Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-12-16T07:44:37Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2151955 bytes, checksum: 09a8d7ae11a7da1a498ea66675286b9d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-16T07:44:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2151955 bytes, checksum: 09a8d7ae11a7da1a498ea66675286b9d (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os consumidores estão cada vez mais peocupados com a qualidade e com a segurança microbiológica dos alimentos. Desta forma, as embalagens ativas têm atraído muito a atenção das indústrias de alimentos e dos pesquisadores desta área. Aliado à preocupação com qualidade dos alimentos, tem-se preocupado também com a contaminação ambiental, devido ao acúmulo de resíduos não biodegradáveis no meio ambiente. Neste contexto surge o interesse pela produção de embalagens a partir de materiais biodegradáveis e de recursos renováveis. No entanto, o seu uso como embalagem de alimentos ainda é restrito devido ao fato de apresentarem limitações quanto as suas propriedades mecânicas e de barreira e estabilidade térmica. Neste contexto estudos têm demonstrado que novos materiais em tamanho nano tem sido utilizados para produção de filmes nanocompósitos revelando surpreendentes propriedades. Diante disso, objetivou-se desenvolver e caracterizar um nanomaterial a partir da quitosana, nanopartícula de quitosana, para produção de nanocompósito à base de metil celulose e também desenvolver e caracterizar o filme de metil celulose incorporado com nisina e posteriormente avaliar o efeito em conjunto do melhor tratamento obtido pela incorporação de quitosana e nisina nas propriedades mecânicas, barreira ao vapor de água e antimicrobianas in vitro do filme de metil celulose. As Nanopartículas produzidas exibiram forma esférica com distribuição de tamanho médio de 284,7 ± 24,3 nm por meio da técnica de DLS e de 40 a 70 nm na análise de MFA, e superfície carregada positivamente com um potencial zeta de valor 36,3 ± 3,6mV. Os resultados indicaram que a adição de NPQ (5 e 10% m/m) proporcionou aumento significativo (p<0,05) na resistência a tração e no módulo de elasticidade, enquanto diminui o alongamento do filme de MC. Além disso, o aumento da concentração de NPQs (5 e 10%) contribuiu para a redução da permeabilidade ao vapor de água (TPVA) de forma significativa (p<0,05). Os filmes ativos com adição de nisina, apresentaram atividade antimicrobina in vitro sobre as bactérias Staphylococcus aureus e Listeria monocytogenes. No entanto, o aumento da concentração de nisina (1, 5 e 10% m/m) provocou diminuição na resistência àtração e no módulo de elasticidade de forma significativa (p<0,05), enquanto o alogamento aumentou. O filme de MC adicionado a 10% m/m de nisina provocou aumento significativo (p<0,05) cerca de 11,9% na TPVA dos filme. O tratamento que melhor contribuiu para o reforço do filme de MC foi o com adição de 5% de NPQ e a adição de 10% de nisina apresentou maior atividade antimicrobiana in vitro contra as bactérias avaliadas. No filme de MC produzido com a mistura de nanopartícula de quitosana (10%) e nisina (5%), observou-se que a atividade antimicrobiana in vitro, não diferiu do filme de MC com 10% de nisina, e que a propriedade mecânica e a permeabilidade diferiram significativamente (p<0,05) do filme de MC com 10% de nisina, apresentando melhoria na resistência a tração e TPVA sugerindo que as NPQs ajudaram no aumento destas propriedades. No entanto, apresentaram propriedades fisico-mecânicas inferiores ao MC adicionado de 5% de NPQ e não diferiram do filme de MC. Os resultados apresentados neste estudo demonstraram que as NPQs apresentaram potencial para produção de bionanocompósitos como uma tecnologia para melhorar as propriedades dos filmes de MC e que o filme nanocompósito ativo produzido com nisina apresenta-se promissor para estender a vida de prateleira e para assegurar a segurança microbiana dos alimentos. / Consumers are increasingly worried concerningthethe quality and the microbiological safety of food In this way, the active package has very attracted the attention of food industries and of researchers in this area. Allied to concerns about food quality, there is also concern about environmental contamination due to accumulation of non-biodegradable waste into the environment. In this context it appears interest in the production of packaging materials from biodegradable and renewable resources. However, their use as food packaging is still limited due to limitations in presenting its mechanical and barrier properties and thermal stability. In this context new studies have shown that nano-sized materials have been used for the production of nanocomposite films revealing surprising properties. Therefore, it aimed to develop and to characterize a nanomaterial from the chitosan, chitosan nanoparticle, to produce nanocomposite on the basis of methyl cellulose and also to develop and to characterize methyl cellulose film embedded with nisin and then evaluate the effect together the best treatment obtained by incorporation of chitosan and nisin in mechanical properties, water vapor barrier and antimicrobial in vitro methyl cellulose film. The nanoparticles produced exhibited spherical shape with average size distribution of 284.7± 24.3 nm by DLS technique and from 40 to 70 nm on AFM analysis, and positively charged surface with a zeta potential value 36.3 ± 3.6 mV. The results indicated that the addition of NPQ (5 and 10% w/w) provided a significant increaseing (p <0.05) in tensile strength and modulus, while decreasing elongation MC film. Furthermore, the concentration of NPQs (5 and 10%) contributed to the reduction of permeability to water vapor (WVTR) significantly (p <0.05). The active films with the addition of nisin showed antimicrobina in vitro activity on the bacteria Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes, However, the increasing of the concentration of nisin (1, 5 and 10% w / w) resulted in lower tensile strength and modulus of elasticity significantly (p <0.05), while the alogamento increased. The MC film added to 10% w/w of nisin resulted in a significant increasing (p <0.05) about 11,9% WVTR of the film. The treatment that best contributed to the enhancement of the MC film was with addition of 5% of NPQ and the addition of 10% of nisin showed higher in vitro antimicrobial activity against bacteria evaluated. In the MC film produced with the mixture of chitosan nanoparticles (10%) and nisin (5%), it was observed that the in vitro antimicrobial activity did not differ from the MC film with 10% of nisin, and that the mechanical property and permeability differed significantly (p <0.05) from the MC film with 10% of nisin, showing improvement in tensile strength and WVTR suggesting that NPQs helped o increasing in these properties. However, it showed inferior physical and mechanical properties to the film MC added and 5% of NPQ and did not differ from MC film. The results of this study demonstrated that NPQs showed potential for producing bionanocompósitos as a technology to improve the properties of the MC film and the active nanocomposite film produced presents promising to extend the shelf life and ensure microbial food safety.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-31T16:30:31Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1952290 bytes, checksum: b0a5ee5ece511da70d706b6c9fb0a533 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T16:30:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1952290 bytes, checksum: b0a5ee5ece511da70d706b6c9fb0a533 (MD5) Previous issue date: 2015-07-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No presente trabalho, objetivou-se estudar a cinética de dispersão, a dispersibilidade máxima e a variação de entalpia de soluções aquosas ácidas (ácidos cítrico ou lático) contendo quitosano. Para isso, adicionou-se 1 g·(100 mL) -1 de quitosano às soluções aquosas de diferentes concentrações dos ácidos cítrico ou lático (25 mM, 50 mM e 100 mM, para a cinética, e 10 mM, 25 mM, 50 mM e 100 mM, para a dispersibilidade máxima). Nos experimentos de cinética de dispersão, as dispersões de quitosano foram deixadas sob agitação por hélice (270 rpm), em temperatura controlada de 25 °C, por 8 horas, no qual foram retiradas 14 alíquotas, em tempos determinados, para quantificação do quitosano. Foi testado o ajuste de três modelos matemáticos diferentes aos dados obtidos, sendo o modelo C = CA(1 – exp(-kA . t)) + CB(1 – exp(-kB . t)aquele que melhor se ajustou em todos os casos. Nas análises de dispersibilidade máxima, observou-se que, para todas as concentrações de ácido testadas, o quitosano apresentou maior dispersibilidade no ácido lático do que no cítrico. No estudo da variação de entalpia das dispersões de quitosano, em função da variação da concentração de ácido, observou-se que, para a adição de ácido cítrico, a variação de entalpia (ΔH) foi exotérmica (≈-120 kJ·mol -1 ) até a concentração de ≈17 mM do ácido, sendo ligeiramente endotérmico (≈2,5 kJ·mol -1 ) entre ≈17 mM e 75 mM, a partir do qual (ΔH≈0). Para o ácido lático, o ΔH foi de ≈-40 kJ·mol -1 , entre as concentrações de 0 mM e 52 mM. Após essa concentração, praticamente não houve mais trocas de calor perceptível (ΔH≈0). Adicionalmente, avaliou-se a condutividade elétrica dos sistemas contendo água ou água + quitosano [1 g·(100 mL) -1 ], em função da concentração de ácido adicionado (cítrico ou lático). Observou-se que, para o ácido cítrico, a condutividade elétrica mantinha-se praticamente constante até concentração ácida de ≈15,7 mM, enquanto que, no ácido lático, a condutividade praticamente não se alterou entre os sistemas com ou sem quitosano. Desses resultados, levantou-se a hipótese de que os íons citrato, liberados pelo ácido cítrico, aderem à dupla camada elétrica das partículas de quitosano, reduzindo as repulsões eletrostáticas entre elas, o que explicaria os resultados obtidos. A fim de testar a hipótese levantada, avaliou- se o potencial ζ das partículas de quitosano nas soluções dos ácidos cítrico ou lático (10 mM). Dessa forma, observou-se que os valores de potencial ζ foram de ≈+28,5 mV e de ≈+52,1 mV, para os ácidos cítrico e lático, respectivamente. Dessa forma, comprovou-se que os íons citrato aderem às partículas de quitosano, reduzindo sua dispersibilidade. / The aim of this work was to study the dispersion kinetics, the maximum dispersibility and the enthalpy change of acid aqueous solutions (citric or lactic acid) containing chitosan. For this purpose, it was added chitosan [1 g·(100 mL) -1 ] to aqueous solutions of different concentrations of lactic or citric acid (25 mM, 50 mM and 100 mM for dispersion kinetics, and 10 mM, 25 mM, 50 mM and 100 mM for maximum dispersibility). In the dispersion kinetic experiments, the chitosan dispersions were left stirring for propeller (270 rpm) at controlled temperature of 25 °C for 8 hours, at which 14 aliquots were removed at certain times, to quantify the chitosan. Three different mathematical models were fitted to the data obtained, and the model C = CA(1 – exp(-kA . t)) + CB(1 – exp(-kB . t) , was the best fit in all cases. In the analyzes of maximal dispersibility, it was observed that for all acid concentrations tested, chitosan showed a higher dispersibility in lactic than citric acid. In the study of the enthalpy variation of chitosan dispersions due to the variation of the acid concentration, it was observed that for the addition of citric acid, the change of enthalpy (ΔH) was exothermic (≈-120 kJ·mol -1 ) until the acid concentration ≈17 mM. It was was slightly endothermic (≈2,5 kJ·mol -1 ) up to a concentration of 75 mM, when ΔH≈0. For lactic acid, the ΔH was ≈-40 kJ·mol -1 between concentrations of 0 mM and 52 mM. After that, there were no more heat exchanges (ΔH≈0). In addition, we evaluated the electrical conductivity of systems containing water or water + chitosan [1 g·(100ml) -1 ], depending of the concentration of added acid (citric acid or lactic acid). It was observed that, for the citric acid, the conductivity remained virtually constant until the acid concentration ≈15,7 mM, whereas the lactic acid, the conductivity hardly changed between systems with and without chitosan. From these results, we raised the hypothesis that the citrate ions, released by citric acid, adhere to the electrical double layer of particles of chitosan, reducing the electrostatic repulsion between them, which would explain the lower maximum dispersibility and the constancy of initial conductivity to citric acid. To test this hypothesis, we evaluated the ζ potential of the particles of chitosan in solutions of citric or lactic acids (10 mM). Thus, it was observed that the ζ potential values were ≈+28.5 mV and ≈+52.1 mV to citric and lactic acids, respectively. Therefore, it was found that the citrate ions adhere to particles of chitosan, reducing its dispersibility. / A Dissertação, está com a justificativa a partir de 01 de dezembro de 2015.???

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-11-11T16:11:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 588772 bytes, checksum: b9878ea0c0aaf54e95a8ad227a830c50 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-11T16:11:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 588772 bytes, checksum: b9878ea0c0aaf54e95a8ad227a830c50 (MD5) Previous issue date: 2005-02-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho investigou-se a clarificação do caldo de cana-de-açúcar por processo de coagulação e floculação utilizando o polímero catiônico natural quitosana para fabricação de açúcar tipo mascavo. A otimização do processo de redução de turbidez e cor do caldo bruto com o uso do polímero foi conduzida empregando-se metodologia de superfície de resposta, com intuito de definir o nível de máxima redução de turbidez e o menor índice de cor no caldo clarificado. As variáveis estudadas no processo foram pH do meio, concentração do polímero, tempo de sedimentação, velocidade e tempo de rotação lenta do equipamento Jar-Test. Os testes foram conduzidos em temperatura do caldo de cana de (17,7 ± 2) oC. A velocidade de rotação rápida usada na dispersão do polímero no caldo foi mantida fixa em 100 rpm por três 5 minutos para cada tratamento. O fatorial fracionado 2V−1 foi empregado no planejamento composto central para minimizar o número de experimentos e explicar os efeitos das variáveis e possíveis interações na otimização das respostas. Em relação à resposta redução de turbidez as variáveis significativas foram pH, concentração do polímero e tempo de rotação lenta, sendo que os valores ótimos foram pH igual a 6,0, concentração do polímero de 300 mg/L e tempo de rotação lenta de 4 minutos. Para a resposta medida de cor as variáveis significativas foram pH igual a 5,7 e concentração do polímero igual a 337 mg/L. Observou-se que os maiores valores na redução de turbidez e os menores índices de cor tiveram comportamento próximo à região central do experimento. No caldo clarificado reduziu-se a turbidez em 97,6 % e obteve-se uma medida de cor de 0,066 em absorbância. A clarificação do caldo de cana com quitosana permitiu a fabricação de um açúcar com índice de cor ICUMSA de 3 359 UI. A quitosana mostrou-se eficiente na redução de turbidez e cor do caldo de cana, e além disso, tem a vantagem de ser considerado um produto alimentar. / In this work the clarification of the sugar cane juice was investigated by coagulation and flocculation process using the natural cationic polymer chitosan for production of muscovado type sugar. The optimization turbidity and raw juice color reduction process using the polymer was led using methodology of response surface, aiming at the definition the of greatest turbidity level reduction and the smallest color index in the clarified juice. The variables studied in the process were: pH of the medium, polymer concentration, sedimentation time, speed and slow rotation time of the Jar-Test equipment. The tests were led at the temperature of the sugar cane juice (17,7 ± 2) oC. The fast rotation speed used in the polymer dispersion in the juice was fixed at 100 rpm during three 5 minutes for each treatment. The 2V−1 fractional factorial was used in the composite central planning to minimize the number of experiments, and to explain the effects of the variables and possible interactions in the optimization of the responses. Regarding to the turbidity reduction response the significant variables were pH, polymer concentration, and slow rotation time, being the pH optimum values equals to 6.0, polymer concentration equals to 300 mg/L and, time of slow rotation equals to 4 minutes. For the color measurement response the significant variables were pH equals to 5.7 and polymer concentration equals to 337 mg/L. It was observed that the largest values in the turbidity reduction and the smallest color indexes had close behavior to the central area of the experiment. In the clarified juice the turbidity was reduced in 97.6 % and it was obtained a color measurement of 0.066 in absorbance. The clarification of the sugar cane juice with chitosan allowed the production of a sugar with ICUMSA color index of 3 359 UI. The chitosan was shown efficient in the reduction of the turbidity and of the sugar cane juice color and, besides, it has the advantage of being considered an alimentary product.

Micropartícula de quitosana complexada com íons metálicos [Fe(II), Fe(III), Zn(II)] foram preparadas e caracterizadas a fim de se obter sistemas microparticulados para a adsorção de substâncias. A técnica de preparo utilizada foi a secagem por aspersão, através da qual se obteve micropartículas esféricas colapsadas e com superfície rugosa. O tamanho de partícula foi influenciado tanto pela reação de reticulação com glutaraldeído como pela presença e tipo do metal utilizado para a formação do complexo. A adsorção do ciprofloxacino pelas micropartículas desenvolvidas foi estudada em meio aquoso, O estado de equilíbrio foi influenciado pelo tipo de metal presente na micropartícula e pela concentração inicial de ciprofloxacino na solução. Com o intuito de descrever o mecanismo de adsorção, foram utilizados modelos matemáticos de isotermas de Langmuir e Freundlich, sendo que os dados apresentaram um melhor ajuste para a isoterma de Freundlich. Através da análise de modelos de cinética de pesudo-primeira-ordem e pseudo-segunda-ordem, verificou-se que os dados melhor se ajustaram ao modelo de pseudo-segunda-ordem, indicando que o mecanismo de adsorção do ciprofloxacino pelas micropartículas é através de quimissorção. A determinação da capacidade de adsorção do ciprofloxacino, conduzido in vitro, demonstrou que as micropartículas de quitosana-Fe(III) e quitosana-Zn(II) apresentam efetividade de adsorção. Com isso as micropartículas de quitosana-Fe(III) foram encapsuladas por uma matriz de pectina, sendo este utilizado para a adsorção de antimicrobianos residuais presentes no cólon. A estabilidade das esferas foi determinada em meios digestivos simulados, onde se verificou uma estabilidade de 1 h e 5 h nos meios gástricos e intestinal, respectivamente. Quando as esferas foram incubadas no meio colônico, observou-se uma degradação dependente da concentração de pectina. Com o intuito de evitar a adsorção do ciprofloxacino no meio intestinal, as esferas foram revestidas com Eudragit RS. Estudos de adsorção em meio colônico simulado demonstrou que a capacidade de adsorção das micropartículas de quitosana-Fe(III) não é afeta pela encapsulação na matriz de pectina. O sistema desenvolvido demonstra ser promissor para a extração do ciprofloxacino presente no meio colônico simulado. / The aim of this work was to develop, characterize chitosan- metal ion [Fe(II), Fe(III), Zn(II)] microparticle, and evaluate the adsorption capacities of ciprofloxacin by these complexes. The microparticles were prepared by a spray drying method. They showed good sphericity and a roughness surface morphology. The particle size was influenced by crosslinking reaction and by the kind of metal ion onto the microparticle. A batch adsorption system was applied to study the adsorption of ciprofloxacin from aqueous solution by chitosan-metal ion crosslinked microparticle. The adsorption process was fast, and the equilibrium contact times were influenced by the kind of metal ion onto microparticle. The Langmuir and Freundlich adsorption models were used for mathematical description of the adsorption equilibrium, and it was found that experimental data fitted well to Freundlich model. Adsorption models, based on the assumption of the pseudo-first-order and pseudo-second-order mechanism showed that the pseudo-second-order adsorption mechanism is predominant, and the adsorption process appears to be controlled by the chemical reaction. Chitosan-Fe(III) and chitosan-Zn(II) microparticle demonstrated the highest adsorption of ciprofloxacin. Chitosan-Fe(III) microparticle was encapsulated in a pectin matrix. The system was used for the adsorption of colonic residual antibiotics responsible by the emergence of resistance. The stability of the beads was carried out on simulated digestive media. Beads incubated in simulated gastric and intestinal medium were stable for 1 h and 5 h, respectively. When incubated in simulated colonic medium, beads were then degraded by pectinases contained in the medium. Coating with Eudragit RS was needed to prevent the early adsorption of antibiotics in intestinal medium. Adsorption studies in simulated colonic medium show that the adsorption capacity of chitosan-Fe(III) is not modified after encapsulation within pectin beads making the elimination reaching the colon clinically feasible.

Orientador: Marcos Antonio Corrêa / Coorientador: Hérida Regina Nunes Salgado / Banca: Gislaine Ricci Leonardi / Banca: André Rolim Baby / Banca: Marlus Chorilli / Banca: Vera Lucia Borges Isaac / Resumo: Os compostos fenólicos ocorrem de maneira universal no reino vegetal, sendo os ácidos cinâmicos integrantes desse grupo de compostos orgânicos. O ácido cafeico (AC) é um representante, com potente ação antioxidante, prevenindo o envelhecimento precoce da pele. As clássicas emulsões são muito utilizadas pelo consumidor pelo sensorial agradável e refrescante que proporcionam; no entanto, preparações desenvolvidas na forma de filme ou película seca apresentam-se como uma alternativa tecnológica pela sua facilidade e segurança no transporte. Para vencer a barreira cutânea, sistemas micro e nanoestruturados têm sido desenvolvidos, a fim de facilitar a entrega de ativos disponibilizando-os ao tecido por um período de tempo prolongado, sem causar danos ou toxicidade. O objetivo deste trabalho foi a avaliação exploratória das atividades antioxidante e antimicrobiana do AC a fim de utiliza-lo como um ativo multifuncional veiculado em micropartículas (MP) de quitosana. Assim, foi determinada a atividade antioxidante e antimicrobiana do ácido cafeico. Em seguida, dois tipos de micropartículas de quitosana contendo AC foram obtidas por spray drying. As oriundas de solução hidroalcoólica, denominadas MPI, e as oriundas de solução aquosa, denominadas MPII. As MPs foram caracterizadas físico-quimicamente e incorporadas em uma emulsão e uma preparação cosmética em filme. Por fim foi avaliado o perfil de liberação, permeação in vitro das micropartículas de AC a partir da emulsão e do filme. O... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Phenolic compounds occur universally in the plant kingdom, with cinnamic acids being part of this group of organic compounds. Caffeic acid (CA) is one representative, with potent antioxidant action, preventing the premature aging of the skin. The classic emulsions are widely used by the consumer for the pleasant and refreshing sensory they provide, however, preparations developed in the form of dry film present themselves as a technological alternative for their ease and safety in transportation. To overcome the cutaneous barrier, micro and nanostructured systems have been developed to facilitate the delivery of substances by making them available to the tissue for an extended period of time, without causing damage or toxicity. The objective of this work was the exploratory evaluation of the antioxidant and antimicrobial activities of CA in order to use it as a multifunctional active carried in microparticles (MP) of chitosan. Thus, the chitosan microparticles containing CA were obtained by spray drying and physico-chemically characterized, and then they were incorporated into an emulsion and a cosmetic preparation on film. The antimicrobial and antioxidant activity of caffeic acid was determined and the profile of the release, permeation and in vitro retention of the microparticles of CA from the emulsion and the film were evaluated. The antioxidant activity values of CA were similar to the standards in all tests. In addition, CA showed higher antioxidant activity than ascorbic acid and trolox, and has the advantage of being more stable than ascorbic acid and extracted from natural sources when compared to trolox. The present study showed that caffeic acid has antimicrobial activity against S. aureus, S. epidermidis, E. coli, P. aeruginosa and P. acnes with... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Sistemas nanocarreadores de moléculas orgânicas têm emergido como promissores sistemas para aplicação na terapêutica e/ou diagnóstico. No presente trabalho foram desenvolvidas nanocápsulas poliméricas contendo, em seus diferentes domínios, sondas fluorescentes capazes de fornecer imagem quando analisadas em microscópio de fluorescência confocal, mostrando as potencialidades do sistema como agente para imagem ótica. Uma importante característica de moléculas propostas como marcadores fluorescentes, é que não haja sobreposição dos espectros de absorção e emissão de fluorescência. Para tanto, foi utilizado um corante sintético do grupo dos benzoxazólicos (HBO-C8) para marcação do núcleo lipofílico, e os polímeros PCL e quitosana foram ligados covalentemente aos corantes rodamina B e alaranjado de acridina, respectivamente. As formulações desenvolvidas e caracterizadas com dois ou três marcadores apresentaram caráter nanotecnológico e as fotomicrografias de transmissão revelaram que as nanopartículas contendo HBO-C8 e PCL-Rho (sem quitosana), preservou a morfologia da nanopartícula. Adicionalmente, o HBO-C8 foi quantificado na formulação contendo HBO-C8 e PCL-Rho, onde verificou-se que 98% do corante está internalizado na nanopartícula, alcançando assim, o objetivo proposto de usá-lo como sonda para marcação do núcleo lipofílico. Por meio da microscopia de fluorescência confocal, foram obtidas imagens dos marcadores fluorescentes colocalizados, para as formulações contendo dois ou três domínios fluorescentes, demonstrando que essas nanocápsulas podem ser propostas como uma plataforma promissora para serem empregadas como sondas para imagem ótica. / Nanocarriers systems of organic molecules have emerged as promising systems for application in therapy and diagnosis. In the present study polymeric nanocapsules containing fluorescent probes in their different domains, capable of providing image when analyzed in confocal fluorescence microscope, showing the potential of the system as an agent for optical imaging. An important feature of proposed molecules as fluorescent probes, there is no overlap of the spectra of absorption and fluorescence emission. Thus, a group of synthetic dye benzoxazólicos (HBO-C8) to mark the lipophilic core, and PCL and chitosan polymers were covalently linked to dye rhodamine B and acridine orange , respectively. The formulations developed and characterized with two or three markers showed nanotechnological character and transmission photomicrographs showed that nanoparticles containing PCL-Rho and HBO-C8 (without chitosan) preserved morphology of the nanoparticle. Additionally, the HBO-C8 was was quantified on formulation contained HBO-C8 and PCL-Rho, where it was found that 98% of the dye is internalized in the nanoparticle thus reaching the purpose proposed to use as a probe for marking the lipophilic core . By images of confocal fluorescence microscopy were obtained the colocalized of fluorescent markers to formulations containing two or three fluorescent domains, demonstrating that these nanocapsules can be proposed as a promising platform to be used as probes for optical image.

Orientadora: Profª. Drª. Maria Elizete Kunkel / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2016. / O objetivo deste trabalho foi desenvolver biomateriais compositos ineditos a base de quitosana (QUI) com adicoes de 0, 15, 30, 45, 60 e 75% (m/m) de BiosilicatoR funcionalizado (BG), na forma de particulas micrometricas (tamanho de particula ~3 ¿Êm), obtidas por reacao de estado solido, para futuras aplicacoes na engenharia tecidual. Os compositos foram sintetizados na forma de membrana pela tecnica de evaporacao de solvente. Estes materiais foram caracterizados quanto a composicao e microestrutura por FTIR, DRX e microscopia optica, grau de intumescimento em solucao tampao fosfato (PBS), molhabilidade pelo metodo da gota sessil, propriedade mecanica em ensaio de tracao, bioatividade in vitro,e avaliacao da viabilidade celular com MTT. Ademais, foram feitas analises estatisticas em algumas etapas de caracterizacao (ANOVA, teste T de student e de Tukey), sendo os resultados considerados significativamente diferentes quando p-valor < 0,05.Os resultados mostraram que apos etapa de funcionalizacao do Biosilicato foi possivel incorporar altas fracoes do reforco nos compositos, com boa dispersao de particulas na matriz de quitosana. O aumento da concentracao de BiosilicatoR nos compositos aumentou gradativamente a molhabilidade destes, devido a alta hidrofilicidade das particulas de Biosilicato. Os compositos com teor de Biosilicato de 30 a 60% apresentaram grau de intumescimento estatisticamente semelhante, porem, menores e estatisticamente diferente quando comparado a membrana de quitosana pura, sugerindo assim que a incorporacao de BiosilicatoR interfere na absorcao e retencao de fluidos. De modo geral, o modulo elastico, a resistencia a tracao dos compositos foi estatisticamente semelhante e superiores a membrana de quitosana pura, com excecao do composito com teor de Biosilicato de 75% pois o excesso de reforco resulta em defeitos na estrutura da rede polimerica. Os resultados sugerem que o Biosilicato possa ter reticulado ionicamente os compositos, uma vez que este tipo de reticulacao resulta em um aumento da resistencia mecanica e reducao no grau de intumescimento. Por fim, o teste de bioatividade in vitro mostrou que os compositos sao bioativos apos 7 dias de imersao em SBF e nenhuma das amostras foi considerada citotoxica, de maneira que os valores obtidos na analise quantitativa da viabilidade celular foram estatisticamente semelhantes aos valores do controle negativo. Em conclusao, os resultados evidenciam que a funcionalizacao do Biosilicato permitiu desenvolver compositos bioativos inovadores, com elevadas concentracoes de reforcos vitroceramicos micrometricos, nunca antes relatados na literatura. / The present work proposes to develop a novel biomaterial based on chitosan (CHT) with 0, 15, 30, 45, 60 and 75% (w/w) additions of functionalized Biosilicate® (BG), as microparticles (particle size ~3 ìm), obtained by solid state reaction, for future applications in Tissue Engineering. The composites were fabricated in the form of membranes by solvent casting. The materials were characterized in terms of composition and morphology using FTIR, XRD and optical microscopy, swelling under phosphate buffered saline (PBS) solution, wettability by sessile drop method, mechanical properties in tensile test, in vitro bioactivity test and Cell viability by MTT assay. In addition, statistical analyzes were performed in some characterization stages (ANOVA, T student and Tukey tests), and the results were considered significantly different when p-value <0.05. The results showed that the functionalized Biosilicate® allow us to incorporate high fractions of reinforcement in composites and good dispersion of the microparticles in the chitosan matrix. The addition of BG to CHT increased the wettability of these membranes, due to high hydrophilicity of the Biosilicate microparticle. The membranes containing the BG demonstrated lower degree of swelling when compared with pure chitosan membrane, on the other hand, better elastic modulus and tensile strength. Moreover, the results suggest that composites could be ionically cross linked by Biosilicate, since this type of crosslinking generates an increase in strength and a reduction in degree of swelling. Finally, after seven days, the membranes containing the BG induced the precipitation of bone-like apatite in simulated body fluid (SBF). Pure chitosan and composite membranes were not cytotoxicity. In conclusion, the functionalization of Biosilicate allowed developing innovative bioactive composite using high concentrations of micrometric glass-ceramic reinforcements, never before reported in the literature.

Orientador: Prof. Dr. Arnaldo Rodrigues dos Santos Jr. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2017. / A engenharia tecidual aplicada a regeneracao de lesoes da pele e uma area de estudos interdisciplinar, e envolve principalmente o desenvolvimento de biomateriais em forma de arcaboucos (scaffolds) e a associacao destes as celulas. Biomateriais polimericos naturais, como quitosana (QUI) e acido hialuronico (AH), tem apresentado resultados promissores nesta area, ja que possuem propriedades biomimeticas da matriz extracelular. Este fato motiva o desenvolvimento de arcaboucos como matrizes artificiais que dao suporte mecanico para celulas do tecido a ser regenerado. Neste estudo, acido hialuronico (AH) e quitosana (QUI) foram utilizados para preparo de arcaboucos de QUI e a blenda composta por QUI-AH para a regeneracao tecidual cutanea. Os arcaboucos foram obtidos pela tecnica de gelificacao seguida de liofilizacao, o que resultou em estruturas porosas adequadas para utilizacao em engenharia tecidual, ja que permite melhor interacao e proliferacao celular. Estruturas porosas promovem a vascularizacao, essencial para a nutricao do tecido, e consequentemente, a melhora do processo de reparacao tecidual. Amostras de arcaboucos produzidas foram caracterizadas quanto ao intumescimento em meio de cultura, microscopia eletronica de varredura (MEV) e Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR). A tecnica de liofilizacao nao proporcionou distribuicao e topografia homogeneas e coordenada dos poros, porem obteve-se poros com alta distribuicao ao longo do arcabouco seco com tamanho medio de aproximadamente (20 } 7) ¿Êm em composto por QUI e de (15 } 5) ¿Êm em composto por QUI-AH. Apos o intumescimento, os arcaboucos apresentaram (95.6 }8.8) ¿Êm e (86.3 }13.6) ¿Êm, respectivamente. Ambos os compostos demonstraram perda de massa residual, porem o composto de QUI-AH demonstrou maior diminuicao de massa residual no decorrer do estudo. O presente estudo foi realizado em celulas HaCaT, um modelo in vitro para citotoxicidade cutanea. Os arcaboucos demonstraram-se nao toxicos e proporcionaram adesao e migracao celular das celulas HaCaT e HDFB sobre ambos os substratos. As celulas HaCaT demonstraram maior formacao de colonias e migracao sobre o composto de QUI-AH e HDFB apresentou maior migracao no composto de QUI. / Tissue engineering applied to the regeneration of skin wounds is an area of interdisciplinary study and involves mainly the development of biomaterials in the form of scaffolds and the association of these to cells. Natural polymeric biomaterials, such as chitosan (CS) and hyaluronic acid (HA), have shown promising results in this area since they have biomimetic properties of the extracellular matrix. This fact motivates the development of scaffolds as artificial matrices that give mechanical support to cells of the tissue to be regenerated. In this study, hyaluronic acid (HA) and chitosan (CS) were used to prepare CS and hybrid CS-HA scaffold for cutaneous tissue regeneration. The scaffolds were obtained by the gelation technique followed by lyophilization, which resulted in porous structures suitable for use in tissue engineering since it allows better interaction and cell proliferation. Porous structures promote vascularization, essential for the nutrition of the tissue, and consequently, the improvement of the tissue repair process. Samples of scaffolds produced were characterized by swelling in the culture medium, scanning electron microscopy (SEM) and FTIR. The freeze-drying technique did not provide a homogeneous and coordinated pore distribution and topography, however, the pores with high distribution along of the dry scaffolds were obtained with a mean size of approximately (20 ± 7) ìm in composites composed of CS and (15 ± 5) ìm in the compound by CS-HA. After swelling, they presented (95.6 ±8.8) ìm and (86.3 ±13.6) ìm, respectively. Both compounds showed the residual mass loss, but the CS-HA compound demonstrated a greater decrease in residual mass during the study. The present study was carried out on HaCaT keratinocytes, an in vitro model of skin cytotoxicity. The scaffolds demonstrated no toxicity and provided cell adhesion and migration of HaCaT cells on both substrates. HaCaT cells demonstrated increased colony formation and migration through the CS-HA compound. In the other hand, HDFB presented increased migration through the CS compounds.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300375.pdf: 1753520 bytes, checksum: 7a238137073c307ebb6525f5d803e329 (MD5) / A utilização de polímeros naturais em diferentes objetos do dia-a-dia é desejável, devido à renovabilidade e biodegradabilidade que estes materiais apresentam. Entretanto, nem sempre a utilização de um único componente é viável devido às suas características físico-químicas. Portanto, a combinação de materiais naturais com materiais sintéticos biodegradáveis é interessante para modificar as propriedades funcionais visando uma determinada aplicação, minimizando os impactos ao meio ambiente. Nesta perspectiva, foram estudados laminados de poli(ácido lático)/amido termoplástico (PLA/ATp), com alto teor de amido (70 % em massa), recobertos com quitosana reticulada com glutaraldeído. Os laminados da blenda PLA/ATp foram preparados por termoprensagem (seguida de resfriamento lento ou rápido) e recobertos com quitosana utilizando dois diferentes procedimentos: i) aspersão da solução de quitosana por spray e ii) imersão da superfície do laminado em solução de quitosana; seguidas do processo de reticulação com glutaraldeído. Os laminados com e sem recobrimento foram avaliados com relação à morfologia, cristalinidade, resistência à tração, solubilidade e permeabilidade ao vapor d'água. Os laminados obtidos por resfriamento lento apresentaram índice de cristalinidade de 39 % o que refletiu em valores de resistência mecânica 58 % superiores e permeabilidade ao vapor d'água 50 % menor quando comparados aos laminados resfriados rapidamente. O procedimento de recobrimento produziu materiais com morfologia superficial mais irregular e observou-se um aumento de 150% na resistência mecânica, redução de 64% da solubilidade em água e 33% na permeabilidade ao vapor d´água, quando comparados aos laminados sem recobrimento. Os resultados obtidos para os laminados recobertos indicam uma modificação favorável das propriedades viabilizando a aplicação destes materiais no setor agroalimentar.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:10:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 315354.pdf: 2133522 bytes, checksum: eefe0b703be4f764c790aa76e4b7ac36 (MD5) / Este trabalho descreve o desenvolvimento de novos biossensores para determinação de hidroquinona em creme dermatológico e ácido cafeico em erva-mate empregando a técnica de voltametria de onda quadrada. Inicialmente, um biossensor para hidroquinona foi construído utilizando a enzima peroxidase (PER) obtida do extrato de broto de alfafa (Medicago sativa) imobilizada sobre a superficie de um eletrodo de ouro recoberta com surfactante zwitteriônico 3-(1-tetradecil-imidazólio-3-il)propano-1-sulfonato (ImS3-14) contendo nanopartículas (NP) de ouro dispersas. Na presença de H2O2, esta enzima catalisa a oxidação da hidroquinona a sua correspondente o-quinona, a qual é reduzida eletroquimicamente na superfície do eletrodo a um potencial de +0,09 V vs. Ag/AgCl. Com as condições experimentais otimizadas, o biossensor proposto apresentou uma resposta linear para hidroquinona na faixa de 7,0x10-7 a 8,5x10-6 mol L-1 com um limite de detecção de 2,0x10-7 mol L-1. Esse biossensor apresentou excelentes resultados para a repetibilidade, reprodutibilidade, seletividade e estabilidade. Os resultados obtidos na determinação de hidroquinona em produtos dermatológicos com este biossensor estão de acordo com aqueles obtidos com o método espectrofotométrico em um nível de 95% de confiança com valores de recuperação entre 98,3 a 104,5%. Um segundo biossensor foi desenvolvido utilizando a enzima lacase (LAC) imobilizada em matriz de quitosana previamente reticulada com genipina. O suporte contendo a enzima foi posteriormente incorporado em uma pasta de carbono que apresentou uma resposta linear para ácido cafeico no intervalo de 2,7x10-7 a 3,3x10-5 mol L-1 com limite de detecção de 2,0x10-7 mol L-1. Além disso, a recuperação de ácido cafeico nas amostras de erva-mate variou de 92,8 a 103,1% para os eletrodos desenvolvidos. O método foi aplicado com sucesso na determinação do teor de polifenóis totais em erva-mate sendo que o excelente desempenho do biossensor proposto foi atribuído à efetiva imobilização do lacase no suporte reticulado.<br> / Abstract : This paper describes the development of biosensors applied in the determination of hydroquinone in dermatological cream and caffeic acid in mate herb samples employing square-wave voltammetry technique. Initially, a biosensor for hydroquinone was constructed using peroxidase enzyme obtained from alfalfa sprout extract (Medicago sativa) immobilized on a gold electrode using a solution of the zwitterionic surfactant 3-(1-tetradecyl-3-imidazolio)propanesulfonate (ImS3-14) containing well-dispersed gold nanoparticles. In the presence of H2O2, this enzyme catalyzes the oxidation of hydroquinone to its corresponding o-quinone, which is electrochemically reduced at a potential of + 0.09 V vs. Ag/AgCl at the electrode surface. Under the optimized experimental conditions, the proposed biosensor showed a linear response for hydroquinone in the range of 7.0x10-7 to 8.5x10-6 mol L-1, with a detection limit of 2.0x10-7 mol L-1. This biosensor showed excellent results for repeatability, reproducibility, stability and selectivity. The results obtained in the determination of hydroquinone in dermatological products with this biosensor are in agreement with those obtained with spectrophotometric method at a 95% confidence level with recovery values between 98.3 to 104.5%. A second biosensor was developed using laccase enzyme immobilized in the chitosan matrix previously cross-linked with genipin.The support with laccase was subsequently incorporated into a carbon paste electrode which presented a linear response to caffeic acid in the range from 2.7x10-7 to 3.3x10-5 mol L-1 with a detection limit of 2.0x10-7 mol L-1. In addition, recovery of caffeic acid in mate herb samples ranged between 92.8 and 103.1% to the electrodes developed. The method was successfully applied to the determination of the total phenolic content in the mate herb samples and excellent performance of the proposed biosensor was attributed to the effective immobilization of laccase in the cross-linked support.