Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:34:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 230325.pdf: 1730397 bytes, checksum: f006b2053bdc1ffa997d2bfb8faa2605 (MD5) / Filmes de (poli(etileno-co-metil acrilato) (EMA) e EMA/poli(caprolactona-triol)(PCL-T) foram caracterizados em relação as suas características térmicas, mecânicas, de intumescimento, interações fármaco-polímero e aplicação na liberação controlada de fármacos. O aumento no teor de metil acrilato nos filmes de EMA promoveu redução da cristalinidade, diminuição da tensão máxima, aumento da capacidade de elongação e no módulo de elasticidade, aumento na capacidade de intumescimento dos filmes em etanol e favorecimento da permeação dos fármacos, paracetamol, ibuprofeno e cloridrato de diltiazem (DZ). A aumento da fração de etanol/água utilizado como solvente para solubilizar o fármaco promoveu aumento do coeficiente de permeabilidade do cloridrato de diltiazem fator influenciado pelo maior intumescimento do filme. Os resultados de DSC, FTIR e MEV demonstraram que os filmes de EMA/PCL-T variando em concentração de 100/0 até 60/40 são imiscíveis. O DZ quando incorporado aos filmes de EMA/PCL-T sofre redução progressiva do grau de cristalinidade com a adição de PCL-T. Este efeito é associado à interações da PCL-T com o grupamento iônico da amina terciária observados por FTIR. A progesterona (PG) quando incorporada aos filmes de EMA/PCL-T sofre redução para 5% de cristalinidade somente com a presença de EMA, a adição progressiva de PCL - T não promoveu efeito aditivo sobre esta propriedade. Os filmes EMA/PCL-T/DZ 80/0/20 e 70/10/20 apresentaram baixíssima liberação do fármaco incorporado, contudo os filmes 60/20/20 e 50/30/20 apresentaram mecanismo de liberação anômalo. Os filmes de EMA/PCL-T/PG, 80/0/20, 70/10/20, 60/20/20 e 50/30/20 apresentaram total liberação do fármaco incorporado em 48 horas e o mecanismo de liberação segue o comportamento descrito por HIGUCHI.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-05-19T04:04:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333310.pdf: 2571212 bytes, checksum: ec206db5183720c66c0dee0407f362ef (MD5) Previous issue date: 2015 / A crescente demanda por materiais poliméricos livres de resíduos tóxicos, oriunda dos setores médico, farmacêutico e alimentício, bem como os avanços tecnológicos na obtenção de enzimas como as lipases solvente tolerantes e/ou imobilizadas, permitindo sua reutilização tornou possível que, catalisadores biológicos e fluidos pressurizados outrora relegados a segundo plano, tornassem-se atualmente uma das alternativas mais promissoras na área de polímeros biorreabsorvíveis e biodegradáveis. Neste contexto, a policaprolactona (PCL), um polímero biorreabsorvível e biodegradável, bem como o dióxido de carbono supercrítico (scCO2) têm permeado, de forma separada ou conjunta, diversas áreas de interesse acadêmico e industrial, com aplicações nos setores biomédico, farmacêutico, alimentício, e ecológico. Da combinação destas tecnologias aliada à possibilidade de produção em larga escala de polímeros via sistemas contínuos, emerge um vasto território de possibilidades/oportunidades para o setor acadêmico e industrial. Neste contexto, o presente trabalho objetivou o estudo da polimerização enzimática por abertura de anel (e-ROP) da e-caprolactona (e-CL) em fluidos pressurizados pelo uso de um reator contínuo empacotado (PBR) com enzimas imobilizadas (Novozym 435), visando a definição das melhores condições para as reações de polimerização. Para tanto, inicialmente foram realizados experimentos em dióxido de carbono (CO2) de forma a avaliar a influência da pressão de operação (120 e 200 bar), da razão mássica solvente/monômero (S/M = 2:1 e 1:2) e dos diferentes tempos espaciais (t) do substrato dentro do PBR sobre o rendimento das reações (Y), massa molecular numérica média (Mn) e índice de polidispersão (IP). Este estudo também avaliou a produção de policaprolactona para longos tempos de reação com a mesma carga de enzimas, visando determinar a retenção da atividade enzimática por meio da constância nos valores das variáveis de resposta das reções de e-ROP (Y, Mn e IP). Os melhores resultados obtidos a partir destes experimentos iniciais foram de 60,1 % e 53,5 % de conversão monomérica (Y) e de 21700 Da e 35800 Da de massa molecular númerica (Mn) para os experimentos realizados com razão S/M de 2:1 e pressões de 120 e 200 bar respectivamente. No entanto, estes valores de Y e Mn diminuíram rápida e expressivamente com o processamento contínuo dos reagentes devido ao acumulo/adsorção de material polimérico sobre as enzimas. A partir destes resultados optou-se pelo uso de um solvente orgânico (diclorometano-DCM) comocossolvente para reações de polimerização com as melhores condições operacionais obtidas anteriormente. Neste sentido, o uso do DCM como cossolvente nas reações mostrou-se promissor resultando em altos valores de Y (93,3 %) e valores de Mn de cerca de 22500 Da para tempos espaciais de apenas 15 minutos em reações realizadas a 120 bar e razão S/MIX (MIX = 50 % de e-CL + 50 % de DCM). Além disso, os valores de Y permaneceram constantes até 6 t (90 min.), já os valores de Mn foram menos constantes. A partir destes resultados, diversas variáveis foram testadas visando melhorar a eficiência na produção de policaprolactona em sistema contínuo como: quantidade de água no meio reacional, tipo e concentração de cossolvente no meio, uso de ondas ultrassônicas nas reações de e-ROP e uso de n-butano como solvente pressurizado. Neste sentido rendimentos de até 98 % e massas moleculares (Mn) na faixa de 35000 (Da) foram obtidos. Algumas das melhores condições operacionais obtidas a partir destes experimentos foram utilizadas em reações de e-ROP realizadas para até 40 t (10 h de reação) usando a mesma carga de enzimas. Esta etapa resultou em valores de Y de 95,0 % e massas moleculares (Mn) de 20000 (Da), estes valores máximos mantiveram-se constantes por até 10 horas de reação com a mesma carga de enzimas. A partir dos resultados obtidos conclui-se que, tanto o equipamento quanto a metodologia desenvolvida no presente trabalho para a produção de PCL em modo contínuo mostraram-se promissores na busca por polímeros de alto valor agregado.<br> / Abstract: The rising demand for products free of toxic waste coming from the medical sectors, pharmaceutical and food industries, as well as technological advances in obtaining solvent-tolerant lipases and/or immobilized, allowing its reuse and economic feasibility, that made it possible, biological catalysts and fluids pressurized once relegated to the background to become currently one of the most promising in the field of biodegradable polymers. In this context, polycaprolactone (PCL), a biodegradable polymer and bioresorbable, and the scCO2, have permeated separately/together several areas of academic interest and industrial, with applications in the food, pharmaceutical, biomedical and ecological. From of the combination of these technologies coupled with the possibility of large scale production (polymer) from continuous systems, emerges a vast territory of possibilities/opportunities for the academic and industrial sectors. In this context, this work aims to study the enzymatic polymerization of ring opening (e-ROP) of e-caprolactone (e-CL) in pressurized fluids by use of a continuous reactor packed (PBR) with immobilized enzymes (Novozym 435) aimed at defining the best conditions for the polymerization reaction. To this end, experiments were performed in carbon dioxide (CO2) in order to assess the influence of the operating pressure (120 and 200 bar), the mass ratio solvent/monomer (S/M = 2:1 and 1:2) and different space times (t) of the substrate within the PBR on the income of Y reactions, number average molecular weight (Mn) and polydispersity index (PI). This study also evaluated the production of polycaprolactone for long time reactions with the same amount of enzymes, aiming to determine the retention of the enzymatic activity through constancy in the values of response variables of reactions of e-ROP (Y, Mn and IP). The best results obtained from of these initial experiments were of 60,1 (wt%) and 53,5 (wt%) of monomeric conversion (Y) and of 21700 Da and 35800 Da of numeric molecular weight (Mn) to the experiments carried out with the ratio S/M of 2:1 and pressures of 120 and 200 bar respectively. But these values of Y and Mn decreased fast and expressively with the continuous processing of the reagents due to accumulation/adsorption of polymeric material on the enzymes. From these results it was decided to use one organic solvent (dichloromethane-DCM) as cosolvent for polymerization reactions with the best operating conditions previously obtained. In this sense, the use of DCM as a cosolvent in the reactions proved to be promises resultingin high values of Y (93,3 wt%) and values of Mn around of 22500 Da for space times of only 15 minutes in reactions carried out at 120 bar and mass ratio S/MIX (MIX= 50 wt% of e-CL + 50 wt% of DCM). Moreover, the Y values remained constant even after 6 t (90 min.), while the Mn values remained constants less. From these results, several variables were tested aiming to improve the efficiency in the polycaprolactone production in continuous system, as: amount of water in the reaction medium, type and concentration of cosolvent in the medium, the use of ultrasonic waves in the e-ROP reactions and the use of n-butane as pressurized solvent. Some of the best operating conditions obtained from these experiments were used in e-ROP reactions carried out for up to 40 t (10 h reaction time) using the same load of enzymes. This step resulted in values of Y 95,0 (wt%) and molecular weight (Mn) of 20000 (Da) these maximum values remained constant up to 10 hours of reaction with the same load of enzymes. From the results obtained it is concluded that both the equipment and the methodology developed in this work for the production of PCL in continuous mode proved extremely promising in the search for polymers with high added value.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Quimica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T23:33:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 201893.pdf: 3745787 bytes, checksum: 8c4f5c9020c5a09e016a74ec21bb82f5 (MD5) / Neste trabalho, foi abordada a preparação de filmes de acetato de celulose (AC) com porosidade controlada, tendo como objetivo principal a obtenção de filmes que controlem a permeação de agentes ativos. Foram utilizadas duas estratégias: a adição de poli (caprolactona triol) (PCL-T) para atuar como plastificante e a adição de água como agente formador de poros. O trabalho envolveu a investigação do comportamento de fases entre AC/PCL-T/acetona, caracterização térmica, mecânicas e morfológicas dos filmes obtidos, além da determinação do coeficiente de permeação do fármaco modelo paracetamol. Os filmes de AC/PCL-T, contendo até 40 % do plastificante, são homogêneos. A PCL-T exerce forte efeito plastificante sobre os filmes reduzindo a Tg e a Tm. Entretanto, este efeito é menos evidente nos filmes porosos. Além disso, a presença dos poros diminui as propriedades mecânicas dos filmes. A permeação de paracetamol, através dos filmes formados a partir de soluções contendo 1,5 % de água, ocorre pela combinação da difusão, através da matriz de AC/PCL-T, e pela percolação, através dos poros dos filmes. Os filmes preparados na ausência de água são influenciados significativamente pela quantidade de plastificante. Dentre os filmes porosos analisados (1,5, 3,0 e 4,0 % de água), somente aqueles preparados com 1,5 % de água são influenciados pelo efeito da quantidade de PCL-T.

Orientadores: Marcos Akira d'Ávila, Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T04:11:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_SergioLopesFernandes_M.pdf: 1999649 bytes, checksum: 3668df0532fba5829156d8937f7ba8be (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O uso e pesquisa do polímero Policaprolactona (PCL) como biomaterial vem sendo amplamente difundido nas últimas décadas. Sua capacidade de interagir com o organismo, propriedades mecânicas e capacidade de reabsorção são as principais características que levaram a escolha deste material para o desenvolvimento de uma estrutura que aja como suporte celular para uso em Engenharia Tecidual. Neste trabalho, o objetivo foi produzir e caracterizar membranas de PCL obtidas pelo processo de eletrofiação ou "electrospinning". Este processo, que utiliza uma diferença de potencial para extrair "fios" a partir de uma solução polimérica eletricamente carregada, é relativamente novo e versátil, sendo capaz de produzir redes macrométricas a partir de um emaranhado de "fios" que variam de diâmetros nano até micrométricos. As amostras foram devidamente analisadas e caracterizadas utilizando Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Termogravimetria (TG), Infravermelho por Transformada de Fourrier (FTIR), Análise Dinâmico Mecânica (DMA) e ensaio in vitro com células tronco mesenquimais de tecido adiposo (MSCs). As membranas exibiram propriedade de biocompatibilidade, o que levou à crer que a porção de solvente utilizada para fabricação dos fios foi eliminada, possibilitando adesão, penetração e proliferação celular através da estrutura / Abstract: The Policaprolactone polymer has been widely investigated as cellular support for tissue engineering purposes. Its biocompatibility, adequate mechanical properties and resorption capability are the main aspects that has led to the choice of this material for a possible use as tissue engineering scaffolds. In this work, the objective was to prepare and characterize PCL non-woven fibrous networks obtained through the electrospinning process. This process, which uses electrical potential in order to extract fibers from a electrically charged polymer solution is relatively new and versatile, being capable to produce a macroscopic structure composed of non-woven networks of fibers varying from the nanoscale to the microscale range. The samples were characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM), Scanning Differential Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TG), Infrared Fourrier Transform (FTIR), Dynamic Mechanical Analysis (DMA) and in vitro tests with Mesenquimal Stem Cells (MSCs). The membranes were considered biocompatible, which led to believe that the solvent portion was eliminated during the process, enabling adhesion, penetration and cellular proliferation within the structure / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Marcos Akira D'Ávila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-28T14:33:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Segundo_JoaodeDeusPereiradeMoraes_M.pdf: 7452357 bytes, checksum: ad3c155a2b3b137e6642655d1af1ef0f (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A eletrofiação é uma das principais técnicas para produzir fibras poliméricas ultrafinas na escala nano e submicrométrica. A poli ('épsilon'-caprolactona) (PCL) é um polímero sintético biodegradável bastante utilizado na área médica. Fibras de PCL obtidas por eletrofiação formam mantas porosas propícias para aplicações biomédicas como na engenharia tecidual. Em algumas aplicações as fibras alinhadas de PCL são de interesse, pois conferem melhorias em determinadas propriedades quando comparadas com fibras aleatórias. A PCL é considerada um polímero moderadamente hidrofóbico e a eletrofiação aumenta a hidrofobicidade das mantas. Os surfactantes têm a capacidade de modificar a superfície das fibras poliméricas aumentando a sua molhabilidade. Este trabalho versa sobre a influência da adição de surfactantes catiônico (CTAB), aniônico (SDS) e não-iônico (Triton X-100) na morfologia e no alto alinhamento de fibras de PCL obtidas por eletrofiação com coletor rotativo. Preparou-se solução de PCL contendo clorofórmio e acetona como solventes. As concentrações em massa de surfactantes utilizadas foram: 0,05; 0,1; 0,5; 1,0 e 1,5 wt%. As soluções foram caracterizadas através de medições de tensão superficial, condutividade elétrica e reologia. As morfologias das fibras foram analisadas com Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) juntamente com o software imageJ e o plugin OrientationJ. As fibras foram caracterizadas quanto às propriedades térmicas (DSC), análise química (FTIR) e molhabilidade (ângulo de contato). Através dos resultados obtidos, observou-se que a condutividade elétrica das soluções foi aumentada de acordo com o tipo de surfactante. A reologia foi alterada com os tipos e as concentrações, enquanto a tensão superficial não apresentou mudança significativa com a adição dos surfactantes. Os surfactantes CTAB e SDS alteraram o alinhamento das fibras de PCL e, dependendo da concentração, melhoraram a uniformidade dos diâmetros das fibras. Os surfactantes foram capazes de melhorar a molhabilidade das mantas, enquanto as propriedades térmicas foram mantidas / Abstract: The electrospinning is one of the main techniques to produce ultrafine polymeric fibers in the nano and submicron scale. Poly ('épsilon'-caprolactone) (PCL) is a biodegradable synthetic polymer widely used in the medical field. Electrospun PCL fibers form porous mats favorable for biomedical applications such as in tissue engineering. PCL aligned fibers are of interest since it expand the applications of these fibers and confer improvements in certain properties when compared with random fibers. PCL considered a moderately hydrophobic polymer and the electrospinning increases the hydrophobicity of the mats. Surfactants have the ability to modify the surface of polymeric fibers increasing its wettability. This work is concerned with the study of the effects of adding cationic (CTAB), anionic (SDS) and nonionic (Triton X-100) surfactants in the morphology and alignment PCL fibers obtained by electrospinning used a rotating collector. Poly ('épsilon'-caprolactone) (PCL) solutions with chloroform and acetone as solvent were prepared and different concentrations of surfactants were used: 0.05; 0.1; 0.5; 1.0; and 1,5 wt% in mass. Solutions characterized by measurements of surface tension, electric conductivity and viscosity. The morphology of the fibers analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) together with the ImageJ software and OrientationJ plugin. The fibers characterized by differential scanning calorimetry (DSC), infrared spectroscopy (FTIR) and wettability (contact angle). Through the results obtained, the electrical conductivity of the solutions increased according to the type of surfactant. The rheology changed with the types and concentrations, while the surface tension did not change significantly with the addition of surfactants. The presence of surfactants CTAB and SDS influence the alignment of the PCL fibers, and depending on the concentration, improve the uniformity of fiber diameters. The surfactants were able to improve the wettability of mats, while the thermal properties maintained / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Para a produção de compósitos multifuncionais crescente atenção tem sido dada a uma homogeneização eficaz de hidroxiapatitas em matrizes poliméricas, buscando uma sintonia fina da concentração entre polímeros biodegradáveis e biocerâmicas. Este trabalho dedicou-se a síntese, caracterização e estudo das propriedades biológicas do híbrido hidroxiapatita / poli(&epsilon;-aprolactona) estrela. A hidroxiapatita nanométrica (HAPN) foi revestida com o polímero biodegradável poli(&epsilon; -caprolactona) de topologia em estrela de três braços (PCLE). O uso de um polímero com topologia ramificada visa alterar algumas de suas propriedades mecânicas, a adesão interfacial à cerâmica, a sua viscosidade, o volume hidrodinâmico e sua cinética de degradação. O desempenho do híbrido HAPN/PCLE foi comparado com os materiais: HAP com partículas micrométricas (HAP-91 material comercial), o seu compósito revestido com PCLE (HAP-91/PCLE) e uma cerâmica nanométrica bifásica hidroxiapatita/&beta;-TCP (HAP-8). Os materiais foram caracterizados por avaliações físico-químicas e biológicas realizadas por estudos de citotoxicidade, adsorção de proteínas, proliferação celular, atividade de fosfatase alcalina. A síntese de PCLE foi verificada por análise espectroscópica (espectroscopia no infravermelho-FTIR; ressonância magnética nuclear de prótons- 1H-RMN e carbono- 13C-RMN; a matriz assistida por desorção a laser / ionização; MALDI-TOF; e cromatografia de permeação em gel (GPC). O revestimento das biocerâmicas por PCLE foi confirmado por técnicas de microscopia eletrônica de transmissão (MET) e de varredura (MEV). Os compósitos mostraram uma melhor trababilidade em relação à cerâmica pura e são menos quebradiços, possivelmente devido à presença do PCLE na interface da biocerâmica. A análise de MEV e MET mostrou um aspecto de continuidade no contorno das partículas de cerâmica, em micro e nano-escala. Os compósitos apresentam comportamento não citototóxico e propiciaram um crescimento de células de mamíferos. A proliferação de células osteoblásticas (MG -63) foi significativamente mais elevada para o compósito HAPN/PCLE em comparação com outros biomateriais, sugerindo influência da área de superfície na adesão e proliferação de células. O estudo do ângulo de contato indicou que o revestimento com PCLE faz com que a superfície da biocerâmica seja mais hidrofóbica. O estudo com radioisótopos indicou que o revestimento da biocerâmica com PCLE altera significativamente a adsorção das proteínas do sangue fibrinogênio e albumina. O processo de regeneração do tecido ósseo foi estudado em condições in vivo com a implantação de pastilhas dos materiais estudados em tíbias de coelho. Os resultados mostraram que os compósitos podem ser utilizados como biomaterial, pois houve neoformação óssea ao redor dos implantes. / For the production of multifunctional composites in the combination of biodegradable polymers and bioceramics, increasing attention has been paid to an effective homogenization of hydroxyapatite within polymer matrices and a fine tuning of the concentration. This work was dedicated to the synthesis, characterization and study of the biological properties of the hybrid star poly(&epsilon;-caprolactone)/hydroxyapatite composites. A nanometer hydroxyapatite (HAPN) was coated with the biodegradable polymer poly (&epsilon;-caprolactone) with three arms star topology (PCLE). The use of polymer branched topology aims to change some of its mechanical properties, the interfacial adhesion to ceramic, its viscosity, the hydrodynamic volume and its degradation kinetics. The performance of the hybrid HAPN/PCLE was compared with the other three materials: HAP commercial micrometric particles (HAP-91), their composite coated with PCLE (HAP-91/PCLE) and a biphasic ceramic nanohydroxyapatite/&beta;-TCP (HAP-8). All materials were characterized by different physico-chemical and biological evaluations performed by cytotoxicity studies, protein adsorption, cell proliferation, alkaline phosphatase activity and an in vivo studies. The synthesis of PCLE was verified by spectroscopic analysis (Fourier-Transform infrared-FTIR and nuclear magnetic resonance-1H-NMR/13C-NMR), matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI-TOF) and gel permeation chromatography (GPC). The coating of the bioceramics by PCLE was confirmed by microscopy techniques transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The composites showed better easy handling in relation to pure ceramic and are less brittle, possibly due to the presence of PCLE at bioceramic interface. The SEM and TEM analysis showed an aspect of continuity in the contour of the ceramic particles, both in micro and nanoscale. The composites exhibit non cytotoxicity behavior and propitiated mammalian cell growth. The proliferation of osteoblastic cells (MG-63) was significantly higher for the composite HAPN/PCLE compared to other biomaterials, suggesting influences of the surface area on the cell adhesion and proliferation. The study of contact angle indicated that the PCLE coating makes the bioceramic surfaces more hydrophobic. The radioisotopic studies indicates that the coating of bioceramics with PCLE significantly alter the adsorption of blood proteins fibrinogen and albumin. The process of regeneration of bone tissue was studied in in vivo conditions after implantation of implants manufactured from composites in rabbit´s tibias. The results showed that composites can be used as biomaterial since the newly bone grew around the implants.

Atualmente, muitas pesquisas são realizadas com o objetivo de desenvolver novas formulações, sejam elas cosméticas ou farmacêuticas baseadas em nanocarreadores. Devido às suas características favoráveis, nanopartículas poliméricas são propostas como veículos tópicos, principalmente para fotoprotetores, com o intuito de prolongar o tempo de resistência dos filtros na pele, evitando assim o processo de fotodegradação. Filtros solares, de uma maneira geral, são formas cosméticas emulsionadas as quais são termodinamicamente instáveis. Para evitar este processo é necessário um componente capaz de manter esta estabilidade, isto é, um tensoativo. Em alguns sistemas, polissacarídeos ou proteínas atuam como tensoativos/estabilizantes em emulsões óleo/água (O/A). Neste contexto, a proposta deste trabalho é introduzir amidos modificados (catiônicos e aniônicos) e hidrolisados como tensoativo em uma formulação para a encapsulação da benzofenona-3 com uma matriz polimérica de poli(?-caprolactona) (PCL), avaliando a influência deste estabilizante nas características físico-químicas das nanopartículas. As nanopartículas foram preparadas mediante a técnica de deposição interfacial do polímero pré-formado, empregando-se um planejamento de experimentos de mistura. Previamente, foram avaliadas as condições da hidrólise enzimática, via planejamento de experimentos, para verificar quais parâmetros (tempo e concentração da enzima) maximizariam este processo reduzindo de maneira satisfatória a massa molar do amido para posterior aplicação como estabilizante. Foram realizados testes de tensão para avaliar a capacidade tensoativa das soluções aquosas dos amidos hidrolisados, para posterior aplicação na formulação de nanopartículas. Os resultados indicaram que dois lotes de amido, de quatro avaliados, podem ser empregados como tensoativos na formulação de nanopartículas, sem alterar significativamente propriedades, como diâmetro, polidispersão e teor de encapsulação. / Currently, many researches are conducted with the aim of developing new formulations, whether cosmetic or pharmaceutical-based nanocarriers. Due to its favorable characteristics, polymeric nanoparticles are proposed as topics vehicles, mainly for sunscreens, in order to prolong the resistance of the filters on the skin, thus preventing the photodegradation process. Sunscreens, in general, are emulsified cosmetic forms which are thermodynamically unstable. To avoid this process requires a component capable of maintaining this stability, i.e., a surfactant. In some systems, polysaccharides or proteins act as surfactants/stabilizers in oil-water emulsions (O/W). In this context, the purpose of this work is to introduce modified starches (cationic and anionic) and hydrolyzed as surfactant in a formulation for the encapsulation of benzophenone-3 with a polymer matrix of poly(?-caprolactone) (PCL), evaluating the influence of this stabilizer the physical-chemical characteristics of nanoparticles. The nanoparticles were prepared by interfacial deposition pre-formed polymer technique, using a design of experiments like mixture. Previously evaluated the conditions of enzymatic hydrolysis, by design of experiments to determine which parameters (time and enzyme concentration) to maximize this process satisfactorily reducing the molecular weight of the starch for subsequent use as a stabilizer. Tension tests were conducted to assess the ability of surfactant aqueous solutions of hydrolyzed starch for application in the formulation of nanoparticles. The results indicated that two batches of starch, four-valued, can be employed as a surfactant in the suspension of nanoparticles, without significantly altering properties such as diameter, polydispersity and the content of encapsulation.

Atualmente, muitas pesquisas são realizadas com o objetivo de desenvolver novas formulações, sejam elas cosméticas ou farmacêuticas baseadas em nanocarreadores. Devido às suas características favoráveis, nanopartículas poliméricas são propostas como veículos tópicos, principalmente para fotoprotetores, com o intuito de prolongar o tempo de resistência dos filtros na pele, evitando assim o processo de fotodegradação. Filtros solares, de uma maneira geral, são formas cosméticas emulsionadas as quais são termodinamicamente instáveis. Para evitar este processo é necessário um componente capaz de manter esta estabilidade, isto é, um tensoativo. Em alguns sistemas, polissacarídeos ou proteínas atuam como tensoativos/estabilizantes em emulsões óleo/água (O/A). Neste contexto, a proposta deste trabalho é introduzir amidos modificados (catiônicos e aniônicos) e hidrolisados como tensoativo em uma formulação para a encapsulação da benzofenona-3 com uma matriz polimérica de poli(?-caprolactona) (PCL), avaliando a influência deste estabilizante nas características físico-químicas das nanopartículas. As nanopartículas foram preparadas mediante a técnica de deposição interfacial do polímero pré-formado, empregando-se um planejamento de experimentos de mistura. Previamente, foram avaliadas as condições da hidrólise enzimática, via planejamento de experimentos, para verificar quais parâmetros (tempo e concentração da enzima) maximizariam este processo reduzindo de maneira satisfatória a massa molar do amido para posterior aplicação como estabilizante. Foram realizados testes de tensão para avaliar a capacidade tensoativa das soluções aquosas dos amidos hidrolisados, para posterior aplicação na formulação de nanopartículas. Os resultados indicaram que dois lotes de amido, de quatro avaliados, podem ser empregados como tensoativos na formulação de nanopartículas, sem alterar significativamente propriedades, como diâmetro, polidispersão e teor de encapsulação. / Currently, many researches are conducted with the aim of developing new formulations, whether cosmetic or pharmaceutical-based nanocarriers. Due to its favorable characteristics, polymeric nanoparticles are proposed as topics vehicles, mainly for sunscreens, in order to prolong the resistance of the filters on the skin, thus preventing the photodegradation process. Sunscreens, in general, are emulsified cosmetic forms which are thermodynamically unstable. To avoid this process requires a component capable of maintaining this stability, i.e., a surfactant. In some systems, polysaccharides or proteins act as surfactants/stabilizers in oil-water emulsions (O/W). In this context, the purpose of this work is to introduce modified starches (cationic and anionic) and hydrolyzed as surfactant in a formulation for the encapsulation of benzophenone-3 with a polymer matrix of poly(?-caprolactone) (PCL), evaluating the influence of this stabilizer the physical-chemical characteristics of nanoparticles. The nanoparticles were prepared by interfacial deposition pre-formed polymer technique, using a design of experiments like mixture. Previously evaluated the conditions of enzymatic hydrolysis, by design of experiments to determine which parameters (time and enzyme concentration) to maximize this process satisfactorily reducing the molecular weight of the starch for subsequent use as a stabilizer. Tension tests were conducted to assess the ability of surfactant aqueous solutions of hydrolyzed starch for application in the formulation of nanoparticles. The results indicated that two batches of starch, four-valued, can be employed as a surfactant in the suspension of nanoparticles, without significantly altering properties such as diameter, polydispersity and the content of encapsulation.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2019-02-14T11:29:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) William Roger Macenhan.pdf: 3712226 bytes, checksum: a7520ccd10d2cb5efa8ebec928e1f80c (MD5) / Made available in DSpace on 2019-02-14T11:29:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) William Roger Macenhan.pdf: 3712226 bytes, checksum: a7520ccd10d2cb5efa8ebec928e1f80c (MD5) Previous issue date: 2018-11-12 / O adapaleno (ADAP) é uma importante droga amplamente utilizada no tratamento tópico da acne. É um retinoide de terceira geração e fornece ação queratolítica, antiinflamatória e antiseborreica. No entanto, alguns efeitos adversos tópicos, como eritema, secura e descamação foram relatados com sua fórmula comercial. Nesse sentido, a microencapsulação desse fármaco usando poliésteres pode contornar seus efeitos colaterais tópicos e pode levar ao aumento da liberação de fármaco nas glândulas sebáceas. O objetivo deste trabalho foi obter micropartículas de poli (εcaprolactona) (PCL) carregadas com ADAP, preparadas pelo método de emulsão simples / evaporação do solvente. Formulações contendo 10 e 20% de ADAP foram obtidas com sucesso e caracterizadas por estudos morfológicos, espectroscópicos e térmicos. Valores de eficiência de encapsulação acima de 98% foram alcançados. As micropartículas apresentaram forma esférica e superfície lisa. Os resultados de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) não apresentaram ligação química do fármaco-polímero e a técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) mostrou uma parcial amorfização do fármaco. A permeação do ADAP na membrana Strat-M® para teste de difusão transdérmica foi avaliada por espectroscopia fotoacústica (PAS) na região espectral entre 225 e 400 nm após 15 min e 3 h da aplicação de formulações de PCL carregadas com ADAP. A PAS foi utilizada com sucesso para investigar a penetração de micropartículas de poliéster. Além disso, a microencapsulação diminuiu a difusão transmembrana in vitro do ADAP. / Adapalene (ADAP) is an important drug widely used in topical treatment of acne. It is a third generation retinoid and provides keratolytic, anti-inflammatory, and antiseborrhoic action. However, some topical adverse effects such as erythema, dryness, and scaling have been reported with its commercial formula. In this sense, the microencapsulation of this drug using polyesters can circumvent its topical side effects and can lead to the enhancement of drug delivery into sebaceous glands. The goal of this work was to obtain ADAP-loaded poly(ε-caprolactone) (PCL) microparticles prepared by simple emulsion/solvent evaporation method. Formulations containing 10 and 20% of ADAP were successfully obtained and characterized by morphological, spectroscopic and thermal studies. Values of encapsulation efficiency above 98% were achieved. Microparticles showed spherical shape and smooth surface. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) results presented no drug-polymer chemical bond and differential scanning calorimetry (DSC) technique showed a partially amorphization of drug. ADAP permeation in Strat-M® membrane for transdermal diffusion testing was evaluated by photoacoustic spectroscopy (PAS) in the spectral region between 225 and 400 nm after 15 min and 3 h from application of ADAP-loaded PCL formulations. PAS was successfully used for investigating the penetration of polyester microparticles. In addition, microencapsulation decreased in vitro transmembrane diffusion of ADAP.

Para a produção de compósitos multifuncionais crescente atenção tem sido dada a uma homogeneização eficaz de hidroxiapatitas em matrizes poliméricas, buscando uma sintonia fina da concentração entre polímeros biodegradáveis e biocerâmicas. Este trabalho dedicou-se a síntese, caracterização e estudo das propriedades biológicas do híbrido hidroxiapatita / poli(&epsilon;-aprolactona) estrela. A hidroxiapatita nanométrica (HAPN) foi revestida com o polímero biodegradável poli(&epsilon; -caprolactona) de topologia em estrela de três braços (PCLE). O uso de um polímero com topologia ramificada visa alterar algumas de suas propriedades mecânicas, a adesão interfacial à cerâmica, a sua viscosidade, o volume hidrodinâmico e sua cinética de degradação. O desempenho do híbrido HAPN/PCLE foi comparado com os materiais: HAP com partículas micrométricas (HAP-91 material comercial), o seu compósito revestido com PCLE (HAP-91/PCLE) e uma cerâmica nanométrica bifásica hidroxiapatita/&beta;-TCP (HAP-8). Os materiais foram caracterizados por avaliações físico-químicas e biológicas realizadas por estudos de citotoxicidade, adsorção de proteínas, proliferação celular, atividade de fosfatase alcalina. A síntese de PCLE foi verificada por análise espectroscópica (espectroscopia no infravermelho-FTIR; ressonância magnética nuclear de prótons- 1H-RMN e carbono- 13C-RMN; a matriz assistida por desorção a laser / ionização; MALDI-TOF; e cromatografia de permeação em gel (GPC). O revestimento das biocerâmicas por PCLE foi confirmado por técnicas de microscopia eletrônica de transmissão (MET) e de varredura (MEV). Os compósitos mostraram uma melhor trababilidade em relação à cerâmica pura e são menos quebradiços, possivelmente devido à presença do PCLE na interface da biocerâmica. A análise de MEV e MET mostrou um aspecto de continuidade no contorno das partículas de cerâmica, em micro e nano-escala. Os compósitos apresentam comportamento não citototóxico e propiciaram um crescimento de células de mamíferos. A proliferação de células osteoblásticas (MG -63) foi significativamente mais elevada para o compósito HAPN/PCLE em comparação com outros biomateriais, sugerindo influência da área de superfície na adesão e proliferação de células. O estudo do ângulo de contato indicou que o revestimento com PCLE faz com que a superfície da biocerâmica seja mais hidrofóbica. O estudo com radioisótopos indicou que o revestimento da biocerâmica com PCLE altera significativamente a adsorção das proteínas do sangue fibrinogênio e albumina. O processo de regeneração do tecido ósseo foi estudado em condições in vivo com a implantação de pastilhas dos materiais estudados em tíbias de coelho. Os resultados mostraram que os compósitos podem ser utilizados como biomaterial, pois houve neoformação óssea ao redor dos implantes. / For the production of multifunctional composites in the combination of biodegradable polymers and bioceramics, increasing attention has been paid to an effective homogenization of hydroxyapatite within polymer matrices and a fine tuning of the concentration. This work was dedicated to the synthesis, characterization and study of the biological properties of the hybrid star poly(&epsilon;-caprolactone)/hydroxyapatite composites. A nanometer hydroxyapatite (HAPN) was coated with the biodegradable polymer poly (&epsilon;-caprolactone) with three arms star topology (PCLE). The use of polymer branched topology aims to change some of its mechanical properties, the interfacial adhesion to ceramic, its viscosity, the hydrodynamic volume and its degradation kinetics. The performance of the hybrid HAPN/PCLE was compared with the other three materials: HAP commercial micrometric particles (HAP-91), their composite coated with PCLE (HAP-91/PCLE) and a biphasic ceramic nanohydroxyapatite/&beta;-TCP (HAP-8). All materials were characterized by different physico-chemical and biological evaluations performed by cytotoxicity studies, protein adsorption, cell proliferation, alkaline phosphatase activity and an in vivo studies. The synthesis of PCLE was verified by spectroscopic analysis (Fourier-Transform infrared-FTIR and nuclear magnetic resonance-1H-NMR/13C-NMR), matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI-TOF) and gel permeation chromatography (GPC). The coating of the bioceramics by PCLE was confirmed by microscopy techniques transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The composites showed better easy handling in relation to pure ceramic and are less brittle, possibly due to the presence of PCLE at bioceramic interface. The SEM and TEM analysis showed an aspect of continuity in the contour of the ceramic particles, both in micro and nanoscale. The composites exhibit non cytotoxicity behavior and propitiated mammalian cell growth. The proliferation of osteoblastic cells (MG-63) was significantly higher for the composite HAPN/PCLE compared to other biomaterials, suggesting influences of the surface area on the cell adhesion and proliferation. The study of contact angle indicated that the PCLE coating makes the bioceramic surfaces more hydrophobic. The radioisotopic studies indicates that the coating of bioceramics with PCLE significantly alter the adsorption of blood proteins fibrinogen and albumin. The process of regeneration of bone tissue was studied in in vivo conditions after implantation of implants manufactured from composites in rabbit´s tibias. The results showed that composites can be used as biomaterial since the newly bone grew around the implants.