi estudada a reação de enxerto de acrilonitrila sobre quitina e derivados usando cério(iv) como iniciador redox, em meio aquoso. As percentagens de enxerto e eficiência sobre quitina foram dependentes das concentrações do iniciador redox e do monômero, bem como da temperatura e do tempo da reação, e do solvente utilizado. As evidências de enxerto foram confirmadas através de espectroscopia infravermelho.