Resumo: Por meio de exames clínicos e análises laboratoriais, o presente trabalho avaliou a prevalência de cárie dentária e a relação entre os fatores presença de cárie dental, biofilme bacteriano visível e contagem de Streptococcus grupo mutans em crianças com idade entre 12 e 48 meses, sendo 26 portadoras (grupo teste) e 142 não portadoras da síndrome de Down (grupo controle). A prevalência de cárie dentária no grupo teste foi de 15,38% e no grupo controle de 31,69%. No grupo controle houve aumento estatisticamente significativo do índice ceo-d e dos níveis de Streptococcus grupo mutans a partir dos 36 meses de idade. Nos dois grupos, com o aumento da idade, aumentou o número de crianças colonizadas por Streptococcus grupo mutans. Foi observada dependência estatisticamente significativa entre a presença de lesão cárie dentária e altos níveis de Streptococcus do grupo mutans tanto no grupo teste quanto no grupo controle. Houve também correlação positiva estatisticamente significativa entre a presença de lesão de cárie dentária e a presença de biofilme bacteriano visível, e entre a presença de biofilme bacteriano visível e altos níveis de Streptococcus do grupo mutans apenas no grupo controle. / Abstract: This study evaluated the dental caries prevalence and the relationship among dental caries, visible bacterial biofilm and mutans streptococci counts in children with Down syndrome (test-group=26) and in health children (control-group=142), aged from 12 to 48 months. The caries prevalence was 15.38% in the test group and 31.69% in the control-group. The dmf-t index and the mutans streptococci levels had a significant statistic increase after 36 months of age in the control group. The number of children who harbored mutans streptococci had a significant increased with age in all children (test and control groups). In both groups dental caries and high levels of mutans streptococci presented a strong positive correlation. High positive correlation was also observed between visible bacterial biofilm and dental caries lesions and between visible bacterial biofilm and high levels of mutans streptococci in the control-group, but not in the test-group. Keywords: Down syndrome, dental caries, mutans streptococci, biofilm. / Orientador: Ângela Cristina Cilense Zuanon / Coorientador: Denise Madalena Palomari Spolidorio / Banca: Fábio César Braga de Abreu e Lima / Banca: Cássia Cilene Dezan Garbelini / Mestre

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O tratamento das doenÃas ocasionadas por biofilmes orais envolve basicamente a remoÃÃo mecÃnica e o uso de antibiÃticos e agentes anti-sÃpticos os quais podem originar cepas resistentes aos antimicrobianos tradicionais. A Terapia FotodinÃmica Antimicrobiana (TFDA) apresenta-se como uma opÃÃo alternativa ao tratamento clÃssico, promovendo a morte bacteriana por meio da fotossensibilizaÃÃo dos componentes microbianos. Este estudo verificou a aÃÃo antimicrobiana da terapia fotodinÃmica sobre biofilmes orais produzidos in vitro e in situ utilizando um diodo emissor de luz (LED) associado ao fotossensibilizador azul de orto-toluidina (TBO). No estudo in vitro, biofilmes de Streptococcus mutans UA159, foram formados sobre discos de hidroxiapatita utilizando um modelo de banhos de cultura e submetidos à TFDA apÃs 5 dias. Para o estudo in situ, vinte e um voluntÃrios foram previamente selecionados para utilizar dispositivos intra-orais palatinos contendo 8 blocos de dentina humana durante 7 dias. SoluÃÃo de sacarose 10% foi gotejada sobre os blocos dentais 8 vezes ao dia. O biofilme formado em um dos lados do dispositivo recebeu tratamento da TFDA, e o lado oposto serviu como grupo controle. O material coletado passou por um processo de disrupÃÃo para a dispersÃo das cÃlulas e diluiÃÃo em sÃrie decimal de 10-1 a 10-4. Em ambos os experimentos, meios de cultura especÃficos para o crescimento de estreptococos totais e estreptococos do grupo mutans foram inoculados e incubados em condiÃÃes ideais para o crescimento desses microrganismos. ReduÃÃes significativas acima de 99,99% (p<0.05) foram observadas na viabilidade das colÃnias de S. mutans UA159 quando expostos ao TBO e LED no estudo in vitro. Entretanto, nos biofilmes formados in situ e submetidos Ãs mesmas condiÃÃes experimentais, nÃo foram verificadas diferenÃas estatisticamente significantes (p&#8805;0.05) da contagem microbiana quando comparadas ao grupo controle. Portanto, podemos concluir que a TFDA foi efetiva na reduÃÃo microbiolÃgica de S. mutans UA159 crescidos em modelo de formaÃÃo de biofilme in vitro, mas, pouco efetiva sobre biofilmes de estreptococos orais formados in situ. / The treatment of diseases caused by oral biofilms involves mechanical removal and use of antibiotics and antiseptics which can lead to problems of bacterial resistance. Photodynamic antimicrobial chemotherapy (PACT) represents an alternative option to conventional treatment, promoting bacterial killing by photo-sensitization of microbial components. This study assessed the antimicrobial action of photodynamic therapy on oral biofilms produced in vitro and in situ using a light emitting diode (LED) associated with the photosensitizer toluidine blue O (TBO). Biofilms of Streptococcus mutans UA159 were grown on hydroxyapatite discs immersed in bathing culture and submitted to PACT after 5 days. For the in situ study, twenty-one volunteers were previously selected to use intra-oral palatal appliances containing eight blocks of human dentin during 7 days. Sucrose solution (10%) was dripped onto the dental blocks 8 times a day. The biofilm formed on one side of the device received treatment (PACT), and the opposite side acted as control. The collected material has gone through a process of disruption to the dispersion of cells and diluted in decimal series (10-1 to 10-4). In both experiments, specific culture media for the growth of total streptococci and mutans streptococci were inoculated and incubated under optimal conditions for growth of these microorganisms. Significant reductions in excess of 99.99% (p<0.05) were observed in the viability of colonies of S. mutans UA159 when exposed to TBO and LED on in vitro study. However, the biofilms formed in situ and subjected to the same experimental conditions showed no statistically significant differences (p&#8805;0.05) in the microbiological counting when compared with control group. Therefore, we conclude that PACT was effective in microbiological reduction of S. mutans UA159 grown in an in vitro biofilm model, but very little effective on oral streptococci biofilms produced in situ.

Listeria monocytogenes é um micro-organismo Gram-positivo que está comumente associado a doenças de origem alimentar. Possui a capacidade de sobreviver a condições adversas e de formar biofilme em diferentes superfícies abióticas, tornando-se um problema constante para a indústria de alimentos, pois pode comprometer a sanitização e aumentar o risco de contaminação pós-processamento. A formação de biofilme pode ser regulada por um mecanismo denominado quorum sensing, no qual ocorre intensa comunicação célula-célula, mediada por moléculas químicas, chamadas de autoindutoras. Pouco se sabe sobre a ocorrência de interação entre bactérias Gram- positivas e negativas na formação de biofilmes, sendo mais frequentes estudos entre bactérias do mesmo grupo. A fim de avaliar a ocorrência de interação entre Escherichia coli e L. monocytogenes (Lm), desenvolveu-se esta pesquisa com os seguintes objetivos: i) verificar a capacidade de Lm sorotipo 1/2a selvagem e sua mutante isogênica (&#916;prfA &#916;sigB) formar biofilme em presença de Escherichia coli, avaliando-se a importância dos reguladores de virulência, prfA e sigB, no processo; e ii) verificar a produção e interferência de moléculas autoindutoras de E. coli E2348/69 na formação de biofilme por Lm. Os ensaios de formação de biofilme foram realizados utilizando-se lâminas de aço-inoxidável AISI 304 #4 imersas em caldo infusão de cérebro e coração (BHI) e em meio pré-condicionado (MPC) por E. coli, com incubação a 25 ºC. Foram testadas duas concentrações iniciais de Lm (102 e 106 UFC.mL-1) e amostragens em diferentes tempos de incubação. Utilizou-se um método de quantificação indireto com coloração do biofilme por cristal violeta e posterior leitura da absorbância. Observou-se que Lm 1/2a selvagem e sua mutante isogênica (&#916;prfA &#916;sigB) são capaz de formar biofilme na presença de Escherichia coli e que uma maior quantidade de biofilme foi formada por Lm selvagem quando comparada à sua mutante, em meio não pré-condicionado (controle), indicando que prfA e sigB estão envolvidos no processo de formação de biofilme. Quando em MPC, o biofilme formado pela cepa selvagem foi menor que no meio controle (BHI), indicando que E. coli E2348/69, utilizada no pré-condicionamento do meio, produz moléculas capazes de interferir no processo de formação e na quantidade de biofilme formado por Lm; e para o biofilme formado pela cepa mutante, houve uma maior quantificação em MPC em comparação ao meio controle, o que sugere que os genes deletados possam estar envolvidos no reconhecimento das moléculas autoindutoras. Assim, os dados obtidos permitem concluir que há interação e interferência por parte de E. coli na formação de biofilme por Lm mediante produção de moléculas autoindutoras. / Listeria monocytogenes (Lm) is a Gram-positive microorganism commonly associated with foodborne diseases. Due to its ability to survive under adverse environmental conditions and to form biofilm in different abiotic surfaces, this bacterium is a concern for the food industry, since it can compromise sanitation procedures and increase the risk of post-processing contamination. Biofilm formation can be regulated by a quorum sensing mechanism, in which there is intense cell-cell communication mediated by chemical molecules, called autoinducers. Little is known about the occurrence of interaction between Gram-positive and Gram-negative bacteria on biofilm formation. Thus, in order to evaluate the occurrence of interaction between Escherichia coli and Lm, this study was developed including the following objectives: i) to evaluate the ability of Lm 1/2a and its isogenic mutant strain (&#916;prfA&#916;sigB) to form biofilm on the presence of Escherichia coli, assessing the importance of virulence regulators, prfA and sigB, in this process; and ii) to verify the production and interference autoinducers of E. coli E2348/69 on biofilm formation by Lm. Biofilm formation assays were conducted using stainless steel AISI 304 #4 immersed into broth brain heart infusion (BHI) and into preconditioned medium (MPC) by E. coli, following incubation at 25 °C. Lm at two initial concentrations (102 and 106 CFU.mL-1) and under different incubation time was tested. An indirect method for quantification of cells was applied, using crystal violet to color the biofilm, followed by optical density measurement. It was observed that Lm 1/2a and its isogenic mutant (&#916;prfA &#916;sigB) are able to form biofilm in the presence of Escherichia coli and a larger amount of biofilm was formed by wild strain Lm compared to its mutant, in a non-preconditioned medium (control), indicating that prfA and sigB are involved in biofilm formation. For MPC, the biofilm formation by the wild strain was lower than in the control (BHI), indicating that E. coli E2348/69, used in the preconditioned medium, produces molecules that can affect the formation process and the amount of biofilm formed by Lm; and in the biofilm formed by the mutant strain, there was a higher quantification of MPC compared to the control, suggesting that the deleted genes may be involved in recognition the of autoinducers. These results suggest that there is an interaction and interference of E. coli on biofilm formation by Lm due the production of autoinducers.

Aggregatibacter actinomycetemcomitans e Fusobacterium nucleatum são microrganismos gram-negativos presentes nos processos inflamatórios e nas diferentes formas da doença periodontal. Ambos formam parte da microbiota residente da cavidade bucal humana podendo levar ao desenvolvimento de infecções endógenas ou exógenas. Neste estudo, as avaliações qualitativa, quantitativa e genotípica de A. actinomycetemcomitans e F. nucleatum isolados de pacientes com gengivite, periodontite crônica e indivíduos sadios foram realizadas. Biofilmes subgengivais de 70 pacientes com gengivite, 75 com periodontite crônica e 95 indivíduos saudáveis foram avaliados. A. actinomycetemcomitans foi isolado em 2 (2,8%) pacientes com gengivite, 4 (5,3%) com periodontite e 5 (5,3%) sadios; e F. nucleatum em 13 (18,6%) pacientes com gengivite, 20 (26,6%) com periodontite crônica e 19 (20%) sadios. Ambos os microrganismos foram isolados em 5 (7,1%) pacientes com gengivite, 9 (12%) com periodontite crônica e 3 (3,15%) sadios. Por PCR, os DNA de A. actinomycetemcomitans foram detectados em 23 (32,8%) pacientes com gengivite, 20 (26,6%) com periodontite crônica e 38 (40%) indivíduos saudáveis; e de F. nucleatum em 17 (24,3%) pacientes com gengivite, 11 (14,6%) com periodontite e 19 (20%) sadios. Em associação esses microrganismos foram detectados em 23 (32,8%) pacientes com gengivite, 40 (53,3%) com periodontite crônica e 17 (17,8%) sadios. A. actinomycetemcomitans isolados de pacientes com gengivite pertenceram aos biotipos I, II, IV, V e X, e aos sorotipos a, c, e e. Em pacientes com periodontite foram encontrados os biotipos II, VI e X, e os sorotipos a, b, e c, sendo o sorotipo c o mais predominante (80%); e em indivíduos sadios os biotipos II e X, e os sorotipos b e c. Os valores quantitativos de A. actinomycetemcomitans para os três grupos analisados variaram em número de cópias de 0 a 1,14 x 108, e de F. nucleatum de 0 a 3,98 x 106. Os resultados obtidos por AP-PCR mostram a heterogeneidade dos isolados de A. actinomycetemcomitans e de F. nucleatum nos diferentes grupos clínicos de pacientes avaliados. Esses resultados comparativos poderão ser levados em consideração pelos clínicos para melhor direcionar o tratamento da doença periodontal, colaborando de forma efetiva para o seu monitoramento. / Aggregatibacter actinomycetemcomitans and Fusobacterium nucleatum are gram-negative microorganisms observed in inflammatory processes and different forms of periodontal disease. Both are part of the human oral resident microbiota which may cause endogenous or exogenous infections. In this study, a qualitative, quantitative and genotypic analysis of A. actinomycetemcomitans and F. nucleatum isolated from patients with gingivitis, chronic periodontitis and healthy subjects were determined. Subgingival biofilms of 70 patients with gingivitis, 75 with chronic periodontitis and 95 healthy subjects were evaluated. A. actinomycetemcomitans was isolated in 2 (2,8%) patients with gingivitis, 4 (5,3%) with periodontitis and 5 (5,3%) healthy individuals; and F. nucleatum in 13 (18,6%) patients with gingivitis, 20 (26,6%) with chronic periodontitis and 19 (20%) healthy. Both microorganisms were identified in 5 (7,1%) patients with gingivitis, 9 (12%) with chronic periodontitis and 3 (3,15%) healthy. By PCR, DNA of A. actinomycetemcomitans were detected in 23 (32,8%) patients with gingivitis, 20 (26,6%) with chronic periodontitis and 38 (40%) healthy individuals; and F. nucleatum 17 (24,3%) patients with gingivitis, 11 (14,6%) with periodontitis and 19 (20%) healthy. In association, microorganisms were detected in 23 (32,8%) patients with gingivitis, 40 (53,3%) with chronic periodontitis and 17 (17,8%) healthy. A. actinomycetemcomitans isolated from patients with gingivitis belonged to biotype I, II, IV, V, X, and serotypes a, c and e. In patients with periodontitis biotypes II, VI and X and serotypes a, b, and c were found and serotype c was the most predominant (80%); and healthy individuals biotypes II and X, and serotypes b and c. Quantitative values for A. actinomycetemcomitans in the three patients groups were ranged from 0 to 1.14 x 108 and F. nucleatum 0 to 3.98 x 106. The results of this study by AP-PCR showed the heterogeneity of A. actinomycetemcomitans and F. nucleatum in the different clinical status. These comparative results can be considered by dentists for the treatment of periodontal disease and its effective monitoring.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da aplicação de um reator anaeróbio híbrido &#40;RAnH&#41; em escala plena para tratamento de esgoto sanitário, contendo Biobob &#174; como meio suporte para imobilização celular. O reator possui volume útil igual a 2.495 m3 e foi resultado de uma adaptação de um reator UASB por meio da introdução de 1.000 m3 de material suporte Biobob&#174; em parte do volume reacional do reator, transformando-o em um reator anaeróbio híbrido com leito fixo e manta de lodo. O reator foi monitorado por 480 dias consecutivos, sendo avaliado seu desempenho frente ao aumento gradativo da vazão média e às vazões decorrentes de horários de pico e períodos com elevada pluviosidade. O reator apresentou bom desempenho durante todo o período operacional, mantendo a qualidade do efluente tratado &#40;DQO efluente média de 178 &#177; 30mg.L-1 e SST de 54 &#177; 25 mg.L-1&#41; mesmo quando submetido à elevadas cargas hidráulicas proporcionadas por períodos de alta pluviosidade, mostrando-se como uma excelente alternativa para aumento da capacidade de tratamento de reatores UASB sem a necessidade de ampliações físicas no reator. Para um TDH médio de 5,8 h, que corresponde a um período em que houve vários picos de vazão, o reator manteve-se estável durante todo o período, com valores no efluente de DQO e SST de 169 &#177; 24 mg.L-1 e 47 &#177; 17 mg.L-1, respectivamente. Aproximadamente 70&#37; do total da biomassa presente no reator encontra-se em suspensão no leito de lodo e 30&#37; encontra-se aderida aos meios suportes, sendo ambas as frações fundamentais para o bom desempenho e estabilidade do tratamento. O rendimento da produção de biomassa observada &#40;Yobs&#41; foi de 0,182 g SSV.g-1 DQOremovida. Considerando-se a carga orgânica removida por meio da DQO bruta afluente e da DQO filtrada efluente, o Y\'obs foi de 0,143 g SSV. g-1 DQOremovida. A produção de lodo &#40;considerando somente o descarte de sólidos pela via convencional &#41; foi de 0,073 g ST.g-1 DQO aplicada. Ambas as frações de biomassa &#40;suspensa e aderida&#41; apresentaram potencial metanogênico similar para condições com carga orgânica aplicada de 0,57 g DQO. g-1 SVT. A produção de energia elétrica estimada com o reaproveitamento do biogás gerado no RAnH, para a vazão média do período de 7.170 m3.d-1, foi de 31.798 kW.h.mês-1, o equivalente a 10 &#37; do consumo energético mensal atual da ETE. O aproveitamento dessa energia acarretaria em uma economia mensal de R&#36; 17.170,73. / This study aimed to assess the feasibility of implementing a hybrid anaerobic reactor &#40;HAnR&#41; at full scale for treating wastewater containing Biobob&#174; as a packing material for cell immobilization. The reactor volume is 2,495 m3 and was the result of an adaptation of a UASB reactor by introducing 1,000 m3 of packing material Biobob&#174; in the reaction volume of the reactor, turning it into a hybrid anaerobic reactor with fixed bed and sludge blanket. The reactor was monitored for 480 consecutive days and evaluated their performance with the gradual increase of the average flow and the flow resulting from peak hours and periods of high rainfall. The reactor showed good performance throughout the operational period, maintaining the quality of treated efluente &#40;COD effluent of 178 &#177; 30 mg. L-1 and TSS 54 &#177; 25 mg. L-1&#41; even when subjected to high hydraulic loads provided by rainy periods, showing up as an excellent alternative to increase the UASB treatment capacity without the need for expansion physical the reactor. For an average HRT of 5.8 h, which corresponds to a period in which there were several peaks flow, the reactor remained stable throughout the period, with values in the effluent COD and TSS of 169 &#177; 24 mg.L-1 and 47 &#177; 17 mg.L-1, respectively. Approximately 70&#37; of the total biomass present in the reactor was in suspension in the sludge bed and 30&#37; adhered to the support material, and both fractions fundamental to the performance and stability of the treatment. The observed yield of biomass production &#40;Yobs&#41; was 0.182 g CODr.VSS.g-1. Considering the organic load removed by the total COD of influent and effluent COD filtered, the Y\'obs was 0.143 g CODr.VSS.g-1. The sludge production &#40;considering only the disposal of solid by conventional means&#41; was 0.073 g COD.TS.g-1 .Both biomass fractions &#40;suspended and attached&#41; have similar potential to methanogenic conditions with organic load of 0.57 g COD.g-1 SVT. The production of electricity estimated to reuse biogas generated in HAnR, for the average flow of the period 7,170 m3.d-1, was 31,798 kW.h.mês-1, equivalent to 10&#37; of the current monthly energy consumption in the sewage treatment plant. The use of this energy would result in a monthly savings of R&#36; 17,170.73.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adriana_ Neres de Lima Model.pdf: 1114285 bytes, checksum: 5ac5451e63a53706eccc865aabd911c5 (MD5) Previous issue date: 2016-02-16 / Nitrification associated to autotrophic denitrification, up from an elemental sulfur as an electron donor, can be an adequate option during the post-treatment of anaerobic effluent, which contains ammoniacal nitrogen that should be nitrified, and whose low carbon concentrations (C/N<5) make heterotrophic denitrification difficult. Due to the alkalinity consumption in both processes, lime materials can be applied as alkalizing to ensure the nitrogen removal efficiencies. Therefore, based on this finding, this research has proposed nitrification application followed by autotrophic denitrification in a single reactor containing elemental sulfur and dolomitic limestone to remove nitrogen from an anaerobic effluent from a cold storage from poultry industry. Thus, this study was divided into three steps due to some gaps in literature on the application of autotrophic denitrification up from elemental sulfur in real effluents. In the first step, the performance of autotrophic denitrification was evaluated in four anoxic fixed-bed reactors of elemental sulfur and dolomitic lime at 4:0, 3:1, 1:1 and 1:3 ratios. The reactors were submitted to constant nitrogen feed load (0.114 kg N m³ -1 d-1) under five initial alkalinity conditions (1,000, 800, 600, 400 and 200 mg CaCO3 L-1). The reactors showed similar behavior under those five evaluated experimental conditions. The greatest denitrification efficiencies (from 84.8 to 94.9%) were observed in the first three conditions, whose denitrification rate was 0.102 ± 0.002 kg NOx m³ -1 d-1 and apparent consumption of alkalinity superior to 244.8 mg CaCO3 L-1. Denitrification efficiencies tended to decrease due to the decrease in the initial concentration of alkalinity up from the third experimental condition (600 mg CaCO3 L-1) due to an excessive consumption and inadequate increase of alkalinity (< 180 mg CaCO3 L-1) from dolomitic limestone. During the second step, the anoxic reactor with bed composition (1: 3 ratio), whose initial alkalinity condition was 600 mg CaCO3 L-1, operated at 14, 10 and 6 h HRT. The reactor showed denitrification efficiencies of 94.4 ± 2.0; 94.9 ± 2; 71.1 ± 7.8% as well as denitrification rates of 0.115 ± 0.007; 0.164 ± 0.007 and 0.217 ± 0.025 kg NOx m³ -1 d-1 for HDT of 14, 10 and 6 hours, respectively. At the sixth hour-HRT, the applied overload and limited mass transfer may have contributed to performance decrease into the reactor due to the accumulation of gases in the bed. The third step approached about feeding strategies with mixing ammonified as well as nitrified one in different rates 1:3 (E1), 1:1 (E2) and 3:1 (E3) in anoxic-aerobic reactor of fixed bed with elemental sulfur: dolomitic limestone 1: 3, under 1,000 mg CaCO3 L-1 initial condition of alkalinity. The reactor presented some efficiencies of ammoniacal and total nitrogen removal of 67.3 ± 6.4 and 64.2 ± 6.3% for E1 condition, 63.4 ± 6.4 and 53.1 ± 7.1% for E2 and 14.2 ± 4.4 and 33.8 ± 1.7% for E3. The generation of hydrogen sulfide mainly from sulfur imbalance effect in anoxic compartment may have contributed to a partial inhibition of nitrifying bacteria. The difficulty in keeping the nitrification process was characterized as a limiting factor during nitrogen removal. Low total nitrogen removal efficiencies have implied that nitrification followed by autotrophic denitrification from elemental sulfur in a single reactor was inadequate to remove nitrogenous compounds of anaerobic effluent from a cold storage from poultry industry / A nitrificação acoplada à desnitrificação autotrófica, a partir do enxofre elementar como doador de elétrons, pode ser uma opção adequada no pós-tratamento de efluentes anaeróbios, os quais contêm nitrogênio amoniacal que deve ser nitrificado, cujas baixas concentrações de carbono (C/N<5) dificultam a desnitrificação heterotrófica. Devido ao consumo de alcalinidade nos dois processos, materiais calcários podem ser utilizados como alcalinizantes para garantir as eficiências de remoção do nitrogênio. Com base nessa constatação, esta pesquisa propôs a aplicação da nitrificação seguida da desnitrificação autotrófica em único reator contendo enxofre elementar e calcário dolomítico na remoção de nitrogênio de efluente anaeróbio proveniente de frigorífico avícola. Devido às lacunas presentes na literatura sobre a aplicação da desnitrificação autotrófica a partir do enxofre elementar em efluentes reais, esse estudo foi dividido em três etapas. Na primeira etapa, avaliou-se o desempenho da desnitrificação autotrófica em quatro reatores anóxicos de leito fixo de enxofre elementar e calcário dolomítico nas proporções de 4:0, 3:1, 1:1 e 1:3. Os reatores foram submetidos à alimentação de carga nitrogenada constante de 0,114 kg N m³ -1 d-1 em cinco condições de alcalinidade inicial (1000, 800, 600, 400 e 200 mg CaCO3 L-1). Os reatores apresentaram comportamento semelhante nas cinco condições experimentais avaliadas. As maiores eficiências de desnitrificação (entre 84,8 e 94,9%) foram observadas nas três primeiras condições, com taxa de desnitrificação de 0,102±0,002 kg NOx m³ -1 d-1 e consumo aparente de alcalinidade superior a 244,8 mg CaCO3 L-1. As eficiências de desnitrificação tenderam a diminuir em função do decréscimo da alcalinidade inicial a partir da terceira condição experimental (600 mg CaCO3 L-1) devido ao consumo excessivo e ao incremento insuficiente de alcalinidade (<180 mg CaCO3 L-1) a partir do calcário dolomítico. Na segunda etapa, o reator anóxico com composição de leito na relação de 1:3, em condição inicial de alcalinidade de 600 mg CaCO3 L-1, foi operado em TDH de 14, 10 e 6 horas. O reator apresentou eficiências de desnitrificação de 94,4±2,0 e 94,9±2 e 71,1±7,8% e taxas de desnitrificação de 0,115±0,007, 0,164±0,007 e 0,217±0,025 kg NOx m³ -1 d-1 para os TDH de 14, 10 e 6 horas, respectivamente. No TDH de 6 horas, a sobrecarga aplicada e a limitada transferência de massa, devido ao acúmulo de gases no leito, podem ter contribuído para diminuição do desempenho do reator. A terceira etapa abordou estratégias de alimentação com mistura de efluentes amonificado e nitrificado em diferentes proporções de 1:3 (E1), 1:1 (E2) e 3:1 (E3) em reator anóxico-aeróbio de leito fixo de enxofre elementar: calcário dolomítico de 1:3 em condição inicial de alcalinidade de 1000mg CaCO3L-1. O reator apresentou eficiências de remoção de nitrogênio amoniacal e total de 67,3±6,4 e 64,2±6,3% para a condição E1, 63,4±6,4 e 53,1±7,1% para E2 e 14,2±4 e 33,8±1,7% para E3. A geração de sulfeto de hidrogênio a partir, principalmente, do efeito de desproporção do enxofre no compartimento anóxico, pode ter contribuído para a inibição parcial das bactérias nitrificantes. A dificuldade em manter o processo de nitrificação foi caraterizada como fator limitante na remoção de nitrogênio. As baixas eficiências de remoção de nitrogênio total indicaram que a nitrificação seguida da desnitrificação autotrófica, a partir do enxofre elementar em único reator, não foi adequada para remover compostos nitrogenados de efluente anaeróbio de frigorífico avícola

A contaminação bacteriana por espécies dos gêneros Lactobacillus, Bacillus e Leuconostoc entre outras bactérias lácticas é um dos principais fatores que afetam o rendimento da fermentação alcoólica. A formação de biofilmes acaba protegendo as bactérias e é uma fonte permanente de contaminação. Objetivando caracterizar tais contaminações em (1) biofilmes de centrífuga, dorna, trocador de calor e tubulação de água e (2) melaço, mosto, levedo, levedo tratado (com H2SO4) e vinho, amostras foram coletadas em diferentes períodos de um sistema fermentativo de alto teor alcoólico (16%). As enzimas de restrição AluI, BstUI, HaeIII, HinfI, MseI e MspI utilizadas nas análises de T-RFLP foram definidas por análises in silico com sequências do gene 16S rRNA de contaminantes freqüentes. Essas enzimas geram uma maior quantidade de T-RFs únicos entre 30 e 650 pb. Os DNAs extraídos das amostras foram submetidos às análises de T-RFLP para obtenção do perfil molecular das comunidades microbianas dos pontos de coleta. Os índices de diversidade de Shannon foram calculados com base no número dos T-RFs. Foram realizadas as análises dos componentes principais (PCA) e a inferência filogenética dos contaminantes com base nos perfis dos T-RFs. A quantificação dos principais táxons contaminantes foi feita por qPCR utilizando primers específicos delineados neste estudo e considerando a média de cópias do gene 16S rRNA presentes no genoma de cada táxon bacteriano. Na primeira coleta o biofilme de água apresentou maior índice de diversidade microbiana e na segunda, melaço e mosto. PCA sugere que os biofilmes (e não as fontes externas) são os principais contaminantes desse processo fermentativo devido as suas semelhanças com a composição das outras comunidades analisadas. Espécies de Lactobacillus e Bacillus predominaram entre as amostras da primeira coleta. Halomonas, Streptococcus, Lactococcus e Pseudomonas foram detectados em amostras de biofilme e em amostras líquidas, sendo os principais contaminantes provindos de biofilme no momento da primeira coleta. Na segunda coleta Bacillus foi o principal contaminante e novamente gêneros produtores de ácido lático como Streptococcus, Lactobacillus e Staphylococcus foram os mais freqüentes. Os resultados concordam com o reportado na literatura sobre sistemas fermentativos convencionais. Apenas os primers desenhados para amplificação do gene 16S rRNA de Burkholderia, Pseudomonas e Weissella apresentaram especificidade em testes com isolados. Halomonas sp. foi encontrada em biofilme de dorna através do sequenciamento utilizando primers para esse gênero. Halomonas pode produzir levânio podendo haver o consumo da sacarose disponível para fermentação. Biofilme da centrífuga teve a maior quantidade de micro-organismos nos dois momentos de coleta (1,93E+06 UFC.mg-1 e 2,14E+07 UFC.mg-1, respectivamente) assim como as amostra de levedo entre as amostras líquidas (1,03E+08 UFC.ml-1 e 2,96E+06 UFC.ml-1, na primeira e segunda coleta, respectivamente), indicando níveis consideráveis de contaminantes. Burkholderia e Pseudomonas foram os mais abundantes entre as amostras de biofilmes da primeira e segunda coleta. Nas amostras líquidas Burkholderia apresentou-se em maior quantidade na maioria das amostras da primeira coleta; enquanto Pseudomonas e Weissella em geral predominaram equivalentemente entre as amostras da segunda coleta / Bacterial contamination by Lactobacillus, Bacillus and Leuconostoc and other lactic acid bacteria is one of the main factors that affects the yield in alcoholic fermentation process. Biofilm formation protects the bacteria community and it is a permanent source of contamination. For characterization of these contaminations in (1) biofilms from centrifuge, tank fermentation, heat exchanger and water pipe and (2) molasses, must, yeast, yeast treated (with H2SO4) and wine, samples were taken at two different periods from fermentation system characterized by high alcohol yields (16%). Restriction enzymes AluI, BstUI, HaeIII, HinfI, MseI and MspI used in T-RFLP analysis were defined by 16S rRNA gene sequences analysis in silico from common contaminants. These enzymes generate high number of unique T-RFs between 30 and 650 bp. DNA from samples were used as template in T-RFLP reactions in order to obtain molecular profiles of microbial communities present at each sample. Shannon diversity index was calculated based on T-RFs numbers. Principal component analysis (PCA) and phylogenetic inference of contaminants were performed based on T-RFs profiles. The main contaminant bacterial taxa were quantified by qPCR using specific primers designed in this study and considering the average of 16S rRNA gene copies previously counted into the genome of each bacterial taxon. Water pipe biofilm showed the highest rate of bacterial diversity in the samples collected in the first sampling period. For the samples collected in the second sampling, the highest rate of bacterial diversity was revealed for molasses and must. PCA suggested that biofilms (but not external sources) are the main contaminants in the studied fermentation process. It is probably due their similarities with the composition of other analyzed communities. Lactobacillus and Bacillus species predominated in first sampling period. Halomonas, Streptococcus, Lactococcus and Pseudomonas were detected in biofilm and liquid samples. They were the main contaminants from biofilm at this time of sampling. In the second sampling period, Bacillus was the most common genera and other lactic acid bacteria such Streptococcus, Staphylococcus and Lactobacillus were also the most frequent contaminants. These results agree with other reported in the literature about conventional fermentation systems. Only the primers designed in this study to amplify the 16S rRNA gene of Burkholderia, Pseudomonas and Weissella showed specificity in tests with bacterial strains. Halomonas sp. was revealed in biofilms from tank fermentation by DNA sequencing using designed primers for genera. Halomonas can produce levan and may consume sucrose available for generation of alcohol. Centrifugal biofilm had the highest amount of bacteria in both sampling periods (1.93E+06 CFU.mg-1 and 2.14E+07 CFU.mg-1, respectively). In liquid samples, yeast had the highest amount of bacteria in both sampling periods (1.03E+08 CFU.ml-1 and 2.96E+06 CFU.ml-1, respectively); it shows significant levels of contaminants. Burkholderia and Pseudomonas were more abundant among biofilm samples of all samplings. Burkholderia was present in high quantities in the majority of liquid samples taken during the first sampling period; Pseudomonas and Weissella equivalently predominated among samples taken during the second sampling period

Os cimentos de ionômero de vidro são biomateriais constituídos de polímeros ácidos, vidro básico (ionizável) e água, sendo usados amplamente no campo odontológico, como materiais restauradores ou ainda como cimentadores de bandas ortodônticas. Estes compostos podem ser suscetíveis a formação de biofilmes por espécies de Candida na sua superfície em função da rugosidade associada a colonização fúngica do meio bucal. Pesquisas na área de desenvolvimento de biomateriais funcionais tem buscado desenvolver compostos de alta eficácia e baixa toxicidade que sejam capazes de inibir a formação de biofilmes sobre superfícies biológicas. Considerando a busca por novos biomateriais, foi desenvolvido um estudo ex vivo com o objetivo de modificar a estrutura de um cimento de ionômero de vidro comercialmente disponível (Ketac® Cem Easymix 3M) através da inserção do sal imidazólico cloreto de 1-nhexadecil- 3-metilimidazol comparado ao cloreto de cetilpiridínio para compor um novo composto com atividade antibiofilme. O sal imidazólico e o cloreto de cetilpiridínio foram acrescentados diretamente ao pó do ionômero de vidro na proporção de 10 ppm p/p. A partir desta adição inicial, foi realizada a reação de polimerização do ionômero, obtendo corpos de prova (CP) medindo 5 mm Ø × 3 mm h, os quais foram divididos em 03 grupos: CP1, constituído do ionômero na formulação original (controle de crescimento de biofilme); CP2, constituído do ionômero acrescido com o cloreto de cetilpiridínio (referência) e CP3, constituído do ionômero acrescido do sal imidazólico. Foram testadas nove cepas de Candida não albicans resistentes ao antifúngicos usuais, sendo três cepas de C. glabrata (RL22, RL24 e RL25), três cepas de C. tropicalis (57A, 72A e 72P) e três cepas de C. parapsilosis (RL11, RL20 e RL32), todas depositadas no Laboratório de Micologia da UFRGS. Avaliou-se a resistência a deformação plástica pelo teste de microdureza; a atividade antibiofilme pela avaliação de inibição de crescimento na superfície dos CP por microscopia eletrônica de varredura e avaliação de hipoalerginicidade pelo teste da membrana cório-alantoide. O teste de microdureza não apresentou diferença significativa (p>0,05) entre os três grupos, com valor médio de 44.2 HV para o CP1, 43.5 HV para o CP2 e 43,1 HV para o CP3. A avaliação da superfície dos CP através da análise de microscopia eletrônica demonstrou haver inibição completa da formação do biofilme de todas as cepas testadas. O teste da membrana cório-alantoide indicou que o ionômero de vidro na sua composição original, bem como acrescido dos dois compostos testados, demonstrou ser hipoalergênico. Considerando os dados apresentados, podemos concluir que a adição do sal imidazólico na formulação do ionômero de vidro promoveu a ação antibiofilme contra cepas multirresistente sem perda nas características de microdureza e hipoalergenicidade. / Glass ionomer cements are biomaterials composed of acid polymers, basic glass (ionizable) and water, being widely used in dentistry, as restorative materials or as orthodontic bands. These compounds may be susceptible to biofilm formation on their surface by Candida species because of the roughness associated with fungal colonization of the oral cavity. Research on antifungal drugs development has focused on the synthesis of new compounds, that present effective action and low toxicity that are able to inhibit the formation of biofilms on biological surfaces. Considering the demand for biomaterials with antibiofilm activity, an ex vivo study was developed with the objective of modifying the structure of a commercially available glass ionomer cement (Ketac® Cem Easymix 3M) by insertion of the imidazole salt 1-n-hexadecyl-3- methylimidazole chloride compared to the cetylpyridinium chloride to make a novel compound with antibiofilm activity. The imidazole salt and cetylpyridinium chloride were added directly to the glass ionomer powder at a ratio of 10 ppm w/w. From this initial addition, the ionomer polymerization reaction was performed, obtaining test specimens (TS) measuring 5 mm Ø × 3 mm h, divided into three groups; i) TS1, composed only of GIC (growth control reference); ii) TS2, glass ionomer and cetylpyridinium chloride added directly to the powder (drug reference); and iii) TS3, glass ionomer and imidazolium salt using the same procedure. Nine strains of nonalbicans Candida, resistant to usual antifungals, were used; three C. glabrata strains (RL22, RL24 and RL25), three C. tropicalis strains (57A, 72A and 72P) and three C. Parapsilosis strains (RL11, RL20 and RL32), all the strains are deposited in the Mycology Collection at UFRGS. The plastic deformation was evaluated by the microhardness test; the antibiofilm activity by the evaluation of inhibition of growth on the surface of the specimens by scanning electron microscopy and evaluation of hypoallerginicity by the test of the chorioallantoic membrane. The plastic deformation evaluation showed no significant difference among the three groups, with a mean value of 44.2 HV for TS1, 43.5 HV for TS2 and 43,1 HV for TS3. Evaluating the biofilm formation on TSs, all the isolates form biofilm on TS1 (reference). On the other hand, both TS2 and TS3 were able to inhibit surface biofilm growth. The allergenicity evaluation of the three TSs showed no evidence of tissue alteration, considering that the eggs’ chorioallantoic membrane remained intact. Considering the presented data, we can conclude that the addition of the imidazole salt in the glass ionomer formulation promoted the antibiofilm action against multiresistant strains without loss in the characteristics of microhardness and hypoallergenicity.

O gênero Staphylococcus está intimamente relacionado às infecções hospitalares onde existe a presença de implantes médicos, em especial os cateteres venosos centrais (CVC). Nestas infecções, a habilidade de formar biofilme é considerada um importante fator de virulência entre Staphylococcus. Biofilmes são agregados microbianos envolvidos por uma matriz polimérica extracelular que confere proteção contra a ação do sistema imunológico e ação dos antimicrobianos, dificultando assim o tratamento das infecções relacionadas a implantes médicos. Os objetivos deste estudo foram: (i) avaliar a formação de biofilme em 222 isolados de Staphylococcus spp. de CVC através de dois métodos fenotípicos [ágar Congo Red (ACR) e microplacas com cristal violeta] e estabelecer possíveis marcadores genéticos de formação de biofilme, através da pesquisa dos genes icaA, icaD, aap e atlE, (ii) estabelecer um teste de suscetibilidade através da técnica de microdiluição em caldo para avaliar a concentração inibitória mínima de vancomicina necessária para erradicar o biofilme formado (CMEB), e comparar estes valores com os resultados obtidos através da técnica de concentração inibitória mínima (CIM) em crescimento planctônico.Das 222 amostras analisadas, encontramos 64,5% (143/222) de isolados formadores de biofilme. A detecção de biofilme em S. epidermidis foi de 64,5% e 54% pelos métodos de microplaca e ACR respectivamente, utilizando microplacas com cristal violeta como padrão ouro. Encontramos os genes icaA e icaD na grande maioria (92% - 132/143) dos isolados produtores, o que confirma a importância destes genes na formação de biofilme. Em um total de 37 S. aureus a produção de biofilme ocorreu em 81,1% (30/37) dos isolados, sendo que entre os MRSA a taxa foi de 88,9% e entre os MSSA de 78,6%. Os genes icaA e icaD estavam presentes em 25/30 das amostras formadoras de biofilme. Nos demais Staphylococcus spp. coagulase negativos não epidermidis foi observada uma taxa de produção de biofilme de 35,6% (6/19). Os isolados formadores de biofilme foram classificados em três categorias: forte, moderado e fraco. Entre os isolados forte e moderadamente produtores de biofilme foram observados uma maior razão CMEB / CIM (> 32) frente à vancomicina. Entre isolados biofilme negativos, não encontramos diferenças nos valores de CMEB e CIM. Embora a forma de crescimento em biofilme no processo infeccioso já tenha sido bem comprovada, os laboratórios de microbiologia clínica realizam testes de suscetibilidade em isolados na forma xii planctônica. Desta forma, os resultados obtidos neste estudo, indicam que a CIM pode não ser o parâmetro mais adequado para guiar a terapêutica. Sendo assim, é extremamente importante avaliar a suscetibilidade à vancomicina, em casos de infecções relacionadas à CVC, na forma de biofilme bacteriano (CMEB). / Staphylococcus is closely related to hospital infections, where the presence of medical implants exists, here represented by central venous catheter (CVC). In these infections, the ability to form biofilm is considered an important virulence factor among Staphylococcus. Biofilms are structured communities of microbial species involved by an extracellular polymeric matrix, which protects against the immunologic system and antimicrobial actions, making it harder to treat those infections related to medical implants. The goals of this study were: (i) to evaluate the biofilm formation in 222 isolates of Staphylococcus spp. of CVC through both phenotypic methods [agar Congo Red (ACR) and microtiter plates] and establish possible genetic markers of biofilm formation, through the research of the icaA, icaD, aap and atlE genes, by PCR, (ii) establish susceptibility in biofilm, through of the microdilution test to evaluate the minimal inhibitory concentration of vancomycin to eradicate the biofilm formed - Minimal Biofilm Eradication Concentration (MBEC) and to compare these results with the values found to the Minimal Inhibitory Concentration (MIC) in growth planctonic. From the 222 analyzed samples, we found 64.5% (143/222) of isolates biofilm producers. The detection of the biofilm formation in the S. epidermidis was 64.5% and 54% by the microtiter plate and ACR methods, respectively, using microtiter plates as gold standard. We found icaA and icaD genes in most (92%) of the biofilm producing isolates, which confirms that those genes are essential for this kind of formation. In a total of 37 S. aureus, the biofilm production was observed in 81.1% (30/37) of the isolates. Concerning the MRSA we found 88.9% and among MSSA were observed 78.6% of biofilm-producing. The icaA and icaD genes were present in 25/30 of the samples biofilm producers. On the other Staphylococcus spp. coagulase negatives non-epidermidis, it was observed a number of 35.6% (6/19). The biofilm producing isolates were classified in three categories: strong, moderate and weak. Among the strong and moderate biofilm producing isolates, we could observe a higher ratio MBEC/MIC (>32) in relation to the vancomycin. Among negative biofilm isolates we found matching values for MBEC and MIC. Although the form of growth in biofilm among the infection process has already been well proven, the clinical microbiology laboratories perform susceptibility testing on isolates in the xiv planktonic form. Thus, the results of this study indicate that the MIC cannot be the most appropriate parameter to guide therapy. It is therefore extremely important to evaluate the susceptibility to vancomycin in cases of infection related to CVC, in the form of bacterial biofilms (MBEC).

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dilcemara Cristina Zenatti.pdf: 3283328 bytes, checksum: 7aa4b120d287db79b605fc5010d7c5e6 (MD5) Previous issue date: 2007-01-25 / Universidade Federal do Paraná. Campus de Palotina / The agribusiness possesses a high potential of negative environmental impacts related to the generation of residues, overcoat of liquid effluents rich in organic matter and nutrients. The release of those no treated effluents has been the cause of serious damages to the environment. The biological treatment of the nitrogen compositions has been an alternative to improve the quality of the effluents. One of the biological processes is constituted of the nitrification follow by desnitrification, being the nitrification the limiting factor for good performance of the system. The objective of this work was to evaluate the influence of the aeration and of the time of reaction in the process of nitrification of the tilapia effluent in sequential batch reactor with immobilized biomass. The experiment was driven in laboratory scale where two levels of flow of air were tested (QAr = 3 and 6 L.min-1) and two levels of time of reaction (TR = 6 and 12 hours), configuring a factorial experimental planned with four treatments: T1 (QAr=3 L.min-1 and TR = 6:00); T2 (QAr=6 L.min-1 and TR = 6:00), T3 (QAr=3 L.min- 1 and TR = 12:00) and T1 (QAr=6 L.min-1 and TR = 12:00), and four repetitions. The efficiency of Conversion was evaluated (%) of the amoniacal nitrogen to nitrate, the efficiency of Removal (%) of amoniacal nitrogen and the kinetic profile of the nitrification, with the calculation of the apparent kinetic constants k1 and k2. The results showed that the increase in the reaction time (TR) and the increment in the air flow is favorable in the nitrification process. Being that the T4 treatment was what presented better resulted in all the factors analyzed with average values of efficiency for conversion and removal of 57,27± 27,05% and 81,90±3,80, respectively and 0,00300±0,00030 min-1 and 0,00298±0,00024 min-1 for the apparent constants k1 and k2. / A agroindústria possui um elevado potencial de impactos ambientais negativos relacionados à geração de resíduos, sobretudo de efluentes líquidos ricos em matéria orgânica e nutrientes. O tratamento biológico dos compostos nitrogenados tem sido uma alternativa para melhorar a qualidade dos efluentes. Um dos processos biológicos constitui-se da nitrificação seguida da desnitrificação, sendo a nitrificação fator limitante para o bom desempenho do sistema. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da aeração e do tempo de reação no processo de nitrificação de efluente de abatedouro de tilápia em reator em batelada seqüencial com biomassa imobilizada. O experimento foi conduzido em escala de laboratório onde foram testados dois níveis de vazão de ar (QAr = 3 e 6 L.min-1) e dois níveis de tempo de reação (TR = 6 e 12 horas), configurando um planejamento experimental fatorial com quatro tratamentos: T1 (QAr=3 L.min-1 e TR= 6h); T2 (QAr=6 L.min-1 e TR= 6h), T3 (QAr=3 L.min-1 e TR= 12h) e T1 (QAr=6 L.min-1 e TR= 12h), e quatro repetições para cada tratamento. Avaliou-se a eficiência de Conversão(%) do nitrogênio amoniacal a nitrato, a eficiência de Remoção(%) de nitrogênio amoniacal e o perfil cinético da nitrificação, com o cálculo das constantes cinéticas aparentes k1 e k2. Os resultados mostraram que o aumento no tempo de reação (TR) e o incremento na vazão de ar foram favoráveis no processo de nitrificação, sendo que o tratamento T4 foi o que apresentou melhores resultados em todos os fatores analisados com valores médios de eficiência para conversão e remoção de 57,27 ± 27,05% e 81,90 ± 3,80, respectivamente e 0,00300 ± 0,00030 min-1 e 0,00298 ± 0,00024 min-1 para as constantes aparentes k1 e k2.