Orientador: Paulo H. Sakanaka / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-26T04:03:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FariaJunior_RobertodaTrindade_D.pdf: 3531527 bytes, checksum: f6733484e52b838854ad10941a7c7d63 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A presente tese visa a apresentar um claro entendimento de alguns fenômenos não-lineares importantes que ocorrem tanto em plasmas espaciais quanto em plasmas de laboratório. Especificamente os estudos analíticos e numéricos apresentados focalizam as propriedades eletromagnéticas turbulentas bem como as estruturas coerentes e os comportamentos caóticos em um magnetoplasma de multi-componentes. Enfatiza-se a geração de ondas eletromagnéticas, devido à presença de fluxos de plasma de cisalhamento em um magnetoplasma não-uniforme que contém um gradiente de densidade no equilíbrio. Dois cenários são considerados. Primeiramente são estudadas as flutuações eletromagnéticas de alta-freqüência (em comparação com a freqüência de plasma dos íons e da giro-freqüência dos íons, mas menor do que a giro-freqüência dos elétrons) e do comprimento de onda longo (em relação ao raio de giro dos elétrons) envolvendo somente o movimento dos elétrons; os íons são considerados estacionários, compondo o fundo de plasma, porque em uma escala de tempo curta, eles não respondem aos distúrbios eletromagnéticos. Deduz-se então um conjunto de equações não-lineares, onde as equações de fluido são usadas com a aproximação da velocidade de deriva para os elétrons, suplementadas pelas leis de Ampère e Faraday. De outro modo, a resposta dos ions foi incluida para as ondas de freqüências baixas (em referência à giro-freqüência dos ions) e comprimento de onda longo (em comparação com o raio de giro dos ions, pi) bem como para as de comprimento de onda curto (referente a pi). As equações não-lineares apropriadas para o caso de comprimento de onda longo são obtidas, considerando o modelo de dois-fluidos, enquanto que para comprimentos de onda curto emprega-se o modelo híbrido com a cinética dos ions. As relações de dispersão locais são deduzias, desprezando os termos não-lineares do sistema das equações dinâmicas, considerando que o comprimento das Autuações são mais curtos do que as escalas de comprimento dos gradientes de densidade e de velocidade. As análises numéricas das relações de dispersão visam exibir as variações das taxas de crescimento para os parâmetros típicos de sistemas de plasma espacial. Demonstra-se que os fluxos do plasma de cisalhamento podem provocar Autuações de alta e baixa freqüência, mesmo na ausência do gradiente de densidade. As flutuações dos fluxos de plasma de cisalhamento adquirem grandes amplitudes e começam a interagir entre si. Tal acoplamento não-linear provê a possibilidade de auto-organização na forma de diversos tipos de estruturas verticais em um magnetoplasma não-dissipativo. Atribui-se a formação de vórtices às não linearidades vetoriais que aparecem devido à deriva de polarização não-linear dos elétrons/íons e ao acoplamento da velocidade de fluido paralelo com a perturbação do campo magnético de cisalhamento. Os perfis específicos do vórtice dipolar, das cadelas de vórtices e de vórtices rotacionais são encontrados analítica e numericamente. Os resultados são então aplicados na ionosfera terrestre e na magnetosfera a fim de se entender as características salientes dos vórtices curtos e longos que existem em associação com os fluxos de plasma de cisalhamento. A teoria de vórtices é também estendida para os sistemas de plasma de multi-componentes, onde a presença de grãos de poeira carregados ("dusty plasmas"), mesmo estacionários, possibilitam o aparecimento de corrente E x Bo. Esta última é responsável por novos auto-modos, contribuindo para uma melhor localização do vórtice dipolar de Alfvén em um plasma de multi-espécies. O comportamento caótico da turbulência eletromagnética tem sido estudada, retendo os efeitos dissipativos (resistividade, viscosidade, ete.). No presente trabalho mostramos pela primeira vez que as equações dinâmicas para as ondas eletromagnéticas não-lineares acopladas podem ser representadas na forma das equações de Lorenz-Stenflo. Estas últimas admitem trajetórias caóticas e atratores estranhos que dependem fortemente dos parâmetros do plasma. Também é examinada a estabilidade dos pontos fixos. Finalmente, discute-se a possibilidade do aparecimento de campos magnéticos espontâneos em um plasma com poeiras carregadas e portando gradientes de densidade denúmero e de temperatura. Os campos magnéticos podem ser mantidos por vórtices que são criados pelo vetor baroclínico. A fim de demonstrar este fenômeno, o equilíbrio auto-consistente não-linear do "dusty plasma" é discutido, empregando uma descrição cinéticas invocando um modelo Hamiltoniano. São encontrados perfis de equilíbrio do número de densidade do plasma, do fluxo de velocidade, da densidade de corrente, do campo magnético e do potencial elétrico para parâmetros que são relevantes para plasmas de laboratório e astrofísicos. Observações recentes mostram conclusivamente a presença de vórtices em um experimento de "dusty plasma", considerando a microgravidade, apesar do plasma ser fortemente acoplado / Abstract: The objective of this thesis is to present a clear understanding of some important nonlinear phenomena that are common in space and laboratory plasmas. Specifically,the present analytical and numerical studies have focused on the properties of electromagnetic turbulence as well as associated coherent structures and chaotic behaviors in a multi-component magnetoplasma. The emphasis is on the generation of electromagnetic waves by sheared plasma flows in a nonuniform magnetoplasma containing an equilibrium density gradient. Two scenarios are considered. First, it is studíed high-frequency (in comparison with the ion plasma and ion gyrofrequencies, but smaller than the electrongyrofrequency), long wavelength (in comparison with the electron gyroradius) electromagnetic fluctuations involving only the electron motion, the ions are considered as stationary background because on a short time-scale of our interest they do not respond to electro-magnetie disturbances. A set of nonlinear equations is then derived by employing the hydrodynamic equations with the electron fluid velocity in drift approximation, supplemented by the Ampère and Faraday laws. On the other hand, the response of the ions; in our analysis has been included for low-frequency (in comparison with the ion gyrofrequency) and long wavelength (in comparison with the ion gyroradius pi) as well as for short wavelength (<< pi) waves. The appropriate nonlinear equations for the long wavelength case are obtained by means of the two-fluid approach, while the short wavelength case involves a hybrid approach with kinetic ions. The local dispersion relations are derived by neglecting the nonlinear terms and assuming that the wavelength of the fluctuations are shorter than the scalelengths of the density and velocity gradients. Numerical analysis of the dispersion relations are performed in order to exhibit the variations of the growth rates for typical space plasma parameters. lt is found that sheared plasma flows can drive both high- and low-frequency fluctuations, even in the absence of the density gradient. Sheared plasma flow driven fluctuations acquire large amplitudes and start interacting among themselves. Such a nonlinear mode coupling provides the possibility of self-organization in the form of various types of vortical structures in a non-dissipative magnetopiasma. The formation of vortices is attributed to the vector nonlinearities that arise from the nonlinear electron/ion polarization drift and the coupling of the parallel electron fluid velocity with the perturbed sheared magnetic field. Specific profiles of the dipolar vortex, the vortex street, and counter-rotating vortices are found both analytically and numerically. The results are then applied to the Earth's ionosphere and magnetospherein order to understand the salient features of large and short scale coherent vortices that exist in association with sheared plasma flows. The theory of vortices has also been extended for a multi-component dusty plasma in which the presence of even stationary charged dust grains gives rise to a finite E x Bo current. The latter is responsible for new eigenmodes as well as contribute to a better localization of the dipolar Alfvén vortex in a multi-species plasma. The chaotic behavior of the electremagnetic turbulence has been studied by retaining the dissipative effects (viz, resistivity, viscosity, etc). lt was shown for the first time that the dynamical equations for the nonlinearly coupled electromagnetic waves can be represented in the form of Lorentz-Stenflo equations. The latter admit chaotic trajectories and strange attractors which strongly depend on the plasma parameters. The stability of the fixed points are also examinei. Finally, it was discussed the possibility of spontaneous magnetic fields in a dusty plasma with non-parallel density and temperature gradients. The magnetic fields can be maintained by vortices which are created by the baroclinic vector. In order to demonstrate this phenomena, it was investigated a seif-consistent stationary nonlinear dusty plasma equilibria by employing a kinetic description and invoking the Hamiltonian approach. lt was found profiles of the plasma number density, the flow velocity, the current density, the magnetic field, and the electric potential for parameters that are relevant for laboratory and astrophysical plasmas. Recent observations conclusively show the presence of vortices in a microgravity dusty plasma experiment, although the plasma there is strongly coupled. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T17:22:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Celis_FernandoTello_M.pdf: 11548005 bytes, checksum: 269edd777d012837321ae7b167499c40 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Micropartículas foram produzidas por coacervação complexa utilizando gelatina e goma arábica como materiais formadores de parede e uma mistura de oleoresina de páprica-óleo de soja (1:10) em quantidade que corresponde a 50% de massa dos materiais de parede. A ordem de produção das emulsões, gelatina/oleoresina de páprica-óleo de soja ou goma arábica/oleoresina de páprica-óleo de soja, a reticulação das micropartículas com transglutaminase (10 a 50U/g.ptn) ou com glutaraldeído (1mM/g.ptn) e a melhora de características funcionais em função desses fatores foram avaliadas. Foram avaliadas a capacidade de inchamento, resistência à solução de dodecil sulfato de sódio (SDS, 2 e 5%), à temperatura (65 e 97°C/15 min), valores de pH 1, 2 e 7 e resistência a condições simuladas do pH do estômago e intestino (temperatura e enzimas). Adicionalmente foi acompanhado o efeito dos tratamentos na liberação do recheio hidrofóbico em óleo de girassol. Microscopia ótica, eletrônica de varredura e espectrofotometria foram utilizadas para as avaliações de resistência e de liberação. As micropartículas apresentaram forma esférica e tamanho médio na faixa de 55-70mm, com o recheio distribuído de forma multinuclear e homogênea. As micropartículas resistiram, mantendo-se íntegras, nas temperaturas testadas, às soluções de SDS, às condições drásticas de pH ácido simulando o suco gástrico (pH, pepsina e temperatura) especialmente aquelas tratadas com transglutaminase a partir de 20U/g.ptn enquanto as não reticuladas se desfizeram. Todas as micropartículas produzidas se desfizeram nas condições simuladas do intestino (pH, pancreatina e temperatura). A liberação de oleoresina de páprica-óleo de soja em óleo de girassol foi inversamente proporcional a quantidade de agente reticulante utilizado. O aumento do reticulante diminuiu a quantidade liberada do composto de cor. Melhores resultados de liberação foram obtidos para micropartículas produzidas com a emulsão goma arábica/oleoresina de páprica-óleo de soja. As avaliações da liberação da oleoresina de páprica-óleo de soja após submeter às micropartículas às condições entéricas ácido-enzima mostraram que micropartículas sem reticulação liberaram em torno de 55% da oleoresina de páprica-óleo de soja encapsulada enquanto para micropartículas reticuladas com transglutaminase a 50U/g.ptn liberaram em torno de 33% da oleoresina de páprica-óleo de soja encapsulada. Melhor retenção foi observada para micropartículas reticuladas com glutaraldeído que liberaram em torno de 11% da oleoresina de páprica-óleo de soja encapsulada. No teste gástrico a ordem de preparação da emulsão não apresentou diferenças na quantidade liberada após a incubação em meio fortemente ácido contendo pepsina / Abstract: Microparticles were produced by complex coacervation using gelatin and gum Arabic as wall forming materials and a mixture of paprika oleoresin-soy oil (1:10) in a quantity that correspond to 50% of wall material mass. The emulsions production order, gelatin/ paprika oleoresin-soy oil or gum Arabic/paprika oleoresin:soy oil, the crosslinking of the microparticles with transglutaminase (10 to 50 U/g.ptn) or with glutaraldehyde (1mM/g.ptn) and the improvement of functional characteristics as a function of these factors were evaluated. Swelling capacity, resistance to sodium dodecyl sulfate solution (SDS, 2 and 5%), to temperature (65 and 97°C/15 min), to pH values 1, 2 and 7 and the r esistance to simulated stomach and intestine pH (temperature and enzymes) were evaluated. Additionally, the effect of treatments on the release of hydrophobic core in sunflower oil was measured. Optic and scanning electronic microscopy and spectrophotometry were used to the resistance and release evaluations. The microparticles showed spherical shape and mean diameter from 55 to 70 mm, with the core distribution multinuclear and homogeneous. The microparticles remained intact in the temperatures tested, in SDS solutions, in drastic conditions of acid pH simulating the gastric juice (pH, pepsin, and temperature) specially the ones treated with transglutaminase concentration at least 20 U/g.ptn while the ones not crosslinked were broken. All the microparticles were solubilized in the simulated intestine conditions (pH, pancreatin, and temperature). The release of paprika oleoresin-soy oil in sunflower oil was inversely proportional to crosslinking agent quantity used. The increasing of crosslinking agent decreased the release of color compound quantity. The best results of release were obtained for microparticles produced with an emulsion gum Arabic/paprika oleoresin-soy oil. In acid-enzyme enteric conditions, the microparticles without crosslinking released around 55% of encapsulated paprika oleoresin-soy oil while crosslinked microparticles with transglutaminase at 50U/g.ptn released around 33% of initially encapsulated paprika oleoresin-soy oil. The best retention was observed for microparticles crosslinked with glutaraldehyde that released around 11% of encapsulated paprika oleoresin-soy oil. In the gastric test, the emulsion preparation order not showed differences in the released quantity after incubation in the strong acid environment containing pepsin / Mestrado / Consumo e Qualidade de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Orientadores: Maria Helena Andrade Santana, Teresa Cristina Tavares Dalla Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T21:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Severino_Patricia_M.pdf: 4524710 bytes, checksum: fdcb20a724ed2aef9bf5d176f8e8540f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho foram estudados a produção e farmacocinética de uma nova formulação do fármaco didanosina (ddI), composta de grânulos de quitosana contendo a ddI incorporada em micropartículas, para administração por via oral no tratamento da AIDS. As vantagens dessa nova forma farmacêutica são: assegurar a estabilidade da ddI no meio gastrintestinal, produzir adesão à membrana intestinal proporcionando assim melhor absorção através do aumento da permeação e liberação controlada, facilitar o manuseio (fracionamento de comprimidos e ajuste da dose) e deglutição em relação à forma farmacêutica convencional (compridos ou cápsulas revestidas), principalmente para idosos e crianças. O estudo abrangeu os seguintes aspectos: otimização do carregamento da ddI em micropartículas de quitosana previamente desenvolvidas por Silva, 2006; produção dos grânulos em leito fluidizado e por extrusão/esferonização; revestimento polimérico gastrorresistente em leito fluidizado; e obtenção dos perfis farmacocinéticos plasmáticos em cães através da administração oral dos grânulos produzidos. A otimização do carregamento da ddI foi realizada através de modificações nas condições fluidodinâmicas do processo de produção das micropartículas. A produção e o revestimento dos grânulos foram realizados em leito fluidizado, avaliando as variáveis do processo e utilizando a suspensão polimérica Kollicoat® MAE 100 P para o revestimento gastroressistente, já que a ddI sofre desacetilação e torna-se ineficaz farmacologicamente quando exposta ao pH gástrico. Os perfis farmacocinéticos plasmáticos em cães foram analisados por modelo não-compartimental. Os resultados experimentais mostraram que através das modificações das condições fluidodinâmicas conseguimos aumentar a encapsulação da ddI em micropartículas em 13,3%, em relação a formulação inicialmente desenvolvida por SILVA, 2006. O revestimento entérico dos grânulos mostrou-se adequado em estudos in vitro, como preconizado pela farmacopéia. A metodologia analítica por CLAE acoplada a extração em fase sólida desenvolvida mostrou-se adequada para a quantificação do ddI e foi validada para determinação simultânea de ddI e ACL (padrão interno), em amostras de plasma de cão. Os perfis cinéticos mostraram que a nova formulação apresenta-se estatisticamente diferente das distribuídas no SUS, devido a sua liberação modificada de 36 horas. Estes resultados contribuem para o desenvolvimento de novas formas farmacêuticas de administração oral, liberação modificado, requerendo menor frequência de administração, proporcionando maior adesão ao tratamento em várias patologias / Abstract: This work studied the production and pharmacokinetic of a new pharmaceutical formulation of the didanosine (ddI) drug ,composed by chitosan granules containing ddI incorporated in microparticles, for oral administration in the AIDS therapy. The advantages of this new pharmaceutical formulation compared to the conventional one are: to assure ddI stability in gastrointestinal medium, to produce adhesion to intestinal membrane, enhancing absorption through the increasing of permeation and controlled release and to facilitate the handling and deglutition especially to elderly and children. The approach included the following aspects: optimization of the ddI amount in the chitosan microparticles previously developed by Silva, 2006; production of granules in fluidized bed and by extrusion/spheronization; polymeric gastroresistent coating in fluidized bed and acquiring of the plasmatic pharmacokinetic profiles in dogs through oral administration of the produced granules. The optimization of ddI amount in granules was carried out through modifications on the fluid-dynamic conditions of the process for production of the microparticles. The production and coating were carried out in fluidized bed, evaluating the variables of the process. A polymeric suspension of Kollicoat® MAE 100 P for coated enteric coating was used, because the ddI suffers desacetilation and losses its pharmacological efficacy when exposed to the gastric pH. The plasmatic pharmacokinetic profiles in dogs were analyzed by non-compartimental models. The experimental results shown that the encapsulation of ddI in microparticles was increased 13.3% compared to the previous formulation developed by Silva 2006, when modified fluid-dynamic conditions were introduced in the production process. The enteric coating of the granules was suitable as evaluated in vitro according to pharmacopeia. The analytical CLAE methodology associated to extraction in solid phase was adequated for the quantification of ddI. This methodology was validated to determine simultaneously ddI and ACL (internal standard) in samples of dog's plasma. The kinetic profiles shown that the new formulation is statistically different of the formulations distributed by SUS due to its controlled delivery along 36 hours. These results contribute for development new pharmaceutical form for oral administration. That possibility controlled liberation, requiring lower administration frequency, promoting treatment adhesion in a lot of diseases / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Lucia Helena Innocentini Mei / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T22:26:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_MariaGabrielaNogueira_D.pdf: 3267625 bytes, checksum: cbe988c7770c0cc05f7db21410bf5cb7 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O tratamento de feridas de pele (queimaduras, úlceras, feridas cirúrgicas e de diabétes) é uma problemática mundial que vem sendo amplamente discutida e estudada devido às complicações decorrentes do processo de cicatrização, tais como infecções, septicemia e até óbito. A pele é a interface do organismo humano com o meio externo e quando esta barreira é ferida, a infecção por microorganismos, bem como a perda de fluidos e desidratação são conseqüências temíveis. Portanto, um recobrimento de ferida deve ser utilizado afim de proteger a mesma da invasão de microorganismos e da perda de fluidos, além de substituir as funções da pele. Os recobrimentos de ferida disponíveis comercialmente são principalmente à base de colágeno. Entretanto, devido ao alto custo desta matéria-prima, a busca de novos materiais para a confecção de recobrimentos de ferida vem sendo constante. A quitosana é um biopolímero derivado da quitina, o polissacarídeo mais abundante na natureza depois da celulose, encontrada principalmente no exoesqueleto de insetos e crustáceos. Além de biocompatível e biodegradável, a quitosana apresenta interessantes propriedades biológicas, tais como atividades bactericida, fungicida, hemost~tica, antitumoral e imuno-adjuvante. O processo de produção de quitosana é econômica e ambientalmente viável, pois utiliza subprodutos da indústria pesqueira como matéria-prima. Sendo assim, o preço da quitosana purificada é cerca de 20 vezes menor que o do colágeno na mesma condição. Por estas razões, a quitosana vem sendo amplamente estudada e empregada no tratamento de feridas, nas formas de filmes, membranas, matrizes porosas, géis e até mesmo soluções. No sentido de melhorar suas propriedades, plastificantes, reticulantes e outros polímeros também são utilizados em associação com a quitosana afim de se obter um material viável para utilização. No presente trabalho, membranas de quitosana para recobrimento de feridas foram desenvolvidas, caracterizadas e testadas in vitro e in vivo. O efeito do D-sorbitol como plastificante e o do hexametileno diisocianato . como agente reticulante também foi estudado. Além disso, sistemas de liberação controlada de drogas à base de quitosana foram desenvolvidos e a liberação de gentamicina e sulfadiazina de prata foi avaliada in vitro. O D-sorbitol mostrou-se um bom plastificante para as membranas de quitosana, pois melhorou as propriedades mecânicas e aumentou a permeabilidade ao vapor de água. Além disso, não apresentou citotoxicidades direta e indireta. O hexametileno diisocianato foi utilizado como agente reticulante da quitosana e foi previamente bloqueado com bissulfito de sódio, afim de proteger os grupos reativos e aumentar o rendimento da reação de reticulação. As membranas reticuladas de quitosana não apresentaram citotoxiddade e mostraram-se eficientes sistemas de liberação controladà degentamicina e sulfadiazina de prata. / Abstract: Skin wounds treatment (burns, ulcers, surgical and diabetes wounds) is a world-wide problem that has been widely argued and studied due to the healing process complications, such as infections, septicemia and death. The skin is the interface of the human organism with the external environment and when this barrier is wounded, microorganism infections, as well as the loss of fluids and dehydration are possible consequences. Therefore, a wound dressing must be used to protect the wound from microorganisms' invasion and loss of fluids, besides substituting functions of the lost skin. Commercially available wound dressings are mainly based on collagen. However, because of the high cost of this raw material, the search for new materiais for wound dressings has been continuous. Chitosan is a biopolymer derived from chitin, the most abundant polysaccharide found in nature after cellulose, found mainly in insects and crustaceans exoskeletons. Beyond biocompatible and biodegradable, chitosan also presents interesting biological properties, such as bactericidal, fungicidal, hemostatic, immune-adjuvant and anti-tumor activities. The process of chitosan production is economic and environmentally viable; since it uses fishing industry by-products a~ raw material. Thus, pure chitosan price is about 20 times cheaper than collagen one. For these reasons, chitosan has been widely studied and employed in the treatment of wounds like film, membrane, porous màtrix, gel and solution. Moreover, plasticizers cross linkers and other polymers are also used in association with chitosan to improve the obtained material properties. In this present work, chitosan membranes for wound dressing had been developed and characterized. The use of D-sorbitol as plasticizer and hexamethylene diisocyanate as cross-linker also was investigated. Moreover, chitosan based drug release systems based was developed and the releases of gentamicin and silver sulfadiazine were ín vítro evaluated. D-sorbitol revealed a good plasticizer for chitosan membranes: it improved mechanical properties and increased water vapor permeability. Moreover, it did not show direct and indirect cytotoxicity. Hexamethylene diisocyanate was previous/y blocked with sodium bisulfite to protect reactive groups and to increase chitosan cross linking reaction yield. Cross linked membranes had not shown cytotoxicity and had revealed to be efficient systems for controlled release of gentamicin and silver sulfadiazine. / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Eliana Aparecida de Rezende Duek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T14:13:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bernatavicius_SergioTadeu_D.pdf: 9695068 bytes, checksum: b175be32480fc6743e11297c6d6f38fa (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Um dos pontos que deve ser considerado de difícil solução no Brasil é a perda dentinária. Vários materiais tem sido estudados para minimizar o problema, mas nenhum atende às necessidades de tal aplicação. Nesse sentido, o objetivo do presente avaliar a biocompatibilidade do Poli (L-ácido láctico), PLLA, contendo BMP-2 no tratamento de grandes perdas de dentina onqe pode ou não ocorrer a exposição da polpa dental, casos onde a exposição leva ao tratamento endodontico ou exodontia. Para tanto, foram realizados estudos in vivo em coelhos e humanos, ambos aprovados pelo Comitê de Ética ém Pesquisa da Universidade Estadual de Campinas parecer número 04512006. Os estudos em coelhos foram realizados utilizando-se 'çle um modelo experimental onde foi implantado as microesferas contendo BMP-2 nos incisivos centrais e após 7,20, 40, e 60 dias os dentes foram cortados e submetidos à análise histológica. Após 7 dias de implante, verificou-se regiões centrais de hipocalcificações em relação ao implante e formação de pontos de dentina. Não foi localizado processo inflamatório em função da utilização dos implantes. Após 20 dias verificou-se que a calcificação começa por áreas globulosas que crescem e se fundem, porém o processo muitas vezes é imperfeito, resultando áreas de matriz orgânica não calcificada; são as áreas interglobulares. Após 40 dias, verificou-se a formação de tecido de normalidade o que demonstra a eficácia das microesferas com BMP-2 como material reparador. A análise in vivo em humanos se fez necessária para avaliar a resposta frente à aplicação do material, seu efeito antiinflamatório e analgésico em casos de exposição pulpar e grande perda dentinária, além da avaliação do retomo da função ao elemento dental, ou seja, controle da dor e possibilidade de mastigação normal. Observou-se após 60 dias que todos os pacientes implantados não apresentaram dor a nenhum dos testes realizados e mantinham a vitalidade pulpar, as microesferas com BMP-2 aqui também se mostraram eficazes no controle antiinflamatório e infeccioso. O estudo in vivo indicou que as microesferas de PLLA contendo BMP-2 apresentam grande potencial para serem utilizadas para aplicação em questão, já que o material favorece a formação de uma neodentina e controla os processos inflamatório e infeccioso / Abstract: One of the points that it should be considered of difficult solution in Brazil, is the loss dentine. Several materiaIs have been studied to minimize the problem, but none assists to the needs of such application. In that sense, the objective of the present to evaluate the biocompatibility of the Poly (L-lactide acid), PLLA, contends BMP-2 in the treatment of great de~tin losses where cannot or not to happen the exhibition of the dental pulp, cases where the exhibition takes to the treatment endodontic or exodontia. For so much, studies in was accomplished In vivo in rabbits and hurnans, both approved by the Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Estadual de Campinas to seem number 045/2006. The studies in rabbits were accomplished being used of an experimental model where it was implanted the microesferas contends BMP-2 in the incisive central and after 7, 20, 40, and 60 days the teeth were cut and submitted to the analysis histological. After 7 days of it implants, it was verified central areas of hipocalcification in relation to the it implants and forrnation of dentin points. Inflammatory process was not located in function of the use of the implants. After 40 days the one was verified that the calcification begins for areas interglobules that grow and they are founded, even so the process a lot of times it is imperfect, not resulting areas of organic matrix not calcified; they are the areas interglobules. After 40 days, the forrnation of norrnality tissue was verified that demonstrates the effectiveness of the microspheres with BMP-2 as reparative material. The analysis in vivo in humans if made necessary to evaluate the answer front to the application of the material, its effect antiinflammatory and analgesic in cases of exhibition pulp and great loss dentine, besides the evaluation of the retum of the function to the dental element, that is to say, control of the pain and possibility of normal mastication. It was observed after 60 days that all the implanted patients didn't present pain to none of the accomplished tests and they maintained the vitality pulpar, the microspheres with BMP-2 here was shown also effective in the control antiinflammatory and infectious. The study in vivo it indicated that the microspheres of PLLA contends BMP-2 they present great potential for they be used for application in subject, since the material favors the formation of a neodentine and it controls the inflammatory and infectious processes / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-10-09T17:18:01Z No. of bitstreams: 2 Camila Paraíso Monção.pdf: 2300400 bytes, checksum: 51d40d978d5bf3204c042eb4fbdef32b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2018-11-14T13:27:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Camila Paraíso Monção.pdf: 2300400 bytes, checksum: 51d40d978d5bf3204c042eb4fbdef32b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-14T13:27:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Camila Paraíso Monção.pdf: 2300400 bytes, checksum: 51d40d978d5bf3204c042eb4fbdef32b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-08-10 / In this work the main characteristics, applications, potentialities and limitations of the controlled release systems were studied, as well as the mechanisms that directly influenced the release kinetics of the active agent. Micro and nanostructured systems have great potential for the controlled release and encapsulation of bioactive molecules. The various biodegradable polymer systems represent a new strategy for the delivery of active ingredients. A controlled release system enables the drug concentration profile to remain constant within the therapeutic range thereby promoting increased therapeutic index and immune response to the patient and avoiding adverse side effects when compared to conventional methods of administration. In this work were obtained membranes formed by polymeric biosystems for application in controlled release of drugs and other assets. Four release systems were obtained: beeswax / protein / lecithin; beeswax / protein / alginate / lecithin and beeswax / alginate / chitosan / lecithin by methods of complex coacervation and spray drying. The results show that the most effective system was bee / protein / alginate / lecithin. / Neste trabalho foram estudadas as principais características, aplicações, potencialidades e limitações dos sistemas de liberação controlada de farmácos, bem como os mecanismos que influenciaram diretamente a cinética de liberação do agente ativo. Os sistemas micro e nanoestruturados apresentam grande potencial para a liberação controlada e encapsulação de moléculas bioativas. Os diversos sistemas poliméricos biodegradáveis representam uma nova estratégia para a veiculação de ingredientes ativos. Um sistema de liberação controlada possibilita que o perfil de concentração da droga se mantenha constante dentro da faixa terapêutica promovendo dessa forma, aumento do índice terapêutico e da resposta imunológica ao paciente e evitando efeitos colaterais adversos quando comparado aos métodos convencionais de administração. Neste trabalho foram obtidas membranas formadas por biossitemas poliméricos para aplicação em liberação controlada de proteína concentrada do soro de leite WPC. Foram obtidos 4 sistemas de liberação: cera de abelha/proteína/lecitina; cera de abelha/proteína/alginato/lecitina e cera de abelha/alginato/quitosana/lecitina pelos métodos de coacervação complexa e spray drying. Com a simulação do pH do sistema gastrintestinal (pH 1,2 e pH 6,8) pode-se observar o tempo em que cada membrana liberou a proteína. Com esta informação concluimos o local teórico da liberação da proteína e quais membranas não são compativeis com o local de ação escolhido. Os resultados mostraram que o sistema mais efetivo foi o de cera de abelha/proteína/alginato/quitosana com liberação em pH 6,8 nas duas concentrações de proteína utilizadas 40% e 60% de proteína m/m.

O hormônio progesterona é utilizado para tratamento de infertilidade, anticoncepção e problemas ovarianos. Na medicina veterinária, além dessas aplicações, a progesterona é utilizada para a sincronização do ciclo estral das fêmeas economicamente exploráveis, otimizando as técnicas de reprodução, como a inseminação artificial e a transferência de embriões. Devido à sua baixa capacidade imunogênica, atoxicidade e abundância na natureza, o colágeno é um biopolímero que têm sido amplamente empregado para fins biomédicos. Neste trabalho obteve-se matrizes de colágeno e colágeno contendo progesterona nas proporções de 5% e 10% sobre a massa de colágeno (m/m), estudou-se a interação entre o hormônio e o biopolímero e a liberação de progesterona. Analisou-se, também, nas matrizes: estabilidade térmica, por TG e DSC; capacidade de hidratação por tampão PBS; morfologia, por microscopia eletrônica de varredura e estabilidade biológica, por ensaios in vitro de hidrólise enzimática do colágeno por colagenase. Observou-se que a presença de progesterona nas matrizes de colágeno não alterou a capacidade de hidratação por tampão, aumentou a resistência frente à degradação enzimática e diminuiu a temperatura de degradação do colágeno. A incorporação manual do hormônio apresentou cerca de 88% de eficiência e os ensaios de liberação mostraram que a incorporação a 5% (m/m) libera mais rapidamente que a incorporação a 10%, sugerindo a dispersão do hormônio nas matrizes colagênicas. Os dados obtidos apontam a possibilidade da construção de um sistema de liberação usando colágeno aniônico para liberar a quantidade necessária de progesterona por períodos de até 10 dias, tempo necessário para a sincronização do ciclo estral em fêmeas bovinas / Progesterone is an hormone used for treatment of infertility, contraception and to control ovarian problems in some species. In veterinary medicine, beyond these applications, progesterone is also used for estral cycle synchronization, and to optimizing reproduction tecniques, like artificial insemination and embryos transfer in the economically explored species. Due to its low immunogenic capacity, low toxicity and abundance in the nature, collagen is a biopolymer that have been widely used for biomedical purposes. In this work collagen matrices with progesterone loadings of 5% and 10% (w/w) were prepared and characterized by thermal stability (TG and DSC), hydration capacity (PBS buffer), morphology by electronic microscopy, biological stability by in vitro hydrolysis of collagen by colagenase, and in vitro progesterone release assays. It was observed that the progesterone did not modify the hydrate capacity, increased the resistance to enzymatic degradation and diminished degradation temperature of the collagen. Manual incorporation of the hormone presented about 88% of efficiency and the release assays had showed that 5% (w/w) loading matrix liberates more quickly the hormone than 10% loading matrix, suggesting the dispersion of the hormone in the collagen. Obtained results pointed to the possibility of using anionic collagen in the development of a release system that could potencialy be used to deliver progesterone over an extend period of about 10 days, an ideal period for estral cycle synchronization in calves

Este trabalho apresenta a quantificação da expansão e suas características, principalmente a influência da sucção, em amostras de materiais sedimentares argilosos provenientes da Formação Corumbataí, aflorantes no interior do estado de São Paulo. Foram testadas amostras indeformadas, e amostras destorroadas e compactadas em diferentes umidades, em ensaios de pressão de expansão a volume constante por inundação, e também, com sucção controlada por meio da técnica da transferência de vapor. Foram ensaiadas, ainda, misturas compactadas desse material com bentonita em diferentes proporções, e misturas de bentonita com material não expansivo arenoso oriundo da Formação Botucatu. O controle de sucção foi realizado pelo uso de soluções salinas de NaCl em concentrações preparadas para impor sucções de 40.000, 25.000, 10.000 e 5.000 kPa. Para a realização dos ensaios, construiu-se um sistema de aplicação de cargas e de aquisição automática dos dados de pressão. Para acelerar o processo de umedecimento por vapor, utilizou-se um reservatório externo ligado em uma bomba de ar adaptada para promover a circulação do vapor de ar para dentro da célula edométrica, especialmente construída para esta pesquisa. Os resultados de expansão nos ensaios com inundação mostraram pressões de expansão crescentes com a diminuição dos teores de umidade, e consequente aumento da sucção inicial das amostras ensaiadas, bem como crescentes com o aumento na proporção de bentonita nas misturas, com valores máximos em torno de 700 kPa para o ensaio com a bentonita pura compactada seca. A análise da microestrutura das amostras por meio da porosimetria por intrusão de mercúrio permitiu constatar que as amostras indeformadas apresentaram variação, apenas, nos macroporos após a expansão; e as compactadas na umidade ótima e, posteriormente secas ao ar, não mostraram evolução significativa após a expansão. Na microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível verificar a mudança nos vazios das amostras, bem como, visualizar a variação na estrutura e na textura. Além disso, no MEV foram confirmados, também, os argilominerais determinados na caracterização mineralógica. Os resultados dos ensaios de expansão com sucção controlada mostraram ausência de pressão de expansão para as amostras da Formação Corumbataí nas condições indeformada, e na condição compactada na umidade ótima e posteriormente seca ao ar. No entanto, esse material, quando compactado seco na forma de pó, e também, compactado seco misturado com bentonita em diferentes proporções, revelou pressões de expansão com a transferência de vapor, assim como, as misturas de bentonita com material não expansivo da Formação Botucatu. A ausência de expansão foi justificada pela forma lenta de umedecimento proporcionada pela transferência de vapor que, apesar de promover o aumento do teor de umidade das amostras, não mobilizou variação volumétrica suficientemente capaz de transmitir como pressão de expansão. Portanto, os ensaios de expansão, com a utilização da técnica de transferência de vapor, foram efetivos para avaliar a expansão somente nos casos em que argilominerais com potencial expansivo estavam presentes em proporções consideráveis. / This thesis presents the quantification and characterization of expansion, especially the influence of suction on samples of sedimentary materials from Corumbatai Formation that occurs in Sao Paulo. Undisturbed and compacted samples with different moisture contents were tested with swelling pressure tests at constant volume method by flooding, and also with suction control by vapour transfer technique. Compacted mixtures of this material with bentonite in differents proportions, and mixtures of bentonite with sandy non-expansive material from the Botucatu Formation were also tested. The suction control was performed by the use of NaCl salt solutions at concentrations prepared to perform 40,000, 25,000, 10,000 and 5,000 kPa suctions. For the tests, it was developed a system for load application and automatic retrieval of pressure. To accelerate the wetting process by vapour, we used an external reservoir connected to an air pump adapted to promote air circulation inside the edometric cell, specially made for this study. The expansion results in flooding tests showed increasing swelling pressure with decreasing moisture content. Consequently there was an increase in the initial suction of the tested samples, which kept increasing as the rate of bentonite was raised in the mixtures, with a peak of ca. 700 kPa for the test with dry pure bentonite compacted. In the microstructure analysis of the samples by mercury intrusion porosimetry, the samples showed variation only in macropores after swell; and the ones compacted at optimum moisture, and subsequently air dried, showed no significant change after the swell. In scanning electron microscopy (SEM) it was possible to verify the change in the voids of the samples, as well as to visualize the variation in the structure and texture. In addition, the SEM confirmed clay minerals deterninated in mineralogical characterization. The results of controlled suction with swell tests showed absence of swell pressure for Corumbatai samples tested in undisturbed conditions, and compacted condition at optimum moisture content, and then air dried. However, when compacted in the form of dry powder, as well as when compacted dry, mixed with different proportions of bentonite, this material showed swelling pressures with vapor transfer technique, as well as mixtures of bentonite with non-expansive material of Botucatu Formation. The absence of swell was explained by the slow damping provided by the vapor transfer that although promoting increasing dampen, did not sufficiently mobilized volume variation capable of transmitting blowing pressure. Therefore, the swell tests with the vapor transfer technique were effective to evaluate the swelling just in cases where clay minerals with swell potential were present in significant proportions.

A atividade do óxido nítrico na Química e Biologia não é completamente conhecida. Centenas de artigos são publicados por ano, somente sobre este assunto. Muito mais estudos necessitam ser feitos nesta área. Cientistas no campo da Biologia que queiram estudar como o óxido nítrico se comporta em diferentes sistemas necessitam de algum tipo de composto modelo que libera NO, para auxiliá-los em seus estudos farmacocinéticos. O óxido nítrico (NO) é tão importante que há um grande desejo da sociedade cientifica em obter compostos que possibilitem liberá-lo. Ele apresenta aplicações diversificadas. Investigando a cinética de liberação de NO, poderemos saber como o mesmo pode ser aplicado nas mais diversas atividades, tais como: controlar a relaxação cardiovascular, pressão sanguínea ou mesmo o desenvolvimento do câncer. Neste trabalho sintetizamos e caracterizamos cis-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 e trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2. Os valores obtidos para o complexo cis-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 por voltametria cíclica foram: E1/2= 0,21 V vs Fe ;UV-vis(298nm,332nm); FTIR:&#957;NO= 1930 cm-1 ; para o complexo trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 a voltametria cíclica apresentou E1/2= 0,19 V vs Fe ;UV-vis (298nm,312nm); FTIR:&#957;NO= 1921 cm-1. O desenvolvimento de sistemas de liberação de NO a partir de complexos nitrosilos de rutênio podem ser discutidos com particular referencia ao produto de necessidade médica. Uma compreensão apropriada das propriedades da molécula doadora de NO, em um sistema de liberação de fármaco, é essencial antes do uso de interesse na terapia clinica. Foram estudadas as propriedades físico-quimicas dos compostos cis / trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 em emulsão água / óleo (A/O) e avaliadas as taxas de liberação de NO encapsulado na fase aquosa interna da emulsão. O perfil de liberação de NO pelos complexos cis / trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 também foi estudada utilizando-se membrana de acetato de celulose, cujos resultados mostram um comportamento não linear com taxa de 4,53x10-4 mol/cm2 para a espécie cis-[RuCl(bpy)2NO]2+ e 3,33x10-4 mol/cm2 para a espécie trans-[RuCl(bpy)2NO]2+. A permeação transdérmica e a acumulação dos complexos cis /trans-[RuCl(bpy)2NO]2+ sobre a pele foi também estudada utilizando-se pele da orelha de porco. Os dados obtidos por espectro de absorção UV-visível exibiram aumentos da concentração acumulada dos complexos sobre a pele quando os mesmos foram formulados em emulsão na forma livre, para ambos os isômeros. Tais resultados mostraram que os complexos ficaram acumulados principalmente na epiderme. Também foram observados espectros UV-visível, utilizando-se acoplado um sensor seletivo para NO, que demonstraram que é possível liberar NO a partir dos complexos cis / trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 através da eletro-redução em meio aquoso ou em emulsão A/O, quando um potencial de 0,00 V vs Ag/AgCl foi aplicado. Estes resultados nos sugerem que o sistema de complexos de rutênio nitrosil veiculados em emulsão A/O poderia ser utilizado com sucesso no desenvolvimento de um sistema de liberação prolongada de NO / Nitric oxide activity in chemistry and biology is not yet fully discovered. There are more than 5,000 papers alone on this subject each year. A lot more work needs to be done in this area. For people in biology who want to study how nitric oxide works in different systems, they need some kind of model compound to release nitric oxide to help them do their pharmacokinetic studies. Nitric oxide (NO) is very important, there is a great need in the scientific society to have a compound that can release it. There are many applications. By investigating the nitric oxide releasing kinetics, we will know if it can be applied to any of these activities such as controlling cardiovascular relaxation, blood pressure or cancer growth. We have synthesized and characterized cis-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 and trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2. We found that cis-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 show by cyclic voltammetry E1/2= 0,21 V vs Fe ;UV-vis(298nm,332nm); FTIR:&#957;NO= 1930 cm-1 and trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 show by cyclic voltammetry E1/2= 0,19 V vs Fe ;UV-vis(298nm,312nm); FTIR:&#957;NO= 1921 cm-1. The development of delivery systems for nitric oxide release from nitrosyl ruthenium complexes could be discussed with particular reference to the products of unmet medical needs. A proper understanding of the properties of the NO donor molecule in a drug delivery system is essential before an appropriate use in clinical therapy. We have studied the physical and chemical properties of cis/trans-[RuCl(bpy)2NO](PF6)2 in a water/oil emulsion (W/O) and evaluate release rates of nitric oxide encapsulated in internal aqueous phase. The cis/trans-[RuCl(bpy)2NO]2+ release was also studied with a cellulose membrane, which show non-linear behavior with rate of 4,53x10-4 mol/cm2 for cis-[RuCl(bpy)2NO]2+ and 3,33x10-4 mol/cm2 for trans-[RuCl(bpy)2NO]2+. The transdermal permeation and skin accumulation of is/trans-[RuCl(bpy)2NO]2+ on the percutaneous penetration was also studied through pig skin. Data showed that UV-vis absorber exhibited increases in skin accumulation when is formulated in emulsions in free form for both isomers. Those results showed that the complexes were mainly accumulated on epidermis. We also found by UV-visible and using a NO sensor that the cis/trans-[RuCl(bpy)2NO]2+ can release NO by electro-reduction in aqueous solution or in W/O emulsion when a potential of 0.0 V vs Ag/AgCl was applied. Those results suggest us that a W/O emulsion system bearing nitrosyl ruthenium complex could successfully be used in the development of long acting nitric oxide release system.

Com o grande aumento da população mundial, maior demanda por alimentos e de áreas cultiváveis é necessário uma maior eficiência da agricultura. Dentro deste cenário, um material que libere nutrientes de forma lenta/controlada em níveis necessários para a nutrição da planta garantiria o desenvolvimento da cultura sem carecer de várias aplicações do fertilizante. O aumento da eficiência do fertilizante, a redução da toxicidade no solo pelo uso de biopolímero e a diminuição dos efeitos negativos associados à sobredosagem são algumas das vantagens de materiais de liberação lenta/controlada. O objetivo principal do presente estudo foi a preparação, caracterização e aplicação de estruturas biopolímericas na liberação lenta/controlada de fertilizantes (fertiliberadores) em solo. A motivação principal esteve no preparo de estruturas de quitosana aditada com nutrientes, utilizando a técnica de secagem por atomização (spray drying), e a avaliação da aplicação em solo. O acompanhamento in situ da liberação do nutriente foi feito pela técnica de reflectometria no domínio do tempo (TDR), que monitora a movimentação iônica em sistemas particulados, como é o caso do solo. As estruturas foram preparadas por spray drying, utilizando bico atomizador de duplo fluido ou 2-fluid nozzle (2FN) para o preparo de esferas tipo matricial e, triplo fluido ou 3-fluid nozzle (3FN) para obter cápsulas tipo reservatório (casca-núcleo). As condições e parâmetros de processo em função das características químicas e físicas dos materiais obtidos foram objetos de estudo. As partículas obtidas com sucesso apresentaram diâmetro médio entre 10 e 35 &micro;m, apresentando um retardo na liberação de nutriente em relação ao fertilizante convencional, de 100% para 40 - 60% nas primeiras leituras de teor de potássio durante ensaio de liberação. É importante destacar que o uso da técnica da TDR no monitoramento in situ da liberação do nutriente é inovador na área de materiais aplicados à agricultura e forneceu informações de forma rápida e precisa sobre a eficiência do material no solo. Adicionalmente, foi estudada a relação do tipo de estrutura produzida (cápsula ou esfera) com o mecanismo de liberação em solo e em água. A estrutura casca- núcleo mostrou ser de grande interesse para produzir materiais de liberação controlada de fertilizante. / The large growth in world population and the greater necessity of food and cultivable areas demand an increase on agricultural efficiency. In this scenario, a material which releases nutrientat slowly/controlled levels for plant nutrition would ensure the development of the crop without the multiple fertilizer applications. Some of the advantages of slow/controlled release material are the increase of fertilizer efficiency use, reduce toxicity in soil by use of biopolymer and decrease the negative effects associated with over dosing.The main purpose was the preparation, characterization and application of biopolymers structures in slow/controlled release fertilizer (ferti releasers) in soil. The main motivation of this work was to obtain structures of chitosan and nutrients using the spray drying method. Also, the application and in situ soil monitoring of the nutrient release by time domain reflectometry technique (TDR) was considered. TDR measures the electromagnetic ion movement in particulate systems such as the soil. The structures were prepared by spray drying technique. It was used 2-fluid nozzle (2FN) to prepare sphere or sponge balls structures and 3-fluid nozzle (3FN) to obtain capsule or core-shell structures. Both types of structure were studied. The conditions and process parameters were also studied as a function of chemical and physical characteristics of the materials. The obtained particles had a mean diameter between 10 and 35 &micro;m and it was observed a nutrient release delay in comparison with conventional fertilizer, from 100% to 40 - 60% in the first potassium measurements during the releasing assay. It is noteworthy the use of TDR technique to monitor the in situ nutrient release in the soil is innovative in the area of materials applied to agriculture and it provided information quickly and accurately about material efficiency in the soil, from short to long period. Additionally, it was studied the relationship of the produced structure (capsule or sphere) with the release mechanism in soil and water. The shell-core structure has shown to be of great interest for producing controlled release fertilizer materials.