A quitosana é um polímero natural obtido a partir da desacetilação química da quitina, sendo a quitina o segundo polissacarídeo mais abundante na natureza. O interesse em pesquisas por novas aplicações da quitosana vem aumentando muito em diversas áreas, como na indústria farmacêutica, na indústria de cosméticos e de alimentos. Isso se deve às importantes características biológicas e físico-químicas inerentes à quitosana, como: biocompatibilidade, biodegradabilidade, propriedade de formação de filmes e fibras, complexação de metais e distintas atividades biológicas. Além disso, a presença de grupos amino na molécula da quitosana permite modificações químicas das mais diversas. No entanto, esta funcionalidade tem mostrado ser dependente, não apenas da sua estrutura química, mas também do seu tamanho molecular. Pois muitas das propriedades físico-químicas, e funcionais de uma cadeia polimérica são definidas pela sua massa molecular. O presente trabalho objetivou a síntese, caracterização e estudo da atividade antibacteriana de derivados de quitosana: quitosanas de baixa massa molecular, utilizando-se o peróxido de hidrogênio como agente oxidante; N-succinilquitosana e 2-carboxibenzamido-quitosana, de alta e baixa massa molecular, em presença de anidridos cíclicos, anidrido succínico e anidrido ftálico, respectivamente. Foram realizadas análises de caracterização dos derivados sintetizados por espectroscopia Raman e Infravermelho e avaliação de propriedades físico-químicas, como viscosidade e solubilidade. A efetividade antimicrobiana da quitosana e de seus derivados sintetizados, de alta e baixa massa molecular, foi avaliada frente à concentração final de 106UFC/mL de Escherichia coli através da determinação da concentração mínima inibitória (CMI). Os derivados de baixa massa molecular se mostraram mais solúveis e com menor viscosidade em relação às amostras de alta massa molecular. Em relação à atividade antibacteriana, nenhuma das amostras testadas exibiu ação antibacteriana significativa. / Chitosan is a natural polymer derived from the chemical deacetylation of chitin. Chitin is the second most abundant polysaccharide in nature. The interest in research for new applications of chitosan has been increasing fast in many areas, such as pharmaceuticals, cosmetics and foods industries. This is due to important biological and physical-chemical properties inherent to chitosan, such as biocompatibility, biodegradability, film-forming properties and fiber, metal complexation and distinct biological activities. Moreover, the presence of amino groups in the molecule of chitosan allows a wide range of chemical modifications. However, this feature has shown to be dependent not only on its chemical structure but also on their molecular size. Because many of the physico-chemical and functional characteristics of a polymer chain are defined by their molecular weight. This paper aims at the synthesis, characterization and study of antibacterial activity of chitosan derivatives, low molecular weight chitosan, using hydrogen peroxide as an oxidizing agent, N-succinylchitosan and 2-carboxybenzamido-chitosan, high and low molecular weight in the presence of cyclic anhydrides, succinic anhydride and phthalic anhydride, respectively. Analyses were performed to characterize the derivatives synthesized by Raman and Infrared spectroscopy and assessment of physicochemical properties such as viscosity and solubility. The antimicrobial effectiveness of chitosan and its derivatives synthesized, high and low molecular weight, was evaluated against the final concentration of Escherichia coli 106 UFC/mL by determining the minimum inhibitory concentration (MIC). The low molecular weight derivatives were more soluble and lessviscous for samples of high molecular weight. Regarding the antibacterial activity, none of the samples tested exhibited significant antibacterial activity.

Memoria para optar al título de Ingeniero en Alimentos / Debido a la constante necesidad de preservar los alimentos, el hombre ha desarrollado diversos sistemas de conservación, entre ellos la utilización de películas comestibles que protegen al alimento del medio y retardan la pérdida de agua. Frente a la actual demanda de productos naturales y biodegradables, se han desarrollado películas en base a biopolímeros, los cuales son típicamente hidrofílicos lo que perjudica sus propiedades de barrera. Una solución a esto es la incorporación de nanopartículas. El objetivo de este trabajo fue el evaluar el efecto de la incorporación de nanopartículas de arcilla, montmorillonita, sobre la permeabilidad al vapor de agua (PVA) y propiedades mecánicas en películas de quitosano y quitosano-proteínas de quínoa. El efecto sobre la permeabilidad se midió utilizando el método de la copa húmeda, se determinaron los parámetros de secado y propiedades mecánicas. Para las películas de quitosano el PVA ronda los 0,298 (g•mm/kPa•d•m2) y se reduce el alargamiento porcentual un 20% y la resistencia casi se duplica para la adición de arcilla al 5%. Para las películas de quitosano-proteínas de quínoa el menor PVA fue 0,305 (g•mm/kPa•d•m2) de la película al 5%, lo que no generó cambios en las propiedades mecánicas. Se concluyó que la adición de arcilla en las películas de quitosano, no es adecuada para disminuir su permeabilidad al vapor de agua, mientras que al adicionarlas aumentan la rigidez y resistencia de la película. Por su parte la adición de arcilla al 5% en películas de quitosano-proteínas de quínoa, se muestra efectiva al disminuir la permeabilidad al vapor de agua, sin afectar las propiedades mecánicas en relación al control

O objetivo desse estudo foi sintetizar e caracterizar um primer experimental contendo Nanopartículas (NLS) de Quitosana e avaliar algumas de suas propriedades. Foram utilizados 50 molares humanos os quais foram seccionados no sentido mesio-distal e oclusal. Esses foram polidos com lixas de diferentes granulações. Após foi realizada a síntese e caracterização de primers experimentais contendo nanopartículas de Quitosana. Os grupos experimentais foram determinados por um ensaio de atividade antimicrobiana e alocados da seguinte forma: 1) Sem aplicação de primer experimental, 2) Aplicação de um primer experimental contendo Clorexidina (CHX) 2% 3) Aplicação de um primer experimental de NLS Quitosana 2% 4) Aplicação de um primer experimental de NLS Quitosana 0,6% 5) Aplicação de um primer experimental de NLS Quitosana 0,4%. Os primers experimentais foram aplicados sobre a dentina sadia. Para a análise de Microtração, foi confeccionado um platô de resina composta Z350 (3M Dental Products, St, Paul, MN, EUA), onde foram realizadas secções para a confecção dos palitos. Foi realizada a caracterização dos primers experimentais por meio de espalhamento de luz dinâmica e o ensaio da atividade de MMPs por meio de Zimografia in situ. Para a analise de Microtração foi utilizada a análise de variância (ANOVA) \"one way\" (p=0,9054). Para a análise de Zimografia in situ foi utilizada ANOVA seguido do teste de Holm-Sidak (p<0,05). A caracterização das NLS de Quitosana demonstrou sua estabilidade em todos os tempos analisados. No ensaio de atividade antimicobriana foi observado concentração de 0,4% para CIM e 0,6% para CBM. Na Resistência a Microtração, não foi observada diferença estatística entre os grupos experimentais (p=0,9054). O ensaio de Zimografia in situ mostrou que o primer experimental contendo Quitosana 2% apresentou maior atividade de inativação de MMPs comparado com os demais grupos experimentais (p<0,05). O primer experimental contendo NLS de Quitosana possui atividade antimicrobiana, não altera a resistência adesiva e possui efeito de inativação de MMPs presentes na dentina / The objective of this study was to synthesize and characterize an experimental primer containing Chitosan Nanoparticles (NLS) and to evaluate some of its properties. Fifity human molars were used which were sectioned mesio-distally and occlusally. These were polished with sandpaper of different granulations. After the synthesis and characterization of experimental primers containing chitosan nanoparticles were performed. The experimental groups were determined by an antimicrobial activity assay and were allocated as follows: 1) Without application of experimental primer 2) Application of an experimental primer containing Chlorhexidine (CHX) 2% 3) Application of an experimental primer of NLS Chitosan 2 % 4) Application of an experimental primer of NLS Chitosan 0.6% 5) Application of an experimental primer of NLS Chitosan 0.4%. The experimental primers were applied on the dentin sound. A composite resin plateau Z350 (3M Dental Products, St, Paul, MN, USA) was used for the analysis of Microtration, where sections were made for making the toothpicks. Characterization of the experimental primers was carried out by means of dynamic light scattering and the assay of MMP activity by means of Zimography in situ. The analysis of variance (ANOVA) \"one way\" (p = 0.9054) was used for the analysis of Microtraction. For the analysis of Zimography in situ was used ANOVA followed by the Holm-Sidak test (p <0.05). The characterization of the NLS of Chitosan demonstrated its stability at all times analyzed. In the antimycobrian activity assay, a concentration of 0.4% for MIC and 0.6% for CBM was observed. In the Microtensile Strength, no statistical difference was observed between the experimental groups (p = 0.9054). The in situ Zimography assay showed that the experimental primer containing Chitosan 2% presented higher inactivation activity of MMPs compared to the other experimental groups (p <0.05). The experimental primer containing Chitosan NLS has antimicrobial activity, does not alter the adhesive resistance and has an inactivation effect of MMPs present in dentin

Orientador : Maria Palmira Daflon Gremião / Coorientador: Beatriz Stringhetti Ferreira Cury / Banca: Marcos Luciano Bruschi / Banca: Sergio Paulo Campana Filho / Banca: Marlus Chorilli / Banca: Marco Vinícius Chaud / Resumo: A zidovudina (AZT) é o fármaco mais utilizado isoladamente ou em associação para o tratamento da Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (AIDS), causada pelo vírus HIV. A baixa biodisponibilidade do AZT é o grande desafio a ser vencido para otimizar seu desempenho na terapêutica por via oral, já que sua elevada taxa de metabolização e baixa permeabilidade resultam na necessidade de administração de elevadas doses do fármaco. Além disto, este fármaco ainda é substrato do mecanismo de efluxo mediado pela glicoproteína-P no intestino, o que diminui ainda mais sua biodisponibiidade. Desta forma, dispersões sólidas (DS) e nanopartículas poliméricas (NP) foram desenvolvidas por complexação polieletrolítica com diferentes proporções entre o fármaco e os polímeros quitosana (QS) e ftalato de hidroxipropilmetilcelulose (HP). O teor de incorporação de fármaco nas DSs (em torno de 98%) foi maior que nas NPs (cerca de 65%). Os ensaios de liberação in vitro realizados em HCl 0,1 mol/l (pH 1,2) demonstraram que a complexação entre os polímeros e compartimentalização do fármaco reduziu as taxas de liberação do AZT tanto para as DSs (26 a 50%) quanto nas NPs (aproximadamente 60%) e, em tampão fosfato 50 m mol/l (pH 7,4), ambos sistemas de liberação prolongaram a liberação do fármaco por até 240 minutos. A determinação da granulometria confirmou a obtenção de sistemas micro (até 100 μm) e nanoparticulados (até 400 nm) e o potencial zeta evidenciou a carga superficial negativa das DSs e positiva das NPs. Os dados de DSC e DRX mostraram que o AZT estava molecularmente disperso em ambos os sistemas e que as DSs apresentaram estrutura amorfa, enquanto as NPs apresentaram estrutura predominantemente cristalina.A espectroscopia na região do infravermelho mostrou a formação de ligações entre a QS e o HP tanto nas DSs quanto nas NPs, sem alterar a... / Abstract: Zidovudine (AZT) is the most widely used drug alone or in combination with other antiretroviral agents for the treatment of AIDS, caused by the HIV virus. The low AZT bioavailability is the great challenge to be overcome to optimize its performance in oral therapy, since its high rate of hepatic metabolism and low permeability results in the need for high doses of the drug. In addition, this drug is substrate of the efflux mechanism mediated by P-glycoprotein in the gut, which further decreases its bioavailability. Thus, solid dispersions (SD) and polymeric nanoparticles (NP) were developed by complexation polyelectrolyte with different ratios between the drug and the polymers chitosan (CS) and hydroxypropyl methylcellulose phthalate (HP). The drug content in the SDs (around 98%) was higher than in NPs (about 65%). The in vitro release assays performed in HCl 0.1 mol/l (pH 1.2) showed that polymeric complexation and drug entrapment reduced the AZT rates release in both SDs (26 to 50%) and NPs (around 60%), and in phosphate buffer 50 m mol/l (pH 7.4), both modified the drug release until 240 minutes. The particle size determination confirmed obtaining micro systems (around 100 micron) and nanoparticles (around 400 nm) and zeta potential showed the negative surface of SDs and the positive charge of NPs. DSC and XRD data showed that AZT remained molecularly dispersed in both systems and the DSs had an amorphous structure, while the NPs showed structure crystalline predominantly. The IR spectroscopy showed in both SDs and NPs the formation of bonds between CS and the HP without changing the structure of AZT. The NPs showed higher liquid absorption capacity (until 260%) relative to SDs (until 160%) in different pH values, while SDs presented higher mucin adsorption capacity. The SDs and NPs mucin adsorption occurs according to the mechanism of Freundlich and Langmuir, respectively. Intestinal permeability assay showed the influence of SD to ... / Doutor

O presente estudo avaliou, por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), a capacidade de limpeza e as alterações da superfície dentinária após diferentes tratamentos. Foram utilizados 32 incisivos bovinos, dos quais obteve-se uma amostra de dentina do terço médio radicular de cada espécime. Inicialmente as 32 amostras foram analisadas em FT-IR após os seguintes tratamentos: dentina normal, sem tratamento (T1); NaOCl 2,5% por 5´ (T2). Os espécimes foram, então, distribuídos em quatro agrupamentos conforme tratamento com soluções (n=8): T3- EDTA 15%; T4- quitosana 1% diluída em ácido acético 1% + genipina 0,06%; T5- quitosana 1% diluída em ácido acético 1% + EDTA 15% + genipina 0,06%; T6- quitosana 1% diluído em EDTA 5% + genipina 0,06%. Os dados referentes a relação amidaIII/fosfato de cada tratamento foi submetida ao teste ANOVA, com dados vinculados seguido do teste de Tukey (p<0,001). Para a avaliação em MEV, após biomecânica de 8 raízes bovinas com limas rotatórias e NaOCl 2,5%, as mesmas foram distribuídas em 4 grupos (n=2), conforme irrigação final. As soluções utilizadas em G1, G2 G3 e G4 foram, respectivamente, as mesmas empregadas em T3, T4, T5 e T6, com volume de 1mL por 5´. Foram obtidas 6 fotomicrografias do terço médio radicular de cada espécime para análise da capacidade de limpeza e da deposição de quitosana/genipina sobre a superfície dentinária. Os resultados mostraram não haver diferença na porcentagem da razão amidaIII/fosfato entre T1 e T2. Houve diferença significante entre a porcentagem da razão amidaIII/fosfato de T3, T4, T5 e T6 em relação à T1. A porcentagem da razão amidaIII/fosfato foi significantemente menor para T4 em relação a T3, T5 e T6. Todos os grupos, com exceção de G2, removeram a camada de smear. Observou-se deposição de quitosana/genipina sobre a dentina do G3 e G4. Dentre os tratamentos propostos, o uso de quitosana solubilizada em EDTA associada à genipina removeu a camada de smear sem erudir o tecido, além de evidenciar a presença de aglomerado de quitosana/genipina sobre a superfície dentinária. / The present study evaluated, by scanning electron microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) analysis, the cleaning ability and the changes of the dentin surface after different treatments. Thirty-two bovine incisors were used, from which a dentin sample was obtained from the middle third of each specimen. Initially the 32 samples were analyzed in FT-IR after the following treatments: normal dentin, without treatment (T1); NaOCl 2.5% by 5\' (T2). The specimens were then distributed into four groups according to treatment with solutions (n = 8): T3- EDTA 15%; T4- chitosan 1% diluted in acetic acid 1% + genipine 0.06%; T5- chitosan 1% diluted in acetic acid 1% + EDTA 15% + genipine 0.06%; T6 chitosan 1% diluted in 5% EDTA + 0.06% genipine. The data concerning the amideIII / phosphate ratio of each treatment was submitted to the ANOVA test, with bound data followed by the Tukey test (p <0.001). For evaluation in SEM, after biomechanics of 8 bovine roots with rotating files and 2.5% NaOCl, they were distributed in 4 groups (n = 2), according to final irrigation. The solutions used in G1, G2, G3 and G4 were, respectively, the same as those employed in T3, T4, T5 and T6, with a volume of 1mL per 5\'. Six photomicrographs of the root mean third of each specimen were obtained for analysis of the cleaning capacity and chitosan/genipine deposition on the dentin surface. The results showed no difference in the percentage of the amide III/phosphate ratio between T1 and T2. There was a significant difference between the percentage of amide III/phosphate ratio of T3, T4, T5 and T6 in relation to T1. The percentage of the amide III/phosphate ratio was significantly lower for T4 compared to T3, T5 and T6. All groups, except for G2, removed the smear layer. Chitosan/genipine deposition was observed on G3 and G4 dentin. Among the proposed treatments, the use of chitosan solubilized in EDTA associated to genipine removed the smear layer without erode the tissue, besides evidencing the presence of agglomerate of chitosan/genipine on the dentin surface.

Estima-se, que, no Brasil, ocorram cerca de um milhão de vítimas de queimaduras por ano, e mesmo com a dinâmica de inovações na área da saúde, a reparação deste tipo de lesão tecidual, permanece um grande desafio. Os queimados tendem a contrair infecções sistêmicas, as quais poderão levar a óbito, se não houver o tratamento adequado ao paciente. Desta forma, são necessários cuidados extremos nas etapas que envolvem este complexo reparo tissular. Diante das dificuldades na substituição ou regeneração de órgãos ou tecidos lesionados, surgiu um campo interdisciplinar chamado de engenharia de tecidos, com foco no estudo para o desenvolvimento de suportes tridimensionais, constituídos de materiais sintéticos ou naturais, onde são cultivadas células do próprio paciente, para posteriormente serem reinseridas reparando tecidos ou substituindo órgãos por inteiro. A quitosana é um dos biopolímeros mais utilizados hoje na área de engenharia de tecidos, devido a sua capacidade de agir de forma significativa nas três fases que envolvem a cicatrização de queimaduras, sendo elas: a fase inflamatória, a fase proliferativa e a fase reparadora, e por sua alta ação bacteriostática e fungistática. Diante das propriedades já existentes da quitosana, o objetivo desta pesquisa foi o estudo para intensificá-las, através do aumento do seu grau de desacetilação e modificando-a para uma escala nanométrica aumentando assim sua área superficial. Para isso, a quitosana foi submetida a meio altamente alcalino com variação de temperatura e variação do tempo de reação, utilizando a ferramenta estatística fatorial completo 23. Após a obtenção das amostras desacetiladas, foi verificado, através dos espectros obtidos por espectroscopia na região do infravermelho, que os maiores valores de grau de desacetilação ocorreram utilizando os níveis máximos em todos os fatores envolvidos na reação. Para analisar a cinética da reação e confirmar as informações obtidas do fatorial 23, foi feito um novo planejamento fatorial 22, fixando o tempo de seis horas de reação, e no decorrer deste tempo foram retiradas onze alíquotas, para análise de seus graus de desacetilação (GD). O padrão de resultados dos experimentos permitiu a aplicação de um modelo matemático que representou a realidade do que ocorreu durante a reação, sendo este o modelo do núcleo não reagido. Posteriormente, a quitosana com alto grau de desacetilação foi submetida ao método de ultrassom e pelas análises do diâmetro das partículas, potencial zeta e índice de polidispersão, foi possível verificar que a quitosana após ser submetida ao ultrassom e no pH adequado, foi possível atingir partículas em escala nanométrica. / It is estimated that in Brazil about one million burn victims occur per year, and even with the dynamics of innovations in the health area, the repair of this type of tissue injury, remains a great challenge. Burns tend to contract systemic infections, which can lead to death if the patient is not adequately treated. In this way, extreme care is required in the steps involved in this complex tissue repair. Faced with difficulties in the replacement or regeneration of injured organs or tissues, an interdisciplinary field called tissue engineering has emerged, focusing on the study for the development of three-dimensional supports, consisting of synthetic or natural materials, where the patient\'s own cells are cultured, subsequently reinserted by repairing tissues or replacing whole organs. Chitosan is one of the most widely used biopolymers nowadays in the field of tissue engineering, due to its capacity to act in a significant way in the three phases that involve the healing of burns, namely: inflammatory phase, proliferative phase and repair phase, and for its high bacteriostatic and fungiostatic action. In view of the existing properties of chitosan, the objective of this research was to intensify them by increasing its degree of deacetylation and modifying it to a gauge scale, thus increasing its surface area. For this, chitosan was submitted to a highly alkaline medium with temperature variation and reaction time variation, using the complete factorial statistical tool 23. After obtaining the deacetylated samples, it was verified by spectroscopy in the infrared region, that the highest values of deacetylation degree occurred after using the maximum levels in all factors involved in the reaction. In order to analyze the kinetics of the reaction and to confirm the information obtained from factorial 23, a new 22 factorial design was made, fixing the time of six hours of reaction, during which eleven aliquots were taken for analysis of their degree of desacetylation (GD). The pattern of results of the experiments allowed the application of a mathematical model that represented the reality of what occurred during the reaction, being this the model of the shrinking core model. Subsequently, the chitosan with a high degree of deacetylation was subjected to the ultrasound method and the analysis of particle diameter, zeta potential and polydispersion index allowed to verify that chitosan after being submitted to ultrasound at the appropriate pH achieved particles in nanometer scale.

A quitosana é um biopolímero funcional com grande potencial de desenvolvimento, podendo gerar diferentes tipos de materiais com variadas funções. Conforme modificações na sua estrutura, a quitosana tem encontrado aplicações nas mais diversas áreas, possuindo um grande leque de aplicações. Apesar do crescente uso da quitosana e do aumento das pesquisas por novas aplicações, a prospecção de outras opções de fontes (que não crustáceos) de quitosana não têm sido consistentemente apresentadas. O objetivo do presente projeto é realizar a prospecção quantitativa e qualitativa de uma nova fonte renovável de quitosana. Temos como uma fonte alternativa para a produção de quitosana, os blatódeos que são comumente conhecidos como baratas. Eles são organismos terrestres que apresentam uma reprodução consideravelmente rápida, se adaptam aos mais variados ambientes e tem o custo de criação baixíssimo devido à sua fácil adaptação ao ambiente e alimentação. Além disso, os blatódeos não possuem sazonalidade, e ainda realizam ecdises, podendo-se utilizar as exúvias para a produção de quitosana. Foram determinados o processo e o rendimento do processo de obtenção de quitosana a partir de blatódeos (Phoetalia pallida). Os blatódeos foram submetidos a tratamento com solução de hidróxido de sódio 50% (p/v) em temperatura de 120 ºC por sete tempos diferentes (1, 2, 3, 6, 10 e 20 horas). As quitosanas obtidas foram caracterizadas mediante técnicas de espectroscopia no Infravermelho (FTIR), comportamento térmico (TG/DTG e DSC), difração de raios-x, viscosimetria e teste de solubilidade. A obtenção de quitosana a partir de blatódeos apresentou vantagens em relação à produção a partir de crustáceos: reduzido número de etapas do processo e dispensa o tratamento com HCl, que é um poluente. O processo de obtenção de quitosana teve rendimento de aproximadamente 15%, variando de acordo com o tempo de reação. De uma maneira geral, as quitosanas de barata apresentaram características semelhantes à quitosana de camarão. / Chitosan is a functional biopolymer with great development potential, which can generate different types of materials with several purposes. Depending on changes in its structure, chitosan has found applications in several areas, having a wide range of applications. Despite the increasing use of chitosan and the increase in research for new applications, the exploration of other options as sources of chitosan (other than shellfish) have not been consistently shown. The goal of this project is to conduct a quantitative and qualitative exploration of a new renewable source of chitosan. Blattaria, commonly known as cockroaches, are an alternative source for the production of chitosan. They are terrestrial organisms that present a considerably fast reproduction, adapt to many different environments and have a very low cost of growing, due to its easy adaptation to the environment and food. Moreover, the cockroaches don´t present seasonality and still perform ecdysis, where the exuvia can be used to produce chitosan. The process and the efficiency of the process of obtaining chitosan from the cockroaches, Phoetalia pallida, were determined: they were treated with a solution of sodium hydroxide 50% (w / v) at a temperature of 120 °C for seven different time periods (1, 2, 3, 6, 10 and 20 hours). Chitosans obtained therefrom were characterized by Infrared spectroscopy (FTIR), thermal behavior (TG / DTG and DSC), x-ray diffraction, viscosimetry and solubility test. Obtaining chitosan from cockroaches showed advantages over the production from shellfish: reduced number of process steps and not requiring treatment with HCl, which is a pollutant. The process of obtaining chitosan showed an efficiency of approximately 15%, depending upon the reaction time. In general, the cockroach chitosan showed characteristics similar to shrimp chitosan.

A quitosana é um polissacarídeo produzido pela desacetilação da quitina e tem sido estudada para aplicação como biomaterial por apresentar características, tais como: biocompatibilidade, atoxidade e ação antimicrobiana. O objetivo deste estudo foi o desenvolvimento e caracterização química, física e biológica de membranas à base de quitosana (QUI) e carboximetilcelulose (CMC) para aplicação na área biomédica. Foram realizados ensaios de resistência, capacidade de absorção de água e perda de massa em solução salina de tampão fosfato (PBS) e saliva artificial, infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), bioatividade, citoxicidade e degradação. Nos ensaios de citotoxidade, observou-se que as membranas desenvolvidas são atóxicas e nos ensaios de absorção de água que a carboximetilcelulose aumentou significamente a capacidade de absorção da membrana. As características naturais dos polímeros não foram alteradas, como observado no ensaio térmico (DSC) e no FTIR. Referente à liberação da lisozima, as membranas de QUI e QUI/CMC/QUI obtiveram melhores resultados, tanto na liberação quanto na atividade da enzima. As principais aplicações das membranas estudadas na área biomédica são como bandagens. / Chitosan is a polysaccharide produced from chitin by deacetylation and has been studied for application as biomaterial for presenting characteristics, such as biocompatibility and antimicrobial atoxidade. The objective of this study was the development and characterization chemical, physical and biological of membranes based on chitosan and carboxymethylcellulose (CMC) for application in the biomedical area. Tests of resistance, water absorption capacity and mass loss in phosphate buffered saline (PBS) and artificial saliva, Fourier transform infrared (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), bioactivity and cytotoxicity. The tests of cytotoxicity revealed that the membranes developed are non toxic and water absorption test the CMC increased significantly absorption capacity of membrane. The natural characteristics of the polymers were not changed, as observed on DSC and FTIR. With regard to the release of lysozyme, membranes CHI and CHI/CMC/CHI obtained better results in both the release and in the activity of the enzyme. The main applications of the membranes studied in the biomedical field are like bandages.

Enzimas são proteínas utilizadas em processos tecnológicos diversos. Estas enzimas dependendo do tipo e grau de pureza são geralmente caras. Comumente as enzimas exigem controle contínuo do processo no que se refere à temperatura, pH, agitação, entre outros, e após o uso são descartadas, o que torna o custo do processo mais elevado. Em decorrência disto, a imobilização de enzimas em suportes insolúveis e inertes, vem sendo proposta com resultados promissores de manutenção e até mesmo aumento da atividade enzimática, resistência mecânica, térmica e de pH, bem como por apresentar maior facilidade de remoção da enzima do sistema e possibilitar sua reutilização. Por causa disto, diferentes tipos de suportes vêem sendo estudados, dentre estes, os materiais poliméricos, tem recebido atenção especial. A quitosana é um polímero natural, biocompatível, biodegradável e atóxico. É obtida de fontes renováveis provenientes do descarte de cascas de crustáceos da indústria de alimentos, o que constitui um fator ambiental importante atualmente. Neste trabalho a enzima pepsina foi imobilizada em membranas liofilizadas de quitosana e O-carboximetilquitosana reticuladas ou não com glutaraldeído. A pepsina imobilizada na membrana de quitosana reticulada com glutaraldeído manteve sua atividade enzimática e o suporte apresentou propriedades físico-químicas de resistência a solubilização em pH ácido, o qual é necessário para atividade da pepsina. O processo de liofilização preservou a estrutura do suporte e não comprometeu a atividade enzimática. Demonstrando que o processo de liofilização é viável para secagem e incorporação de enzimas. / Enzymes are proteins used in a wide variety of biotechnological processes. Commonly, enzymes require stringent conditions, such as a particular pH, temperature, stirring, etc. In chemical and biochemical reactions, purified enzymes can be rather costly and additionally, must be discarded after each use, which is still less economical. As a result of this, enzyme immobilization on insoluble and inert supports has been studied as a manner to overcome these problems and optimize enzymes use. Promising results of greater immobilized enzyme activity and stability over a broader range of pH and temperature have been reported. As well, immobilized enzymes can be easily removed from the system and reused. Various materials have been employed as enzymes supports, among then, the polymers have received special attention. Chitosan is a natural polymer that presents biocompatibility, biodegradability and nontoxicity. Chitosan is obtained from crustacean shell wastes discarded by the food industry, and recover this material constitutes an important environmental factor nowadays. In this work the enzyme pepsin was immobilized on freezedried chitosan and O-Carboxymethylchitosan membranes crosslinked or not with glutaraldehyde. Pepsin immobilized on chitosan membrane crosslinked with glutaraldehyde maintained its enzymatic activity and the polymer support provided physicochemical properties such resistance to dissolution in acid pH. Acid pH is required for pepsin activity. The freeze-drying process preserved the support structure and did not compromise the enzymatic activity. Demonstrating that, freeze drying process, is viable for drying and enzymes incorporation.

Este trabalho teve como principal objetivo produzir membranas porosas de carboximetilquitosana e hidrogéis de quitosana com propriedades físico-químicas e mecânicas adequadas para aplicações em Engenharia de Tecidos. Para isso, quitosanas com diferentes graus de acetilação (4,0%&lt;GA&lt;40%) e de elevada massa molar média viscosimétrica (Mv&gt;750.000 g.mol-1) foram produzidas através da aplicação de processos consecutivos de desacetilação assistida por irradiação de ultrassom de alta intensidade (DAIUS) à beta-quitina extraída de gládios de lulas Doryteuthis spp. A carboximetilação de quitosana extensivamente desacetilada (Qs-3; GA=4%) foi realizada pela reação com ácido monocloroacético em meio isopropanol/solução aquosa de NaOH, gerando a amostra CMQs-0 (GS&asymp;0,98; Mv&asymp;190.000 g.mol-1). A irradiação de ultrassom de alta intensidade foi empregada para tratar solução aquosa de CMQs-0 durante 1 h e 3 h, resultando nas amostras CMQs-1 (Mv&asymp;94.000 g.mol-1) e CMQs-3 (Mv&asymp;43.000 g.mol-1), respectivamente. Para a produção de membranas reticuladas, genipina foi adicionada em diferentes concentrações (1,0x10-4 mol.L-1, 3,0x10-4 mol.L-1 ou 5,0x10-4 mol.L-1) às soluções aquosas das CMQs, que foram vertidas em placas de Petri e a reação de reticulação procedeu por 24 h. Em seguida, as membranas reticuladas (M-CMQs) foram liofilizadas, neutralizadas, lavadas e liofilizadas novamente, resultando em nove amostras, que foram caracterizadas quanto ao grau médio de reticulação (GR), grau médio de hidratação (GH), morfologia, propriedades mecânicas e quanto à susceptibilidade à degradação por lisozima. O grau médio de reticulação (GR) foi tanto maior quanto maior a concentração de genipina empregada na reação, variando de GR&asymp;3,3% (M-CMQs-01) a GR&asymp;17,8% (M-CMQs-35). As análises de MEV revelaram que as membranas reticuladas M-CMQs são estruturas porosas que apresentam maior densidade de poros aparentes quanto maiores os valores de Mve GR. Entretanto, as membranas preparadas a partir de CMQs de elevada massa molar (Mv&gt;94.000 g.mol-1) e pouco reticuladas (GR&lt;10%), apresentaram propriedades mecânicas superiores em termos de resistência máxima à tração (&gt;170 kPa) e elongação máxima à ruptura (&gt;40%). Por outro lado, as membranas mais susceptíveis à degradação enzimática foram aquelas preparadas a partir de CMQs de baixa massa molar (Mv&asymp;43.000 g.mol-1) e que exibiram baixos graus de reticulação (GR&lt;11%). Hidrogéis estáveis de quitosana sem o uso de qualquer agente de reticulação externo foram produzidos a partir da gelificação de soluções aquosas de quitosana com solução de NaOH ou vapor de NH3. Os hidrogéis produzidos a partir de soluções de quitosana de elevada massa molar média ponderal (Mw&asymp;640.000 g.mol-1) e extensivamente desacetilada (DA&asymp;2,8%) em concentrações poliméricas acima 2,0%, exibiram melhores propriedades mecânicas com o aumento da concentração polimérica, devido à formação de numerosos emaranhamentos físicos das cadeias poliméricas em solução. Os resultados mostram que as propriedades físico-químicas e mecânicas dos hidrogéis de quitosana podem ser controladas variando a concentração do polímero e o processo de gelificação. A avaliação biológica de tais hidrogéis para a regeneração de miocárdio infartado de ratos revelou que os hidrogéis de quitosana preparados a partir de soluções de polímero a 1,5% foram perfeitamente incorporados sobre a superfície do epicárdio do coração e apresentaram degradação parcial acompanhada por infiltração de células mononucleares. / The aim of this study was to produce and characterize porous membranes of carboxymethylchitosan and chitosan-based hydrogel with physicochemical and mechanical properties appropriate for applications in tissue engineering. For this, chitosans with different degrees of acetylation (4,0%&lt;GA&lt;40%) and high viscosity average molecular weight (Mv&gt;750.000 g.mol-1) were produced by application of consecutive processes of ultrasound-assisted deacetylation (USAD) of the beta-chitin extracted from squid pens (Doryteuthis spp.). The carboxymethylation of extensively deacetylated chitosan (Qs-3; DA=4%) was carried out by reaction with monochloroacetic acid in isopropanol/aqueous NaOH, producing CMQs-0 sample (GS&asymp;0,98; Mv&asymp;190.000 g.mol-1). The ultrasonic irradiation was employed to depolymerize the CMQs-0 samples by irradiation for 1 h and 3 h, resulting in CMQs-1 samples (Mv&asymp;94.000 g.mol-1) and CMQs-3 (Mv&asymp;43.000 g.mol-1), respectively. For the production of crosslinked membranes, genipin was added at different concentrations (1,0x10-4 mol.L-1, 3,0x10-4 mol.L-1 ou 5,0x10-4 mol.L-1) in the aqueous solutions of CMQs, which were poured into Petri dishes and the crosslinking reaction proceeded for 24 h. Then, the crosslinked membranes (M-CMQs) were lyophilized, neutralized, washed, and lyophilized again resulting in nine samples which were characterized by crosslinking degree (CrD), swelling ration (SR), morphology, mechanical properties and the susceptibility to enzymatic degradation by lysozyme. The crosslinking degree (CrD) increased with increasing concentration of genipin used in the reaction, varying from CrD&asymp;3.3% (M-CMQs-01) to CrD&asymp;17.8% (M-CMQs-35). The SEM analysis showed that the crosslinked membranes M-CMQs are porous structures that have a higher apparent pores density with increasing values of Mv and CrD. However, the membranes prepared from high molecular weight CMQs (Mv&gt;94.000 g.mol-1) and low crosslinked (GR&lt;10%) showed superior mechanical properties in terms of ultimate tensile strength (&gt;170 kPa) and maximum elongation at break (&gt;40%). However, the more susceptible membrane to enzymatic degradation was prepared from low molecular weight CMQs (Mv&asymp;43.000 g.mol-1) and low cross-linking degrees (GR&lt;11%). Stable chitosan hydrogels without any external crosslinking agent was successfully achieved by inducing the gelation of a viscous chitosan solution with aqueous NaOH or gaseous NH3. The hydrogels produced from high molecular weight (Mw&asymp;640.000 g.mol-1) and extensively deacetylated chitosan (DA&asymp;2,8%) at polymer concentrations above &asymp;2.0% exhibited improved mechanical properties due to the increase of the chain entanglements and intermolecular junctions. The results also show that the physicochemical and mechanical properties of chitosan hydrogels can be controlled by varying their polymer concentration and by controlling the gelation kinetics, i.e. by using different gelation routes. The biological evaluation of such hydrogels for regeneration of infarcted myocardium revealed that chitosan hydrogels prepared from 1.5% polymer solutions was perfectly incorporated onto the epicardial surface of the heart and presented partial degradation accompanied by mononuclear cell infiltration.