A celulose é o biopolímero mais abundante da Terra. Ela contempla muitos dos requisitos desejados para substituição de polímeros sintéticos oriundos de petróleo. Entretanto, a insolubilidade da celulose em água e em solventes orgânicos comuns e a sua decomposição antes da fusão impedem seu processamento por extrusão. Uma solução para esse problema é a preparação de derivados de celulose que possam ser processados por extrusão ou regeneração em não solvente. Nesse ponto, os ésteres de celulose, utilizados há décadas, possuem destaque apresentando grande interesse comercial. Contudo, o contínuo estudo dos ésteres de celulose quanto aos métodos de preparação, de suas propriedades e o desenvolvimento de novos compostos se faz necessário para melhorar e ampliar suas aplicações. Sendo assim, essa tese de doutoramento contribuiu para a química dos ésteres de celulose das seguintes formas: (i) estudo de solventes para síntese de ésteres de celulose em condições reacionais homogêneas; e (ii) síntese, caracterização e moldagem de ésteres mistos de celulose com estrutura controlada. Dentro do primeiro tema, soluções binárias de dimetilsulfóxido (DMSO) e líquidos iônicos (ILs) a base de 1-metilimidazol (acetato de 1-(1-butil)-3-metilimidazólio, C4MeImAc; acetato de 1-(2-metóxietil)-3-metilimidazólio, C3OMeImAc) foram avaliadas como solvente para dissolução e acilação (síntese de acetato de celulose e benzoato de celulose) de celulose sob condições reacionais homogêneas. O foco dessa etapa de trabalho foi verificar se a presença de oxigênio etéreo na cadeia lateral do anel imidazólio favorecia a dissolução e acilação da celulose, uma vez que ele é mais básico que o correspondente grupo metilênico. Surpreendemente, o C4MeImAc apresentou melhor capacidade de dissolução de celulose e os ésteres de celulose nele preparados possuem maior grau de substituição. Para compreensão dessa aparente contradição foram utilizadas as técnicas de reologia; de espectroscopia de 1H e 13C NMR de soluções de celobiose em IL/DMSO; e de solvatocromismo (avaliação da acidez e basicidade de Lewis). Todos essesresultados indicam uma menor interação entre a celulose e o IL contendo cadeia alcóxi e corroboram os dados recém-publicados de cálculos teóricos, que indicam a ciclização, via formação de ligações de hidrogênio intramolecular, do cátion C3OMeIm+. Na tentativa de impedir a ciclização do cátion imidazólio e consequentemente melhorar as propriedades do IL contendo cadeia alcóxi, ILs metilados nas posições 1 e 2 do anel imidazólio foram testados. Apesar de a metilação melhorar a capacidade dos ILs para dissolução e acilação da celulose, não foi observado o efeito esperado para a presença do oxigênio etéreo na cadeia lateral do IL. No segundo tema de estudo, ésteres mistos de celulose (CellCarboxy/Ts) contendo grupo tosilato (com grau de substituição fixo, DSTs ≈ 1,0) e grupos carboxilatos (com grau de substituição variável, DSAcyl) com diferentes hidrofobicidades (acetato, butanoato, hexanoato) foram sintetizados em meio homogêneo de cloreto de lítio/N,N-dimetilacetamida (LiCl/DMAc). A dependência no DSAcyl das propriedades de superfície (polaridade empírica, acidez e basicidade de Lewis; ângulo de contato e energia de superfície) desses ésteres de celulose foi determinada e apresentam correlações simples. Os Cell-Carboxy/Ts também foram caracterizados quanto às suas propriedades térmicas verificando-se que o aquecimento dos ésteres leva à saída dos grupos acila antes do grupo tosilato e que a temperatura de decomposição desses ésteres é menor que a de fusão. Portanto, os Cell-Carboxy/Ts só podem ser moldados por regeneração a partir de soluções. Sendo assim, as técnicas de gotejamento de solução de éster de celulose (solvente acetona) em não solvente (água) e de eletrofiação de solução de Cell-Carboxy/Ts (solvente acetona/DMAc) foram otimizadas para preparação de microesferas e microfibras, respectivamente. As estruturas obtidas apresentaram diâmetro médio de 240 ± 35 nm e 230 ± 20 nm, respectivamente. A aplicabilidade da espectroscopia no infravermelho e no UV-VIS foi avaliada para determinação do DSAcyl dos ésteres mistos obtendo-se resultados satisfatórios. Esses métodos são interessantes, pois permitem a economia de amostra (ca. de 1 % da massa necessária no método tradicional de titulação), o que é relevante em estudos exploratórios de ésteres de celulose onde poucos gramas de amostra são preparados. / Cellulose is most abundant biopolymer in the Earth. It complies with many desired requirements for substitution of petroleum-based polymers. However, cellulose is insoluble in water and common organic solvents and decomposes before undergoes melt flow, which prevents its extrusion processing. One possible solution for this problem is the preparation of cellulose derivatives that can be process by extrusion or by regeneration into non-solvents. In this point, cellulose esters, used for decades, stand out showing great commercial interest. In spite of their long use, the continuous research on cellulose ester focused on new synthetic methods, determination of properties and development of new compounds is necessary to improve and expand their commercial application. Therefore, this PhD thesis contributes to the cellulose esters chemistry in the following way: (i) study of solvents for synthesis of cellulose esters in homogenous reaction conditions (HRC); and (ii) synthesis, characterization and shaping of cellulose mixed esters with controlled structure. In the first approach, binary mixtures of dimethyl sulfoxide (DMSO) and ionic liquids (ILs) based on 1-methylimidazole (1-(1-butyl)-3-methylimidazolium acetate, C4MeImAc; 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium acetate, C3OMeImAc) were evaluated as solvent for cellulose dissolution and acylation (synthesis of cellulose acetate and cellulose benzoate) under HRC. This part of project aim was verify if the presence of ether oxygen on side chain of imidazolium ring can favored the cellulose dissolution and acylation, once it is more basic than the corresponding methylene group. Surprisingly, the C4MeImAc shows higher ability to dissolves cellulose and the biopolymer esters prepared in it have higher degree of substitution. In order to understand this apparent contradiction, were employed the following techniques: rheology, 1H and 13C NMR spectroscopy of celobiose solution in IL/DMSO; and solvatochromism (evaluation of Lewis acidity and basicity). All results indicate a lower interaction between cellulose and the IL with alkoxy side chain and corroborate the recently published data of theoretical calculation which proposed the cyclization of C3OMeIm+ cation, via intramolecular hydrogen bond. In attempt to avoid the imidazolium cation cyclization and consequently improve the properties ofIL containing alkoxy side chain, ILs methylated at positions 1 and 2 of imidazolium cation were tested. Despite methylation improve the IL ability on cellulose dissolution and acylation, the expected effect for the presence of ether oxygen on IL side chain was not observed. In the second part of this study, cellulose mixed esters (CellCarboxy/Ts) containing tosylate unit (fixed degree of substitution, DSTs ≈ 1.0) and carboxylate groups (variable degree of substitution, DSAcyl) with different hydrophobicity (acetate, butanoate, hexanoate) were synthesized in homogeneous medium of lithium chloride/N,N-dimethylacetamide (LiCl/DMAc). The dependence on DSAcyl of surface properties (empical polarity, Lewis acidity and basicity, contact angle, surface energy) of Cell-Carboxy/Ts was determined and show simple correlation. The thermal properties of Cell-Carboxy/Ts were also evaluated verifying that the heating of these cellulose esters promotes the scisson of acetate group before the tosylate ones. Further Cell-Carboxy/Ts decompose before they undergo melt-flow, so these cellulose esters can be shaped only by regeneration from their solution. In this way, Cell-Carboxy/Ts was shaped into microspheres and microfibers using the techniques of dropping (acetone solution into water) and electrospinning (acetone/DMAc solution), respectively. The structures obtained have average diameter of 240 ± 35 nm e 230 ± 20 nm, respectively. The applicability of infrared and UV-VIS spectroscopies to determine the DSAcyl of cellulose mixed esters was evaluated obtaining satisfactory results. These methods are interesting because they use few amount of sample (about 1 % of weight required by traditional titration method). The sample economy is relevant in exploratory studies of cellulose esters since they are carried out on few grams of sample.

Complexos de rutênio, em razão da menor toxicidade e por poderem exibir atividade citotóxica ou antimetastática, tem sido considerados como alternativas potencialmente promissoras aos complexos de platina para tratamento de câncer. Nosso grupo de pesquisa tem investigado a interação de íons metálicos com fármacos anti-inflamatórios não esteroides (FAINEs) e já obteve sucesso na preparação de metalofármacos de dirutênio(II,III)-FAINEs, os quais se mostraram promissores com relação à atividade frente a modelos de glioma. Com a finalidade de contribuir para o entendimento das propriedades físico-químicas desses complexos, o presente trabalho teve como principal objetivo analisar propriedades consideradas particularmente essenciais a um potencial candidato a fármaco, tais como, estabilidade no estado sólido, lipofilicidade, solubilidade aquosa e dissolução intrínseca. Um complexo inédito de fórmula [Ru2Cl(feno)4], em que feno = fenoprofenato, foi sintetizado e caracterizado por meio de análise elementar, espectroscopia eletrônica, espectroscopia vibracional, difratometria de raios X, análise térmica e espectrometria de massas. Os complexos já testados anteriormente para atividade biológica, [Ru2Cl(ibp)4], ibp = ibuprofenato, e [Ru2(cet)4Cl], cet = cetoprofenato, foram analisados quanto à estabilidade no estado sólido por meio da determinação isotérmica de variação de massa. As lipofilicidades desses dois complexos, juntamente com a dos fármacos de origem e a do precursor sintético [Ru2(O2CH3)4Cl], foram avaliadas pelo método shake flask, e suas solubilidade aquosas foram investigadas em presença de co-solventes alcoólicos. Investigou-se ainda a velocidade de dissolução intrínseca do [Ru2Cl(ibp)4] que se encontra em estágio avançado de estudos biológicos. Os resultados obtidos trazem novas informações sobre o comportamento térmico dos complexos e sobre suas características biofarmacêutica. / Ruthenium complexes, mainly due to the lower toxicity and the cytotoxic and anti-metastatic activities, have been considered as potentially promising alternatives to platinum drugs for cancer treatment. Our research group has investigated the interactions of diruthenium metal cores with anti-inflammatory non-steroidal drugs (NSAIDs) and succeeded in preparing diruthenium(II,III)-NSAIDs metallodrugs which show promising activity against glioma models. With the aim of elucidating the physico-chemical properties of these complexes, the major objective of the present work was to investigate properties which are considered as essential for a potential candidate to drug, e.g., stability in the solid state, lipophilicity, aqueous solubility and intrinsic dissolution. A new complex of formula [Ru2Cl(feno)4], where feno = fenoprofen, was synthesized and characterized by elemental analysis, electronic spectroscopy, vibrational spectroscopy, X-rays difractommetry, thermal analysis and mass spectrometry. The complexes previously tested for biological properties, [Ru2Cl(ibp)4], ibp = ibuprofenate, and [Ru2(cet)4Cl], cet = cetoprofenate, were inv estigated for the stability in the solid state by isothermal thermogravimetry. The lipophilicity of the se complexes, as well as those of the parent drugs and of the precursor [Ru2(O2CH3)4Cl], was evaluated by the shake flask method, and their aqueous solubility in the presence of alcohol co-solvents was investigated. In addition, the intrinsic dissolution rate was determined for [Ru2Cl(ibp)4], which is undergoing advanced biological studies. The results provide important new information on the thermal behavior of the complexes and also on their biopharmaceutical propertie.

O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de metodologia analítica versátil e rápida para a determinação de Cr, Mn e Ni em aços martensíticos e austeníticos, através do processo de dissolução química parcial em sistema de injeção em fluxo acoplado ao Espectrômetro de Emissão Ótica acoplado indutivamente (ICP-OES). O procedimento, também priorizou menor manipulação de amostra e consumo de reagentes. A solução extratora, HNO3 e HCI 7,0 mol L-1 e 6,0 mol L-1 respectivamente 1:1 v/v foi utilizada para a dissolução química parcial dos aços inoxidáveis. A quantificação dos metais dissolvidos foi feita utilizando-se o método da somatória, que relaciona a concentração de um elemento individual com a somatória dos elementos determinados, segundo a fórmula: i% = Ci /Ct x 100, onde Ci é a concentração do elemento i e Ct é a soma das concentrações de todos elementos determinados. Os resultados não apresentaram diferença significativa em um nível de confiança de 95% com os valores certificados das amostras de referência e com os valores da dissolução total assistida por microondas. O procedimento apresentou freqüência analítica de 20 determinações por hora. / The objective of this work was the development of a versatile and fast analytical methodology for the determination of Cr, Mn, and Ni in martensitic and austenitic steels, through on-line partial chemical dissolution using a flow injection system coupled to an ICP-OES. The procedure also aimed the smallest sample manipulation and reagents consumption. The extractor solution, 7.0 mol L-1 HNO3 and 6.0 mol L-1 HCI 1:1 v/v, was used to the on-line partial chemical dissolution of the stainless steels. The quantification of the dissolved metals was made using a method, that relate the concentration of an individual element with the sum of all elements concentrations, applying the formula: i% = Ci /Ct x 100, where Ci is the concentration of the element i and Ct is the sum of the concentration of all elements determined. No significant difference has been present by the results, at a confidence level of 95%, with the certified values of the reference materials and with the total dissolution values obtained by microwave - assisted sample pretreatment. The procedure presented analytic frequency of 20 determinations per hour.

Estudou-se, in vitro, a dissolução do tecido pulpar bovino, promovida pela solução de hipoclorito de sódio nas concentrações de 0,5; 1,0; 2,5 e 5,0 por cento com e sem lauril dietilenoglicol éter sulfato de sódio analisando-se, também, o potencial hidrogeniônico (pH), a tensão superficial, a condutividade iônica e o teor de cloro, antes e depois da utilização dessas soluções. Secionava-se um fragmento da porção central da polpa de incisivos centrais inferiores de bovinos e sua massa era anotada. Para a realização do teste de dissolução, confeccionou-se um dispositivo conectado a uma bomba peristáltica que promovia a agitação da solução. Colocava-se um fragmento pulpar no interior desse dispositivo e ligava-se a bomba peristáltica. O tempo de dissolução total foi medido com um cronômetro. Usando o tempo de dissolução do fragmento de polpa e a massa deste, calculava-se a velocidade de dissolução do tecido pulpar. Concluiu-se que: a) a velocidade de dissolução dos fragmentos de polpa bovina é diretamente proporcional à concentração da solução de hipoclorito de sódio e maior sem tensoativo; b) a redução do pH, entre o início e o final do processo de dissolução pulpar, é inversamente proporcional à concentração da solução de hipoclorito de sódio, com ou sem tensoativo; c) a redução da condutividade iônica, entre o início e o final do processo de dissolução pulpar, ocorreu da mesma forma nas diferentes concentrações da solução de hipoclorito de sódio, com ou sem tensoativo; d) a variação da tensão superficial, entre o início e o final do processo de dissolução pulpar, é diretamente proporcional à concentração da solução de hipoclorito de sódio e maior nas soluções sem tensoativo. As soluções sem tensoativo apresentaram redução da tensão superficial e as com tensoativo, elevação; e) os menores teores de cloro remanescente ocorreram com a solução de hipoclorito de sódio a 0,5 por cento e, os maiores, com o grupo formado pelas soluções a 1,0 - 2,5 e 5,0 por cento; e f) as soluções de hipoclorito de sódio com tensoativo apresentaram os menores teores de cloro remanescente após o processo de dissolução. / The dissolution of bovine pulp tissue by 0.5, 1.0, 2.5 and 5% sodium hypochlorite with and without lauryl-diethylene-glycol-ether sodium sulfate was studied, in vitro. The pH, surface tension, ionic conductivity and chlorine level were also analyzed before and after use of these solutions. A fragment from the central portion of bovine mandibular central incisors was sectioned and its mass was recorded. The pulp fragment was placed in a hydraulic apparatus with a peristaltic pump for agitation of the solution. The time for total dissolution of the pulp segment was recorded with a chronometer. Using the pulp mass and the dissolution time, the velocity of pulp dissolution was calculated. It is concluded that: a) the velocity of dissolution of the bovine pulp fragments is directly proportional to the concentration of the sodium hypochlorite solution and is greater without the surfactant; b) the decrease in pH, from the beginning to the end of pulp dissolution, is inversely proportional to the concentration of the sodium hypochlorite solution and is greater with or without the surfactant; c) the decrease in ionic conductivity, from the beginning to the end of pulp dissolution, is similar with the different concentrations of the sodium hypochlorite solution, with and without the surfactant; d) the variation of surface tension, from the beginning to the end of pulp dissolution, is directly proportional to the concentration of the sodium hypochlorite solution and is greater in the solutions without surfactant. Solutions without surfactant presented a decrease in surface tension and those with surfactant an increase; e) the smallest levels of residual chlorine occurred with the 0.5% sodium hypochlorite solution, and the greatest with the group formed by 1.0, 2.5 and 5.0% sodium hypochlorite solutions; f) the sodium hypochlorite solutions with surfactant presented the lowest levels of residual chlorine after the dissolution process.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do condicionamento de superfície de uma vitrocerâmica 100% cristalina e altamente bioativa (Biosilicato®) e de seus produtos de dissolução iônica sobre diferentes parâmetros do desenvolvimento do fenótipo osteogênico in vitro. Previamente ao plaqueamento de células osteogênicas de calvárias de ratos, discos de Biosilicato® foram condicionados, por 3 dias, em meio de cultura suplementado, com ou sem soro fetal bovino a 10%. Células osteogênicas expostas aos produtos de dissolução iônica do Biosilicato® foram também cultivadas sobre lamínulas de vidro bioinerte. Discos de Biosilicato e lamínulas de vidro foram utilizados como controles. Os resultados mostraram que o tratamento de superfície de Biosilicato® aumenta expressivamente a concentração de silício e cálcio no meio de cultura. Em 1, 3 e 7 dias, foram determinados os maiores valores de viabilidade celular em superfícies de Biosilicato® condicionado, enquanto que entre os grupos de lamínulas de vidro, observou-se menor viabilidade em culturas expostas aos produtos de dissolução iônica do Biosilicato®. Em 3 dias, células sobre todas as superfícies de Biosilicato® apresentavam-se menos espraiadas quando comparadas àquelas sobre lamínulas de vidro; neste período, a topografia das superfícies dos grupos de Biosilicato® caracterizava-se por rede de cavidades na submicro e nanoescala, enquanto que a lamínula apresentava superfície plana. Alterações no padrão de marcação das proteínas citoesqueléticas actina, vimentina, tubulina e vinculina, da subunidade de integrina α5 e da fibronectina eram observadas apenas em células crescidas sobre as superfícies de Biosilicato®. Ao final da fase proliferativa (7 dias), foram observados maiores níveis relativos de expressão de RNA mensageiro para Runx2, sialoproteína óssea (BSP) e fosfatase alcalina (ALP) em culturas crescidas sobre superfícies condicionadas de Biosilicato®; a exposição aos produtos de dissolução iônica aumentou a expressão de Runx2 e ALP nos grupos de lamínula de vidro. Em 14 dias, culturas sobre Biosilicato® condicionado em meio de cultura com soro exibiam áreas mais extensas de mineralização. Os resultados deste estudo mostraram que o condicionamento de superfícies de Biosilicato® previamente ao plaqueamento celular favorece aspectos da interação célula-substrato, promovendo maior viabilidade celular e aumentando e/ou acelerando o desenvolvimento do fenótipo osteogênico in vitro. A exposição aos produtos de dissolução iônica do Biosilicato® inibe a progressão de culturas osteogênicas sobre lamínulas de vidro bioinerte, apesar de aumentar a expressão de marcadores osteoblásticos. / The aim of the present study was to evaluate the effect of surface conditioning of a highly bioactive, fully crystalline glass-ceramic in the Na2O-CaO-SiO2-P2O5 system (Biosilicate®) and of its ionic dissolution products on key parameters of the development of the osteogenic phenotype in vitro. Rat calvaria-derived osteogenic cells were plated on Biosilicate® discs that were pre-conditioned either with supplemented culture medium or serum-free medium for 3 days. In addition, osteogenic cells grown on bioinert glass coverslips were exposed to the ionic dissolution products of the Biosilicate®. The results showed that the supplemented culture medium used for the Biosilicate® surface conditioning exhibited a high concentration silicium and calcium. At 1, 3, and 7 days, cell viability was significantly higher for the conditioned Biosilicate® sufaces, whereas reduced cell viability was observed for cultures grown on glass coverslips and exposed to the ionic dissolution products of Biosilicate®. At day 3, cells grown on Biosilicate® groups were less spread compared with those on glass coverslips. At the same time point, whereas the surface topography of glass coverslips was smooth, Biosilicate® discs exhibited a network of submicron and nanoscale pits. Changes in the labeling pattern of the cytoskeleton proteins actin, vimentin, tubulin and vinculin, and of α5 integrin and fibronectin were only observed for cells grown on Biosilicate® surfaces. At the end of the proliferative phase (day 7), expression levels of Runx2, alkaline phosphatase (ALP) and bone sialoprotein (BSP) mRNAs were significantly higher for cultures grown on conditioned Biosilicate® surfaces; the exposure of cells to the ionic dissolution products increased Runx2 and ALP mRNA levels. At day 14, significantly more extensive areas of matrix mineralization were detected for cultures grown on Biosilicate® discs that were pre-conditioned with supplemented culture medium. The results showed that the conditioning of Biosilicate® surfaces with culture medium prior to cell plating supports key aspects of cell-substrate interactions, increasing and/or accelerating expression of the osteoblastic cell phenotype. Furthermore, the exposure of cells to the ionic dissolution products of Biosilicate® inhibits the progression of osteogenic cell cultures on bioinert glass coverslips, despite its positive effect on expression of osteoblastic markers.

Made available in DSpace on 2016-04-26T20:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roberta de Oliveira e Corvo Ribas.pdf: 516888 bytes, checksum: 88eb60103f3e366adec216928237bc5e (MD5) Previous issue date: 2008-05-19 / This dissertation aims to identify the criteria to be used by the law operators concerning the assets evaluation process as consequence of partial dissolution in limited liability companies. Therefore, starting from the study of partial and total dissolution in limited liability companies and seeking to differentiate the legal consequences of each occurrence, it lead to the conclusion that the partial dissolution as well as the assets evaluation process are institutes inherent to the Law, and as such, they should not be confused with the total dissolution and its related liquidation. As from this premise, the treatment that assets evaluation process has been receiving from the national doctrine and the jurisprudence was analyzed. In view of the historical development related to this subject, as the idea of partial dissolution and its consequent assets evaluation process came from the comprehension and consequences of total dissolution itself and liquidation, it was necessary to review main legal concepts such as quotaholders rights and nature of their contribution to the capital stock, with the purpose of identifying the elements that shall constitute the credit which the quotaholder will possess against the company, as well as the criteria to evaluate them. In view of the importance of the partial dissolution to the current reality of the Brazilian corporate law, as it is the main tool to materialize the principle of preservation of company, the purpose of this dissertation was to enable the assets evaluation process to be more objective, as this is its main result / O presente trabalho teve como objetivo identificar os critérios a serem utilizados pelo operador do direito no que concerne à apuração de haveres em sociedades empresárias do tipo limitada. Para tanto, partiu-se do estudo da dissolução total e parcial das sociedades, buscando-se diferenciar as conseqüências jurídicas de cada ocorrência, de tal maneira a concluir que tanto a dissolução parcial, quanto a apuração de haveres, são institutos próprios do Direito, não devendo ser confundidos com a dissolução total e sua correlata liquidação. A partir dessa premissa, passou-se a se analisar o tratamento que a apuração de haveres vem recebendo da doutrina e da jurisprudência. Em vista do desenvolvimento histórico que percorreu o presente tema, tendo nascido a dissolução parcial e sua conseqüente apuração de haveres da evolução da compreensão e conseqüências da própria dissolução total e liquidação, necessário se fez revisitar os principais institutos jurídicos que compreendem o direito dos sócios e a natureza da contribuição destes ao capital social, com o fim de se identificar os elementos constitutivos daquilo que se denomina haveres, bem como os critérios para avaliá-los. Tendo em vista a importância da dissolução parcial para a realidade atual do direito societário brasileiro, sendo a principal ferramenta para a concretização do princípio da preservação da empresa, o presente trabalho buscou objetivar o tema da apuração de haveres, visto que essa é sua principal decorrência

O trabalho descrito nesta tese mostra de forma detalhada a fabricação e caracterização de diferentes microssensores eletroquímicos os quais têm sido recentemente utilizados como sondas em grupo de técnicas conhecida como Scanning Electrochemical Probe Microscopy (SEPM). Desta forma, a caracterização de superfícies pode ser feita explorando diferentes fenômenos interfaciais relevantes à Ciência. Neste sentido, as interfaces de materiais cristalinos como hidroxiapatita (materiais dentários) e calcita foram o foco de estudo neste trabalho. Assim, diferentes técnicas SEPM foram exploradas no sentido de se obter informações relevantes relacionadas aos processos dentários, como a erosão ácida e hipersensibilidade. Inicialmente, microeletrodos de platina foram desenvolvidos empregando uma metodologia convencional na qual são utilizados microfibras encapsuladas em capilares de vidro. Scanning Electrochemical Microscopy (SECM) no modo amperométrico foi utilizada para obtenção de informações com relação às alterações de topografia do esmalte dentário causadas pelo contato com substâncias ácidas. Adicionalmente, SECM foi empregada no estudo do transporte de espécies eletroativas em amostras de dentina e investigações relacionadas ao bloqueio dos túbulos empregando-se cremes dentais comerciais foram realizadas. A permeação de peróxido de hidrogênio pela dentina também foi estudada. Os resultados de SECM foram comparados com imagens SEM obtidas nas mesmas condições experimentais. Microeletrodos de membrana ionófora íon-seletiva (Ion Selective Microelectrodes-ISMEs) sensíveis a íons cálcio também foram desenvolvidos e caracterizados, com subsequente aplicação em SECM no modo potenciométrico. A dissolução ácida de esmalte bovino (erosão dentária) foi investigada em diferentes valores de pH (2,5; 4,5; 6,8). Além disso, o transporte de íons cálcio através de membranas porosas sintéticas foi avaliado a uma distância tip/substrato de 300µm. Alterações no fluxo de íons cálcio foram correlacionadas em experimentos realizados na presença e ausência de campos magnéticos gerados por nanopartículas de magnetita incorporadas à membrana porosa. Microcristais de calcita facilmente sintetizados pelo método de precipitação foram utilizados como superfície modelo para investigações interfaciais, cujos resultados podem ser correlacionados aos materiais dentários. Desta forma, nanopipetas de vidro preenchidas com eletrólito suporte foram fabricadas e utilizadas como sonda em Scanning Ion Conductance Microscopy (SICM). O mapeamento topográfico de alta resolução espacial da superfície de um microcristal de calcita foi obtido utilizando o modo de varredura hopping mode. Adicionalmente, sondas multifuncionais ISME-SICM também foram desenvolvidas e caracterizadas para investigações simultâneas com relação às alterações topográficas e quantificação de íons cálcio sobre a superfície de um microcristal de calcita. A adição de reagentes ácidos no canal SICM promoveu a dissolução da superfície do microcristal, sendo obtidos dados cinéticos de dissolução. Investigações em meio neutro também foram realizadas utilizando a sonda ISME-SICM. Os resultados experimentais obtidos também foram comparados com aqueles oriundos de simulação computacional. / The study reported in this thesis shows in details the fabrication and characterization of different electrochemical microsensors which have been employed as probes in SEPM. Thus, the characterization of surfaces can be performed by exploiting different interfacial phenomena that are relevant to life sciences. In this sense, the interfaces of crystalline materials such as hydroxyapatite (dental materials) and calcite were the focus of this study. Thus, different SEPM techniques were explored in order to obtain relevant information related to dental materials processes such as acid erosion and hypersensitivity. Initially, platinum microelectrodes were developed employing conventional methodology that utilizes microfibers encapsulated in glass capillaries. Amperometric SECM mode was used to obtain information regarding the topography changes of tooth enamel caused by contact with acid chemicals. In addition, SECM was used to study the transport of electroactive species in dentin samples. Investigations related to the treatment of dental hypersensitivity and dental whitening were also evaluated. SECM results were compared with SEM images obtained under the same experimental conditions. Ion-selective microelectrode (ISME) based on the ionophore membrane sensitive to calcium ions were also developed and characterized followed by application in SECM potentiometric mode. The acid dissolution of bovine enamel (dental erosion) was investigated at different pH values (2.5; 4.5; 6.8). In addition, the transport of calcium ions through synthetic porous membranes was evaluated at a tip/substrate distance of 300µm. Changes in calcium ion flux were studied in the presence and absence of magnetic fields generated by magnetite nanoparticles incorporated into the porous membrane. Calcite microcrystals easily synthesized by precipitation method were used as a model of an interfacial surface for investigations which can be correlated to the dental materials. Thus, glass nanopipette filled with supporting electrolyte was fabricated and used as SICM probe. The high resolution topographic mapping of the calcite microcrystal was obtained using hopping mode. Additionally, ISME-SICM multifunction probes were developed and characterized for simultaneous investigations related to the topographical changes and quantification of local calcium ions on the surface of a calcite microcrystal. The addition of acidic reagents in the SICM channel promoted the dissolution of the microcrystal surface and dissolution kinetic data were obtained. Investigations in neutral medium were also studied using the ISME-SICM multifunctional probe. The experimental results were also compared with those obtained by computer simulation.

A correlação in vitro-in vivo (CIVIV) refere-se ao estabelecimento de uma relação racional entre as propriedades biológicas, ou parâmetros derivados destas, produzidos por uma forma farmacêutica e suas propriedades ou características físico-químicas. O estabelecimento desse tipo de correlação de dados pode possibilitar a substituição dos estudos in vivo, necessários à demonstração da bioequivalência, pelos estudos in vitro, no caso de alterações no processo de fabricação pós-registro. Os sistemas matriciais apresentam, como principal exemplo de material controlador da liberação, substâncias poliméricas formadoras de matrizes hidrofílicas. Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) é um excipiente de escolha para o preparo de matrizes hidrofílicas, devido à capacidade de formação de gel e controle da liberação. O diclofenaco de sódio (DCL) é um antiinflamatório não esteroidal com ação analgésica e antipirética. Considerando suas características físico-químicas e farmacológicas, é objetivo deste trabalho o estabelecimento de uma CIVIV para DCL incorporado em sistemas matriciais. Os comprimidos de DCL com HPMC foram desenvolvidos e submetidos aos ensaios de dissolução utilizando os aparatos 1, 2, 3 e 4 conforme as especificações farmacopeicas. Foi realizado o estudo de biodisponibilidade, seguindo as normas éticas, com as formulações selecionadas. A partir dos dados de absorção obtidos pela técnica de deconvolução e dos dados de dissolução foi estabelecida a correlação. Os resultados demonstraram que o aumento da concentração de HPMC produziu a redução da velocidade de dissolução e, dependendo da condição de estudo, estas diferenças foram mais ou menos significativas. Os comprimidos com concentração intermediária de HPMC (15 a 20%) foram mais sensíveis às alterações de formulação e das condições do ensaio de dissolução. As formulações contendo 30% de HPMC praticamente não modificaram o perfil de dissolução, mesmo com alterações na formulação e condições de estudo. No estudo de biodisponibilidade empregado no estabelecimento da CIVIV, foram utilizadas as formulações F1, F2A, F3 e o medicamento de referência Voltaren® 50 mg. A fração absorvida percentual foi determinada pela técnica de deconvolução. A correlação linear entre a fração absorvida e fração dissolvida apresenta um coeficiente de determinação maior do que 0,7. Foi observado que os perfis de dissolução são mais discriminativos que os perfis de absorção, indicando que uma melhor correlação pode ser obtida através da adequação do método de dissolução. / The term in vitro-in vivo correlation (IVIVC) refers to the establishment of a rational relationship between the biological properties, or a parameter derived from a biological property produced by a dosage form, and a physicochemical characteristic or property of the same dosage form. The establishment of IVIVC enables the substitution of in vivo studies for in vitro studies to evaluate bioequivalence, e.g. in case of post-approval changes. Matrix tablets employ mainly hydrophilic polymers to control drug release. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is an excipient of choice for preparation of hydrophilic matrices, due to its gel formation and controlled drug release capacities. Sodium diclofenac (SD) is a non-steroidal anti-inflammatory drug with analgesic and antipyretic effects. Considering its physicochemical and pharmacological characteristics, the objective of this work is to establish an IVIVC for HPMC matrix tablets containing SD. HPMC matrix tablets with SD were formulated and submitted to dissolution testing using apparatus 1, 2, 3 and 4 in accordance with pharmacopoeial specifications. The bioavailability study was carried out under ethical guidelines, using the selected formulations. The correlation was obtained by plotting absorption data, obtained from diclofenac plasmatic curves through a deconvolution technique, against dissolution data. The results showed that the increase of HPMC concentration produces a decrease of the drug dissolution rate and these differences were more or less significant, depending on the study conditions. Tablets with intermediate HPMC concentrations (15 to 20%) were more sensitive to changes in dissolution conditions. Formulations containing 30% HPMC do not present changes in dissolution profiles, even when the formulation or the study conditions change. Formulations F1, F2A, F3 and Voltaren® 50 mg as reference product were used in the bioavailability study to establish IVIVC. The linear correlation between absorbed drug fraction and dissolved drug fraction has a determination coefficient higher than 0.7. It was observed that the dissolution profiles are more discriminative than the absorption profiles, which indicates that a better correlation can be obtained through changes of the dissolution method.

Este trabalho objetivou investigar o processo de revestimento/aglomeração de extratos vegetais em leito fluidizado com atomização top spray, visando melhorar a estabilidade dos compostos bioativos dos extratos e suas propriedades farmacotécnicas. Açúcar cristal, pellets de açúcar e de celulose microcristalina, grânulos de celulose microcristalina, grânulos de arroz e farinha de mandioca foram utilizados como partículas sementes. Inicialmente, avaliou-se a influência do tamanho das partículas e diferentes composições de alimentação contendo extrato vegetal de Rosmarinus officinalis (alecrim). Farinha de mandioca e pellets de açúcar de diferentes granulometrias foram empregados como partículas semente. O desempenho do processo foi avaliado através da eficiência de revestimento e porcentagem de aglomeração. Os grânulos formados foram caracterizados quanto ao tamanho, fluidez e retenção de compostos bioativos (polifenóis). As formulações estudadas também foram submetidas à secagem em spray dryer para comparação entre os produtos obtidos. Os resultados obtidos mostraram que a eficiência de revestimento/aglomeração e a porcentagem de aglomeração dependem das propriedades físico-químicas das partículas sementes e das composições alimentadas. As viscosidades das formulações contendo o extrato vegetal e suas interações com as partículas iniciais influenciaram significativamente o processo. Os grânulos formados em leito fluidizado apresentaram ótima fluidez e maior retenção de polifenóis que os produtos obtidos por spray drying. Pellets de celulose microcristalina de diferentes granulometrias foram utilizados como partículas semente para investigar a dinâmica do sistema durante a encapsulação/aglomeração em leito fluidizado, por meio de análises de sinais de flutuação de pressão associados à cinética de crescimento dos grânulos e ao desempenho do processo. Dois modos operacionais foram avaliados: o modo intermitente (com interrupção da atomização da composição de alimentação em um período específico para redução do teor de umidade no sistema) e o modo contínuo (sem interrupção da atomização de alimentação). O aumento na porcentagem de aglomeração, até certo valor durante o processo, ocasionou aumento no desvio padrão nos sinais da amplitude da flutuação de pressão enquanto o sistema permaneceu estável, indicando poucas mudanças no padrão de circulação de sólidos. Este comportamento ocorreu até que a porcentagem de aglomeração atingiu um valor capaz de ocasionar instabilidades no sistema e, assim, o aumento adicional na percentagem de aglomeração acarretou o colapso do sistema. Neste momento, o desvio padrão da amplitude da flutuação de pressão tende a diminuir, sendo este comportamento mais evidente no modo operacional contínuo e com partículas semente de menor granulometria. Mudanças no desvio padrão da amplitude dos sinais da flutuação de pressão evidenciam que este método é capaz de detectar alterações na dinâmica do sistema e pode ser uma ferramenta útil para o controle e monitoramento do processo. Ensaios para avaliação da influência de diferentes variáveis operacionais, vazão de atomização e velocidade do ar de fluidização, no desempenho do processo foram realizados em modo operacional intermitente utilizando pellets de celulose microcristalina como partículas sementes. As condições operacionais mais adequadas, com maior eficiência de revestimento e menor porcentagem de aglomeração, foram selecionadas para avaliação de duas composições de alimentação contendo extrato vegetal com diferentes agentes de encapsulação, goma Arábica e concentrado proteico de soro de leite, associados à maltodextrina, ácido esteárico e Poloxamer 407. O desempenho dos processos foi avaliado através da eficiência de revestimento e porcentagem de aglomeração e os produtos quanto à fluidez e teor de compostos bioativos do alecrim: ácido cafeico, ácido rosmarínico, carnosol e ácido carnósico, determinados por HPLC-DAD. As duas formulações mostraram-se adequadas quanto ao desempenho do processo, eficiência de revestimento maior que 70% e à retenção de compostos bioativos, eficiência de encapsulação maior que 60%. Os grânulos foram submetidos testes de estabilidade acelerada e de longa duração. Os compostos bioativos sofreram degradação durante os testes com perda total de carnosol e ácido carnósico nos grânulos obtidos com as duas formulações diferentes. Também foi realizado teste de digestão gastrointestinal in vitro com os dois produtos diferentes. As concentrações de ácidos cafeico e rosmarínico não sofreram alterações significativas no decorrer do processo, tanto na simulação das condições gástricas quanto intestinais. O carnosol e o ácido carnósico sofreram perda total ao final da fase intestinal nos dois tipos de grânulos. Os grânulos com diferentes agentes encapsulantes, foram revestidos com Opadry® II visando proporcionar maior estabilidade contra degradação dos compostos bioativos. Ocorreu maior proteção do carnosol nos grânulos contendo goma Arábica submetidos ao teste de estabilidade de longa duração, a 30 °C e 75 % UR, porém esta proteção não foi efetiva para nenhum dos grânulos submetidos ao teste de estabilidade acelerada a 40 °C. Este estudo demonstrou a viabilidade do processo de encapsulação de extratos vegetais em leito fluidizado como um método promissor para produção de composições fitoterápicas com propriedades farmacotécnicas e físico-químicas adequadas. / This work aimed to investigate coating/agglomeration process of herbal extracts in fluidized bed with top spray atomization in order to improve stability of bioactive compounds and their pharmacotechnical properties. Crystal sugar granules, sugar and microcrystalline cellulose pellets, microcrystalline cellulose, cassava flour and rice granules, were used as seed particles. First, coating/agglomeration processes with cassava flour and sugar pellets as seed particles and feed compositions loaded with herbal extract of Rosmarinus officinalis (rosemary) were investigated. Fluidized bed performance was evaluated based on coating efficiency and agglomeration percentage. Products were characterized by determining the particle sizes, flow properties and retention of bioactive compounds (polyphenols). Herbal compositions were also spray dried to compare the product generated by both processes. Results showed that coating efficiency and percentage of agglomeration depend on seed particles and feed compositions physicochemical properties. The viscosity of the feed formulations and the interaction with seed particles influenced process performance. Fluidized bed granules exhibited higher efficiency of coating/agglomeration, higher retention of bioactive compounds and better flow properties than the powder obtained by spray drying. Microcrystalline cellulose pellets of different sizes were used as seed particles to investigate system dynamic during fluidized bed encapsulation/agglomeration by analysis of pressure fluctuation signals associated with growth kinetics and process performance. Two distinct operating modes were investigated: intermittent (interrupting the composition atomization for a specific period of time in order to reduce the system humidity) and continuous (without interruption of feed atomization). The increase in the agglomeration percentage to a certain value during the processes caused an increase in the standard deviation of the amplitude of the pressure fluctuations signals while the system remained stable, indicative of slight change on solids circulation patterns. However, the standard deviation of the amplitude of the pressure fluctuations signals tended to decrease when agglomeration percentage reached a value able to affect significantly the system stability, in which agglomerates growth tended to cause the system collapse. This behavior was most evident for small size seed particles and continuous operating mode. The changes in the standard deviation of the amplitude of pressure fluctuation signals showed strong evidence that this method would be able to detect changes in system dynamics and can be a useful tool for process control and system monitoring. Different operational variables, feed flow rate and fluidizing air flow rate, were used to analyze fluidized bed performance using intermittent mode and microcrystalline cellulose pellets as seed particles. Operating conditions that promoted higher coating efficiency and lower percentage of agglomeration were selected to be used in processes to evaluated different feed compositions loaded with herbal extract and encapsulating agents of two types, Arabic gum and whey protein, associated with stearic acid and poloxamer 407. Process performance was evaluated by coating efficiency and percentage of agglomeration. Products were evaluated by flow properties and the retention of bioactive compounds: cafeic acid, rosmarinic acid, carnosol and carnosic acid, determined by HPLC-DAD. Both compositions presented high coating efficiency and retention of bioactive compounds. Products were submitted to accelerated and long-term stability tests. Bioactive compounds of all granules suffered degradation during the tests with total loss of carnosol and carnosic acid. In vitro gastrointestinal digestion assays were carried out with the two types of products obtained. The concentrations of caffeic and rosmarinic acids did not change significantly during the digestion process, both in the simulation of gastric as intestinal conditions. The carnosol and carnosic acid have undergone total loss at the end of the intestinal phase in both types of products. The two types of granules with different encapsulating agents, were coated with Opadry® II aiming to provide greater stability against degradation of bioactive compounds. Higher protection of carnosol occurred in the granules containing gum Arabic subjected to long term stability test at 30 ° C, 75% RH, but this protection was not effective for any of the granules subjected to accelerated stability testing at 40 °C. The results provide strong evidence of the feasibility of the fluidised bed as a promising method for production of encapsulated phytopharmaceutical compositions with adequate pharmacotechnical and physicochemical properties.

O nimodipino é um bloqueador de canais de cálcio usado principalmente na terapia da hemorragia subaracnóidea e no tratamento de distúrbios cognitivos. É praticamente insolúvel em água e, pelo Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB), é qualificado como classe II e, portanto, sua dissolução é etapa limitante da absorção, podendo apresentar problemas de biodisponibilidade. Assim, o objetivo do trabalho foi desenvolver e caracterizar dispersões sólidas de nimodipino, obtidas com os carreadores PEG 6000 ou Poloxamer 407 e compará-las quanto à melhoria na solubilidade e na dissolução do nimodipino. As dispersões sólidas foram obtidas pelos métodos de fusão e de evaporação do solvente e foram caracterizadas pelas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FT-IR) e difração de raios-X, cujos resultados comprovaram a obtenção das dispersões sólidas. As características de solubilidade e de dissolução do nimodipino nas dispersões sólidas e em misturas físicas foram comparadas. As dispersões sólidas contendo poloxamer 407 apresentaram maior eficiência em melhorar a solubilidade e a velocidade de dissolução do nimodipino, o que pode ser explicado pelo seu efeito tensoativo. O aumento da solubilidade das dispersões sólidas preparadas com PEG (DSPEG-10 = 13,2 g.mL-1) foi significativamente maior que aquele devido às misturas físicas de mesma composição (MFPEG-10 = 3,21 g.mL-1) que, por sua vez, apresentaram solubilidade maior que a do fármaco (2,19 g.mL-1). O mesmo ocorreu com a eficiência de dissolução dessas preparações (DSPEG-10 = 69,11% , MFPEG-10 = 15,61% e nimodipino = 11,68%). Maior incremento da solubilidade foi obtido com a dispersão sólida produzida pelo método de evaporação do solvente contendo poloxamer 407 como carreador (SOLVP407-10 = 75,61 g.mL-1). / Nimodipine is a calcium blocker, used in prevention and treatment of ischaemic neurological deficits after aneurismal subarachnoid hemorrhage and cognitive deficit. It exhibits a low solubility in water and it is classified as class two in the Biopharmaceutics Classification System (BCS), thereby dissolution is the ratelimiting step in absorption, which impact on bioavailability. Consequently, the objective of this study was to develop and characterize solid dispersions of nimodipine, prepared with PEG 6000 or Poloxamer 407 and to compare them in terms of nimodipine solubility and dissolution. Solid dispersions were obtained by fusion and solvent methods and they were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), infra red spectroscopy (FT-IR) and X-ray diffraction, where results confirmed the formation of solid dispersions. Solubility and dissolution characteristics of nimodipine in solid dispersions and physical mixtures were compared. Solid dispersions containing poloxamer 407 showed better efficiency than PEG in increasing solubility and dissolution rate of nimodipine, and it can be explained due to its surfactant activity. The solubility results obtained with solid dispersions prepared with PEG 6000 (DSPEG-10 = 13,2 g.mL-1) were better than physical mixtures with the same composition (MFPEG-10 = 3,21 g.mL-1) which, in turn, showed increased solubility compared with nimodipine (2,19 g.mL-1). Similar results were observed for dissolution efficiency (DSPEG-10 = 69,11% , MFPEG-10 = 15,61% and nimodipine = 11,68%). The best solubility result was obtained by the formulation prepared by the solvent method with poloxamer 407 as carrier (SOLVP407-10 = 75,61 g.mL-1).