Com a tendência da indústria automobilística em produzir motores com maior potência e menor consumo de combustível, a redução em peso dos componentes tem sido cada vez mais exigida. Isto tem desafiado a Ciência dos Materiais em desenvolver novos produtos que apresentem alta resistência mecânica para compensar a redução de peso desejada. No entanto, a fabricação de aços especiais implica em características de produto e de processamento altamente complexas. As diferentes rotas de fabricação apresentam limitações termodinâmicas, cinéticas e físicas, de recursos e de equipamentos, que devem ser balanceadas, visando viabilidade produtiva mas atendendo às especificações e às exigências da aplicação final. Assim são os desenvolvimentos de elementos de suspensão automotiva, que tem característica fundamental a redução de peso, implicando portanto em desafio constante para o projeto da peça e para o aço especificado. O presente trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento de um aço para aplicação em suspensão automotiva com alto desempenho em fadiga, menor peso e custo otimizado. A rota simplifica o processo produtivo, eliminando etapas intermediárias e também abre possibilidade da utilização de aços de aciaria elétrica, uma rota inovadora e desafiadora em relação à utilização de matéria-prima reciclada. Os objetivos foram alcançados através de um processo de engenharia de inclusões. O controle e a caracterização destas inclusões foram fundamentais, sendo necessárias técnicas diferenciadas como complemento às técnicas tradicionais. Foram utilizadas técnicas de microscopia ótica, microscopia eletrônica, espectrometria e dissolução ácida, visando complementar as caracterizações superficiais, volumétricas, e composicionais, além de testes dinâmicos, aumentando-se a amostragem tradicionalmente utilizada. O material estudado foi gentilmente cedido pela Gerdau Aços Especiais Brasil de Pindamonhangaba - SP, onde também foram realizados os testes e análises. Observou-se que a metodologia com diferentes técnicas de caracterização mostrou-se boas para avaliação do aço. Ainda, que o controle dos parâmetros de fabricação do aço líquido é fundamental para o desempenho final do produto e que a rota de aciaria elétrica e lingotamento contínuo mostraram-se viáveis para produção da matéria-prima de elementos de suspensão de alto desempenho. No entanto, é necessário um controle diferenciado de inclusões. Essa rota e controles levaram ao desenvolvimento de um material com alto limite de resistência mecânica, até 2100Mpa conforme as condições de tratamento térmico. Foi possível também associar a vida em fadiga às dimensões das inclusões, sendo que inclusões acima de 30?m reduziram a vida em fadiga do arame em 4 vezes. / Following the tendency of automotive industry to produce motors with higher power and less fuel consumption, weight reduction of components has been more and more demanded. This has defied Materials Science to develop new materials with higher mechanical resistance, to match the aimed weight reduction. However, production of special steel grades implies in highly complex product and process characteristics. There are different production routes, with thermodynamic, kinetic and physical limitations, as well of resources and of equipment, which must be balanced, aiming production feasibility and also matching product specifications and its final applications. Development of automotive suspension components have, for example, the weight reduction as main characteristic, what implies a constant challenge to the design project and also to the specified steel. This work aimed to develop a new steel applied to automotive suspension, with high fatigue performance, lower weight and optimized cost. The proposed route simplifies the productive process, eliminating intermediate steps and also uses steel melted in electric arc furnace, an innovative and challenging route concerning recycled raw material. The objectives were achieved through a process of inclusion engineering. The control and characterization of these inclusions were fundamental, and differentiated techniques were used, complementing the traditional ones. It was used optical microscopy, electron microscopy, spectrometry and acid dissolution, to complement the surface, volumetric and compositional characterization, and also dynamic testing, increasing the usual sampling. The studied material was kindly provided by Gerdau Aços Especiais Brasil - Pindamonhangaba - SP, where the tests and analysis were performed. It was observed that the methodology was suitable for the steel evaluation. And that the control of the steelmaking parameters is fundamental for the final performance of the product. It was also possible to conclude that the steelmaking based on electric arc furnace and continuous casting can be feasible to produce raw-material for high-performance suspension applications, once a differentiated inclusion control is applied. It was concluded that the methodology with different characterization techniques was good for the analysis, complementing each other. Liquid steel parameters control is fundamental for the final performance of the product. Electric Arc Furnace and Continuous Casting route are reliable for the production of raw material for high performance suspension parts. However, it is necessary to control the inclusions. The applied route created a material with high mechanical resistance, up to 2100MPa, depending on the heat treatments conditions. It was also possible to associate the fatigue life to the inclusion dimensions, and the inclusions above 30?m reduced the fatigue life of the wire in about four times.

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.

Esta tese tem como objetivo estudar a derivatização da celulose sob condições homogêneas, utilizando líquidos iônicos (LIs), em micro-ondas, através de um método simples e reprodutível. Foram estudadas três etapas: i) Síntese dos LIs, buscando otimizar seu preparo; ii) Efeitos da estrutura dos LIs sobre a dissolução de celulose; iii) Otimização da derivatização da celulose em LIs. Foi realizado um planejamento experimental para a otimização da síntese dos LIs, mostrando-se que o uso de solvente molecular como diluente não traz vantagens. Na dissolução de celuloses fibrosas em LIs, observou-se a importância das estruturas dos cátions e ânions destes. Estudou-se a influência de um solvente molecular, DMSO, na reação de derivatização de celulose em LIs e percebeu-se que o uso do mesmo não é vantajoso. Por fim, realizou-se um planejamento experimental da acetilação da celulose, mostrando-se quais fatores mais afetam esse processo: tempo de reação, razão molar de anidrido acético/celulose e temperatura / The work reported has the target of studying the acylation of cellulose under homogeneous reaction conditions. Imidazolium-based ionic Liquids (ILs) were employed as solvents, and the reaction was assisted by a microwave. These following processes have been studied: Optimization of the synthesis of ILs; ii) Effects of the structure of ILs on the dissolution of cellulose; iii) Optimization of cellulose acylation. Experimental design has been applied in order to optimize the synthesis of ILs. The use of DMSO as a diluent decreased the efficiency of the synthesis. Dissolution of cellulose (eucalyptus, mercerized eucalyptus and mercerized cotton) in several ILs has shown the importance of the counter-ion and the structure of the cation side-chain. The addition of DMSO decreased the amount of dissolved cellulose. Experimental design has been applied in order to optimize the acetylation of cellulose. Reaction time, molar ratio acetic anhydride/anhydroglucose unit, and cellulose concentration influenced the reaction outcome.

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.

O presente trabalho teve como objetivos produzir um extrato seco de Ilex paraguariensis por spray-drying, em escala semi-industrial, e desenvolver grânulos esferoidais a partir do extrato seco, pelo método de extrusão/esferonização, bem como caracterizar as propriedades físicas, químicas e tecnológicas e investigar a estabilidade dos principais constituintes polifenólicos de ambos produtos frente à radiação UVC e ao calor. O extrato seco apresentou partículas esféricas (tamanho médio de 19,6 μm), com superfície lisa, boas propriedades de fluxo e rendimento satisfatório (67 %). No teste de fotoestabilidade, o extrato seco se manteve estável frente à radiação UVC, por 48 h, nos diferentes materiais de acondicionamento (frascos de vidro âmbar, frascos de vidro transparente ou vidros de relógio). No teste de estabilidade acelerada (40 ºC, 75 % de umidade relativa, 4 meses), o extrato seco demonstrou ser higroscópico e sensível ao calor, especialmente quando acondicionado em frascos de polietileno, por serem permeáveis à umidade. Os grânulos esferoidais, por sua vez, apresentaram tamanho médio de 1,10 mm, forma e rendimento (78,7 %) satisfatórios, boa dissolução em água (89,44 a 100,05 %) e adequada recuperação (> 95 %) do conteúdo de polifenóis totais em relação ao extrato seco. Os grânulos esferoidais foram estáveis frente à radiação UVC quando acondicionados em frascos de vidro âmbar, entretanto, o teor de polifenóis totais foi reduzido quando as amostras foram acondicionadas em vidro de relógio ou em frascos de vidro transparente. No teste de estabilidade acelerada, os grânulos esferoidais demonstraram ser higroscópicos e sensíveis ao calor. Este efeito foi mais pronunciado quando as amostras foram acondicionadas em frascos permeáveis (de polietileno) do que em frascos impermeáveis (de vidro transparente). Os resultados apontam para a importância da redução da umidade residual tanto do extrato seco quanto dos grânulos esferoidais, bem como para a necessidade de acondicioná-los em embalagens com proteção contra a umidade e a luz, sob baixas temperaturas. / The present work was designed to produce a dry extract of Ilex paraguariensis by the spray-drying process, in semi-industrial scale, and to develop pellets from dry extract, by the extrusion/spheronization method, as well as to characterize the physical, chemical and technological properties and to investigate the stability of the main polyphenol constituents from both products against UVC radiation and heat. The dry extract presented spherical particles (mean size of 19.6 μm), with smooth surface, good flow properties and satisfactory yield (67 %). In the photo stability test, the dry extract remained stable against UVC radiation, for 48 h, in all packaging material (amber glass bottles, transparent glass bottles or open-dishes). In the accelerated stability testing (40 ºC, 75 % relative humidity, 4 months), the dry extract demonstrated to be hygroscopic and sensible to the heat, especially when conditioned in polyethylene ethyl bottles because they are permeable to the humidity. The pellets presented mean size of 1.10 mm, satisfactory shape and yield (78.7 %), good dissolution in water (89.44 to 100.05 %) and good recovery (> 95 %) of the total polyphenol content in comparison with dry extract, the pellets were stable against UVC radiation when conditioned in amber glass bottles, however, the total polyphenol content was reduced when the samples were conditioned in open-dishes or in transparent glass bottles. In the accelerated stability testing, the pellets demonstrated to be hygroscopic and sensible to the heat. This effect was more pronounced when the samples were conditioned in permeable flasks (polyethylene ethyl bottles) than in semi-permeable flasks (transparent glass bottles). These findings point to the relevance of reducing the residual moisture of both dry extract and pellets, as well as to the necessity of conditioning both into opaque humidity tight packing, at low temperatures.

Esta tese tem como objetivo estudar a derivatização da celulose sob condições homogêneas, utilizando líquidos iônicos (LIs), em micro-ondas, através de um método simples e reprodutível. Foram estudadas três etapas: i) Síntese dos LIs, buscando otimizar seu preparo; ii) Efeitos da estrutura dos LIs sobre a dissolução de celulose; iii) Otimização da derivatização da celulose em LIs. Foi realizado um planejamento experimental para a otimização da síntese dos LIs, mostrando-se que o uso de solvente molecular como diluente não traz vantagens. Na dissolução de celuloses fibrosas em LIs, observou-se a importância das estruturas dos cátions e ânions destes. Estudou-se a influência de um solvente molecular, DMSO, na reação de derivatização de celulose em LIs e percebeu-se que o uso do mesmo não é vantajoso. Por fim, realizou-se um planejamento experimental da acetilação da celulose, mostrando-se quais fatores mais afetam esse processo: tempo de reação, razão molar de anidrido acético/celulose e temperatura / The work reported has the target of studying the acylation of cellulose under homogeneous reaction conditions. Imidazolium-based ionic Liquids (ILs) were employed as solvents, and the reaction was assisted by a microwave. These following processes have been studied: Optimization of the synthesis of ILs; ii) Effects of the structure of ILs on the dissolution of cellulose; iii) Optimization of cellulose acylation. Experimental design has been applied in order to optimize the synthesis of ILs. The use of DMSO as a diluent decreased the efficiency of the synthesis. Dissolution of cellulose (eucalyptus, mercerized eucalyptus and mercerized cotton) in several ILs has shown the importance of the counter-ion and the structure of the cation side-chain. The addition of DMSO decreased the amount of dissolved cellulose. Experimental design has been applied in order to optimize the acetylation of cellulose. Reaction time, molar ratio acetic anhydride/anhydroglucose unit, and cellulose concentration influenced the reaction outcome.

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.

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).

A lamotrigina é um fármaco relativamente novo que tem se mostrado útil no tratamento de diferentes crises epilépticas. Este fármaco encontra-se no mercado na forma de comprimidos e, apesar de seu amplo uso na terapêutica, não há descrição de métodos analíticos em códigos oficiais para o controle de qualidade da lamotrigina em sua forma farmacêutica. Estudos de estabilidade não foram encontrados na literatura científica, apenas dados fornecidos pela indústria. No FDA (2006) estão descritas as condições para o teste de dissolução dos comprimidos de lamotrigina, mas não há relatos sobre a forma de quantificação dos mesmos. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivos o desenvolvimento e validação de métodos analíticos qualitativos e quantitativos, realização de estudo preliminar de estabilidade e o desenvolvimento e validação de método de dissolução para o controle de qualidade da lamotrigina em comprimidos.A caracterização da substância química de referência foi realizada através de calorimetria diferencial exploratória (DSC) e espectrofotometria na região do infravermelho (IV). A cromatografia em camada delgada (CCD), espectrofotometria de absorção no ultravioleta (UV) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) foram utilizadas para identificação da lamotrigina em comprimidos. Para a quantificação dos comprimidos, foram utilizadas a espectrofotometria de absorção no ultravioleta (UV) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). O estudo preliminar de estabilidade térmica foi realizado submetendo-se as amostras ao calor seco de 80ºC. A fotoestabilidade foi avaliada em soluções de lamotrigina armazenadas em câmara de luz a 254 nm por um período de até quinze dias, demonstrando que o fármaco é sensível à luz. As amostras também foram submetidas à hidrólise ácida por um período de 54 horas, observando-se decaimento no teor do fármaco. Foi desenvolvido e validado um método de dissolução simples e rápido para o controle de qualidade dos comprimidos de lamotrigina. / Lamotrigine is a relative new antiepileptic drug that seems useful in the treatment of different seizures. Lamotrigine can be found in the market in tablets. Despite being used in therapeutics, methods for quality control of lamotrigine in tablets are not available in the official codes. Stability studies were just informed by the producer. FDA (2006) described the conditions of dissolution test to lamotrigine in tablets, but there is nothing about the quantification method. In this way, the aim of this work was the development and validation of analytical methods, preliminary study of stability and the development and validation of a dissolution method to quality control of lamotrigine in tablets. The characterization of the reference standard was carried out by differential scanning calorimetry (DSC) and infrared spectroscopy (IR). Thin-layer chromatography (CCD), ultraviolet spectroscopy (UV) and high performance liquid chromatography (HPLC) was performed to lamotrigine qualitative analysis. UV and HPLC were performed to lamotrigine quantitative analysis. The sample solutions were submitted under UV-light at 254 nm during 15 days, showing degradation and decrease in the labeled amount. Thermal degradation was carried by dry heat at 80°C in solid powder. The solution samples was also submitted to acid condition with HCL 1 M during 54 hours. Rapid and simple dissolution method to routine quality control of lamotrigine was developed and validated.

O carbonato de lodenafila é um inibidor da fosfodiesterase tipo 5, desenvolvido no Brasil, o qual é um dímero formado por duas moléculas de lodenafila ligadas por uma ponte carbonato. Encontra-se disponível sob a forma de comprimidos. Não existe monografia disponível para este fármaco em nenhum código oficial. Assim, o objetivo do presente estudo foi desenvolver métodos analíticos para análise qualitativa e quantitativa do carbonato de lodenafila em comprimidos, avaliação da estabilidade frente à degradação forçada, contemplando a cinética de fotodegradação, identificação e estudo de citotoxicidade in vitro dos produtos de degradação majoritários e desenvolvimento do teste de dissolução baseado em dados in vivo. A caracterização da substância química de referência foi realizada através da faixa de fusão por calorimetria exploratória diferencial, métodos espectrofotométricos na região do infravermelho (IV) e do ultravioleta (UV), assim como espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 1H e 13C. Os métodos por cromatografia em camada delgada (CCD), espectrofotometria no UV, cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e eletroforese capilar (EC) foram utilizados para identificar o fármaco na forma farmacêutica. Os seguintes métodos de análise quantitativa do fármaco em comprimidos foram desenvolvidos e validados: método indicativo da estabilidade por CLAE, espectrofotometria na região do UV e EC. Todos cumpriram com os parâmetros descritos pelas guias de validação e não apresentaram diferença significativa na determinação do fármaco. A cinética de fotodegradação do carbonato de lodenafila apresentou cinética de primeira ordem. Dois produtos majoritários encontrados na fotodegradação foram identificados por cromatografia líquida de ultra eficiência acoplada à espectrometria de massas (CLUE-MS/MS) como ácido 4-etoxi-3-(1-metil-7-oxo-3-propil-6,7-diidro- 1H-pirazol [4,3-d] pirimidina-5-il) benzenossulfônico e ácido 4-etoxi-3-(1-metil-7-oxo- 3-propil-6,7-diidro-1H-pirazol [4,3-d] pirimidina-5-il) benzenossulfínico. A avaliação da citotoxicidade in vitro indicou que a amostra de carbonato de lodenafila degradada não apresentou toxicidade. O teste de dissolução foi desenvolvido e validado utilizando como meio de dissolução 900 mL de HCl 0,1 M + lauril sulfato de sódio 1,5% (p/v), a 37 ± 0,5°C, pás a 25 rpm e quantificação por espectrofotometria no UV. O perfil de dissolução apresentou cinética de primeira ordem. De acordo com os resultados obtidos, todos os métodos propostos podem ser utilizados no controle de qualidade do carbonato de lodenafila. / Lodenafil carbonate is a PDE5 inhibitor developed in Brazil, which is a dimer formed by two lodenafil molecules linked by a carbonate bridge. It is currently available in tablets. There is no monograph available for this drug in any official code. Thus, the purpose of the present study was the development of analytical methods for qualitative and quantitative analysis of LC in tablets, evaluation of drug stability in forced degradation, comprising the determination of photodegradation kinetic, identification and in vitro cytotoxicity study of two major degradation products and develop a dissolution test based on in vivo data. The characterization of the reference chemical substance was performed by: melting range by differencial scanning calorimetry, infrared (IR) and ultraviolet (UV) spectrophotometry methods, as well as the 1H and 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy. The methods by thin-layer chromatography (TLC), UV spectrophotometry, high-performance liquid chromatography (LC) and capillary electrophoresis (CE) were used to identify the drug in pharmaceutical formulations. The following methods, applied to the assay of the drug in tablets were developed and validated: a stability-indicating HPLC method, UV spectrophotometry and CE. All of them met the criteria described by the validation guidelines and showed no significant statistically difference in the drug determination. The photodegradation kinetics of lodenafil carbonate showed firstorder kinetics. Two degradation products found by photodegradation were identified by ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLCMS/ MS) as 4-ethoxy-3-(1-methyl-7-oxo-3-propyl-6,7-dihydro-1H-pyrazolo [4,3- d]pyrimidin-5-yl)-benzenesulfonic acid and 4-ethoxy-3-(1-methyl-7-oxo-3-propyl-6,7- dihydro-1H-pyrazolo [4,3-d]pyrimidin-5-yl) benzenesulfinic acid. The in vitro cytotoxicity evaluation indicated that the lodenafil carbonate degraded sample did not show toxicity. A dissolution test was developed and validated using 900 mL of 0.1 M HCl + 1.5% sodium lauryl sulfate (w/v), at 37 ± 0.5 °C as dissolution medium, paddle at 25 rpm and quantitation by UV spectrophotometry. The dissolution profile showed first order kinetics. According to the obtained results, all proposed methods can be used in the quality control of lodenafil carbonate.