Devido à grande incidência de pessoas com lesões de pele como queimaduras e úlceras e à baixa disponibilidade de doadores, houve a necessidade de desenvolvimento de biomateriais com a capacidade de mimetizar a pele. Para o desenvolvimento desses biomateriais, polímeros são utilizados na tentativa de alcançar características mais próximas as do órgão alvo. Neste sentido, nosso grupo vem desenvolvendo, há alguns anos, substitutos dermo-epidérmicos, particularmente membranas biodegradáveis e biocompatíveis constituídas de PVAl e quitosana. O PVAl, polímero sintético, foi utilizado para mimetizar a porção dérmica humana e a quitosana, polímero de origem natural, foi utilizada neste estudo para favorecer o crescimento e manutenção da porção epidérmica. Devido às variações destes polímeros obtidos comercialmente, o objetivo deste estudo foi caracterizar as suas propriedades físico-químicas, comparando-as com a membrana anteriormente obtida pelo nosso grupo, com o intuito de confirmar hipóteses de interferências ressaltadas nesse estudo. As membranas de PVAl em estudo (PVAl MP) que obtiveram características morfológicas mais semelhantes ao padrão, foram as irradiadas a 13 e 15 kGy, sendo esta última escolhida por atingir a dose mínima necessária para se obter um material estéril. Estas membranas também foram as que apresentaram maior porcentagem de poros entre 70 e 100 m2. Quanto à quitosana, as principais características estudadas foram o grau de acetilação (DA) e a massa molecular média, ambos os resultados indicaram características diferentes daquelas indicadas comercialmente. Diversos protocolos de preparações de membranas foram feitos a partir de solução de quitosana (2%). A membrana composta de solução de quitosana homogeneizada com glicerol (20%) e seca a temperatura ambiente, apresentou a melhor interação com os queratinócitos. Para a finalização do trabalho esta solução de quitosana foi vertida sobre a membrana de PVAl, liofilizada e intumescida com solução de quitosana (2%) e o conjunto foi mantido à temperatura ambiente até formação do filme de quitosana na face superior, obtendo-se assim uma membrana composta compatível com o sistema dermo-epidérmico. / Due to the frequent incidence of people with skin lesions such as burns and ulcers and the lack of available donors, biomaterials with the capacity to mimic skin must be developed. In order to develop these biomaterials, polymers are used in the attempt to achieve characteristics which are closer to the target organ. In this direction, for several years our group has been developing dermo-epidermic substitutes, specifically biodegradable and biocompatible membranes made up of PVAI and chitosan. PVAI, a synthetic polymer, was used to imitate part of the human dermis and chitosan, a polymer of organic origin, was used in this study to stimulate growth and maintenance of the epidermis. Due to the variations of these commercially obtained polymers, the objective of this study was to characterize their physical and chemical properties, comparing them with the membrane previously obtained by our group with the intention of confirming the hypotheses of interferences put forward in this study. The PVAI membranes in the study (PVAI MP) that obtained characteristics most similar to the standard were those irradiated with 13 and 15 kGy; this last was chosen because it was the minimum dose necessary to achieve sterility. These membranes were also those which had the largest percentage of pores between 70 and 100 m. For chitosan, the principal characteristics studied were the degree of acetylation (DA) and average molecular weight, both results demonstrated different characteristics than commercially indicated. Various membrane preparation protocols were carried out from the chitosan solution (2%). The membrane composed of the solution of chitosan homogenized with glycerol (20%) and dried at room temperature had the best interaction with keratinocytes. To finalize the study, this chitosan solution was poured over a PVAI membrane, lyophilized and impregnated with chitosan (2%) solution and the compound was kept at room temperature until a chitosan film formed on the upper surface, thus obtaining a composite membrane compatible with the dermo-epidermic system.

Devido à grande incidência de pessoas com lesões de pele como queimaduras e úlceras e à baixa disponibilidade de doadores, houve a necessidade de desenvolvimento de biomateriais com a capacidade de mimetizar a pele. Para o desenvolvimento desses biomateriais, polímeros são utilizados na tentativa de alcançar características mais próximas as do órgão alvo. Neste sentido, nosso grupo vem desenvolvendo, há alguns anos, substitutos dermo-epidérmicos, particularmente membranas biodegradáveis e biocompatíveis constituídas de PVAl e quitosana. O PVAl, polímero sintético, foi utilizado para mimetizar a porção dérmica humana e a quitosana, polímero de origem natural, foi utilizada neste estudo para favorecer o crescimento e manutenção da porção epidérmica. Devido às variações destes polímeros obtidos comercialmente, o objetivo deste estudo foi caracterizar as suas propriedades físico-químicas, comparando-as com a membrana anteriormente obtida pelo nosso grupo, com o intuito de confirmar hipóteses de interferências ressaltadas nesse estudo. As membranas de PVAl em estudo (PVAl MP) que obtiveram características morfológicas mais semelhantes ao padrão, foram as irradiadas a 13 e 15 kGy, sendo esta última escolhida por atingir a dose mínima necessária para se obter um material estéril. Estas membranas também foram as que apresentaram maior porcentagem de poros entre 70 e 100 m2. Quanto à quitosana, as principais características estudadas foram o grau de acetilação (DA) e a massa molecular média, ambos os resultados indicaram características diferentes daquelas indicadas comercialmente. Diversos protocolos de preparações de membranas foram feitos a partir de solução de quitosana (2%). A membrana composta de solução de quitosana homogeneizada com glicerol (20%) e seca a temperatura ambiente, apresentou a melhor interação com os queratinócitos. Para a finalização do trabalho esta solução de quitosana foi vertida sobre a membrana de PVAl, liofilizada e intumescida com solução de quitosana (2%) e o conjunto foi mantido à temperatura ambiente até formação do filme de quitosana na face superior, obtendo-se assim uma membrana composta compatível com o sistema dermo-epidérmico. / Due to the frequent incidence of people with skin lesions such as burns and ulcers and the lack of available donors, biomaterials with the capacity to mimic skin must be developed. In order to develop these biomaterials, polymers are used in the attempt to achieve characteristics which are closer to the target organ. In this direction, for several years our group has been developing dermo-epidermic substitutes, specifically biodegradable and biocompatible membranes made up of PVAI and chitosan. PVAI, a synthetic polymer, was used to imitate part of the human dermis and chitosan, a polymer of organic origin, was used in this study to stimulate growth and maintenance of the epidermis. Due to the variations of these commercially obtained polymers, the objective of this study was to characterize their physical and chemical properties, comparing them with the membrane previously obtained by our group with the intention of confirming the hypotheses of interferences put forward in this study. The PVAI membranes in the study (PVAI MP) that obtained characteristics most similar to the standard were those irradiated with 13 and 15 kGy; this last was chosen because it was the minimum dose necessary to achieve sterility. These membranes were also those which had the largest percentage of pores between 70 and 100 m. For chitosan, the principal characteristics studied were the degree of acetylation (DA) and average molecular weight, both results demonstrated different characteristics than commercially indicated. Various membrane preparation protocols were carried out from the chitosan solution (2%). The membrane composed of the solution of chitosan homogenized with glycerol (20%) and dried at room temperature had the best interaction with keratinocytes. To finalize the study, this chitosan solution was poured over a PVAI membrane, lyophilized and impregnated with chitosan (2%) solution and the compound was kept at room temperature until a chitosan film formed on the upper surface, thus obtaining a composite membrane compatible with the dermo-epidermic system.

Foram realizados estudos buscando otimizar as condições reacionais para obtenção de um sal (QN) de naproxeno (NAP) e o biopolímero quitosana (QP). Essa matriz (QN) foi utilizada para o estudo do equilíbrio de dissociação do anti-inflamatório. Para tanto, foram estudadas as melhores condições em relação aos parâmetros tempo reacional, temperatura de reação e razão molar dos reagentes. Os produtos foram caracterizados por ressonância magnética nuclear de hidrogênio e carbono 13, 1H e 13C RMN, espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier, FTIR, espectroscopia eletrônica na região do ultravioleta-visível na modalidade reflectância difusa, UV-vis, difração de raios X (DRX) e técnicas termoanalíticas: termogravimetria (TG), análise térmica diferencial (DTA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Além disso, estudou-se a evolução dos gases por termogravimetria acoplada a espectroscopia vibracional na região do infravermelho (TG-FTIR). Verificou-se que o maior rendimento de sal foi obtido nas seguintes condições reacionais: 24 horas, temperatura de 60°C e razão molar de 1 mol de QP para 1,05 mol de NAP. Este produto de reação foi chamado de QN1. Neste caso, quando calculado o grau de substituição (GS) por meio da técnica de RMN 13C, observou-se um GS de 19,1 %, sugerindo uma neutralização do grupo NH2 ligado ao C2 do biopolímero com o grupo COOH presente no fármaco. Nos espectros de FTIR foram observadas bandas que correspondem a formação de um produto diferente de QP e NAP, corroborando com a hipóstese de formação do sal QN1. No espectro do UV-vis notou-se as três bandas referentes à absorção dos grupos cromóforos pressentes no sal. Nos difratogramas, verificou-se um pico na região de ~22Ø em QN1, sendo esse já observado como um ombro em QP, porém houve um incremento, além disso, alterações no índice de cristalinidade da quitosana, sugeriram modificações na sua estrutura semicristalina após reação com o NAP. As curvas TG/DTG/DTA mostraram alterações no comportamento térmico do QN1 em relação à QP, evidenciou que a modificação leva a mudanças no comportamento térmico e sugerem a presença de NAP na matriz biopolimérica. A caracterização corroborou hipótese de formação do sal, QN1, pois houveram modificações nos intervalos de perda de massa, assim como, pela razão entre a terceira e segunda perda de massa, pode-se verificar um ganho de estabilidade. Com objetivo de melhorar a capacidade de interação NAP-QP, realizou-se a reticulação das cadeias de quitosana com epicloridrina. No entanto, a reação teve um menor rendimento quando comparada com o sal não reticulado. Verificou-se pelas diferentes técnicas de caracterização, sobretudo, por RMN 13C que, ao invés de organizar e deixar os grupos amino ainda mais suscetíveis à reação, a estrutura da quitosana organizou-se de forma que houve menos interação com o fármaco. Portanto, para os sais QN1 e QPEPIN1 foi realizado o estudo do equilíbrio de dissociação por HPLC, em diferentes pHs 2,00 e 7,00, simulando condições do intestino e estômago, afim de verificar o seu perfil de dissociação e comportamento nessas soluções. Desse modo, verificou-se que em pH 2,00 para QN1 ocorre a dissociação mais rapidamente quando comparada com pH 7,00. Já o sal reticulado QPEPIN1, sua dissociação em pH 2,00 é mais lenta quando comparada com pH 7,00. / Studies were carried out to optimize the reaction conditions to obtain a naproxen (NAP) salt (QN) and the chitosan biopolymer (QP). This matrix (QN) was used for the study of anti-inflammatory dissociation equilibrium. For this, the best conditions were studied in relation to the parameters reaction time, reaction temperature and molar ratio of the reactants. The products were characterized by nuclear magnetic resonance of hydrogen and carbon 13, 1H and 13C NMR, Fourier transform infrared vibration spectroscopy, FTIR, ultraviolet-visible electronic spectroscopy in the diffuse reflectance, UV-vis, diffraction (XRD) and thermoanalytical techniques: thermogravimetry (TG), differential thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC). In addition, the evolution of gases by thermogravimetry coupled to infrared vibrational spectroscopy (TG-FTIR) was studied. It was found that the higher salt yield was obtained under the following reaction conditions: 24 hours, temperature of 60 ° C and molar ratio of 1 mol of QP to 1.05 mol of NAP. This reaction product was called QN1. In this case, when calculating the degree of substitution (GS) by the 13C NMR technique, a GS of 19.1% was observed, suggesting a neutralization of the NH2 group bound to the C2 of the biopolymer with the COOH group present in the drug. In the FTIR spectra were observed bands corresponding to the formation of a product different than QP and NAP, corroborating with the hypothesis of QN1 salt formation. In the UV-vis spectrum the three bands were observed for the absorption of the chromophore groups present in the salt. In the diffractograms, there was a peak in the region of ~22Ø in QN1, which was already observed as a shoulder in QP, but there was an increase, in addition, changes in the index of crystallinity of chitosan, suggested modifications in its semicrystalline structure after reaction with the NAP. The TG / DTG / DTA curves showed changes in the thermal behavior of QN1 in relation to QP, showing that the modification leads to changes in the thermal behavior and suggest the presence of NAP in the biopolymer matrix. The characterization confirmed the hypothesis of salt formation, QN1, because there were modifications in the intervals of mass loss, as well as, by the ratio between the third and second loss of mass, a stability gain can be verified. In order to improve the NAP-QP interaction capacity, the chitosan chains were crosslinked with epichlorohydrin. However, the reaction had a lower yield when compared to the uncrosslinked salt. It was verified by the different characterization techniques, mainly by 13C NMR that, instead of organizing and leaving the amino groups even more susceptible to reaction, the chitosan structure was organized in a way that there was less interaction with the drug. Therefore, for the salts QN1 and QPEPIN1 the study of the equilibrium of dissociation by HPLC, at different pHs 2,00 and 7,00, was carried out, simulating conditions of the intestine and stomach, in order to verify their profile of dissociation and behavior in these solutions. Thus, it was found that at pH 2.00 for QN1 dissociation occurs more rapidly when compared to pH 7.00. Already the crosslinked salt QPEPIN1, its dissociation at pH 2.00 is slower when compared to pH 7.00.

Orientador: Marisa Masumi Beppu / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T08:45:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Godoi_FernandaCondide_D.pdf: 6019663 bytes, checksum: 38baf78eef2e8c653a42f1495127a3c1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Dentre os biopolímeros que têm maior capacidade em formar complexos metálicos, a quitosana (QUI) ocupa posição de destaque. Os materiais feitos de quitosana-metal podem ter aplicações em diferentes campos, tais como: na engenharia ambiental, na medicina, na catálise e até no desenvolvimento de biosensores. A quitosana pode atuar como um agente redutor e estabilizante de nanopartículas metálicas. O presente estudo aborda o tema que envolve o estudo de nanopartículas metálicas tendo como suporte quitosana. Escolheu-se como metal o cobre, pois a adsorção deste pela quitosana já é bem conhecida pela comunidade científica. Neste contexto, objetivou-se: (1) Sintetizar e caracterizar membrana QUI contendo nanopartículas de cobre; (2) avaliar o comportamento higroscópico e a (3) influência da presença de nanopartículas de cobre na adsorção de Cr(VI) e V(V) em membrana QUI. As nanopartículas de cobre foram sintetizadas pela reação de oxi-redução entre os cátions Cu(II), adsorvidos previamente à membrana de quitosana, e o agente redutor NaBH4. Verificou-se, por meio da técnica Espectroscopia de Absorção de Raios X Dispersiva (DXAS), que ao final do processo de redução as espécies de cobre eram compostas por 63% de Cu(0) e 37% de Cu(I). O comportamento higroscópico das membranas de quitosana com e sem cobre foi avaliado por curvas isotérmicas (25 °C) de sorção de água em equipamento DVS. As curvas foram analisadas pelo Modelo GAB e pela teoria de Zimm-Lundberg. De acordo com a segunda teoria, a formação de "clusters" de água ocorre para umidade relativa > 60% na estrutura das membranas testadas. A obtenção da curva isotérmica sob atmosfera de ar sintético mostrou que a quitosana previne ou retarda a oxidação do cobre. Além disso, avaliou-se o efeito do cobre na adsorção de Cr(VI) e V(V) em membrana de quitosana, por meio de curvas cinéticas e isotérmicas (pHs 4 e 6) e ensaios de caracterização (XPS, FTIR, EDX, ESEM e TEM). Diferentemente do Cr(VI), o comportamento cinético para o V(V) foi caracterizado pelo período de difusão interna. Para as membranas com cobre, observou-se existência de dois sítios de adsorção associados a: (1) reações de oxi-reduções entre os pares Cr(VI)/Cu(I) ou Cu(0) e V(V)/Cu(I) ou Cu(0) e (2) atração eletrostática entre os ânions cromato/vanadato e a quitosana. Nas melhores condições testadas (pH=4), a membrana com cobre apresentou capacidade máxima de adsorção igual a 4,36 e 12,2 mmol g-1 para a adsorção de Cr(VI) e V(V), respectivamente, segundo o modelo de Langmuir Duplo-sítio. A membrana de quitosana com nanopartículas de cobre mostrou-se um produto com promissora aplicação como adsorvente em soluções de Cr(VI) e V(V) / Abstract: Among the biopolymers that have better capacity to form metal complexes, chitosan (CHI) occupies a prominent position. Materials made from chitosan-metal may have applications in different fields such as: engineering environment, medicine, catalysis and even the development of biosensors. Chitosan can act as a reducing agent and stabilizer for metal nanoparticles. The present study reports about the study of metal nanoparticles supported by chitosan. The objectives can be summarized as follows: (1) to synthesize and characterize membrane CHI containing copper nanoparticles, (2) to explore the hygroscopic behavior and (3) the influence of the presence of copper nanoparticles in the adsorption of Cr(VI) and V(V) on CHI membrane. Copper nanoparticles were synthesized by oxidation-reduction reaction between Cu(II), previously adsorbed on CHI membrane and the reducing agent NaBH4. It was found, by DXAS technique, that the copper species were composed of 63% Cu(0) and 37% Cu(I) after the reduction process. The hygroscopic behavior of CHI membrane, with and without copper, was evaluated by isotherms (25 ° C) of water sorption in DVS equipment. The curves were analyzed by the GAB model and the theory of Zimm-Lundberg. According to the second theory, the formation of water clusters occurs at relative humidity > 60%. The attainment of isothermal curve under synthetic air atmosphere showed that chitosan prevents or delays the oxidation of copper. In addition, we evaluated the effect of copper on the adsorption of Cr(VI) and V(V) on CHI membrane by means of kinetic/isothermal (pH 4 to 6) curves and laboratory characterization (XPS, FTIR, EDX , ESEM and TEM). Differently of Cr(VI), the kinetic behavior for V(V) was characterized by internal diffusion. For membranes with copper it was observed the existence of two adsorption sites that were associated with: (1) redox reactions between pairs Cr(VI)/Cu(I) or Cu(0) and V(V)/Cu(I) or Cu(0) and (2) electrostatic attraction between the anions chromate/vanadate and chitosan. Under the best conditions tested (pH = 4), the membrane with copper showed maximum adsorption capacity equal to 4.36 and 12.2 mmol g-1 for the adsorption of Cr(VI) and V(V), respectively, according to the Bi-site Langmuir model. The CHI membrane with copper nanoparticles can be a promising product with application as an adsorbent for Cr(VI) and V(V) metallic solutions / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutora em Engenharia Quimica

Ingeniero Civil Químico / El presente trabajo de Memoria de Título tiene como objetivo el estudio de la actividad fotocatalítica de nanocompositos de TiO2-quitosano en el rango de luz visible. De manera de cumplir el objetivo de este trabajo, se plantearon como objetivos específicos la síntesis y caracterización de tres compositos en polvo de TiO2 y quitosano con 25, 50 y 75% en peso de contenido de titania, QT-25, QT-50 y QT-75, respectivamente, para posteriormente medir y comparar su actividad fotocatalítica tanto en el rango UV como en el rango visible de la luz para la descomposición de anaranjado de metilo (AM), que fue utilizado como contaminante modelo de efluentes de plantas textiles. Finalmente, se analizaron los resultados obtenidos de forma de entender el efecto que tiene el quitosano sobre el TiO2. Se efectuaron estudios de difracción de rayos X (DRX), espectroscopía UV-vis, espectroscopía IR, fotoluminiscencia y superficie BET como métodos de caracterización de los compositos. Los resultados de las caracterizaciones muestran que a medida que aumenta el contenido de polímero en los compositos, cambia la estructura cristalina por la formación de aglomeraciones, mientras que la cristalinidad del TiO2 no se ve afectada por la adición de quitosano. La espectroscopía UV-vis arrojó que el quitosano logra disminuir el band gap del TiO2 generando un corrimiento al rojo. Para la fotocatálisis en rango UV se observó que el TiO2 degradó el AM en un 64,77%, siendo esta la mayor eficiencia en esta prueba. En el rango visible, la mayor eficiencia la alcanzó el composito QT-75, con un 63,55% de degradación del AM, mientras que los compositos QT-50 y QT-25 lo degradaron en un 48,08 y 42,08%, respectivamente. El análisis cinético de primer orden arroja que existen dos etapas diferenciadas durante la reacción de fotodegradación del AM, primero con alta velocidad de reacción para después disminuir, probablemente debido a fenómenos de transferencia de masa sumado al descenso en la concentración del tinte lo que dificulta que se mantenga una alta velocidad de degradación a lo largo de la prueba. A modo de conclusión, el estudio permite confirmar que el quitosano es capaz de aumentar la actividad fotocatalítica del TiO2 en el rango visible de la luz, al disminuir su band gap y aportar con la presencia de los grupos amino e hidroxilo para la formación de radicales oxidantes O2●-, OH●. De manera de proyectar el trabajo es posible la exploración de nuevas aplicaciones más allá del tratamiento de agua como la producción de hidrógeno o el mejoramiento del sistema de tratamiento ya existente mediante adición de iones metálicos al composito de mejor desempeño.

Memoria para optar al título de Ingeniero en Alimentos / Desde que el hombre descubrió la necesidad de guardar alimentos en épocas de escasez, ha desarrollado técnicas para su conservación. Durante muchos años se han estudiado películas comestibles, capaces de aumentar la vida útil de alimentos perecederos ya cosechados. El creciente interés de fomentar una tecnología más amigable con el medio ambiente ha hecho que en la actualidad el estudio de películas comestibles biodegradables se haya posicionado lo suficiente como para abrir paso a un sin fin de investigaciones ligadas al tema, todo esto debido al gran potencial que tienen éstas para poder prolongar la vida útil de los alimentos frescos o mínimamente procesados manteniendo óptimas características organolépticas y mejorando la calidad e inocuidad, todo esto gracias a la variedad de materiales naturales y biodegradables que son posibles utilizar para su composición, y así poder desplazar en un futuro a los materiales sintéticos. Sin embargo, la naturaleza hidrofílica de estas películas se traduce en pérdida de propiedades de barrera. Una de las estrategias para disminuir la permeabilidad al vapor de agua de estas películas es la adición de nanopartículas. El objetivo de este estudio fue el de evaluar el efecto de la adición de nanopartículas de quitosano tripolifosfato en la permeabilidad al vapor de agua y propiedades mecánicas de películas de quitosano y quitosano-quínoa. El efecto en la permeabilidad al vapor de agua se midió usando el método de la copa húmeda, se evaluaron las propiedades mecánicas y se determinaron los parámetros de secado. Se pudo concluir que la adición de nanopartículas de quitosano tripolifosfato en las películas de quitosano en una concentración al 1% es efectiva en disminuir la permeabilidad al vapor de agua y no se ven afectadas las propiedades mecánicas en relación al control. Además, la adición de nanopartículas de quitosano tripolifosfato en las películas de quitosano-quínoa en una concentración al 1% disminuye la permeabilidad al vapor de agua pero si se ven afectadas las propiedades mecánicas / Ever since mankind discovered the need to store food in times of scarcity, it has developed techniques for food conservation. For many years, edible films have been studied, capable of increasing the shelf life of perishable foods already harvested. The growing interest to promote enviromentaly friendly technologies has placed the study of biodegradable edible films in a position that allows endless reaserch on the subject, all because of the great potential these films have to extend the shelf life of fresh foods and minimally-processed foods, maintaining optimal organoleptic characteristics and improving the quality and safety, all thanks to the variety of natural and biodegradable materials that are possible to use for their composition, with hopes of replacing synthetic materials in the future. However, the hydrophilic nature of these films results in loss of barrier properties. One strategy to reduce water vapor permeability of these films is the addition of nanoparticles. The aim of this study was to evaluate the effect of the addition of chitosan tripolyphosphate nanoparticles on the water vapor permeability and mechanical properties of chitosan and chitosan-quinoa films. The effect on water vapor permeability was measured using the wet cup method. We evaluated the mechanical properties and we determined the drying parameters. It was concluded that the addition of chitosan tripolyphosphate nanoparticles in the films of chitosan in a concentration of 1% is effective in decreasing the permeability to water vapor and did not affect the mechanical properties relative to control. Furthermore, the addition of chitosan tripolyphosphate nanoparticles in the films of chitosan-quinoa in a concentration of 1% decreases the permeability to water vapor but did affect the mechanical properties / Innova-Corfo

Conhecida popularmente por sua capacidade cicatrizante, a casca de banana verde foi objeto de estudo deste trabalho para que juntamente com a quitosana, material amplamente estudado como biomaterial por suas propriedades cicatrizantes, anti-inflamatórias e antibacterianas, formasse uma membrana com aplicações em lesões cutâneas. O tratamento de feridas da pele (queimaduras, úlceras, feridas cirúrgicas e de diabetes) é um problema mundial devido às possíveis complicações decorrentes do processo de cicatrização, como infecções, septicemia e até o óbito. Este estudo fez-se interessante por ser a banana um fruto amplamente cultivado ao redor do mundo, assim como o fato de a quitosana ser derivada da quitina, um subproduto da indústria pesqueira, de modo que sua produção seja econômica e ambientalmente viável. Para a preparação das membranas a base de quitosana, foram estudados dois diferentes métodos de extração dos princípios ativos da casca de banana verde, o método da decocção e da secagem. Ambos os métodos apresentam bons resultados em relação às características mecânicas das membranas formadas, ressaltando-se que foi necessária a utilização de quantidades menores de pó obtido no método da secagem para que as membranas produzidas apresentassem uma textura melhor. No processo de cicatrização cutânea a região afetada deve ser mantida úmida, por isso foi feito o teste de comportamento hídrico das membranas, avaliando-se a porcentagem de intumescimento. Todas as membranas produzidas apresentaram elevada capacidade de intumescimento quando imersas em solução tampão de pH semelhante ao sangue, em temperaturas próximas a da temperatura corporal, 37º C. As membranas também apresentaram permeabilidade ao vapor d’água, sendo que a membrana preparada com casca de banana em pó, devido a maior presença de sólidos em suspensão, os quais aumentaram o volume livre entre as moléculas, possibilitou uma maior passagem de vapor d’água através da mesma. O caráter hidrofílico das membranas foi comprovado pelas análises de ângulo de contato. A temperatura de fusão, Tm, obtida por meio da análise de DSC, sugere que as membranas formadas com a casca em pó, têm um grau de cristalinidade menor que as demais. Ambos os métodos foram eficientes na preparação de membranas com resultado inibitório de crescimento das bactérias analisadas, S. aureus e E. coli. Conclui-se que os dois métodos estudados para extração dos metabólitos na casca de banana verde foram eficientes para formação de membranas com características adequadas para o uso em cicatrização de feridas cutâneas. / Popularly known for its healing ability, the banana peel of the unripe fruit has been the object of this study forming a membrane to be used in skin injuries, together with chitosan, material widely studied as a biomaterial due to its healing properties, anti - inflammatory and antibacterial activity. The treatment of skin wounds (burns, ulcers, surgical wounds and diabetes) is a worldwide problem because of the possible complications of the healing process, such as infection, sepsis and even death. This study is interesting because banana is widely cultivated around the world, as well as the fact that chitosan is derived from chitin, a byproduct of the fishing industry, which makes its production economically and environmentally viable. For the preparation of the membranes based on chitosan , two different methods of extraction of the actives principles from the unripe bananas peels were studied, the method of drying and the method of decoction. Both methods has given good results in relation to the mechanical characteristics of the formed membranes, except the dried product that need to have reduced the quantity of power in order to produce a membrane with a better consistency. In the wound healing process the affected area should be kept moist. The behavior of the membranes in pH similar to blood and at temperature near to body temperature was done measuring the percentage of swelling capacity. All the membranes showed swelling capacity and permeability to water vapor. The analysis of contact angle showed the hydrofhilic nature of the membranes. The melting temperature, Tm, obtained by DSC analysis suggests that the membranes formed with the powder of the peels have a lower degree of crystallinity than the others. Both methods were efficient to prepare membranes that were able to inhibit the bacterial growth, S. aureus e E. coli. The conclusion is that the two methods studied for the extraction of metabolites of green banana peel were efficient for the formation of membranes capable to be used in wound healing characteristics.

En esta investigación se estudió el proceso de adsorción de iones plata (Ag+), sobre polímeros naturales provenientes de la industria pesquera. Se utilizó quitina y sus derivados, quitina calcárea y quitosano, para determinar su potencial aplicación al tratamiento de efluentes provenientes de desechos industriales que contengan este metal precioso en bajas concentraciones. Tanto la quitina como el quitosano fueron caracterizados por espectroscopias: FT-IR , 1H-RMN y microscopía electrónica de barrido(SEM). Los experimentos de biosorción se realizaron tomando en cuenta las variables pH, temperatura y concentración de Ag+ en la solución, así, como el tamaño de partícula del biosorbente. Se encontró que la máxima capacidad de adsorción de Ag+ por parte de los biopolímeros (30% en la quitina, 80% en la quitina calcárea y 99 % en el quitosano) ocurre en un rango de pH entre 4 y 8. El estudio de la cinética muestra que el proceso de biosorción ocurre rápidamente en los primeros minutos para después continuar aumentando muy lentamente hasta llegar al equilibrio. También se obtuvieron las respectivas isotermas de adsorción para cada biopolímero, de estas curvas se obtuvieron los valores de capacidad máxima de retención. El quitosano presenta buena propiedades de retención de Ag+, seguido por la quitina calcárea, mientras que la quitina no presenta buenas propiedades de retención, aunque mejora un poco al disminuir su granulometría y al aumentar la temperatura del proceso. También se evaluó la posibilidad de reusar al quitosano dado que se obtuvo una alta capacidad al desorberlo previamente con H2SO4 y Na2SO3, obteniéndose 30 y 85% de Ag+, respectivamente. / Tesis

Neste tabaho foram preparados flmes de quitosana para uso como matzes na liberação tóica de ácido hialurônico tendo em vista ação cosmética atavés da hidratação da pele. Neste caso, a integdade fsica dos flmes e biocompatibilidade com a pele foram requisitos fndamentais paa alicação cosmética. Uma vez que a quitosana requer um meio ácido para ser processada, a seleção do tipo de ácido e agente neutalizante é necessára para preaação de flmes com tais características. Soluções aquosas de ácido acético e ácido cítco fora sugeridas como meio dispersate aos flmes; concomitatemente, soluções aquosas de hidróxido de sódio:cabonato de sódio pH 9,0, carbonato de sódio pH 5,7 e tampões acetato ou citato pH 5,0 e 5,7 foram propostas como neutalizantes. Para seleção da composição flmogênica apropriada a este estudo, foram efetuadas avaiações estatísticas dos efeitos dos fatores de preaação do flme nas proriedades fsico-químicas do flme. Adicionalmente, aálise térica simultânea e calorimetia exploratória diferencial fora reaizadas. A neutalização em tampão citato pH 5,0, sem glicerol, originou flmes biocompatíveis com melhor integdade fsica para uso na liberação de ácido hialurônico utilizado um modelo de pele de porco. A composição flmogênica contendo solução aquosa de ácido cítrico como meio dispersante apresentou maior integdade fsica, resultado de melhores proriedades fsico-químicas como menor gau de intumescimento (retenção de água, sem dissolução do flme), conteúdo de umidade e de percentua de solubilização em meio ácido ou alcalino. O efeito do meio dispersate foi signifcativo na avaliação destas proriedades. De acordo com as análises téricas, estes flmes aresentaram maior interação com água, característica importnte para a aplicação proosta. Segentos de pele tatados por flmes com ou sem ácido hialurônico, mosta hidratação em 10 min e descamação do estato córeo. Com o tataento por gel de Cabopol® contendo o ativo, hidratação foi superior, sem esfoliação. Os resultados revela que os flmes de quitosana preparados em solução aquosa de ácido cítrico, sem glicerol e neutalizados em tampão citato pH 5,0, devido à maior integdade fsica, biocompatibilidade e efeito esfoliate da quitosana e ácido cítco, possuem potencia de alicação para utilização como matzes e promover efeito cosmético através da esfoliação da pele. / I this wm were prepared chitosan flms for use as matrices in topical release of hyauronic acid aming cosmetic action by skn hydration. I this case, the physical integrity of flms and its skn biocompatibility were fndaenta requirements for cosmetic aplication. Because chitosa demands an acid medium to be processed, the choice of acid and neutalizer is necessary for the preparation of flms with such characteristics. Aqueous solutions of acetic acid and citc acid were suggested as dispersing medium for flms; simultaneously, aqueous solutions of sodium hydroxide:sodium cabonate pH 9.0, sodium cabonate pH 5.7 ad acetate or citrate buffers pH 5.O and 5.7 were proosed as neutizers. To choose the aproriate flm composition for this study, were made statistical evauations o f the effects of flm's preparation factors on physicochemica properties of the flms. Additionally, simultaeous theral aalysis and differential scanning calorimetry were perfored. The neutalization in citate buffer pH 5.O without glycerol, originated biocompatible flms with more physical integty for use in hyaluronic acid release using a pig skn model. The flm composition containing aqueous solution of citc acid as dispersing medium showed greater physica integty resulted fom better physicochemica properties as lower degee of swelling (water retention, without dissolution of the flm), moisture content and percentage of solubilization in acid or alkaine media. The effect of dispersing medium was sigifcative in evaluation of these properties. According to the theral analyses, these flms showed geater interaction with water, a important feature for the proposed aplication. Skns teated for flms with or without hyauronic acid showed hydration within 10 min and statum coreum desquation. With teatent for Cabool® gel containing the active, there hydration was superior, without exfoliation. The results revealed tat chitosa flms prepared in aqueous solution of citc acid, without glycerol ad neutalized in citate buffer pH 5,0, because to greater physica integty, biocomatibilit ad exfoliating effect of chitosan and citc acid, have a potential aplication for use as matces and to promote cosmetic effect by skn exfoliation

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Universidade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2015. / O objetivo desse estudo consistiu em avaliar o efeito da adição da lecitina de gema do ovo nas características de nanopartículas (NPs) de quitosana (QTS) e sulfato de condroitina (SC), empregadas na encapsulação da curcumina, bem como avaliar a atividade citotóxica in vitro da curcumina, utilizando linhagem de célula tumoral humana de mama MCF-7. A preparação das NPs de QTS/SC e QTS/SC/Lecitina padrão e contendo curcumina foi realizada pelo método de gelatinização iônica, considerando-se o estudo de especiação, que evidencia o pH ideal para maior interação dos biopolímeros com base no pKa teórico dos biopolímeros. As NPs obtidas apresentam boa estabilidade físico-química quanto ao diâmetro hidrodinâmico, PDI, potencial zeta e pH durante o período de 90 dias em diferentes temperaturas de acondicionamento (4ºC e 25ºC). As características finais das NPs foram diretamente influenciadas pela adição de lecitina e pelo pH dos biopolímeros, determinado no estudo de especiação. As NPs foram também caracterizadas por meio das técnicas de microscopia eletrônica de transmissão, FTIR e TGA, observando-se a formação de NPs esférica, compactas e termicamente estáveis. A eficiência de encapsulação da curcumina nas NPs de QTS/SC e QTS/SC/Lecitina foi de 78,6 ± 0,36 % e 87,5 ± 0,51%, respectivamente, demonstrando que a adição da lecitina nas NPs influência de forma direta a encapsulação do fármaco. A liberação da curcumina foi conduzida em solução fosfato em pH 6,8, e ocorre de forma rápida nas primeiras horas e em seguida passa a ser de forma lenta e gradual, via mecanismo de difusão Fickiana, observando uma liberação mais acelerada através das NPs de QTS/SC/Lecitina. A avaliação da atividade citotóxica in vitro da curcumina foi realizada empregando-se o teste de MTT, observando-se que a curcumina livre e nanoencapsulada em QTS/SC e QTS/SC/Lecitina reduziu para 19,2; 36,4 e 23,8 % (p<0,0001), respectivamente a viabilidade da célula MCF-7 no período de 72 horas. Os resultados indicam que NPs de QTS/SC/Lecitina são mais adequadas para encapsulação da curcumina. / The aim of this study was evaluated the effect of lecithin addition in chitosan (QTS) and chondroitin sulfate (CS) nanoparticles characteristics (NPs) used in the curcumin encapsulation. Evaluate in a second part the curcumin cytotoxic activity in vitro using human breast tumor cell (MCF-7). The preparation of QTS/SC and QTS/S C /lecithin NPs standard and containing curcumin was performed by ionic gelation method, considering the speciation study, which shows the ideal pH for biopolymers interaction based on the theoretical pKa of biopolymers. NPs have good physico-chemical stability in different storage temperatures (4 ° C and 25 ° C) during the period of 90 days. The final characteristics of NPs, were directly influenced by the addition of lecithin and the pH of biopolymers used in the NPS preparation (speciation study). NPs were also characterized by TEM, FTIR and TGA, observing the formation of spherical NPs, compact and thermally stable. The encapsulation efficiency of curcumin NPs CTS / CTS and SC / SC / lecithin was 78,6 ± 0,36 % and 87,5 ± 0,51%,respectively, show that the addition of lecithin improve the curcumin encapsulation in NPs. Curcumin release was conducted in a phosphate buffer solution pH 6.8, and occurs rapidly in the initial time and then becomes slow and gradual way, through Fickian diffusion mechanism, observing a faster release through the NPs CTS / SC / Lecithin. The curcumin evaluation of the in vitro cytotoxic activity was carried out using the MTT assay, observing that the free curcumin and nanoencapsulated in QTS/SC and QTS/SC/ Lecithin reduced to 19.2; 36.4 and 23.8% (p <0.0001), respectively, the viability of MCF-7 cells in 72 hours. The results indicate that QTS/SC/ lecithin NPs are suitable for encapsulation of curcumin.