Orientador: João Carlos Silos Moraes / Resumo: Neste trabalho foram avaliadas as propriedades antimicrobianas e físico-mecânicas de quatro cimentos endodônticos a base de fosfato. Os cimentos são constituído de um pó, contendo um fosfato e um radiopacificador, e uma solução polissacarídica, contendo nanopartículas bactericidas poliméricas ou cerâmicas. Os cimentos experimentais atendem o mínimo valor exigido pela Norma 57 ANSI/ADA para a radiopacidade. O material com fosfato nanoparticulado associado com nanopartículas de cerâmica apresentou o menor tempo de presa. Com relação à variação dimensional, os materiais se mantiveram dentro dos limites requeridos pela norma, sendo os materiais correlacionados com NPS de cerâmica, os que obtiveram os melhores resultados. Não foi observada diferença estatisticamente significativa na resistência à compressão dos materiais, cujos valores são semelhantes aqueles dos cimentos comerciais. Para os testes antimicrobianos foram utilizadas diferentes bactérias e os cimentos apresentaram poder antimicrobiano para algumas delas. / Abstract: In this work the antimicrobial and physico-mechanical properties of four phosphate-based endodontic cements were evaluated. The cements consist of a powder containing a phosphate and a radiopacifier and a polysaccharide solution containing polymeric or ceramic bactericidal nanoparticles. The experimental cements meet the minimum value required by the ANSI / ADA Standard 57 for radiopacity. The nanoparticulate phosphate material associated with ceramic nanoparticles presented the shortest prey time. Regarding the dimensional variation, the materials remained within the limits required by the standard, and the materials correlated with ceramic NPS were the ones that obtained the best results. No statistically significant difference was observed in the compressive strength of the materials, whose values ​​are similar to those of commercial cements. For the antimicrobial tests different bacteria were used and the cements presented antimicrobial power for some of them. / Mestre

Orientador: Gustavo Orlando Bonilla Rodriguez / Banca: Marinônio Cornélio Lopes / Banca: Rubens Camargo Siqueira / Resumo: Matrizes de quitosana e colágeno podem oferecer nicho biológico para o crescimento de células-tronco derivadas do tecido adiposo (ADSC). O objetivo deste trabalho foi caracterizar as propriedades físicoquímicas das matrizes e sua biocompatibilidade com ADSC, bem como suas interações e influências diretas das matrizes sobre o comportamento da ADSC. A metodologia incluiu o tratamento enzimático de tecido adiposo obtido por lipoaspiração com colagenase IV, imunofenotipagem, cinética de crescimento das células, estudos de biocompatibilidade das matrizes analisadas pela atividade de fosfatase alcalina (AP), determinação de óxido nítrico (NO) por macrófagos e imagens das matrizes por microscopia óptica e eletrônica de varredura. A concentração de reticulação de genipina e glutaraldeído foi avaliada por ensaios de ninidrina, testes de solubilidade e de degradação das matrizes. Os melhores resultados foram obtidos com genipina a 0,5 %. Após nove expansões a viabilidade foi de 99 % e o tempo de duplicação da população de células diminuiu de sete para dois dias. Os resultados mostraram que as matrizes são biocompatíveis, exibem propriedades físicas e químicas necessárias para as células e são fortes estimuladoras de proteínas de sinalização (fosfatase alcalina) e de outras moléculas (NO), que são importantes no processo de regeneração tecidual. Portanto, as matrizes podem proporcionar um nicho biológico para adesão, proliferação e controle das atividades das ADSC / Abstract: Scaffolds of chitosan and collagen can offer a biological niche for the growth of adipose derived stem cells (ADSC). The objective of this work was to characterize the physico-chemical properties of the scaffolds and the ADSC, as well as their interactions to direct influences of the scaffolds on the behavior of ADSC. The methodology included an enzymatic treatment of fat obtained by liposuction by collagenase IV, ASDC immunophenotyping, cell growth kinetics, biocompatibility studies of the scaffolds analyzed by the activity of alkaline phosphatase (AP), nitric oxide (NO) determination, and images of both optical and scanning electron microscopy of the matrices. The extent of the crosslinking of genipin and glutaraldehyde was evaluated by ninhydrin assays, solubility tests and degradation of the matrices. The best results were obtained with 0.5 % genipin. After nine expansions viability was 99 % and the population doubling time decreased from seven to two days.The results showed that the matrices are biocompatible, exhibit physical and chemical properties needed to house cells in vivo and are strong stimulators of signaling proteins (alkaline phosphatase) and other molecules (NO) which are important in tissue regeneration. Therefore, the matrices provide a biological niche for ADSC adhesion, proliferation and cells activities / Mestre

Orientador: Márcio José Tiera / Banca: Julio Cesar Fernandes / Banca: Luis Alexandre Pedro de Freitas / Banca: Éder Tadeu Gomes Cavalheiro / Banca: Marinônio Lopes Cornélio / Resumo: A quitosana, polímero catiônico de origem natural, biocompatível, biodegradável e de baixa toxicidade vem sendo largamente estudada e utilizada no desenvolvimento de vetores não-virais para uso em terapia gênica. Nesse estudo, derivados de quitosana foram modificados com grupos hidrofílicos dietilaminoetil (DEAE) e diisopropiletilamina (DIPEA) tendo como objetivo melhorar a eficiência de transfecção e a liberação do material genético no ambiente intracelular. Poliplexos dos derivados de quitosana com diferentes massas molares foram investigados em ensaios de transfecção in vitro realizados com células HeLa, utilizando siRNA SSB como agente silenciador. Os resultados obtidos mostraram bons níveis de silenciamento e bloqueio de expressão do RNAm SSB, apresentando, em algumas situações, eficiência superior aos vetores não-virais Lipofetamina®, TransIT-siQUEST® e PEI. Fatores que podem afetar a eficiência de transfecção como pH, massa molar, grau de ionização, tamanho dos poliplexos, potencial zeta e razão N/P foram avaliados. Tanto as quitosanas desacetiladas quanto os seus derivados mostraram níveis de viabilidade celular superiores a 80% em ensaios de citotoxicidade realizados com MTS-PMS. Os resultados sugerem que os derivados de quitosana sintetizados e caracterizados nesse estudo possuem características favoráveis que os habilitam como potenciais vetores não-virais para serem usados em terapia gênica / Abstract: Chitosan, a natural biocompatible, biodegradable and low toxicity cationic polymer has been widely studied and used in the development of non-viral vectors for use in gene therapy. In this study, chitosan derivatives were modified with hydrophilic groups diethylaminoethyl (DEAE) and diisopropylethylamine (DIPEA) aiming to improve the transfection efficiency and the release of the genetic material in the intracellular environment. Poliplexes of chitosan derivatives with different molar masses were investigated in vitro transfection assays performed with HeLa cells using SSB siRNA as the silencing agent. The results showed significant knockdown of SSB mRNA expression for chitosan and its derivatives, presenting, in some situations, superior efficiency to the non-viral vectors Lipofetamina®, TransIT-siQUEST® and PEI. Factors that could affect transfection efficiency such as pH, molar mass, degree of ionization, nanoparticle size, zeta potential and N/P ratio were evaluated. Both deacetylated chitosan and its derivatives showed cell viability above 80% in MTS-PMS cytotoxicity assays. The results suggest that the chitosan derivatives synthesized and characterized in this study have favorable characteristics that enable them as potential non-viral vectors to be used in gene therapy / Doutor

A resistência bacteriana aos antibióticos tem se disseminado mais rapidamente do que a introdução de novos compostos, portanto, a investigação e desenvolvimento de novas moléculas para o controle microbiano é necessário. O presente estudo teve como objetivo avaliar a atividade antimicrobiana de diferentes óleos de copaíba OC(S), OC(C) e OC(E), do gel de quitosana/gelatina (QG) e de emulsões de quitosana/gelatina/óleo de copaíba (QGOC) frente às linhagens de Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922 e Pseudomonas aeruginosa ATCC 27873. A quitosana foi obtida a partir de gládios de lula por desmineralização, desproteinização e desacetilação e uma solução a 2% foi preparada em ácido acético 1%. O gel de gelatina 2% foi obtido por dissolução de gelatina comercial (Sigma) em água, sendo gelatinizada a 60ºC por 30 min. O gel QG e as emulsões QGOC(S), QGOC(C) e QGOC(E) foram preparadas pela mistura dos géis de quitosana e gelatina na proporção 2:1 sob agitação constante. A concentração das emulsões QGOC foi ajustada de acordo com a concentração inibitória mínima (CIM) encontrada para o gel QG e para os óleos individualmente. Os ensaios de atividade antimicrobiana foram realizados utilizando-se a técnica de microdiluição em caldo para a determinação da CIM e da concentração bactericida mínima (CBM). O efeito citotóxico dos compostos também foi investigado sobre células VERO. Os valores de CIM e CBM para o gel QG sobre S. aureus, E. coli e P. aeruginosa foram de 31, 2; 62,5 e 31, 2 &#956g/mL, respectivamente, no entanto para P. aeruginosa observou-se que o gel mostrou atividade bacteriostática. Os óleos de copaíba apresentaram atividade apenas para S. aureus, com CIM e CBM de 2000 &#956g/mL para OC(S), 500 &#956g/mL para OC(C) e 62,5 &#956g/mL para OC(E), com caráter bactericida. A interação entre os antimicrobianos na forma da emulsão QGOC(E) sugere efeito sinérgico para S. aureus. As demais emulsões não apresentaram efeito sinérgico, entretanto, a atividade antimicrobiana e o efeito bactericida foram mantidos com a adição dos óleos no gel QG, com exceção da bactéria P. aeruginosa em que a adição dos óleos reduziu a eficácia do gel QG. Os óleos de copaíba apresentaram efeito citotóxico sobre as células VERO, enquanto o gel QG e a combinação na forma de emulsões não mostraram citotoxicidade. Os resultados desse estudo evidenciam que a combinação QGOC pode ser uma fonte em potencial para o desenvolvimento de um novo agente antimicrobiano seletivo no controle de infecções bacterianas. / Antibiotic resistance increases faster than the introduction of new compounds thus, the research and development of new drugs and antimicrobial systems is required. This study aimed to evaluate the antimicrobial activity of different copaiba oils CO(S), CO(C) and CO(E), chitosan/gelatin gel (CG) and chitosan/gelatin/copaiba oil (CGCO) emulsions against the strains of Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922 and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27873. Chitosan was obtained from squid pens by desmineralization, desproteinization and deacetylation and a 2% solution was prepared in 1% acetic acid. A 2% gelatin gel was obtained by dissolution of commercial gelatin (Sigma) in water and gelatinized at 60ºC for 30 min. CQ gel and CQCO emulsions were prepared by mixing chitosan and gelatin gels at 2:1 (w/w) ratio under constant stirring. The concentration of CGCO emulsions were adjusted according to the minimum inhibitory concentration (MIC) for CG gel and oils separately. MIC and minimum bactericidal concentrations (MBC) with oils, CG gel and CGCO emulsions were determined using the micro-broth dilution technique. The cytotoxicity effect of compounds on VERO cell line was also evaluated using the MTT assay. CG gel inhibited S. aureus, E. coli and P. aeruginosa growth showing a MIC and a MBC of 31.2; 62.5 and 31.2 &#956g/mL, respectively except for P. aeruginosa, that showed bacteriostatic effect. Copaiba oils inhibited only S. aureus with MIC and MBC of 2,000 &#956g/mL to CO(S), 500 &#956g/mL to CO(C) and 62.5 &#956g/mL to CO(E). The combined emulsion CGCO(E) suggesting synergistic effect to S. aureus. However, the other emulsions showed not synergistic effect, but showed the same MIC and MBC values as those obtained for the isolated compounds, except for P. aeruginosa where the addition of oils reduced the effectiveness of CQ gel. The copaiba oils showed toxicity to VERO cells, while the CG gel and the CGCO were not cytotoxic. The results of this study demonstrated that the combination of CGCO may be a potential source for the development of a new selective agent to control these important bacterial pathogens.

Visando à obtenção de biomateriais que atuem como suporte que direcione e auxilie o processo de regeneração tecidual, materiais poliméricos naturais como a quitosana e o colágeno têm sido estudados. A utilização da quitosana e do colágeno se baseia em propriedades como: biocompatibilidade, ação antimicrobiana, capacidade de ativar macrófagos, estimular a proliferação celular e baixa antigenicidade. Também se tem buscado a utilização de fitoterápicos como, por exemplo, o extrato de semente de uva que no processo de cicatrização tecidual, atua estimulando o fator de crescimento endotelial vascular (angiogênese) e proliferação de fibroblastos. Este trabalho teve como objetivo o preparo e caracterização de esponjas de quitosana/colágeno e quitosana/colágeno/glicerol (1:1) e (1:2) contendo extrato de semente de uva. A caracterização foi feita por calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), absorção de tampão fosfato salino (PBS) e liberação in vitro do extrato de semente de uva. Estudos de DSC mostraram que ocorre um aumento na temperatura de desnaturação do colágeno com o aumento da concentração do extrato, indicando um efeito de reticulação que é mais pronunciado nas esponjas (1:2) e na presença de glicerol. Os espectros FTIR mostraram que ocorre um deslocamento das bandas de amida I e II devido à interferência do anel aromático presente no extrato. O aumento da proporção de colágeno, de extrato e a adição do glicerol contribuíram para o aumento no número e diâmetro dos poros das esponjas, observados por MEV. A presença do extrato aumenta a capacidade de absorção de PBS das esponjas, o aumento da concentração de extrato aumenta a velocidade de absorção, mas diminui sua capacidade de absorção. Ensaios de liberação in vitro mostraram que as quantidades de extrato liberado em meio PBS aumentaram até as primeiras 24 h. A maior porcentagem de liberação ocorreu para a esponja Q1C2E2 (44%). A presença do glicerol influiu na liberação do extrato, diminuindo-a. Os valores de n mostraram que a liberação do extrato ocorreu por difusão, no qual os valores estão próximos 0,5 caracterizando um mecanismo de transporte Fickiano, exceto para as esponjas Q1C1E05 e Q1C2GE05, sendo por transporte anômalo (0,5<n<0,89). / Aiming to obtain biomaterials that act as a support to direct and assist the process of tissue regeneration, natural polymeric materials such as collagen and chitosan have been used. The use of chitosan and collagen is based on properties such as biocompatibility, antimicrobial activity, low antigenicity, ability to activate macrophages and stimulate cell proliferation. The use of herbal medicines, for example, grape seed extract in the process of tissue healing, acts by stimulating vascular endothelial growth factor (angiogenesis) and fibroblast proliferation. This work aimed to the preparation and characterization of chitosan/collagen and chitosan/collagen/glycerol sponges (1:1) and (1:2) containing grape seed extract. The characterization was made by differential scanning calorimetry (DSC), infrared absorption spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), absorption of phosphate buffered saline (PBS) and in vitro release of grape seed extract. DSC studies have shown that there is an increase in denaturation temperature of collagen with increasing extract concentration, indicating a crosslinking effect that is more pronounced in the sponges (1:2) in the presence of glycerol. The FTIR spectra show that there is a displacement of bands I and amide II due to interference of the aromatic ring present in the extract. Increasing the proportion of collagen, extract and addition of glycerol contributed to the increase in the number and diameter of the pores of the sponges, observed by SEM. The presence of the extract increases the absorption capacity of PBS in the sponges, the concentration of the extract increases the absorption rate, but decreases its absorbent capacity. In vitro release tests showed that the released amounts of extract increased up to 24 h. The highest percentage of release was observed for the sponge Q1C2E2 (44%). The presence of glycerol influenced the release of the extract, decreasing it. The values of n showed that the release occurred by diffusion of the extract, in which the values are close to 0.5 featuring a Fickian transport mechanism, except for the sponges Q1C1E05 and Q1C2GE05, that occurred by anomalous transport (0.5 <n<0.89).

O presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento e caracterização de scaffolds à base de fibras têxteis de alginato, quitosana e híbridas sem e com glicerol para aplicação em engenharia de tecido ósseo. As fibras foram produzidas e utilizadas para o desenvolvimento dos scaffolds e caracterizadas quanto ao título, tenacidade, alongamento e tração. Para a produção dos scaffolds foram testadas quatro metodologias de secagem: à temperatura ambiente, à 25oC, à 45oC e por congelamento em ultrafreezer e liofilização. A metodologia de congelamento em ultrafreezer e liofilização apresentou estruturas mais regulares e foi a selecionada para reprodução dos scaffolds. Os scaffolds foram produzidos com fibras de alginato, quitosana e híbridas sem e com glicerol e caracterizados por: microscopia óptica e eletrônica de varredura, viabilidade celular, DSC/TG, absorção de água e perda de massa, estudo de biomineralização e biodegradação. Os resultados obtidos com o teste de tração das fibras mostraram que as fibras híbridas apresentaram um valor de tenacidade 27,3% maior que as de alginato e 55,2% que de quitosana, indicando que a interação entre os polímeros melhorou a tenacidade. Os ensaios de viabilidade celular realizados tanto com MTT (Brometo de 3-(4,5- dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenil-tetrazólio) quanto com cristal violeta mostraram que todos os scaffolds não apresentaram toxicidade, e que nos scaffolds de quitosana sem e com glicerol pode ter ocorrido proliferação celular. Com relação aos ensaios de DSC/TG, os resultados mostraram que nos scaffolds híbridos houve indícios de interação entre os polímeros alginato e quitosana, devido ao deslocamento dos picos endotérmicos e exotérmicos dos híbridos em relação aos de alginato e quitosana, como observado na DSC/TG. Quanto à capacidade de absorção de água e perda de massa os resultados indicaram a possibilidade do glicerol ter funcionado como um estabilizante, pois os scaffolds que o continham em suas estruturas apresentaram maior percentual de absorção de água e menor perda de massa comparados aos que não o continham. No estudo de biomineralização foi detectada presença de hidroxiapatita desde o terceiro dia nos scaffolds de quitosana sem e com glicerol e híbrido sem glicerol. No estudo de biodegradação foi observado um aumento gradual de degradação até o sétimo dia, em que ocorreu um pico de degradação dos scaffolds, seguido por uma estabilidade no décimo dia. Por meio das microscopias realizadas pôde ser observado o ataque da enzima nas estruturas das fibras, também comprovado pelo resultado de concentração dos açúcares redutores. Comparando os scaffolds sem e com glicerol, a presença do glicerol pode ter influenciado na estabilidade das estruturas dos scaffolds. Levando em consideração todos os resultados, pode-se concluir que o scaffold híbrido apresentou bons resultados mecânicos e biológicos, indicando que a mistura dos dois polímeros pode ser considerada um avanço no desenvolvimento do biomaterial / This study aimed the development and characterization of scaffolds based on alginate, chitosan and hybrids textile fibers with and without glycerol for bone tissue engineering. The fibers were produced and used for the development of scaffolds and characterized as the title, tenacity, elongation and traction. For the production of scaffolds four drying methodologies were tested: at room temperature, at 25oC, at 45oC and freeze-drying. The freeze-drying method. The results of freeze-drying method showed more regular structures and this methodology was selected to reproduce the scaffolds. The scaffolds were produced with alginate, chitosan and hybrids fibers with and without glycerol and characterized by: optical and scanning electron microscopy, cell viability, DSC/TG, water absorption and weight loss, biomineralization study and biodegradation. The results obtained with the fibers of the tensile test showed that the hybrid fibers presented better toughness values, comparing to polymers alginate and chitosan: 27.3% higher that alginate and 55.2% that of chitosan, indicating that the interaction between the polymers improved toughness. Cell viability assays performed with MTT (3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) - 2,5-diphenyl-tetrazolium) and crystal violet showed that all scaffolds showed no toxicity, and that in scaffolds of chitosan with and without glycerol may have occurred cell proliferation. The results of DSC/TG tests showed that the hybrid scaffolds presented evidence of interaction between chitosan and alginate polymers, due to the displacement of the endothermic and exothermic peaks of the hybrid in relation to alginate and chitosan, as observed in the DSC/TG. Regarding water absorption capacity, and weight loss results indicate the possibility of glycerol have worked as a stabilizer, because the scaffolds that contain it in their structures showed a higher percentage of low water absorption and less percentage of weight loss compared to those not contained. In biomineralization study was detected the presence of hydroxyapatite from the third day on scaffolds of chitosan with and without glycerol and hybrid without glycerol. It was observed in the study of biodegradation a gradual increase of degradation up to the seventh day that there was a peak of degradation of the scaffolds, followed by stability in the tenth day. Through microscopy performed could be observed the enzyme attack on the fiber structures also proved by the result of concentration of reducing sugars. Comparing the scaffolds with and without glycerol, the glycerol presence may have influenced the stability of the structures of scaffolds. Considering all the results, it can be concluded that the hybrid scaffold exhibited good mechanical and biological results, indicating that mixing of the two polymers can be considered an advance in the development of biomateria

Objetivou-se avaliar a utilização de diferentes aditivos na alimentação de vacas em lactação sobre o consumo e digestibilidade aparente total da matéria seca e nutrientes, fermentação ruminal, produção e composição do leite, perfil metabólico e balanço de nitrogênio. Foram utilizadas 24 vacas da raça Holandesa, sendo destas 8 canuladas no rúmen, com média de produção de leite de 31,44 ± 4,83 kg, peso corporal médio de 586,07 ± 79,63 kg e com 175,89 ± 99,74 dias de lactação no início do fornecimento das dietas experimentais. Distribuídas em seis quadrados latinos 4x4, contemporâneos e balanceados, para receber as seguintes dietas experimentais: 1) Controle (CT), composta por dieta basal sem a inclusão de aditivos; 2) Crina (CRI) (Crina&reg; Ruminants, DSM-TORTUGA) , produto composto por uma mistura de óleos essenciais, sendo utilizado 1 g/vaca/dia; 3) Quitosana (QUI), com inclusão de quitosana na ordem de 150 mg/kg de peso vivo; 4) (MON) (Monensina DSM-TORTUGA), com inclusão de monensina na dose 24 mg/kg de matéria seca. Não foram observadas diferenças (P&lt;0,05) entre os tratamentos para consumo de matéria seca e nutrientes. Para digestibilidade da matéria seca e matéria orgânica a dieta QUI apresentou maiores valores (P<0,05) quando comparados a CRI. Em relação à digestibilidade da proteína bruta, a dieta com Crina foi menor (P<0,05) em relação aos demais aditivos. Não foram observadas diferenças (P<0,05) para produção e composição do leite entre as dietas experimentais. Os consumos de energia digestível e metabolizável foram maiores para os animais suplementados com quitosana em relação as dietas CO e MON. As eficiências da utilização de energia foram superiores para CO em relação a dieta com quitosana. A inclusão de monensina aumentou o colesterol total sérico em comparação a dieta controle. A excreção de nitrogênio fecal (g/dia), foi menor para CRI em relação aos demais aditivos, para % nitrogênio fecal total foi observada redução em relação a dieta com a adição de quitosana apenas. O balanço de nitrogênio em (g/dia) este foi maior para QUI, em relação MO. Quanto aos parâmetros fermentativos a inclusão de monensina e quitosana nas dietas reduziu a concentração de acetato (mmol/L), e a dieta CRI, aumentou ainda a concentração de propionato em mmol/L. Para a concentração de butirato, em mmol/L, a inclusão de monensina reduziu a concentração desta variável em relação à dieta controle, já os AGCR em mmol/L, todos os aditivos demonstraram efeito de redução (P<0,05), em relação à dieta controle. Para a concentração total de ácidos graxos de cadeia curta (mmol/L), as dietas com inclusão de Crina e monensina mostraram redução desta variável em relação à dieta controle. Assim, é possível concluir que quanto aos óleos essenciais (Crina Ruminants), as respostas não foram positivas para as variáveis avaliadas, possivelmente ocasionada pela intensa atividade antimicrobiana, não seletiva apenas aos microrganismos desejados, levando a efeitos desfavoráveis, entretanto a utilização de quitosana na alimentação de vacas leiteiras apresentam resultados semelhantes à utilização de monensina sódica ou superiores a dieta controle dependendo das variáveis a serem avaliadas, e pode ser uma grande alternativa na nutrição destes animais / The objective of this study was to evaluate the effects of different additives in dairy cows feeding on nutrient intake, total apparent digestibility of dry matter and nutrients, ruminal fermentation, milk yield and composition, concentrations of blood parameters and energy and nitrogen balances; 24 Holstein cows 31.44 ± 4.83 kg/day of milk yield, 586.07 ± 79.63 kg of BW and 175.89 ± 99.74 days in milk; mean ± SD), 16 intact and 8 ruminally fistulated. The animals were randomly assigned in six 4 x 4 Latin-square (contemporaneous and balanced) design to receive one of following diets: 1) Control (CO), diet without inclusion of monensin, chitosan or essential oils; 2) Crina® (CRI), inclusion of the mixture of essential oils (Crina&reg; Ruminants - SM Nutritional products TORTUGA) at 1g/cow/day; 3) Chitosan (QUI), inclusion of 150 mg/kg BW of chitosan, and; 4) Monensin (MON), inclusion of 24 mg/kg of diet DM of sodic monensin (DSM Monesin, TORTUGA). No differences in DMI and nutriente intakes were observed (P<0.05) for cows fed different treatments. Total apparent digestibility of DM and organic matter were higher for cows fed Q when compared to cows fed CR. The crude protein digestibility was decreased when cows were fed CR when compared to cows fed the diets containing other additives (M and Q). There were no differences (P<0.05) in milk yield and composition among cows fed experimental treatments. The intakes of digestible and metabolizable energy were higher for cows fed Q than cows fed C and M. The efficiency of energy utilization was higher for cows fed C when compared to cows fed Q. Monensin increased serum total cholesterol compared to C. The excretion of fecal nitrogen (g /day) was lower for the animals supplemented with CR compared to other additives to fecal nitrogen excretion (% of total nitrogen) differed just for animals fed Q. Cows fed Q had higher nitrogen balance than cows fed M. Experimental treatments did not alter pH, concentration of ruminal acetate (mmol / L) was decreased when cows were fed with M and Q, compared to C. Higher concentration of propionate (mmol / L) was observed for cows fed M than cows fed CR. Moreover, cows fed M had butyrate concentration (mmol / L) decreased compared to cows fed C, and short chain fatty acids concentration (mmol / L) was decreased when additives were added to diets. Total concentration of short chain fatty acids (mmol / L) was reduced when monensin and essential oils were added to the diet. Thus, we conclude that the essential oils (Crina Ruminants), responses were not positive for the variables evaluated, possibly caused by intense antimicrobial activity not only selective to the desired microorganisms, leading to adverse effects. However the use of chitosan in dairy cows have similar results of monensin use or above the control diet depending on the variables evaluated, and can be a great alternative nutrition of this animals

As quitosanas são polissacarídeos usados em medicina, farmácia, odontologia e na inibição do crescimento de microrganismos, como agente bactericida. Nessas aplicações sua ação deve depender da interação com membranas celulares, o que é difícil de verificar uma vez que não se isola uma membrana facilmente. Uma alternativa é investigar a interação com modelos de membrana, como um filme de Langmuir de fosfolipídios, a partir do qual é possível obter informações no nível molecular. Nesta dissertação, é avaliada a influência do conteúdo médio de unidades N-acetilglucosamina (GlcNAc) de quitosanas e da massa molecular na interação com filmes de Langmuir do ácido fosfatídico de dipalmitoíla (DMPA). Quitosanas com diferentes graus médios de acetilação e de baixa massa molecular foram produzidas com auxílio de ultrassom de alta intensidade. As quitosanas afetam as isotermas de pressão e potencial de superfície em grandes áreas por molécula, em virtude de interações eletrostáticas e hidrofóbicas com o DMPA. Nos filmes condensados, localizam-se na subsuperfície, com pouco efeito nas isotermas. A quitosana com menos grupos GlcNAc induziu alterações maiores nas isotermas de pressão de superfície e na elasticidade dos filmes, provavelmente devido à maior interação eletrostática com um número maior de grupos amina na quitosana interagindo com as cabeças polares do DMPA. A quitosana com baixa massa molecular foi a mais eficaz para alterar as propriedades dos filmes de DMPA, o que pode ser atribuído à facilidade na adsorção. Um tamanho mínimo de cadeia parece ser essencial, entretanto, pois misturas das unidades repetitivas N-acetilglucosamina (GlcNAc) e glucosamina (GlcN) praticamente não alteraram as isotermas de pressão e a elasticidade dos filmes de DMPA, pela ausência de interações hidrofóbicas. Concluímos que quitosanas com grau de acetilação e massa molecular baixos têm efeitos maiores sobre um modelo de membrana e devem ser mais adequadas em aplicações biológicas que dependam dessa interação. / Chitosans are polysaccharides used in medicine, pharmacy, dentistry and in the inhibition of microorganisms growth (eg. as bactericidal agent). In these applications their action should depend on the interaction with cell membranes, which is difficult to verify because isolating a membrane is not easy. An alternative is to investigate the interaction with membrane models, such as a Langmuir film of phospholipids, from which information on the molecular level can be obtained. This dissertation evaluates the influence of the average content of N-acetylglucosamine units (GlcNAc) of chitosan and molecular interaction with Langmuir films of dipalmitoyl phosphatidic acid (DMPA). Chitosans with different average degrees of acetylation and low molecular weight were produced with the high-intensity ultrasound procedure. Chitosans affect the surface pressure and surface potential isotherms at large areas per molecule due to electrostatic and hydrophobic interactions with DMPA. In condensed films, they are located in the subsurface with little effect on the isotherms. The chitosan with fewer GLcNAc groups induced larger changes in the isotherms and in the film elasticity, probably due to stronger electrostatic interaction owing to a larger number of amine groups in chitosan interacting with the polar heads of DMPA. The most effective sample to induce changes in the DMPA monolayers was the low molecular weight chitosan, which can be attributed to the ease of adsorption. A minimum size chain seems essential, however, for mixtures of repeating units N-acetylglucosamine (GlcNAc) and glucosamine (GlcN) did not change the surface pressure isotherms and the elasticity of the DMPA films, owing to the absence of hydrophobic interactions. We conclude that the chitosan with better prospects for biological applications relying on the cell membrane interaction should have a low degree of acetylation and low molecular weight.

A tuberculose ocular afeta 1 a 2% dos pacientes com diagnóstico de tuberculose sistêmica. O tratamento convencional consiste na administração oral dos agentes antituberculosos. Devido às barreiras oculares, o tratamento tópico requer dose elevada e repetidas administrações para atingir efeito terapêutico no olho. Assim, a toxicidade, nos tratamentos convencionais, pode ser relevante. Considerando tais limitações, o desenvolvimento de preparações que permitam a obtenção de produtos com maior eficácia e segurança é de fundamental importância. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivos o desenvolvimento, a caracterização físico-química e microbiológica de nanoemulsão contendo rifampicina (NR) revestidas empregando cloreto de quitosana (NR-Quit) e sulfato de polimixina B (NR-Poli) com potencial aplicação para o tratamento da tuberculose ocular por via tópica. A NR foi preparada empregando método por homogeneização a alta pressão e apresentou diâmetro hidrodinâmico médio (DHM), índice de polidispersão (IP), potencial zeta (PZ) e pH entre 131,0 e 137,3 nm, entre 0,19 e 0,24, entre -31,0 e -35,4 mV e entre 5,10 e 5,26, respectivamente. A eficiência de encapsulação da rifampicina, determinada por espectrofotometria UV-vis, foi de 82,5 % m/v. Para obtenção de NR-Quit e NR-Poli foi empregado planejamento fatorial completo. Foi observada alteração do PZ de NR após adição de cloreto de quitosana de -35,4 para +51,3 mV. No caso da adição de sulfato de polimixina B o PZ foi alterado de -35,4 para +5,5 mV. Nesse sentido, a abordagem metodológica elucidou que a concentração do cloreto de quitosana e sulfato de polimixina B influenciou significativamente no potencial zeta da NR-Quit e da NR-Poli. Além disso, foi observada a relação linear entre a concentração dos agentes catiônicos empregados e o potencial zeta da NR-Quit e NR-Poli. Essas preparações, no estudo de estabilidade, mostraram aspecto visual, DHM, IP e PZ inalterados por período maior que 90 dias. Também, os valores de pH, viscosidade e osmolalidade foram ajustados entre 4,07 e 4,55, 1,03 e 1,08 cP, 209,7 e 213,4 mOsm/Kg, respectivamente. A atividade antimicrobiana realizada frente ao Mycobacterium tuberculosis H37Rv da NR, NR-Quit, NR-Poli e solução padrão de rifampicina, determinada pela concentração mínima inibitória (CMI), revelou CMI igual 0,125 &#181;g/mL para todas as preparações. Tal resultado demonstrou que os processos de obtenção da nanoemulsão e do revestimento não alteraram a eficácia antimicrobiana da rifampicina. O presente trabalho permitiu o desenvolvimento de preparações inovadoras para o tratamento da tuberculose ocular, por via tópica, com potencial maior eficácia e segurança. / Ocular tuberculosis affects 1 to 2% of the patients diagnosed with systemic tuberculosis. The conventional treatment is the oral administration of the anti-tuberculosis agents. Due to eye barriers, topical treatment requires high dose and repeated administrations to achieve a therapeutic effect on the eye. Thus, toxicity is a major concern in these conventional treatments. Considering these limitations, development of preparations that enable products with higher efficacy and safety is of fundamental importance. In this sense, the present work aimed preparation, physicochemical properties evaluation and microbiological characterization of the rifampicin nanoemulsion (RN) coated using chitosan chloride (RN-Chit) and polymyxin B sulfate (RN-Poly) with potential application for topical treatment of ocular tuberculosis. The RN was prepared by high-pressure homogenization and present droplet mean size (DMS), polydispersity index (PdI), zeta potential and pH between 131.0 and 137.3 nm, between 0.19 and 0.24, between -31.0 and -35.4 mV and between 5.10 and 5.26, respectively. The encapsulation efficiency of rifampicin determined of using spectrophotometric UV-vis method was 82.5% w/v. For preparations RN-Chit and RN-Poly factorial experimental design was employed. The change in the zeta potential of RN-Chit was observed after the addition of chitosan chloride, from -35.4 to +51.3 mV. In the other case, an addition of polymyxin B sulfate changed the PZ from -35.4 to +5.5 mV. Therefore, the methodological approach elucidated that the concentration of chitosan chloride and polymyxin B sulfate significantly influenced the zeta potential of RN-Chit and RN-Poly. Furthermore, the linear relationship between the concentration of cationic agents employed and the zeta potential of RN-Chit and RN-Poly was observed. These preparations, in the stability study, showed visual appearance, DMS, PdI and PZ unchanged for a period greater than 90 days. Additionally, pH, viscosity and osmolality values were adjusted between 4.07 and 4.55, 1.03 and 1.08 cP, 209.7 and 213.4 mOsm/kg, respectively. The antimicrobial activity against Mycobacterium tuberculosis H37Rv of RN, RN-Chit, RN-Poly and the standard solution of rifampicin, determined by the minimum inhibitory concentration (MIC), showed MIC of 0.125 &#181;g/mL for all preparations. This result demonstrated that the processes of nanoemulsion preparation and coating did not affect the antimicrobial efficacy of rifampicin. The present work allowed the development of innovative preparations for the treatment of topical ocular tuberculosis with potential high efficacy and safety.

Orientadora: Mariselma Ferreira. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados.