Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T09:41:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O uso de polímeros biorreabsorvíveis tem despertado grande interesse como alternativa para tratamento de lesões e perda de tecidos. O objetivo desse trabalho foi estudar a interação entre tecido biológico e scaffolds desenvolvidos a partir de poli-hidroxialcanoatos (PHAs), material biodegradável e biorreabsorvível. Os scaffolds foram preparados a partir de um tipo específico de PHA, o poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV) com violaceína, obtido do cultivo em biorreator da bactéria Chromobacterium violaceum . O material foi prensado e parcialmente sinterizado. Amostras com 3 mm de diâmetro por 3 mm de comprimento foram implantadas em fêmur de ratos Wistar e analisadas após 30 e 60 dias de pós-operatório. Os animais foram radiografados antes da colocação do implante do material. O material retirado dos animais após o sacrifício foi submetido à radiografia, análise com microscopia eletrônica de varredura e análise de energia dispersiva de raios-X, que foi aplicada para a determinação da composição química presente na fase inorgânica (determinação semi-quantitativa de inorgânicos e razão Ca:P). As amostras foram também preparadas para análise histológica. Os resultados obtidos permitiram observar que não houve reação inflamatória induzida pelo material, não houve nenhum caso de infecção e houve formação de tecido ósseo no interior do implante. Os resultados obtidos indicam que os PHAs possuem grande potencial para serem utilizados em procedimento de medicina regenerativa, em especial em engenharia de tecidos ósseos. / Biopolymers have attracted great interest as alternative materials for wound and lost tissues treatments. The objective of this work is the study of the interaction between biological tissues and scaffolds produced from polyhydroxialkanoates (PHAs). PHAs are biodegradable and bioresorbable polymers. Scaffolds of PHA were produced in a bioreactor from poly(3-hydroxybutirate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) incorporated with violacein. The material was pressed and partially sintered to produce scaffolds with 3 mm of diameter and 3 mm of height. The scaffolds were implanted in femur of Wistar rats according to a protocol developed in this work. X-ray radiographs were taken after surgery. The materials were extracted and analyzed after 30 and 60 days of surgery. Microstructural characterization and chemical analysis to determine the inorganic constituents and the Ca:P ratio of the implanted biopolymers were evaluated by scanning electron microscopy (SEM) coupled with X-ray dispersive energy spectroscopy (EDS). Histological evaluation revealed that no inflammatory reaction occurred and new bone tissue was formed in the implant. The results indicated that PHBVs with violacein are potential candidates for application in regenerative medicine, especially in bone tissue engineering.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:47:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325584.pdf: 3144685 bytes, checksum: 8b56c3b78dffa6d3de6f42aba6d937f1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Um dos defeitos decorrentes do processo de injeção é a formação de linhas de solda, podendo representar uma redução na resistência mecânica, capaz de causar a rejeição ou descarte da peça. A região de formação de linhas de solda pode ser prevista com a utilização de softwares de auxílio ao projeto, manufatura e engenharia (CAD/CAE/CAM) e na prática, através da confecção de moldes protótipos (insertos) confeccionados pelo vazamento de resina epóxi (VRE). Este trabalho apresenta um estudo de comparação do processo de moldagem por injeção de um biopolímero (PLA), através de um delineamento fatorial completo, analisando a qualidade de linhas de solda em corpos de prova com 3 comprimentos de fluxo diferentes, injetados em inserto de aço AISI P20 e inserto de resina epóxi com carga de alumínio. Os insertos foram projetados de maneira a possuírem duas cavidades, uma com e outra sem formação de linha de solda nas regiões críticas do espécime. A moldagem foi realizada em duas temperaturas de injeção. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de resistência a tração e DSC. Foram avaliadas também a camada congelada e o aspecto da fratura. Para o processo de moldagem por injeção, foi realizada primeiramente a simulação em um software CAE. Por meio do DOE, os resultados dos ensaios de tração mostraram que os corpos de prova com linhas de solda apresentaram menor resistência mecânica que os corpos de prova sem linha de solda, e aspecto de fratura frágil. Estes romperam na região de linha de solda, como previsto. Em relação ao material do inserto, os corpos de prova foram menos suscetíveis a presença de linha de solda no inserto VRE. Corroborando com os resultados do ensaio de tração e com o aspecto da fratura dos corpos de prova, as amostras injetadas no inserto VRE apresentaram, na caracterização, menor espessura da camada congelada e menor ângulo de encontro das frentes de fluxo, à mesma temperatura de injeção. A pior condição para a moldagem por injeção desta peça com o defeito linha de solda em insertos VRE foi a temperatura de 190 °C, onde o fator linha de solda (FLS) foi de 0,95. Este fator ainda é aproximadamente 10% superior em relação a pior condição encontrada no inserto metálico.<br> / Abstract : The formation of weld lines is one of the defects resulting from the injection molding and may represent a reduction in mechanical strength, capable of causing rejection or dispose of the part. The region of formation of weld lines can be predicted with the use of software to assist in the design, manufacturing and engineering (CAD/CAE/CAM) and in practice, by making prototype molds (inserts) made by casting epoxy resin (VRE). This paper presents a comparison study of the injection molding process of a biopolymer (PLA), through a full factorial design, analyzing the quality of weld lines in specimens with 3 different lengths of flow injected into the steel insert AISI P20 and VRE insert with aluminum load. The inserts are designed to have two cavities, one with and one without weld line formation in the critical regions of the specimen. The molding was performed at two levels of injection temperatures. The specimens were tested by tensile strength and DSC. The frozen layer and the appearance of the fracture were evaluated. The injection molding process was first performed in a CAE simulation software. Through the DOE, the results of tensile strength showed that the samples with weld lines results in lower mechanical strength than the specimens without weld line, and it showed a brittle fracture appearance. These broke in the region of the weld line, as expected. In relation to the insert material, the specimens were less susceptible to the presence of weld line in the VRE insert. Corroborating the results of the tensile test and the appearance of the fracture of the specimens, the samples injected into the VRE insert presented smaller thickness of the frozen layer and lower meeting angle at the flow fronts at the same injection temperature. The worst condition for the injection molding of this part with weld line in VRE insert was in the condition with the injection temperature at 190 ° C, where the weld line factor (FLS) was 0.95. This factor is still about 10 % higher than the worst condition found in metal insert.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:42:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308266.pdf: 1458136 bytes, checksum: 47b833947d2d297f894e010920013db6 (MD5) / Nanopartículas poliméricas apresentam grande potencial de aplicação como carreadores de fármacos. Suas características típicas de liberação lenta e sustentada, além da viabilidade de aplicação através de variadas rotas de administração, favorecem o aumento da biodisponibilidade do fármaco e a redução dos efeitos colaterais. Polímeros biocompatíveis e biodegradáveis apresentam características importantes para aplicação biomédica como sistemas nanoparticulados. No entanto, algumas propriedades dos biopolímeros como o alto grau de cristalinidade dificultam seu processamento. Nanopartículas blendas de biopolímeros e polímeros sintéticos derivados do petróleo constituem uma alternativa para a obtenção de novos produtos, que apresentam propriedades complementares interessantes para uso em sistemas de liberação sustentada de fármacos. Neste contexto, o presente trabalho propõe o desenvolvimento de nanopartículas de PLLA (poli(L-ácido lático) e nanopartículas blenda de PLLA/PMMA (poli(metacrilato de metila)) e PLLA/PS (poliestireno) através da técnica de miniemulsificação/ evaporação do solvente, polimerização em miniemulsão e polimerização em emulsão semeada para incorporação de um fármaco hidrofóbico análogo da isoniazida. Os resultados obtidos mostram que a estabilidade das miniemulsões de PLLA e o diâmetro médio das nanopartículas são diretamente influenciados pela concentração de polímero, bem como pelo tipo de surfactante e solvente orgânico. As imagens de microscopia (MET) aliadas às temperaturas de transição vítrea (determinadas por DSC) apontam para a formação de blendas de PLLA/PMMA miscíveis através da técnica de miniemulsificação/evaporação do solvente e imiscíveis por polimerização em miniemulsão. A morfologia encontrada para as nanopartículas de PLLA/PS indica a formação de uma blenda imiscível com estruturas do tipo casca-núcleo. Foi possível incorporar até 5% de fármaco (m/m, em relação à massa de PLLA) às nanopartículas sem que ocorresse a perda de estabilidade das miniemulsões e com eficiência de encapsulação superior a 85%. As nanopartículas blenda de PLLA/PMMA, em especial aquelas com maior concentração de PMMA, apresentaram maior eficiência de encapsulação (aproximadamente 90%). / Polymeric nanoparticles have considerable potential for drug delivery system purposes. Their typical slow and sustained release, as well as feasibility of variable routes of administration, enables improvement of drug bioavailability and reduction of side effects. Biocompatible and biodegradable polymers have interesting characteristics for biomedical application as nanoparticulated systems. On the other hand, some properties of the biopolymers such as high crystallinity encumber their processing. Bio/synthetic (petroleum-derived) polymers nanoparticle blend represents an alternative to the development of new materials with improved properties for the drug delivery systems use. This work discusses the development of PLLA (poli(L-lactic acid)) nanoparticles and PLLA/PMMA (poli(methyl methacrylate)) and PLLA/PS (polystyrene) nanoparticle blends by miniemulsification/solvent evaporation, miniemulsion and seeded emulsion polymerization methods for hydrophobic drug-loaded nanoparticle application. The results show that PLLA miniemulsions stability and nanoparticle size suffer direct influence by the polymer concentration, surfactant type and polymer solvent. Regarding the nanoparticles blend, the preparation method and PMMA presence induced the PLLA crystallinity loss. The microscopic images (TEM) and glass transition temperatures (specified by DSC) indicate the formation of miscible PLLA/PMMA blends obtained by miniemulsification/solvent evaporation technique; and imiscible by miniemulsion polymerization. The PLLA/PS nanoparticles morphology indicates towards the formation of an immiscible blend with core-shell structures. Stable drug loaded nanoparticles and encapsulation efficiency of 85% were obtained with up to 5% of drug (wt/wt, relative to the PLLA mass). The nanoparticle PLLA/PMMA blends, particularly those with larger PMMA concentration, exhibited better encapsulation efficiency (approximately 90%).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:24:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 309179.pdf: 2058999 bytes, checksum: 665e69359fb846837b313b2e082ab2ca (MD5) / Micropartículas de poli(3-hidroxibutirato) (PHB) contendo cetoprofeno (CET) como fármaco modelo foram preparadas através da técnica de emulsão-evaporação do solvente O/A. Com o intuito de atribuir uma barreira adicional à liberação do cetoprofeno, micropartículas de CET/PHB foram revestidas por um filme de quitosana através da técnica spray drying. A quitosana é um dos biopolímeros mais utilizados para aplicações farmacêuticas e biomedicinais, porém, como é um polímero hidrofílico, há necessidade de uma reticulação visando modificar determinadas propriedades do biopolímero, tais como, estabilidade química e térmica, rigidez estrutural, permeabilidade e capacidade de modular a liberação de agentes ativos. O filme de quitosana foi reticulado com glutaraldeído ou genipin. A morfologia das micropartículas foi avaliada, bem como sua eficiência de encapsulação. As micrografias de MEV mostraram partículas esféricas com tamanhos entre 10 a 20 µm. A eficiência de encapsulação foi da mesma ordem de grandeza para todas as formulações de micropartículas estudadas. O perfil de liberação do fármaco foi obtido em condições tamponadas de uma solução de fosfato pH 7,4 utilizando espectrometria UV-Vis. A influência das concentrações de quitosana e do agente reticulante (glutaraldeído e genipin) na quantidade de cetoprofeno liberado após 1 h e sobre o prolongamento de liberação em 72 h, foi avaliada através de análises estatísticas, indicando que ambas as variáveis influenciaram as respostas. A liberação do cetoprofeno a partir de micropartículas compostas recobertas com quitosana reticulada foi lenta e sustentável, sendo um transportador polimérico muito promissor para a libertação de fármacos. Para elucidar o mecanismo de liberação, os sistemas foram tratados com base no modelo de Higuchi e na Lei das Potências, sendo os perfis descritos por uma equação biexponencial. A partir do ajuste dos dados de liberação à equação de Baker-Lonsdale, determinou-se que o mecanismo de liberação é controlado, sobretudo por difusão pelas matrizes poliméricas. / Microparticles of poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) containing ketoprofen (KET) as a model drug were prepared using the technique of emulsion-evaporation solvent (O/W). In order to assign an additional barrier to the release of the ketoprofen and decrease the burst effect, microparticles of KET/PHB were coated with a film of chitosan by spray drying technique. Chitosan is one of the most biopolymers commonly used for pharmaceutical and biomedical applications, however, as it is a hydrophilic polymer, there is a need for crosslinking in order to modify certain properties of the biopolymer, such as chemical and thermal stability, structural strength, permeability and the ability to modulate the release of active agents. The film surface was modified by two chitosan crosslinking agents, glutaraldehyde and genipin. The morphology of the microparticles was evaluated as well as their encapsulation efficiency. The SEM micrographs showed spherical particles with sizes between 10 and 20 ìm. The encapsulation efficiency was, approximately, the same order for all microparticles with different formulations of chitosan. The profile release of the drug was obtained at a buffered phosphate solution pH 7.4 using UV-Vis spectrometry. The influence of chitosan concentration and and crosslinker agents (glutaraldehyde or genipin) on the amount of ketoprofen released after 1 h and on the extended-release after 72 h was evaluated by statistical analyzes, indicating that both variables influenced the responses. The release of ketoprofen from composite microparticles coated with crosslinked chitosan was slow and sustainable, being a polymeric carrier to a very promising drug delivery. To elucidate the mechanism of release, the systems were treated with the model of Higuchi and power law, these profiles were described by biexponential equation. From the adjustment of the data release to the equation of Baker-Lonsdale, we determined that the release mechanism is controlled primarily by diffusion through polymeric matrices.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279023.pdf: 2103503 bytes, checksum: 1fc23c791a878367d4bcf7e8926f6cd9 (MD5) / O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar microcápsulas e nanopartículas formadas a partir da proteína isolada de soja (SPI), para futura utilização como dispositivos de encapsulação e liberação de agentes ativos. O efeito da concentração de SPI, surfactantes, agentes reticulantes e força iônica do meio na morfologia e distribuição de tamanho das partículas foram avaliados. A substância encapsulada foi o óleo de Copaíba, um inseticida natural. Para a formação das microcápsulas, prepararam-se emulsões o/a utilizando a SPI como emulsificante. Foi realizado o estudo da estabilidade cinética das emulsões o/a durante o armazenamento (4 meses). Devido à grande variação na distribuição de tamanho das gotas de óleo das emulsões com o tempo de estocagem, optou-se pela preparação das emulsões in situ e imediata secagem da fase aquosa para obtenção das microcápsulas. Após secagem das emulsões, foram obtidas microcápsulas de dimensões variadas, superfícies lisas e com ausência de poros, como verificada após visualização das microesferas por MEV e MEV-FEG. A encapsulação do óleo foi confirmada por medidas de TGA, DSC e FTIR-ATR. Os resultados de SAXS indicaram uma organização fractal das proteínas SPI na região interfacial da emulsão e, após secagem, nas paredes das microcápsulas. A superfície das microcápsulas possui estrutura fractal formada por repetições de agregados entre proteínas da SPI. As nanopartículas de SPI foram obtidas através do método de coacervação em uma solução aquosa hostil. Imagens de TEM indicam que as nanopartículas são esferas compactas, massivas e com tamanho entre 200 a 400 nm. Investigou-se o efeito de diversas variáveis, como concentração de SPI, tipo e concentração de surfactante e força iônica do meio nas propriedades tamanho médio, polidispersidade e potencial Zeta das nanopartículas obtidas. Acompanhou-se a evolução destas propriedades durante o tempo de estocagem das suspensões (4 meses), com a identificação dos processos degradativos das suspensões. Medidas de SLS /DLS simultâneas confirmaram a morfologia e tamanho observados por microscopia, além de indicar que a superfície das nanopartículas é formada por cadeias protéicas hidratadas protuberantes. / The main goal of this work was to obtain microcapsules and nanoparticles made from a biopolymer, namely Soy Protein Isolate (SPI), for use as drug encapsulation and controlled release devices. We evaluated the effects of SPI concentration, adition of surfactants and crosslinkers, ionic strength on the particles morphology and suspension kinetic stability. The encapsulated substance was the Copaiba oil, a natural insecticide. The microcapsules were made from the spray drying of o/w emulsions stabilized with SPI. The kinetic stabilities of all the emulsions were tracked for a period of four months. Due to the large shift on size and polydispersity of the emulsions with their aging we decided to prepare the emulsion in situ followed by immediate drying to obtain the SPI microcapsules. The encapsulation of the oil was confirmed through calorimetric and spectroscopic techniques. Image techniques show the microcapsules as hollow spheres with a smooth and pore free surface. SAXS results showed that the proteins indeed rest at the oil drops interface in the emulsions, through a fractal organization; after drying, the proteins constitute the microcapsules walls producing a surface with fractal structure. In the second part of this work we obtained nanoparticles made from coaservation of SPI in a hostile buffer solution. Image techniques showed the nanoparticles as compact spherical objects with diameter ranging from 200 up to 400 nm. We monitored the effect of several variables, as SPI concentration, surfactants and ionic strength on the size, polydispersity and Zeta potential of the nanoparticles suspensions. The kinetic stability was measured by following the evolution of these properties during 4 months. Simultaneous SLS/DLS data confirmed the size and shape observed by microscopy and indicated that the particles surface is made from hydrated polymeric chains.

Orientador: Sidney José Lima Ribeiro / Banca: Marcelo Nalin / Banca: Regina Célia Galvão Frem / Banca: José Maurício Almeida Caiut / Banca: Lauro June Queiroz Maia / Resumo: Nanoestruturas unidimensionais de telúrio (Te1D) na forma de whiskers, fios e hélices foram preparados com facilidade por uma síntese em etapa única na presença de solução aquosa de Pluronic® F68 à baixas temperaturas (< 100 °C) e pressão ambiente. A forma das nanoestruturas puderam ser controladas de acordo com a cinética da reação. Estruturas empacotadas de nanowhiskers e nanofios de Te foram obtidas via auto-organização em interface líquido-líquido e pela técnica de drop-cast em substrato de Si/SiO2. Estruturas híbridas 1D foram obtidas utilizando nanoestruturas Te1D como molde de sacrifício para anexar nanopartículas metálicas ou mesmo produzir nanoestruturas 1D metálicas. Por exemplo, nanoestruturas híbridas 1D foram preparadas decorando nanofios de Te com nanopartículas de Ag em solução aquosa de poli(vinilpirrolidona). Nanoestruturas 1D de Au com forma de nódulos foram preparados por deslocamento galvânico de íons Au3+ em uma mistura de nanohélices de Te, ácido ascórbico e solução aquosa de poli(vinilpirrolidona). Além disso, nanohélices de Te foram funcionalizadas com uma camada resina resorcinol-formaldeído em condições brandas de síntese. A resina de resorcinol-formaldeído é uma via intermédia para explorar a deposição de compostos opticamente ativos tais como nanopartículas de hidroxicarbonato de Tb3+ ou nanopartículas de Au. Para aplicações práticas é essencial que estas nanoestruturas possam ser suportadas em filmes rígidos ou flexíveis de alta qualidade óptica. ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: One-dimensional Te nanostructures (Te1D) in the shape of whiskers, wires and helices were prepared by a facile one-pot synthesis in the presence of aqueous Pluronic® F68 solution at low temperatures (< 100 ºC) and ambient pressure. The shape of Te1D nanostructures could be manuvered according with the reaction kinectics. We evaluate some techniques to assemble Te1D nanostructures on the pursuit for complex nanoarchitectures. Bundles of Te nanowhiskers and nanowires were achieved by self-assembly in liquid-liquid interface or by drop-cast technique in Si/SiO2 substrates. 1D hybrid structures have been conceived by using Te1D nanostructures as sacrificial template to attach metallic nanoparticles or even produce metallic 1D nanostructures. For example, 1D hybrid nanostructures were easily prepared by decorating Te nanowires with Ag nanoparticles in aqueous solution of poly(vinylpyrrolidone). Au 1D nanostructures with nodular-like shape were prepared by galvanic displacement of Au3+ ions in a mixture of Te nanohelices, ascorbic acid and an aqueous solution of poly(vinylpyrrolidone). Furthermore, Te1D nanohelices were functionalized with a layer of resorcinol-formaldehyde resin at mild synthesis conditions. The RF resin allowed us to fashion an intermediate pathway to explore the deposition of optically active compounds like Tb3+ hydroxylcarbonate or Au nanoparticles. Seeking practical applications, these nanostructures should be hosted over rigid or flexible films possessing exc... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-02-21Bitstream added on 2014-06-13T19:29:27Z : No. of bitstreams: 1 ernandes_fmpg_me_sjrp.pdf: 299340 bytes, checksum: c024857646431f92bfcb650c9345d5c2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A levana é um exopolissacarídeo constituído por unidades de frutose, unidas através de ligações (2 6), sintetizado por vários microrganismos durante a fermentação de um meio de cultura à base de sacarose, extrato de levedura e sais minerais. Este biopolímero possui diversas aplicações tanto na área de alimentos (fixador de cores e sabores, espessante e estabilizante de vários alimentos) como também na farmacêutica (substituto de plasma sanguíneo, imunomodulador, anticarcinogênico e hipocolesterolêmico). Este trabalho teve como objetivo principal estudar o processo de produção de levana através do cultivo das bactérias Bacillus subtilis e duas linhagens de Zymomonas mobilis (CP4 e CCT 4494). Durante a otimização de sua produção, foi analisado o efeito da variação de: fontes de carbono em diferentes concentrações, temperatura (25; 30 e 35°C), concentração de extrato de levedura (1,0 a 10,0%) e pH (6,0; 7,0 e 8,0). As fontes de carbono testadas foram frutose e glicose (1,0; 2,0; 3,0; 4,0 e 5,0%) e sacarose (1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 10,0; 15,0 e 20,0%), as quais foram adicionadas em três meios de cultura sintéticos denominados como meios 1, 2 e 3. Além destes meios, também foi testado o caldo de cana-de-açúcar, em diferentes concentrações de sólidos solúveis (10,0; 15,0 e 20,0%), como meio de cultura alternativo para obtenção de levana. Após o término do processo fermentativo, foi realizada a determinação do pH diretamente do caldo fermentado. A seguir, o caldo foi centrifugado a 8000 rpm durante 15 minutos e a biomassa foi estimada como peso seco... / Levan is an exopolysaccharide constituted by fructose units, ß (2.6) linked, synthesized by several microorganisms during fermentation of a culture medium containing sucrose, yeast extract and mineral salts. This biopolymer has various applications as much in food area (colors and flavors fixer, thickener and stabilizer of several foods) as in pharmaceutical one (blood plasma replacement, immunomodulator, anticarcinogenic and hypocholesterolemic). The principal objective of this work was to study the levan production process by cultivation of Bacillus subtilis bacteria and two strains of Zymomonas mobilis (CP4 and CCT 4494). During the optimization of its production it was analyzed the variation effect of: different concentrations of carbon sources, temperature (22; 30 and 35°C), yeast extract concentration (1.0 to 10.0%) and pH (6.0; 7.0 and 8.0). The tested carbon sources were fructose and glucose (1.0; 2.0; 3.0; 4.0 and 5.0%) and sucrose (1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 10.0; 15.0 and 20.0%) which were added to three synthetic culture media coded as 1, 2 and 3. Besides these media, the sugar cane broth was also tested at different concentrations of soluble solids (10.0; 15.0 and 20.0%) as alternative culture medium for levan obtainment. After the fermentative process finished the fermentation broth pH was measured. Afterwards, the broth was centrifuged at 8000 rpm for 15 minutes and the biomass was estimated as dried weight. After the analysis of the RS (reducing sugars) and TRS (total reducing sugars) in the supernatant, this was precipitated with three volumes of ethanol, driedand ground to determine the levan concentration and the ash content. After analysis of the results obtained with the different media used, it was verified that the bacteria grew at pH in a range from 4.0 to 7.5 and that levan wasn t produced at pH lower than 3.5. The results... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: José Alcides Gobbo Junior / Banca: Rosane Aparecida G. Battistelle / Banca: Angela Maria Grossi / Resumo: É estimado que a geração de resíduos sólidos passará de 1,3 bilhão para 2,2 bilhões de toneladas até 2025, ocasionando problemas ambientais, sociais e, consequentemente, à saúde pública. A maior problemática neste aspecto envolve o destino inadequado dos resíduos, e no Brasil ainda se destina pouco resíduos à triagem para reciclagem ou compostagem. Neste cenário, as embalagens plásticas oriundas de fonte não renovável de energia possuem baixas taxas de reciclagem. Desta forma, surgem os bioplásticos como alternativa, por serem em sua maioria biodegradáveis. Este estudo visa discutir os aspectos comunicacionais relacionados diretamente às embalagens de bioplásticos e apresentar como a função comunicação nas embalagens podem contribuir para fornecer informações relevantes aos consumidores, a fim de minimizar o problema da destinação inadequada. Utilizou-se a pesquisa qualitativa como método a alcançar os objetivos propostos. Conclui-se que a comunicação, seja nas embalagens de plástico ou bioplástico, deve promover as ações nas pessoas: a não geração, a redução, a reutilização e a reciclagem de resíduos sólidos, gerando, desta forma, um ciclo de solução nas problemáticas abordadas neste estudo. / Abstract: It is estimated that the solid waste generation will grow from 1.3 billion to 2.2 billion tons by 2025, causing environmental and social problems and therefore, to public health.The biggest problem on this aspect involves the inappropriate disposal of waste and Brazil still intended for little waste sorting for recycling or composting. In this scenario, the plastic packaging from non-renewable energy source have low recycling rates. Thus, bioplastics come as an alternative because they are biodegradable in their majority. This study aims to discuss the communication aspects directly related to bioplastics packaging and presenting how communication function in packaging can help to providing relevant information to consumers in order to minimize the problem of improper disposal. The qualitative research was used as a method to achieve the proposed objectives. It can be concluded that communication, whether in plastic or bioplastic shall promote the actions on people about not generation, reduction, reuse and recycling of solid waste, thus creating a solution cycle on the addressed problems in this study. / Mestre

Orientador: Eliana Gertrudes de Lemos / Coorientador: Cristiane Moretto / Banca: Paulo Inácio da Costa / Banca: João Martins Pizauro Junior / Resumo: Nas últimas décadas, a síntese microbiana de biopolímeros com propriedades biotecnológicas tem atraído atenção crescente. Este trabalho relatou o efeito dos íons metálicos cobre bivalente (Cu2+) e cromo hexavalente (Cr6+) na biossíntese de exopolissacarídeo (EPS) e polihidroxibutirato (PHB), produzidos pela bactéria Rhizobium tropici (LBMP-C01). No ensaio de concentração mínima inibitória (CMI), a rizobactéria apresentou sensibilidade às concentrações superiores a 0,1 mmol L-1 para Cu2+ e 0,05 mmol L-1 para o íon Cr6+. O estudo do efeito destas concentrações de íons metálicos sobre a produção de EPS e PHB, este foi cultivado em meios PSYlíq sem a presença dos íons (controle) e suplementados com os íons separadamente (Cu2+ e Cr6+) e em mistura (Cu2+ + Cr6+). A curva de cultivo mostrou diferenças significativas entre o meio PSYlíq controle e os demais tratamentos contendo os íons metálicos nas concentrações avaliadas. Apesar do efeito dos íons metálicos no cultivo, todos os tratamentos apresentaram células viáveis. Quanto à ação dos íons metálicos sobre a produção de EPS e PHB, foi observado que os tratamentos contendo o íon cromo e os íons em mistura (Cu2+ + Cr6+) reduziram a produção de ambos os biopolímeros. No entanto, o tratamento suplementado com somente o íon Cu2+ induziu o aumento da produção de até 48% de EPS e 46,66% de PHB em relação ao controle, após 144 horas. O estudo de FTIR indicou mínimas diferenças nos grupos funcionais presentes nas moléculas dos biopolímeros... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the last decades, the microbial synthesis of biopolymers with biotechnological properties has attracted increasing attention. This work reported the effect of bivalent copper (Cu2+) and hexavalent chromium (Cr6+) ions on exopolysaccharide biosynthesis (EPS) and polyhydroxybutyrate (PHB), produced by the bacterium Rhizobium tropici (LBMP-C01). In the minimum inhibitory concentration (MIC) test, rhizobacteria showed sensitivity to concentrations higher than 0.1 mmol L-1 for Cu2+ and 0.05 mmol L-1 for the Cr6+ ion. The study of the effect of these metal ion concentrations on EPS and PHB production was carried out in PSYlíq media without the presence of ions (control) and supplemented with ions separately (Cu2+ and Cr6+) and in a mixture (Cu2+ Cr6+). The culture curve showed significant differences between the control PSYlíq medium and the other treatments containing the metal ions at the concentrations evaluated. Despite the effect of metal ions on the culture, all treatments had viable cells. As for the action of the metal ions on the production of EPS and PHB, it was observed that the treatments containing the chromium ion and the ions in the mixture (Cu2+ + Cr6+) reduced the production of both biopolymers. However, the treatment supplemented with Cu2+ alone induced an increase in the production of up to 48% of EPS and 46.66% of PHB in relation to the control after 144 hours. The FTIR study indicated minimal differences in the functional groups present in the molecules of t... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Sidney José Lima Ribeiro / Banca: Rogéria Rocha Gonçalves / Banca: Cleber Renato Mendonça / Banca: Ubirajara Pereira Rodrigues Filho / Banca: Masahide Takahashi / Abstract: Among all natural polymers, bacterial cellulose and silk fibroin offer unlimited opportunities for processing, functionalization, and biological integration. This thesis presents the preparation and characterization of nanostructured materials based on bacterial cellulose produced by Gluconacetobacter xylinus bacteria, as well as regenerated silk fibroin stemmed from the cocoons of silkworms (Bombyx mori) for optical applications. Firstly, dried bacterial cellulose membranes were utilized to prepare cellulose nanocrystals (CNC). CNC were casted in the form of thick iridescent films whose color originates in the periodic patterning of layers in a chiral nematic texture created by self-assembly of rod crystallites. Once the CNC films were obtained, self-sustainable films were coated with a low molecular weight nematic liquid crystal (LC), 4′-(hexyloxy)-4-biphenylcarbonitrile (HOBC). The materials were obtained as free-standing iridescent films, with chiral nematic structure that exhibited modulated optical properties, in response to external stimulus, such as thermal gradient or relatively small electrical voltage. The scanning electron microscopy (SEM) confirmed that the composite film structure comprises the multi-domain Bragg reflectors. The relationship between the surface structure and thermo-responsive properties of investigated HOBC coated with CNC film was examined using transmission optical microscopy (TOM). Additionally, electrostatic force microscopy (EFM) measuremen... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: Entre os polímeros naturais, celulose bacteriana e fibroína da seda oferecem inúmeras oportunidades para funcionalização, processamento e integração biológica. Esta tese apresenta a preparação e caracterização de novos materiais nanoestruturados para aplicações ópticas utilizando celulose bacteriana produzida pela bactéria Gluconacetobacter xylinus, como também em fibroína regenerada extraída de casulos do bicho da seda (Bombyx mori). Primeiramente, membranas de celulose bacteriana secas foram utilizadas para a preparação de nanocristais de celulose (NCC). Os nanocristais de celulose foram processados na forma de filmes espessos e iridescentes nos quais a cor tem origem de padrões periódicos de camadas em uma estrutura nemática quiral criada pelo alto montagem dos bastões cristalinos. Uma vez obtido o filme de NCC, o mesmo foi revestido com um cristal líquido nemático de baixo peso molecular, 4'- (hexiloxi) - 4 - bifenilcarbonitrila (HOBC). O material foi obtido como um filme auto-suportado, iridescente, formado por uma estrutura nematic quiral e que exibe moduladas propriedades em resposta a estímulos externos, tais como, gradiente de temperatura e relativa pequena voltagem elétrica. Imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) confirmaram a estrutura do filme formada por múltiplos domínios refletores de Bragg. A relação entre a estrutura da superfície e as propriedades de resposta térmica do revestimento de HOBC no filme foram investigadas utilizando microscopia ópt... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor