Orientador: Leonardo Fernandes Fraceto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:41:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Grillo_Renato_M.pdf: 3217546 bytes, checksum: e0e0715313f026b21d8edb4e55fd94cf (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Muitas das novas tecnologias desenvolvidas atualmente envolvem a nanobiotecnologia, dentre elas, os sistemas carreadores nanoestruturados poliméricos. Os sistemas nanoestruturados poliméricos (SNP) agem como compartimentos transportadores de substâncias bioativas e apresentam tamanho inferior a 1 ?m. Estes sistemas têm a capacidade de alterar as propriedades físico-químicas dos compostos a eles incorporados, levando a algumas vantagens. Para herbicidas estes sistemas podem ser responsáveis pela redução na quantidade de substância química necessária para o controle de pragas, diminuição no risco de poluição ambiental, redução na quantidade de energia gasta, uma vez que se reduz o número de aplicações necessárias comparadas às formulações convencionais e aumento na segurança das pessoas responsáveis pela aplicação do produto no campo. Neste trabalho pretende-se introduzir esta nova abordagem tecnológica de sistemas de liberação modificada para herbicidas triazínicos, preparando e caracterizando dois tipos de nanocápsulas obtidas do polímero biodegradável poli(_-caprolactona) (PCL). Os herbicidas triazínicos escolhidos foram ametrina, atrazina e simazina devido a sua ampla utilização em plantações de cana-de-açúcar e milho no Brasil. Em uma primeira etapa deste projeto foram preparadas nanocápsulas pelo método deposição interfacial de polímero préformado e analisadas quanto sua eficiência de encapsulação, perfil de cinética de liberação, estabilidade físico-química e morfologia. A eficiência de encapsulação dos herbicidas nas nanocápsulas de PCL foi elevada, apresentando valores compreendidos entre 98% e 84% (m/m). O perfil de cinética de liberação do herbicida livre foi mais rápido, quando comparado com o herbicida associado às nanocápsulas. O mecanismo responsável pela liberação dos herbicidas neste sistema foi dado pelo processo de relaxamento das cadeias poliméricas. As suspensões coloidais de nanocápsulas apresentaram tamanho médio entre 200-300 nm, polidispersão baixa e valores de potencial zeta menor que -25 mV. As análises microscópicas mostraram que as nanocápsulas apresentaram-se esféricas, densas e sem agregados. Os espectros de infravermelho das nanocápsulas de PCL contendo herbicidas não apresentarambandas relacionadas aos herbicidas, evidenciando uma interação entre o composto bioativo e a nanopartícula. Na segunda etapa deste projeto foram preparadas nanocápsulas de PCL revestidas com diferentes concentrações de quitosana e encapsulou-se o herbicida atrazina ao sistema. A taxa de encapsulação, o perfil de cinética de liberação e a estabilidade físico-química das formulações também foram avaliados e observou valores de encapsulação compreendido entre 84% e 64% (m/m). O perfil de cinética de liberação do herbicida também foi alterado quando associado às nanocápsulas revestidas e o mecanismo de liberação foi dado pelo processo de difusão e relaxamento das cadeias poliméricas. A estabilidade das formulações foi alterada conforme mudança na concentração de quitosana. Portanto considerando alguns destes resultados e pensando na larga utilização de herbicidas no mundo, o seu uso na agricultura na forma associada a sistemas carreadores de liberação modificada pode ser interessante e bastante promissor do ponto de vista ecológico como econômico / Abstract: Many of the new technologies developed today involve nanobiotechnology, among them, nanostructured polymeric carrier systems. Nanostructured polymeric systems (PNS) compartments act as carriers of bioactive substances and have size less than 1 micrometers. These systems have the ability to change the physicochemical properties of the compounds incorporated into them, leading to numerous advantages. For these systems herbicides may be responsible for the reduction in the amount of chemical needed for pest control, decreased risk of environmental pollution, reduction in the amount of energy expended, since it reduces the number of applications required compared to conventional formulations and increase the safety of persons responsible for applying the product on the field. This study intended to introduce this new technology approach for sustained release systems triazine herbicides, preparing and characterizing nanocapsules produced with poly (_-caprolactone) (PCL). The herbicides were chosen ametryn, atrazine and simazine because of its wide use in sugar cane and corn crops in Brazil. In a first stage of this study was prepared nanocapsules by interfacial polymer deposition method preformed and analyzed for their encapsulation efficiency, release kinetics profile, physical and chemical stability and morphology. The encapsulation efficiency of herbicides in PCL nanocapsules was good, with values between 98% and 84%. The kinetic profile of free herbicide release was modified compared with the herbicide associated with nanocapsules. The mechanism responsible for the release of herbicides in this system was given by the process of relaxation of polymer chains. The colloidal suspensions of nanocapsules present a mean size between 200-300 nm, low polydispersity and zeta potential values lower than -25 mV. The microscopic analysis showed that the nanocapsules were spherical and didn't present aggregates. The infrared spectra of nanocapsules-PCL containing herbicides showed no bands related to herbicides, showing an interaction between the nanoparticle and the bioactive compound. In the second stage of this study was prepared PCL nanocapsules coated with different concentrations of chitosan and encapsulated to the herbicide atrazine to the system. The rate of encapsulation, the profile of release kinetics and physical and chemical stability of the formulations were also evaluated and observed values of encapsulation between 84% and 64%. The profile of release kinetics of the herbicide was also altered when associated with nanocapsules coated and release mechanism was given by the process of diffusion and relaxation of polymer chains. The stability of the formulations was changed according to change in the concentration of chitosan used. So considering some of these results and considering the wide use of herbicides in the world, its use in agriculture as the associated systems for the controlled release carrier can be interesting and very promising in terms of ecological and economical / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Ângela Maria Moraes, José Alberto Fracassi da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T03:16:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RammazzinaFilho_WalterAnibal_M.pdf: 10957404 bytes, checksum: d23a9aea438343039da493db09603556 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O uso de implantes em cirurgias de correção da parede abdominal é freqüentemente necessário. Telas de poli(propileno) podem ser empregadas com sucesso para essa finalidade, possuindo boa aceitação tecidual e baixo custo. O uso deste tipo de biomaterial pode, porém, ocasionar a aderência indesejada entre tecidos e/ou entre órgãos como o fígado e os intestinos e a tela, resultando em dores abdominais, obstrução intestinal e infertilidade. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o de desenvolver uma estratégia de recobrimento de telas de poli(propileno) enfocando a deposição de soluções de quitosana de massa molar baixa e média e de polietilenoglicol (PEG) de massa molar igual a 1000 Da por electrospinning. Para fins de comparação, telas de poli(propileno) foram alternativamente recobertas por imersão com diferentes soluções combinando quitosana e PEG. Nos estudos de recobrimento via electrospinning, foram avaliadas as variáveis tipo de solvente para a dissolução da quitosana e do PEG, vazão de solução de recobrimento, proporção entre quitosana e PEG, diferença de potencial usada durante a deposição e distância entre a tela e o jato de injeção. As telas recobertas através da imersão em soluções de quitosana a 1% (tanto com a de baixa massa molar quanto a com massa molar média) e em soluções de quitosana misturada ao PEG também com concentração de sólidos total de 1% apresentaram-se satisfatórias para fins de barreira física em cirurgias de hérnia, considerando-se o aspecto, a uniformidade, os valores médios de espessura (de 1140 e 990 mm, respectivamente), a perda de massa em fluido corpóreo simulado (5,1 e 8,9%, respectivamente) e a capacidade de absorção do mesmo fluido (0,76 e 0,59 g/g, respectivamente). Já o recobrimento por electrospinning resultou no depósito de fibras emaranhadas na superfície das telas, que apresentaram, então espessuras finais variando entre 581 e 612 mm, perdas de massa entre 4,9 e 9,2% em fluido corpóreo simulado, capacidade de absorção de 0,17 a 0,36 g/g em fluido corpóreo simulado e diâmetros de fibras de 20,9 a 92,2 mm. O recobrimento via electrospinning resultou em biomateriais menos espessos e com menos massa associada, com bom potencial de uso na aplicação pretendida / Abstract: The use of implants in surgical correction of the abdominal wall is frequently required. Polypropylene meshes can be successfully employed for this purpose, having good tissue acceptance and low cost. The use of this biomaterial, however, can lead to undesired adhesion between tissues and/or between organs such as the liver and intestines and the mesh, resulting in abdominal pain, bowel obstruction and infertility. In this context, the objective of this work was to develop different coatings of polypropylene meshes, focusing on the deposition of solutions of chitosan of low and medium molecular weight and polyethylene glycol (PEG) of molecular weight equal to 1000 Da by electrospinning. For comparison, polypropylene meshes were alternatively coated by immersion in different solutions combining chitosan and PEG. In the studies of coating via electrospinning, the effect of the variables type of solvent for the dissolution of chitosan and PEG, coating solution flow rate, chitosan to PEG mass ratio, the potential difference used during the deposition and the distance between the mesh and the injection jet were evaluated. Meshes coated by immersion in chitosan (both with low and medium molar mass) and PEG solutions with total solids concentration of 1% were satisfactory for purposes of physical barrier in hernia surgery, considering aspect, uniformity, mean thickness (1140 and 990 mm, respectively), mass loss (5.1 and 8.9%, respectively) and the capacity of fluid absorption (0.76 and 0.59 g/g, respectively). Coating by electrospinning resulted in the deposition of entangled fibers on the surface of the meshes, which had final thickness ranging between 581 and 612 mm, losses of mass between 4.9 and 9.2% in simulated body fluid, absorption capacity of 0.17 to 0.36 g/g in the same fluid and fiber diameters from 20.9 to 92.2 mm. Coating the meshes via electrospinning resulted in thinner biomaterials and with less associated mass, with good potential for use in the intended application / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Rosiane Lopes da Cunha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T15:16:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilela_JoiceAlinePires_M.pdf: 1796773 bytes, checksum: 34d2e3b8b4543d7ea7cce06e84d31138 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A encapsulação de muitos compostos bioativos, como vitaminas, bactérias probióticas e antioxidantes ajuda na incorporação, proteção, e entrega do bioativo em sítio específico, porém a eficiência da matriz carreadora depende da sua composição e processo de fabricação. Com este intuito, a viabilidade de produção e as características finais de microgéis de gelana formados por extrusão e posterior gelificação iônica foram estudadas. Micropartículas, com tamanho médio entre 70-120 ?m, foram produzidas sob condições amenas de temperatura e concentração, utilizando um processo de atomização seguido de gelificação em soluções de cloreto de cálcio (CaCl2), cloreto de potássio (KCl) ou quitosana. O tamanho das partículas mostrou-se mais dependente das condições de processo (geometria do bico aspersor e velocidade de ar) que das propriedades da solução biopolimérica. No entanto, o aumento da concentração de gelana levou a maior esfericidade dos microgéis obtidos. Com relação aos agentes gelificantes, as micropartículas com gelificação induzida por CaCl2 apresentaram formato mais esférico e maior estabilidade que as partículas formadas a partir de KCl. A obtenção de micropartículas de gelana recobertas com quitosana foi possível somente através de um processo em duas etapas. Na primeira etapa, a gelana foi gelificada através da difusão salina (CaCl2 ou KCl) e posteriormente, as partículas formadas foram recobertas com quitosana. A presença da camada externa de quitosana teve influência na resistência das partículas às condições simuladas da digestão. As partículas estudadas, com ou sem recobrimento de quitosana, resistiram à digestão gástrica, mas na digestão entérica as partículas recobertas com quitosana apresentaram menor grau de fragmentação que as partículas contendo somente gelana. Assim, foi demonstrado que a produção de microgéis formados por interação entre dois biopolímeros de cargas opostas melhorou a eficiência das partículas como material de parede sendo este um potencial veículo de compostos bioativos / Abstract: The encapsulation of many bioactive compounds such as vitamins, antioxidants and probiotic bacteria allows the incorporation, protection, and delivery of bioactive on a specific site, but the efficiency of carrier matrix depends on its composition and manufacturing process. To this aim, the feasibility of production and the final characteristics of the gellan microgels obtained by extrusion process followed by ionic gelation were studied. Microparticles, with average size among 70-120 ?m, were produced under mild conditions of temperature and concentration using an atomization process followed by gelation induced by calcium chloride (CaCl2), potassium chloride (KCl) or chitosan solutions. The particle size was more dependent on process conditions (nozzle geometry and air velocity) than the properties of the biopolymeric solution. However, the increase in gellan concentration led to more spherical microgels. In relation to hardening agents, the microparticles with gelation induced by CaCl2 showed more spherical shape and greater stability than the particles formed by KCl. Gellan microparticles coated with chitosan was possible to obtain only through a two-step process. In the first step, the gellan microgels were obtained through salt diffusion (KCl or CaCl2) and the particles obtained were subsequently coated with chitosan. The presence of the outer layer of chitosan exerted effect on the resistance of the particles to the simulated digestion process. All particles studied, with or without a coating of chitosan, resisted to the gastric digestion, however the chitosan coated particles showed a lower degree of fragmentation than the particles containing only gelan when subjected to the enteric digestion step. Therefore the results obtained showed that the microgels formed by interaction between two oppositely charged polymers improved the efficiency of particles as wall material, showing a great potential as bioactive compounds carrier / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Marcos Akira D'Ávila / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T02:05:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bizarria_MariaTrindadeMarques_D.pdf: 4483205 bytes, checksum: 44e9caae2b1e4e2bd5569681573ba911 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A obtenção de nanofibras de polímeros biocompatíveis, baseadas em quitosana, bem como a montagem de equipamento capaz de produzi-las, foi o principal objeto deste trabalho. Com este propósito, buscou-se de início reunir os dispositivos eletrônicos e mecânicos indispensáveis à prática da eletrofiação e um equipamento básico, de baixo custo, mas funcional foi construído. Com base na literatura, o ácido acético glacial a 90% em água deionizada foi o solvente utilizado para preparo das soluções de quitosana. Para viabilizar o processo da produção das nanofibras pela técnica da eletrofiação utilizaram-se blendas de soluções de quitosana com soluções de outros polímeros biocompatíveis em vez de soluções de quitosana pura. Assim, blendas de soluções de quitosana com soluções aquosas do poli(óxido de etileno) - PEO , bem como, com soluções aquosas de Poli(álcool vinílico) - PVA, em diversas proporções, foram eletrofiadas. O Poli(óxido de etileno) mostrou superior desempenho, como auxiliar na fiação da quitosana, permitindo a obtenção de fibras com até 80% de quitosana, e com diâmetros inferiores àqueles obtidos com as blendas de soluções de quitosana/PVA. A adição de um eletrólito (NaCl) às soluções blendas de quitosana/PEO proporcionou um processo fácil ininterrupto, sendo assim, buscou-se um melhor entendimento sobre as propriedades das soluções da quitosana e do PEO que norteiam comportamentos mais ou menos favoráveis ao processo da eletrofiação, caracterizando-se essas soluções através de estudos de viscosidade, de medidas de tensão superficial e de condutividade elétrica. A morfologia das fibras obtidas foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e, as propriedades térmicas, das membranas nanoestruturadas resultantes da eletrofiação das soluções de Quitosana/PEO, foram avaliadas por análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria diferencial exploratória (DSC). A biocompatibilidade das membranas com teor de quitosana mais elevado (80% quitosana/20% PEO) foi avaliada através de testes de citotoxicidade in vitro, biocompatibilidade in vivo e adesão e crescimento celular in vitro. Adicionalmente, foram conduzidos experimentos visando avaliar o desempenho destas mesmas membranas como carreadoras de fármacos sendo que, a incorporação de nanopartículas de prata (AgNPs), bem como de digluconato de clorexidina apresentaram resultados promissores / Abstract: The development of biocompatible polymer nanofibers based on chitosan and the design and assembly of equipment capable of producing them were the main objectives of this work. For this purpose, the basic electronic and mechanical devices were obtained and a low-cost functional electrospinning setup was built. Based on the literature, glacial acetic acid with concentration of 90% in deionized water was the solvent used to prepare the chitosan solutions. In order to enable the nanofiber production by electrospinning, blends of chitosan solutions with other biocompatible polymers were used instead of pure chitosan solutions. Thus, blends of chitosan solutions with aqueous solutions of poly (ethylene oxide) PEO as well as with aqueous solutions of poly (vinyl alcohol) PVA, in various proportions, were electrospun. The PEO presented superior performance as an aid to obtain chitosan fibers, resulting in fibers with up to 80% of chitosan, and with smaller diameters than those obtained with solutions of blends of chitosan / PVA. The addition of an electrolyte (NaCl) to the chitosan/PEO solution blends has provided an easy and uninterrupted process. Thus, to obtain a better understanding about the properties of chitosan and PEO solutions that lead to more or less favorable behaviors to the electrospinning process, these solutions were characterized by performing viscosity studies and measurements of surface tension and electrical conductivity. The morphology of the fibers was evaluated by scanning electron microscopy (SEM) and the thermal properties of nanostructured membranes resulting from electrospinning of chitosan/PEO solutions were evaluated by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC).The biocompatibility of the higher-content-chitosan membranes (80%chitosan /20% PEO) was evaluated by tests of in vitro cytotoxicity, in vivo biocompatibility and in vitro cell adhesion and growth. In addition, experiments were conducted to evaluate the performance of the same membrane as a carrier of drugs. In this way, the incorporation of silver nanoparticles (AgNPs) and chlorhexidine digluconate showed promising results / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Claudio Airoldi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T09:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_AdrianaPires_D.pdf: 2625082 bytes, checksum: 5ad150ad19ef89615a506cf16abb5e3b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O biopolímero quitosana foi modificado quimicamente a fim de se potencializar suas propriedades. Duas sequências de reações foram realizadas: i) imobilização do metil acrilato seguido da cisteamina, obtendo-se os materiais QMA e QMAC, e ii) imobilização envolvendo o etilenossulfeto, acrilato de metila e cisteamina, obtendo-se os materiais, QE, QEMA e QEMAC. As estruturas correspondentes foram caracterizadas por análise elementar, espectroscopia na região do infravermelho, ressonância magnética nuclear no estado sólido C, termogravimetria, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os novos biopolímeros foram testados para a aplicação em sorção dos cátions de chumbo e cádmio e também do corante aniônico azul reativo e do catiônico verde brilhante. Também foram aplicados para a imobilização e liberação controlada do fármaco ibuprofeno. Os novos biopolímeros obtidos mostraram-se bons sorventes frente aos cátions metálicos e ao corante aniônico. No estudo de cinética de sorção foram utilizadas as equações de pseudo primeira e segunda ordens a fim de verificar o mecanismo que envolve o processo, sendo que o de segunda ordem mostrou-se o mais adequado. Nos experimentos isotérmicos foram utilizadas as equações de Langmuir e Freundlich, onde o modelo de Langmuir foi o que apresentou melhor ajuste. Os materiais também foram utilizados para imobilização e liberação controlada do fármaco, na forma de pastilhas e filmes reticulados com glutaraldeído. Os experimentos mostraram que a liberação é sensível ao pH. As quitosanas quimicamente modificadas permitiram a redução da liberação do fármaco no fluido gástrico, uma vez que os grupos funcionais presentes causam uma diminuição na taxa de intumescimento a pH 1,2, em contraste com o comportamento ocorrido em pH 7,4 que simula o fluido intestinal, onde há um aumento na taxa de intumescimento. Em tais condições a carga negativa do ibuprofeno é eletrostaticamente repelida pela superfície negativa dos derivados da quitosana / Abstract: The chitosan biopolymer is chemically modified in order to enhance its properties.Two sequences of reactions were carried out: i) immobilization of methyl acrylate followed by cysteamine to yield materials QMA and QMAC, and ii) immobilization ethylene sulfide, methyl acrylate and cysteamine to yield materials QE, QEMA, QEMAC. The corresponding structures were characterized by elemental analysis, infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance in solid state C NMR, thermogravimetry, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The new polymers were tested for use in sorption of cations of lead and cadmium and also reactive blue dye anionic and cationic bright green. Were also applied to the immobilization and controlled release of drugs using ibuprofen as a model drug. The new polymers obtained proved to be good sorbents for the metallic cations and the anionic dye. In the sorption kinetics study were used equations first and second pseudo order to verify the mechanism that involves the process, and the second order proved to be the most appropriate. In isothermal experiments were used Langmuir and Freundlich equations, where the Langmuir model showed the best fit. The materials were also used for immobilization and controlled release of the drug in the form of tablets and film crosslinked with glutaraldehyde. The experiments show that the release is pH sensitive. The chemically modified chitosans possible to reduce the release of the drug in the gastric fluid, because functional groups present cause a decrease in swelling rate at pH 1.2. In contrast to the behavior that occurred at pH 7.4 simulated intestinal fluid, where there is an increase in the rate of swelling. Under such conditions the negative charge of ibuprofen is repelled electrostatically by the negative surface of the derivatives of chitosan / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutora em Ciências

Orientadores: Angela Maria Moraes, Paulo de Tarso Vieira e Rosa, Hermínio Cipriano de Sousa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-21T13:49:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Veiga_ItiaraGoncalves_D.pdf: 7420007 bytes, checksum: 72fa5c4f048822ac905a8b95278e63f3 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O corpo humano é recoberto por aproximadamente 2 m2 de pele, e lesões cutâneas, além de causarem danos físicos, mecânicos e térmicos, podem também afetar as funções fisiológicas de outros tecidos, gerando desordens fisiológicas. As membranas desenvolvidas para o tratamento de lesões de pele podem ser constituídas por vários tipos de polímeros, sendo a quitosana um dos mais estudados. Diversos polissacarídeos como alginato, xantana, pectina, goma guar e goma arábica, são capazes de formar complexos com a quitosana, podendo tal combinação contribuir para a melhoria das propriedades das membranas usadas como curativos. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo o estabelecimento de metodologias de preparação e a caracterização de membranas de quitosana e outros biopolímeros, a fim de selecionar as formulações mais adequadas para uso como dispositivo de liberação controlada de fármacos, mais especificamente dos anti-inflamatórios não esteróides diclofenaco de sódio, cetoprofeno e piroxicam, utilizando três formas de incorporação (adição dos fármacos durante a formação da membrana, absorção de solução contendo o fármaco e impregnação de fármaco na presença de CO2 supercrítico). As membranas foram caracterizadas quanto à morfologia, à espessura, à resistência mecânica, à capacidade máxima de absorção de diferentes soluções aquosas, à perda de massa quando expostas a diferentes soluções aquosas simulando fluidos corpóreos, à sorção e permeabilidade ao vapor, à biocompatibilidade in vitro, à eficiência de incorporação do fármaco e à cinética de sua liberação. Membranas de quitosana associada com os polímeros xantana, pectina ou goma guar foram obtidas com sucesso. Estas membranas foram caracterizadas de acordo com as metodologias citadas anteriormente e apresentaram propriedades adequadas para os processos de incorporação. A incorporação de diclofenaco de sódio e piroxicam pelos três métodos propostos foi realizada, apresentando melhores resultados quando a adição dos fármacos foi realizada durante o processamento. Foi possível também incorporar o diclofenaco de sódio por absorção, porém foram observadas baixas eficiências de incorporação (inferiores a 2,7 %) na presença de meio supercrítico. Já para o piroxicam e o cetoprofeno foram obtidas baixas eficiências na incorporação por absorção (menores que 1%), mas resultados relevantes foram alcançados no processo em alta pressão. Nas condições testadas, os fármacos apresentaram liberação na primeira hora de contato, verificando-se que as membranas produzidas não apresentam capacidade de controle da liberação dos agentes ativos / Abstract: The human body is covered by approximately 2 m2 of skin. Skin lesions, in addition to cause physical, mechanical and/or thermal damages, may also affect the physiological functions of other tissues. Membranes developed to treat lesions can be constituted by several types of polymers, being chitosan one of the most studied. Polysaccharides such as alginate, xanthan, pectin, guar gum and arabic gum are capable to form complexes with chitosan that may contribute to improve the properties of membranes used as wound dressings. In this context, this work aimed the development of methodologies to prepare chitosan-based membranes and their characterization, intending to select adequate formulations to be used as delivery devices for three anti-inflammatory agents, namely sodium diclofenac, ketoprofen and piroxicam.The drugs were incorporated by three techniques: addition directly into the polymeric mixture, absorption of drug from solution and supercritical impregnation. The membranes were characterized regarding to morphology, thickness, tensile strength, strain at break, swelling capacity in different aqueous solutions, percentage of mass loss after prolonged exposure to the same media, vapor sorption and permeability, biocompatibility in vitro, drug incorporation efficiency and release kinetic. Chitosan membranes associated with xanthan, pectin or guar gum were successfully prepared and showed properties suitable for the processes of drug incorporation. The incorporation of sodium diclofenac and piroxicam through the three methods proposed was performed, and the most appropriate results were attained when drug addiction was performed during membrane processing. It was also possible to incorporate sodium diclofenac by absorption, but low incorporation efficiencies were observed (below 2.7%) in the presence of the supercritical fluid. For piroxicam and ketoprofen, low incorporation efficiencies were obtained by absorption (less than 1%), but significant results have been achieved in the process at high pressure. Under the conditions tested, the release of all drugs occurred in the first hour of contact, what indicated that the membranes produced were not capable to control the release of the active agents used / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Submitted by Etelvina Domingos (etelvina.domingos@ufpe.br) on 2015-03-03T19:50:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Thatiana Stamford-Arnaud.pdf: 4238948 bytes, checksum: cc5572bb63cc1af251398ed4dd44cdd8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T19:50:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Thatiana Stamford-Arnaud.pdf: 4238948 bytes, checksum: cc5572bb63cc1af251398ed4dd44cdd8 (MD5) Previous issue date: 2012-09 / CNPq / O desenvolvimento de novos materiais baseados no uso da quitosana, a serem empregados em aplicações tecnológicas e biomédicas, é um campo de pesquisa que tem despertado grande interesse. Partículas nanométricas de quitosana têm sido utilizadas com eficiência como carreadores de fármacos, e recentemente, estão sendo estudadas como funcionalizantes de marcadores tumorais. Alguns trabalhos relatam a incorporação de compostos fluorescentes, tais como o FITC (Isotiocianato de Fluoresceína) em nanopartículas de quitosana para a marcação de cultura de células neoplásicas. No entanto, os fluoróforos orgânicos apresentam elevada fotoinstabilidade, além de alto grau de toxicidade em relação a sistemas biológicos. Portanto, o presente trabalho propõe a síntese de quantum dots de semicondutores e sua funcionalização com nanopartículas de cloridrato de quitosana (NCQ) obtidas através do método de gelificação iônica com o tripolifosfato de pentasódio (TPP). Para saber qual a NCQ ideal para esta funcionalização foi feito um estudo preliminar variando o grau de desacetilação e despolimerização a fim de obter nanopartículas com propriedades específicas para a aplicabilidade sugerida no presente trabalho. As técnicas utilizadas para obter a caracterização estrutural, grau de desacetilação e despolimerização das quitosanas foram respectivamente: espectroscopia vibracional na região do infravermelho, análise elementar / ressonância magnética nuclear e medidas de viscosidade. A caracterização morfológica das nanopartículas de quitosana e a determinação do tamanho médio das partículas foram realizadas através da microscopia eletrônica de transmissão (MET) e por medidas de espalhamento dinâmico de luz (DLS), respectivamente. A estabilidade do nanocompósito foi verificada através de medidas de Potencial Zeta. Foram feitos testes de biocompatibilidade dos nanocompósitos através da membrana corialantóide do ovo e pelo método do MTT. A marcação deste nanocompósito inédito em células neoplásicas pulmonares (linhagem NCI-H292) foi observada pela microscopia de fluorescência. Os resultados obtidos comprovaram que o CdS passivado com Cd(OH) e funcionalizado com NCQ na proporção de 50:1 conseguiu marcar culturas de células de câncer de pulmão. Os testes realizados com as membranas corialantóide do ovo sugeriram que o CdS e o CdS/Cd(OH)2 são irritantes. No entanto, o método de MTT mostrou que o CdS/Cd(OH)2, as NCQ e o NC não apresentam atividade citotóxica.

There is a trend in the food industry to develop products with functional ingredients which, when consumed, provides benefits to human health. The objective of this research, prepare meat products with dietary fiber and the influence of the consumption of diets containing these products in the metabolic response of rats. This work consisted of two experimental trials. The first was the development of the following beef burgers: traditional (HT); 7.5% of full golden flaxseed flour (HLI); 7.5% defatted golden flaxseed flour (HLD) and 6% chitosan (HQ). In the second trial, chicken sausages were prepared: traditional (ST); with 7.5% defatted golden flaxseed flour (SLD); 7.5% of full golden flaxseed flour (SLI) and 4% chitosan (SQ). In each test, the physico-chemical aspects, sensory and microbiological of manufactured products were analyzed. These formulations were incorporated into experimental diets in order to analyze the protein quality of the processed products and their effects on normolipidemic and normoglycemic rats metabolism. It was found that the burgers with added fiber showed higher protein content and the HT higher lipid content (8.51%). Observing the stability of hamburgers over 90 days storage, it was noted that there was a declining trend of the values of parameters L* and a* values and increased b* and h* parameters. The HQ had a high pH from time zero (6.59). The HLI had TBARS values above 2.0 mg malonaldeído.Kg-1. According to the analysis of protein quality was observed that the true digestibility (DV) of the burgers with fibers was smaller than the HT and ranged from 80.48% (HLD) to 85.68% (HQ). The PER ranged from 2:33 (casein) to 1.94 (HQ) and the NPR 2.65 (casein) to 2.22 (HQ). In the metabolism of the mice was observed that the animals that received HQ showed lower total cholesterol (138.09 mg / dL) than the other groups. For chicken sausages, the percentage of protein was higher in SLD (16.19%) and the fat content and energy in SLI, 8.9% and 174 kcal. The yield of the sausages with fibers is greater than 93%. Unlike burgers with fibers, the sausages showed good acceptability. Checking the oxidative stability of the chicken sausages for 14 days, it was observed that most had SQ pH 6.6 and the lowest ST 6.1. Regarding the values obtained in the microbiological analyzes with the products, were within the tolerances established by the Brazilian legislation for all treatments. The values of the PER of sausages ranged from 1.74 (SLI) and 1.99 (SLD) and the NPR 1.76 (SLD) to 1.53 (SLI). The DV sausages showed greater than 97%. Rats fed diets containing sausage with whole flaxseed flour and defatted had a lower concentration of triglycerides. Analyzing intestinal physiology, the animals fed burgers and sausages with fibers had higher fecal weight, cecal weight and lower fecal pH. In order to launch the technological meat market a product that can demonstrate functional property to assist the functioning of the intestine and its consumption should be associated with a balanced diet and healthy lifestyle and be considered a source of fiber, the burger could be reformulated to better acceptance by consumers. The sausage could be a promising product for sale in a short period of time. / Existe uma tendência na indústria de alimentos para o desenvolvimento de produtos com ingredientes funcionais que, quando consumidos, proporcionam benefícios à saúde humana. Objetivou-se, nesta pesquisa, elaborar produtos cárneos com fibras alimentares e verificar a influência do consumo de dietas experimentais contendo esses produtos na resposta metabólica de ratos. Esse trabalho foi composto por dois ensaios experimentais. O primeiro foi a elaboração dos seguintes hambúrgueres de carne bovina: tradicional (HT); com 7,5% de farinha de linhaça dourada integral (HLI); 7,5% de farinha de linhaça dourada desengordurada (HLD) e com 6% de quitosana (HQ). No segundo ensaio, foram elaboradas salsichas de carne de frango: tradicional (ST); com 7,5% de farinha de linhaça dourada desengordurada (SLD); 7,5% de farinha de linhaça dourada integral (SLI) e com 4% de quitosana (SQ). Em cada ensaio, foram analisados os aspectos físico-químicos, sensoriais e microbiológicos dos produtos elaborados. Essas formulações foram incorporadas em dietas experimentais a fim de analisar a qualidade proteica dos produtos elaborados e os seus efeitos no metabolismo de ratos normolipidêmicos e normoglicêmicos. Verificou-se que os hambúrgueres com fibras adicionadas apresentaram maior teor de proteína e o HT maior teor de lipídios (8,51%). Observando a estabilidade dos hambúrgueres, ao longo de 90 dias armazenados, percebeu-se que houve tendência de diminuição dos valores dos parâmetros L* e a* e aumento nos valores dos parâmetros b* e h*. O HQ apresentou um pH elevado desde o tempo zero (6,59). O HLI teve valores de TBARS acima 2,0 mg de malonaldeído.Kg-1. De acordo com a análise da qualidade proteica, observou-se que a digestibilidade verdadeira (DV) dos hambúrgueres com fibras foi menor que o HT e variaram de 80,48% (HLD) a 85,68% (HQ). O PER variou de 2.33 (caseína) a 1.94 (HQ) e o NPR de 2.65 (caseína) a 2.22 (HQ). No metabolismo dos ratos observou-se que os animais que receberam HQ apresentaram menor colesterol total (138,09 mg/dL) que os demais grupos. Para as salsichas de frango, a porcentagem de proteína foi maior na SLD (16,19%) e o teor de gordura e energia na SLI, 8,9% e 174 kcal. O rendimento das salsichas com fibras foi superior a 93%. Ao contrário dos hambúrgueres com fibras, as salsichas apresentaram boa aceitação sensorial. Verificando a estabilidade oxidativa das salsichas de frango, durante 14 dias, observou-se que a SQ apresentou maior pH, 6,6 e a ST menor, 6,1. Em relação aos valores obtidos nas análises microbiológicas realizadas com os produtos, apresentaram-se dentro dos limites de tolerância estabelecidos pela legislação brasileira para todos os tratamentos. Os valores do PER das salsichas variaram entre 1.74 (SLI) e 1.99 (SLD) e o NPR de 1.76 (SLD) a 1.53 (SLI). A DV das salsichas apresentou maior que 97%. Os ratos que consumiram dietas contendo salsicha com farinha de linhaça integral e desengordurada apresentaram uma concentração menor de triglicerídeos. Analisando a fisiologia intestinal, os animais que consumiram hambúrgueres e salsichas com fibras apresentaram maior peso fecal, peso cecal e menor pH das fezes. Com o intuito de lançar no mercado tecnológico de carnes um produto que possa alegar propriedade funcional de auxiliar o funcionamento do intestino e que seu consumo deve estar associado a uma alimentação equilibrada e hábitos de vida saudáveis e ser considerado fonte de fibras, o hambúrguer poderia ser reformulado para melhor aceitação pelos consumidores. A salsicha poderia ser um produto promissor para a venda em um curto prazo de tempo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, the synthesis of the oxide zinc aluminate spinel (ZnAl2O4) was realized by the metal-chitosan complexation method in different calcinations temperatures with the purpose of studying their influence in the physical properties of the material. The powders obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), nitrogen adsorption-dessorption by the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, scanning electron microscopy (SEM) and differential thermal analysis (DTA). This material was used as catalyst and its activity was investigated in the photodegradation reaction of an organic textile dye under ultraviolet irradiation. In order to do this research, aqueous solutions of the dye were used in different initial concentrations and different amounts of catalyst. In the photocatalytic tests, parameters like the influence of the dye s calcinations temperature, the influence of the dye s initial concentration and the effect of the catalyst concentration. The rates constants of photocatalytic reactions were determined. The summary of the results demonstrated the obtainment of mesoporous particles with high surface area. The photocatalytic tests indicated that the material prepared in this work shows satisfactory photocatalytic activity for the degradation of the organic pollutant. The initial concentration of the dye as well as the catalyst mass had significant influence in the photocatalytic process. / Neste trabalho foi realizada a síntese do óxido espinélio aluminato de zinco (ZnAl2O4) pelo método de complexação metal-quitosana em diferentes temperaturas de calcinação, a fim de estudar a influência das mesmas sobre as propriedades físicas do material. Os pós obtidos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia no infravermelho (FTIR), adsorção-dessorção de nitrogênio pelo método Brunauer-Emmett-Teller (BET), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise térmica diferencial (ATD). Este material foi usado como catalisador e sua atividade foi investigada na reação de fotodegradação de um corante orgânico têxtil (Vermelho Procion H-E7B) sob irradiação ultravioleta. Para tal estudo, foram utilizadas soluções aquosas do corante em diferentes concentrações iniciais e diferentes quantidades de catalisador. Nos testes fotocatalíticos foram analisados parâmetros como influência da temperatura de calcinação do catalisador, influência da concentração inicial de corante e efeito da concentração de catalisador. As constantes de velocidade das reações fotocatalíticas foram determinadas. Os resultados da síntese demonstram a obtenção de partículas mesoporosas e com alta área superficial. Os testes fotocatalíticos indicaram que o material preparado neste trabalho apresenta satisfatória atividade fotocatalítica para a degradação do poluente orgânico. A concentração inicial do corante bem como a massa do catalisador influenciaram significativamente no processo fotocatalítico.

Fruto-oligossacarídeos (FOS) são fibras prebióticas com poder adoçante considerável, sendo um produto de alto valor para a indústria de alimentos. Açúcar invertido é o produto da hidrólise da sacarose possuindo maior poder adoçante, menor susceptibilidade à cristalização e maior higroscopicidade com relação à sacarose, sendo de grande interesse industrial. Ambos produtos podem ser produzidos por reações enzimáticas, utilizando β-frutosiltransferase e β- frutofuranosidase respectivamente, no entanto processos enzimáticos costumam ser caros devido ao alto custo e baixa estabilidade de enzimas. Esses fatores podem ser contornados com a imobilização da enzima, permitindo a reutilização e por vezes aumentando a estabilidade. No presente trabalho a enzima β-frutosiltransferase proveniente de um extrato comercial de Aspergillus aculeatus (Viscozyme L) foi parcialmente purificada, com resina de troca iônica, imobilizada covalentemente em esferas de quitosana e utilizada na produção de FOS. O processo de purificação aumentou a atividade específica em 6 vezes. A estabilidade do biocatalisador imobilizado foi avaliada em 50 bateladas para produção de FOS, foi observado cerca de 55 % de rendimento em cada batelada, sem perda de atividade detectada após as utilizações. Após esse experimento foi testada a utilização das esferas em reatores contínuos com leito fixo e fluidizado, com rendimentos de 59 % e 54 % respectivamente. A produção de açúcar invertido foi feita utilizando a enzima Maxinvert L (β-frutofuranosidase de Saccharomyces cerevisiae) que foi imobilizada, da mesma forma, em esferas de quitosana e sua utilização foi testada em reatores de leito fixo e fluidizado com rendimentos de 98 % e 94 % respectivamente. Os reatores de leito fixo possuem potencial para estudos envolvendo aplicações industriais tanto para produção de FOS quanto para produção de Açúcar Invertido. / Fructooligosaccharides (FOS) are prebiotic fibre with sweetening power, being a highvalue product for the food industry. Invert sugar is the product of sucrose hydrolysis; it has a higher sweetening power, it is less susceptible to crystallization and has a higher hygroscopicity than regular sugar. Finding many uses in food industry processes. Both products can be obtained by enzymatic reactions using β-fructosyltransferase and β- fructofuranosidase, respectively. However, enzymatic processes are often costly because of high enzymatic cost and lack of operational stability. These drawbacks can be overcome by immobilization of enzyme, enabling reuses and usually increasing its stability. In the present work, β-fructofuranosidase from a commercial preparation from Aspergillus aculeatus (Viscozyme L) was partially purified, covalently immobilized on chitosan spheres and used for FOS production. Partial purification resulted in a 6-fold increase in specific activity. Operational stability of biocatalyst was evaluated along 50 batches, resulting in around 55 % yield on each batch and no loss of activity after batches. The immobilized biocatalyst was also used for FOS production in packed bed and fluidized bed reactors with yields of 59 % and 54 % respectively. Invert sugar production was carried out using Maxinvert L (β- fructofuranosidase from Saccharomyces cerevisiae) immobilized, by the same method, on chitosan spheres. Its application on packed bed and fluidized bed reactors was evaluated resulting in yields of 98 % and 94 % respectively. The packed bed reactors presented potential for further studies aiming industrial applications for FOS and Invert Sugar production.