Orientador: Marisa Masumi Beppu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:41:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tonoli_MarinaSalvarani_M.pdf: 3011951 bytes, checksum: 73a9db2c8aa32c04ef054c79e2916ed7 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O aumento da qualidade e consequentemente da expectativa de vida do ser humano, associado ao aumento da obesidade e do sedentarismo, têm despertado o interesse de pesquisadores para o desenvolvimento de novos materiais para ortopedia. Materiais promissores neste campo são os fosfatos de cálcio devido à sua composição química semelhante à fase mineral de ossos e dentes. O tecido ósseo, além de possuir uma fase inorgânica possui também uma fase orgânica que representa em torno de 30% em peso do tecido e aparentemente regula a deposição da fase inorgânica. Para serem aplicados como possíveis substitutos do tecido ósseo, os fosfatos de cálcio podem ser usados na forma de cimentos. Cimentos de fosfatos de cálcio são mistura do fosfato de cálcio em pó com uma fase líquida formando uma pasta que endurece ao longo do tempo. No intuito de imitar a natureza, este trabalho propõe a incorporação de uma fase orgânica, neste caso a quitosana, com a fase inorgânica, neste caso o ?- tricálcio fosfato para estudar as propriedades do cimento resultante. A quitosana é um produto obtido diretamente da desacetilação da quitina, que por sua vez é um polissacarídeo encontrado no exoesqueleto de insetos e crustáceos. Por ser um material de abundância na natureza e por possuir um grande potencial para ser usada como biomaterial, foi escolhida como objeto de estudo deste trabalho. Frente ao exposto, a proposta deste trabalho é incorporar ao cimento de fosfato de cálcio uma matriz orgânica que no caso é a quitosana, verificar a sua viabilidade, entender seu papel no processo de cura (endurecimento) do cimento proposto, além de realizar estudos in vitro da alteração das propriedades mecânicas dos mesmos em FCS (fluido corpóreo simulado), ou em inglês SBF (simulated body fluid). Para estudo do processo de cura do cimento, foram propostos dois métodos: no primeiro deles, as fases formadas foram analisadas em tempo real através da técnica de difração de raios-X. O segundo tem como princípio a "parada" da reação de cura do cimento em diferentes momentos e posterior análise das fases formadas. Para o primeiro método proposto conclui-se que a reação de cura deste cimento é tão rápida que não foi possível observar diferenças significativas entre os difratogramas obtidos nos tempos estudados. Já o segundo método não se mostrou viável para a análise deste tipo de cimento, pois trata-se de um método desenvolvido para cimentos que ?-tricálcio fosfato, que curam através de uma reação a base de água. No caso de cimentos de ?- tricálcio fosfato, a cura se dá através de acido fosfórico, a tentativa de parar a reação de cura apenas contribuiu para a formação de monetita. Foi possível o desenvolvimento do cimento proposto, a incorporação da quitosana na fase líquida (ácido fosfórico) mostrou-se viável. Além disso, os estudos in vitro comprovaram a bioatividade deste novo cimento, uma vez que foi possível através de microscopia eletrônica de varredura, verificar a formação da capa (camada fina) de apatita / Abstract: Currently, problems that bring some kind of injury in the bone tissue, such as osteoporosis, traumatic accidents, obesity, cancer, have arisen the interest of researchers in developing new biomaterials for orthopedics. Calcium phosphates are promising materials in this field due to their chemical composition similar to the mineral phase of teeth and bones. Bone tissue is composed of two phases, inorganic and organic, the latter represents approximately 30% by weight of the tissue, consists primarily of a polymeric matrix composed of collagen fibers associated with a liquid, known as basic substance, which apparently regulates the deposition of the inorganic phase. To be applied as potential bone substitutes calcium phosphates are used as cement. Calcium phosphate cements are a mixture of calcium phosphate powder with a liquid phase, forming a paste that hardens over time. In order to mimic nature, this paper proposes to incorporate an organic phase, in this case chitosan with inorganic phase, in this case ?-tricalcium phosphate to study the properties of the resulting cement. Chitosan is a product obtained directly from the deacetylation of chitin, which is a polysaccharide found in the exoskeleton of insects and crustaceans. Chitosan is found in abundance in nature, and has significant potential for use as a biomaterial. The aim of this work is to incorporate the calcium phosphate cement an organic matrix, chitosan in this case, to verify its feasibility, to understand their role in the cement curing process, and in addition, to conduct in vitro studies. In order to study the cure process of the cement, two methods were proposed: in the first, the formed phases were analyzed in real time using X-ray diffraction. The second method intends to stop the reaction of the cement at different times and analyses of the resultant phases. For the first method, it was concluded that the curing reaction of the cement is so fast that it was not possible to see significant differences among diffractograms over time. The second method was not feasible to be applied to analyze this type of cement. This is a method developed for ?-tricalcium phosphate cements, which cure occurs via a water-based reaction. In the case of ?-tricalcium phosphate cements the cure occurs through phosphoric acid, the attempt to stop the curing reaction only contributed to the formation of monetite. It was feasible to develop the proposed cement through the addition of chitosan in the liquid phase (phosphoric acid). Besides, the in vitro studies have confirmed the bioactivity of this new cement, as shown by scanning electron microscopy that indicated apatite layer formation / Mestrado / Engenharia Química / Mestra em Engenharia Química

Orientador: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T06:22:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Saito_Lia_M.pdf: 10338325 bytes, checksum: 36e37affce64dade6095d6f2d7761537 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A necessidade de substituintes ósseos está crescendo rapidamente no campo da cirurgia reconstrutiva. Os cimentos à base de fosfato de cálcio são largamente empregados no reparo do tecido ósseo devido a uma série de propriedades atrativas, como excelente bioatividade e biocompatibilidade. São muitos os estudos feitos em busca da otimização das propriedades desses materiais ou a análise do comportamento biológico desses substitutos, entretanto esses estudos analisam essas propriedades isoladamente, sem se atentar para que as duas variáveis devem ser analisadas simultaneamente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da distribuição granulométrica do pó de ?-TCP no comportamento biológico do cimento ósseo que utiliza este pó precursor através de uma análise simultânea de propriedades físico-químicas, mecânicas e morfológicas e do comportamento biológico do material. Para isso, o pó de ?-TCP foi obtido em laboratório a fim de se alcançar elevada pureza de fase. Este mesmo pó passou por diferentes protocolos de moagem a fim de se obter duas faixas de distribuição granulométrica. Finalmente, os cimentos que apresentaram potencial para aplicação como implantes de acordo com as caracterizações prévias do material passaram por avaliação das suas propriedades biológicas através de testes in-vitro e in-vivo. Ambos as amostras apresentaram pureza de fase, livres de contaminações. Além disso, obtiveram valores de resistências mecânicas semelhantes ou maiores do que consta na literatura e resultados positivos em relação à biocompatibilidade / Abstract: Bone substitutes are largely used in reconstructive medicine, especially calcium phosphate cements to repair bone tissue due to its attractive properties as excellent bioactivity and biocompatibility. There are several studies about the increase of these materials¿ properties or the analysis of biological behavior from these substitutes, however the researches only show the properties separately, instead of analyze the two variables simultaneously. The aim of this project was to analyze the influence of two different particle size distribution of ?-TCP powder on biological behavior of its bone cement through simultaneous analysis of physical-chemical, mechanical and morphological properties and biological behavior of the material. Thus, ?-TCP powder was obtained in laboratory to reach the maximum purity level. The same powder was processed by different milling protocols to obtain two distinct ranges of particle size distribution. Finally, the cements that presented high potential application as implants from its characterization methods were evaluated by in vitro and in vivo essays. Both samples presented phase purity without contamination, mechanical resistance similar or superior than described on literature and positive results in biocompatibility tests / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador: Bernardino Ribeiro de Figueiredo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-21T05:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Boin_ElisaAuroraSantanaFerreira_M.pdf: 3244830 bytes, checksum: a92b7a7798b0192e575c0b345bbd5a3b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A exposição humana ao chumbo pode ser reduzida a partir de um controle de disponibilidade e mobilidade do mesmo por meio da aplicação de fertilizante fosfatado, induzindo a adsorção do chumbo e a formação de compostos insolúveis como a piromorfita. Os objetivos desta pesquisa foram caracterizar, física, química e mineralogicamente, o solo e os materiais fosfatados para otimização do tratamento de remediação e, a partir destas caracterizações, avaliar um método de remediação de solo adaptado para a região do CIEM/CPRM, em Apiaí (SP), baseado na imobilização do chumbo por fosfato. Nos experimentos em bancada foram analisados dois tipos de material: fosfato diamônico (DAP), na razão molar (P:Pb) 1:5, e rocha fosfática, na razão molar (P:Pb) 3:5, além da granulometria dos materiais fosfatados (comercial e moída) e o tempo de tratamento (3, 6 e 9 meses) em solo com 3,5% de chumbo. Experimentos in situ fora realizados em 3 locais com diferentes concentrações de chumbo (1204 mg.kg-1, 94 mg.kg-1 e 5191 mg.kg-1) utilizando rocha fosfática na razão molar (P:Pb) 4:1 e analisados em em períodos de 3 e 6 meses. Foram realizadas análises de concentração de Pb, Zn, Cu, As e Cd na fração solúvel em solo e em extrato parcial mediante ataque com acetato de amônio 1M a pH 4,5. O DAP não se mostrou um bom imobilizador de Pb pois teve a eficácia diminuída com o tempo e induziu a redução do pH, liberando Pb e outros elementos-traço para as frações estudadas nesta pesquisa. A aplicação de rocha fosfática elevou o pH e reduziu da concentração de Pb e outros elementos-traço: 37% na fração solúvel em solo e 20% no extrato parcial de solo após 9 meses de tratamento. Além disso, não foram observadas alterações nas concentrações de outros elementos-traço. Nestes ensaios não houve diferenças expressivas nos resultados em relação à granulometria da rocha fosfática. Nos experimentos in situ a aplicação de rocha fosfática resultou na imobilização de até 99% do chumbo disponível na fração solúvel em solo e de até 81% do chumbo disponível em extrato parcial e reduziu a concentração de outros elementos-traço nestas frações. Foi observada a ocorrência de piromorfita no solo tratado, porém os principais processos de imobilização do chumbo foram a adsorção por minerais de argila, óxidos e na superfície da rocha fosfática. A utilização de rocha fosfática, como imobilizador de chumbo, se mostrou eficiente para remediação do solo do CIEM/CPRM em Apiaí, independente da concentração de Pb. É recomendado que o planejamento de remediação do local contemple as seguintes ações: remover e isolar a escória em cápsulas de concreto no subsolo e cobri-las com solo não contaminado; revolver o solo contaminado com rocha fosfática (4:1 - P:Pb), cobrindo esses locais com uma nova camada de solo não contaminado; cobrir toda a área com grama e plantas e monitorar a qualidade do solo e a da água, visto que há possibilidade de lixiviação de outros elementos-traço como As e Cd / Abstract: Human exposure to lead can be reduced with a control of availability and mobility of lead through application of phosphatic fertilizers, inducing adsorption of lead and formation of insoluble compounds like pyromorphite. The goals of this research were to characterize physically, chemically and mineralogically the soil and the phosphate materials to optimize the remediation treatment based on immobilization of lead by phosphate in order to adapt a soil remediation method to the region studied. In the laboratorial experiments two types of material were analyzed: diammonium phosphate (DAP) at 1:5 molar ratio (P:Pb) and phosphate rock at 3:5 molar ratio (P:Pb), in addition to phosphate materials particle size (ungrounded and grounded) and the time of treatment (3, 6 and 9 months) in soil with 3.5% of lead contamination. In-situ experiments were carried out in 3 locations with different concentrations of lead (1,204 mg.kg-1, 94 mg.kg-1and 5,191mg.kg-1) using phosphate rock at 4:1 molar ratio (P:Pb) and collecting data at 3 and 6 months. Pb, Zn, Cu, and Cd concentration analyses were carried out in water soluble fraction and partial extract of ammonium acetate at pH 4.5 1M. DAP was not effective as lead immobilizer as diminished effectiveness over time and induces pH decrease, releasing Pb and other metals to the fractions here studied. Phosphate rock increased pH and reduced lead and other metal concentrations in the water soluble fraction (37% reduction of metal after 9 months of treatment) and partial extract (20% reduction after 9 months of treatment). Besides, it did not alter the concentrations of metals in this fraction and increased its performance over time. There were no expressive alterations in the results when comparing phosphate rock particle sizes. In the experiments in-situ the application of phosphate rock immobilized up to 99% of the lead available in soluble fraction and up to 81% of the lead available in partial extract. It also reduced other metals concentrations in these fractions. Although formation of pyromorphite took place, the main mechanism was lead adsorption by clay minerals, oxides and the surface of the phosphate rock. The use of phosphate rock as lead immobilizer showed to be efficient for soil remediation in the region studied independently of the lead concentration. It is recommended that the site remediation planning contemplate the following actions: removal and isolation of the slag in concrete capsules in the underground covering them with uncontaminated soil; mixing contaminated soil with phosphate rock (4:1 - P:Pb) and depositing a new layer of uncontaminated soil on these spots; replanting all the area with grass and plants and monitoring soil and water quality, seeing that there is a possibility of lixiviation of other trace elements such as As and Cd / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2015-11-30T09:10:00Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 545088 bytes, checksum: 797bd363c30cfa29a89410cfa9849974 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-30T09:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 545088 bytes, checksum: 797bd363c30cfa29a89410cfa9849974 (MD5) Previous issue date: 2014-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na maioria dos solos brasileiros, a adsorção específica de P em óxidos e a precipitação como diferentes formas de fosfatos de Fe e Al dificultam a absorção e utilização de fosfato pelas plantas. Nessas condições, a utilização de espécies vegetais com sistema radicular desenvolvido e a combinação de fertilizantes podem favorecer a recuperação do P adicionado. Para avaliar a influência da planta e a combinação de fertilizantes na solubilização de fosfatos naturais e disponibilidade de P, plantas pré-germinadas de milheto (Pennisetum glaucum (L.) Leeke) foram cultivadas em câmara com luz e temperatura controlada. As plantas cresceram em rizotubos, estrutura cilíndrica oca que favorece uma maior densidade de raiz. Foram aplicadas fontes de P combinadas com fontes de N em amostras de um Latossolo Vermelho-Amarelo com baixa (Pbaixo) e média (Pmédio) disponibilidade inicial de P. As fontes de P utilizadas foram os fosfatos naturais (FNs) de Bayóvar e de Araxá e o superfosfato triplo (ST), e as de N, (NH4)2SO4 e Mg(NO3)2.6H2O. Rizotubos sem a planta foram mantidos como controle. Após 46 d de cultivo, as plantas foram coletadas e separadas em parte aérea e raiz, para determinação da massa de matéria seca e do conteúdo de P, Ca, Mg e N. O solo foi seco e peneirado para a análise de P- resina, Ca2+, Mg2+, NO3-, NH4+ e pH. Os resultados indicaram maior nitrificação em Pmédio (na ausência de planta). A presença da planta favoreceu a solubilização dos FNs. Observou-se que a resposta à adubação fosfatada combinada com N depende dos teores iniciais de P no solo. De maneira geral, o fornecimento de N-NH4+ proporcionou maior produção de matéria seca em Pbaixo, maior conteúdo de P e aumento da recuperação pela planta do FN Araxá em Pbaixo e do FN Bayóvar em Pmédio. Na presença de planta, houve aumento da eficiência agronômica dos FNs em relação ao ST quando o solo apresentava média disponibilidade de P. / In most Brazilian soils, the specific adsorption of P to oxides and precipitation in different Fe and Al phosphate forms hamper the phosphate uptake and use by plants. Under these conditions, using plant species with a well-developed root system and fertilizer combinations can promote the recovery of P applications. To assess the influence of a plant species and fertilizer combinations on the solubilization of phosphate rocks (PR) and P availability, pre-germinated plants of pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) Leeke) were grown under controlled light and temperature conditions. To favor a higher root density, the plants were grown in hollow cylindrical rooting tubes. Combined P and N sources were applied to samples of a Latossolo Vermelho Amarelo (Oxisol) with low (Plow) and medium (Pmed) initial P availability. The P sources consisted of Bayóvar and Araxá PRs and triple superphosphate (TS), and of N, (NH4)2SO4 and Mg(NO3)2.6H2O. Rooting tubes without plants were maintained as controls. After 46 d of cultivation, the plants were cut and separated into aerial and root parts to determine dry matter and P, Ca, Mg, and N concentrations. The soil was dried and sieved to analyze P-resin, Ca2+, Mg2+, NO3-, NH4+ and pH. The results indicated higher nitrification in Pmed (without plant). The presence of plants favored the solubilization of PR. It was observed that the response to P + N fertilization was related to the initial soil P content. In general, the supply of N-NH4+ induced a higher dry matter production in Plow, and increased the P concentration and plant P recovery from Araxá PR in Plow and from Bayóvar PR in Pmed. The presence of plants increased the agricultural efficiency of PR over TS in soil with medium P availability.

En esta tesis se ha estudiado experimentalmente el comportamiento tribológico de uniones roscadas utilizadas en la industria del petróleo y el gas. Se evaluó la influencia de la rugosidad superficial en el comportamiento tribológico mediante un tribosistema lubricado acero contra acero. Además, se determinó el comportamiento tribológico de diferentes lubricantes para roscas y diferentes tipos de recubrimientos de fosfato de Mn. Los ensayos se llevaron a cabo en condiciones de deslizamiento bajo altas presiones de contacto y baja velocidad, utilizando un ensayo del tipo bloque-sobreanillo lubricado, con el fin de simular a pequeña escala, las condiciones de contacto que se encuentran en el sello de las uniones roscadas utilizadas en las tuberías de conducción y revestimiento de gas y petróleo. También, la influencia de la rugosidad fue evaluada variando la topografía superficial de los anillos en Ra entre 1,3 y 3 mm y utilizando como lubricante una grasa conteniendo plomo, cobre, zinc y grafito. Se estableció una relación entre los valores de rugosidad en Ra y Rt con el desgaste. Los resultados indicaron que en el rango de rugosidades estudiado, el daño por desgaste disminuye un 40 % con el aumento de la rugosidad del anillo. Además, se caracterizaron cuatro grasas con y sin aditivos de metales pesados. Se observó la distribución de los aditivos utilizando microscopía óptica (MO) y de escaneo electrónico (SEM), y mediante espectroscopia de energía dispersiva (EDS). Los ensayos mostraron que el compuesto para roscas que contiene plomo, zinc y cobre manifestó el mejor comportamiento, con una reducción en el desgaste de aproximadamente 20 % con respecto a las otras grasas. Estos resultados están de acuerdo con la experiencia en campo. Los resultados de fricción no mostraron diferencias significativas entre las grasas, demostrando que el comportamiento al desgaste es influenciado por el paquete de aditivos. Por otra parte, los diferentes recubrimientos de fosfato de Mn se obtuvieron variando la concentración de activador en el baño de activado entre 0 y 0,7 g/l. Se observó que el aumento de la concentración de activador produce la disminución exponencial del tamaño de cristal junto con un buen cubrimiento de la superficie y además, la disminución del volumen disponible para alojar lubricante. Los resultados indicaron que los recubrimientos con un tamaño de cristal promedio de 16 mm poseen el mejor desempeño tribológico. Una vez culminado los ensayos, las superficies desgastadas se analizaron mediante MO, SEM, EDS y microscopía de escaneo láser (LSCM). Las superficies desgastadas revelaron daños por los mecanismos de ratchetting de bajo ciclo y desgaste por delaminación. / This thesis experimentally studied the tribological behavior of threaded joints used in the oil and gas industry. The influence of surface roughness on the tribological behavior was evaluated using a lubricated steel against steel tribosystem. Furthermore, the tribological behavior of different thread compounds (lubricants) and different types of Mn phosphate coatings was determined. Tests were carried out under high contact pressure and slow sliding speed conditions, using a lubricated block-on-ring test, in order to simulate at small scale, the contact conditions found in the seal of the threaded joints used in oil & gas casing and tubing strings. Also, the influence of the roughness was assessed by varying the surface topography of the rings between the Ra values of 1,3 and 3 mm and using as lubricant a grease containing lead, copper, zinc and graphite. A relationship between Ra and Rt roughness values with wear was established. The tests results showed that in the roughness range studied, the wear damage decreases about 40 % with the increasing roughness of the ring. In addition, four thread compounds containing and non-containing metal additives were characterized. The distribution of additives was observed by optical (OM) and scanning electron microscopy (SEM), and with energy dispersive spectroscopy (EDS). Tests showed that the lead, zinc and cooper containing thread compound displayed the best behavior, with a wear reduction of approximately 20 % with respect to the other dopes. These results are in line with previously known oilfield experience. Friction results showed no significant differences between dopes, being the wear behavior influenced by the additive package. Moreover, different Mn phosphate coatings were produced by varying the activator concentration of the activated bath between 0 and 0,7 g/l. It was observed that increasing the concentration of activator produces an exponential decay of crystal size with a good surface coverage and also, the growth of the volume available to lodge lubricant. The results indicated that the coatings with an average crystal size of 16 mm have the best tribological performance. Upon completion of the tests, worn surfaces were analyzed by OM, SEM, EDS and laser scanning microscopy (LSCM). Worn surfaces revealed damage by low-cycle ratchetting and delamination wear mechanisms.

Desde hace casi tres décadas, los esfingolípidos han entrado a la escena de los lípidos bioactivos. Dentro de esta gran familia, son sus versiones más simples los que han sido relacionados con importantes funciones celulares. La Ceramida (Cer), y su derivado por deacilación, la esfingosina (Sph), han sido reportados como segundos mensajeros de muerte en diversos tipos celulares. Por su parte, sus derivados fosforilados, en especial la esfingosina-1-fosfato (S1P), se han identificado con funciones proliferativas y pro-supervivencia. Diversas señales mitogénicas contribuyen no solo a la proliferación sino también a la migración celular, siendo de especial interés en ciertas patologías como el cáncer. Sin embargo, los procesos celulares invasivos son relevantes también en la retina, el tejido de interés de este trabajo de tesis. Diversas patologías, como la retinopatía diabética, presentan una proliferación exacerbada de las células gliales de Müller (CGM), el principal tipo glial de la retina, proceso conocido como gliosis. En su inicio, esta respuesta es un intento fisiológico por aislar al tejido neuronal de la injuria y reparar el daño. Sin embargo, en un estado patológico, ante la continuidad de la injuria, esta proliferación celular termina convirtiéndose en una cicatriz que afecta el normal funcionamiento del tejido retiniano, llevando en última instancia a la pérdida parcial o total de la visión. Por lo expuesto, resulta relevante investigar estos procesos proliferativos de la retina a fin de encontrar nuevos tratamientos terapéuticos. La información sobre las funciones del esfingolípido mitogénico S1P a nivel de la retina es escasa. Por ejemplo, se ha reportado que la S1P promueve la proliferación y respuestas pro-fibróticas y pro-inflamatorias en células de epitelio pigmentario y que participa en la neo-vascularización retinal y coroidal. Además, los niveles retinales y plasmáticos de S1P aumentan en un modelo inflamatorio inducido por lipopolisacárido. En el primer capítulo de este trabajo de tesis, planteamos la hipótesis de que la S1P podría estar involucrada en los procesos glióticos, participando como una señal clave para inducir la migración glial. Para contrastar nuestra hipótesis, utilizamos un modelo de cultivo primario de células gliales de Müller y analizamos la migración glial mediante el “ensayo de la herida”, un método sencillo y ampliamente utilizado para este propósito. Nuestros experimentos revelaron que la adición exógena de S1P induce modificaciones en el citoesqueleto de las CGM, detectadas en las primeras 8-10 h de tratamiento, que llevan a la formación de lamelipodios y al inicio de la motilidad glial sobre el sustrato. Esta motilidad glial fue claramente superior a la de los cultivos controles luego de 18 h de estímulo. Las CGM expresaron dos de los cinco receptores transmembrana para S1P, los S1PR, específicamente los subtipos S1P1 y S1P3, siendo la activación de este último la que desencadena el proceso migratorio, tal como lo demostraron experimentos utilizando antagonistas selectivos de ambos receptores. Nuestros resultados también mostraron que rio-abajo de la activación del S1P3 se activarían dos importantes vías intracelulares, la vía de ERK/MAPK y la vía de PI3K, ya que el pre-tratamiento con inhibidores de estas vías disminuyó significativamente el estímulo migratorio inducido por S1P. Cabe destacar que esta inducción del proceso migratorio no estuvo acompañada de un incremento significativo en la proliferación glial. Por otra parte, no solo la S1P exógena tuvo un rol en la migración glial. Encontramos que la inhibición de la síntesis endógena de S1P, utilizando un inhibidor selectivo de la enzima esfingosina quinasa 1 (Sphk1) (enzima que cataliza la síntesis de S1P), el inhibidor de SphK1 2 (SphKI2), prácticamente abolió la migración glial basal, es decir aquella observada aun en ausencia de S1P. Estos resultados demuestran que la S1P tiene un rol clave en la inducción de migración glial en la retina, y su bloqueo podría ser utilizado como una estrategia terapéutica para las enfermedades proliferativas de la retina. Otro conjunto de patologías de la retina, de creciente avance y lamentablemente aun sin tratamientos efectivos, son las enfermedades neurodegenerativas. Las mismas son un conjunto de patologías, entre las que destacan la retinitis pigmentosa y la degeneración de la mácula con una variada etiología, con múltiples factores, desde genéticos hasta ambientales como desencadenantes, pero que comparten un denominador común: la muerte de los fotorreceptores (FR). Esta degeneración progresiva de los FR lleva, como consecuencia final, a la pérdida de la visión. Como se describió, Cer y Sph son importantes mediadores de muerte celular y han despertado la atención en el campo de las enfermedades neurodegenerativas. Estudios pioneros encontraron que los niveles de Cer se encontraban aumentados en retinas pos mortem de pacientes con la enfermedad de Faber, y que los niveles de este esfingolípido aumentaban frente a la degeneración neuronal inducida por desprendimiento de retina. Posteriores reportes, incluidos los de nuestro laboratorio, establecieron que la Cer es un mediador clave en la muerte de los FR en cultivo. El daño oxidativo estimula la síntesis de Cer que desencadena la muerte de los FR y este proceso es mimetizado por la adición exógena de un análogo sintético de ceramidas endógenas, la C2-Ceramida (C2Cer). Hallazgos posteriores en diversos modelos animales de neurodegeneración retiniana permiten proponer a la Cer como un mediador central en la activación de la muerte de los FR. Pese a esto, aún no se conoce en profundidad cuáles son los mecanismos moleculares involucrados en este proceso. Esta pregunta resulta relevante, ya que la regulación de los distintos blancos intracelulares de Cer podría emerger como posible terapia para las enfermedades neurodegenerativas de la retina. Ante esto, nos planteamos como objetivo en el 2º capítulo de esta Tesis, estudiar los mecanismos moleculares involucrados en la muerte de los FR mediada por C2Cer, utilizando un modelo de cultivo primario de neuronas de retina de rata. Un trabajo previo de nuestro laboratorio demostró que la C2Cer, en una concentración de 10 μM induce la muerte de los FR y las neuronas amacrinas, los tipos neuronales mayoritarios en los cultivos. Estudiando el proceso de muerte de manera cronológica, encontramos que el tratamiento de cultivos neuronales con C2Cer 10 μM durante 6 h indujo selectivamente la muerte de los FR, disminuyendo el potencial de membrana mitocondrial y aumentando la formación de especies reactivas de oxígeno (ROS). En contraste, las neuronas amacrinas preservaron su viabilidad. Cabe destacar que la cantidad de células marcadas con TUNEL y de FR que expresaron caspasa-3 clivada, forma activa de la caspasa-3, permanecieron constantes y que el pretratamiento con un pan inhibidor de caspasas no evitó la muerte inducida por C2Cer. C2Cer provocó la sobre activación de la poli-ADP ribosil polimerasa-1 (PARP-1). La inhibición de PARP-1 disminuyó la muerte de los FR inducida por C2Cer. A su vez, C2Cer aumentó los niveles de polímero de poli-ADP ribosa (PAR), cuya síntesis es catalizada por PARP-1, e indujo la translocación del factor inductor de apoptosis (AIF) de las mitocondrias al núcleo de los FR, ya que dicha translocación se previno mediante la inhibición de PARP-1. El pretratamiento con un inhibidor de calpaínas y catepsinas, y con un inhibidor de la calpaína redujo la muerte de los FR, mientras que los inhibidores selectivos de catepsinas no otorgaron protección. El pretratamiento combinado con un inhibidor de PARP-1 y un inhibidor de calpaína evidenció la misma protección que cada inhibidor por sí mismo. Esto sugiere que tanto PARP-1 como calpaínas confluyen en el mismo mecanismo de acción rio-abajo de la C2Cer. Ni la autofagia ni la necroptosis estuvieron involucradas en la muerte inducida por C2Cer; no se observó un aumento en la liberación de LDH después del tratamiento con C2Cer y el pretratamiento con inhibidores de la necroptosis y de la autofagia no rescataron a los FR. Estos resultados sugieren que la C2Cer activa la muerte de los FR por un mecanismo novedoso, independiente de caspasas, que implica la activación de PARP-1, disminución del potencial de membrana mitocondrial, activación de calpaína y translocación de AIF, todas las características bioquímicas del tipo de muerte celular denominada parthanatos. Nuestros resultados, sugieren así nuevos blancos terapéuticos, y contribuyen a los avances en la búsqueda de tratamientos efectivos para las enfermedades neurodegenerativas de la retina. / For almost three decades, sphingolipids have entered the bioactive lipid scenery. Within this large family, simple sphingolipids are the ones that have been related to important cellular functions. Ceramide (Cer), and its deacylation derivative, sphingosine (Sph), have been reported as death second messengers in several cell types. On the other hand, its phosphorylated derivatives, especially sphingosine-1-phosphate (S1P) have been related to proliferative and pro-survival functions. Several mitogenic signals contribute not only to proliferation but also to cell migration, being of special interest in certain pathologies such as cancer. However, invasive cellular processes are also relevant in the retina, the tissue of interest in this thesis work. Diverse pathologies, such as diabetic retinopathy, show an exacerbated proliferation of Müller glial cells (CGM, the main glial type of the retina), a process known as gliosis. Initially, this response is a physiological attempt to isolate neuronal tissue from injury and repair the damage. However, in a pathological state, given the continuity of the injury, this cell proliferation gives rise to a scar that affects the normal functioning of the retinal tissue, ultimately leading to a partial or total vision loss. Therefore, it is relevant to investigate these retinal proliferative processes in order to find new therapeutic treatments. There is scarce information on the functions of the mitogenic sphingolipid S1P in the retina. S1P has been reported to promote proliferation, pro-fibrotic and pro-inflammatory responses in pigment epithelial cells and it also participates in retinal and choroidal neovascularization. In addition, there is an increase in retinal and plasma levels of S1P in an inflammatory model induced by lipopolysaccharide. In the first chapter of this thesis we propose the hypothesis that S1P might be involved in gliotic processes, as a key signal in the induction of glial migration. To test our hypothesis, we used a primary culture model of Müller glial cells and evaluated cell migration by the scratch-wound assay, which is a simple and widely used method. Our experiments revealed that the exogenous addition of S1P modified the CGM cytoskeleton, in the first 8-10 hours of treatment. This addition led to the formation of lamelipodia and to the onset of glial motility. This motility was markedly enhanced compared to control conditions after 18 h of S1P addition. CGM expressed two of the five transmembrane receptors for S1P (S1PR), specifically the S1P1 and S1P3 subtypes. However, only activation of S1P3 was required to induce S1P-induced CGM migration, as evidenced by experiments performed with S1P1 and S1P3 antagonists. Analysis of the signaling pathways activated downstream of S1P3 evidenced that two well-known pathways, the ERK/MAPK and PI3K pathways were activated, since pre-treatment with specific inhibitors, significant reduced S1P-induced glial migration. Of note, this induction of the migratory process was not accompanied by a significant increase in glial proliferation. On the other hand, not only exogenous S1P played a role in glial migration. Inhibition of the endogenous synthesis of S1P, using a selective inhibitor of the enzyme sphingosine kinase 1 (Sphk1) (the enzyme that catalyzes the synthesis of S1P), the SphK1 inhibitor number 2 (SphKI2), virtually blocked the basal glial migration, i.e. the migration level observed in the absence of exogenous S1P. These results demonstrated that the S1P-S1P3 axis has a key role in the induction of migration in the retina, and its targeting might provide an interesting approach in the search of new therapeutical treatments for proliferative diseases of the retina. Among retinal pathologies, neurodegenerative diseases are a set of diseases of the retina that progressively lead to vision loss and still lack effective treatments. Pathologies such as retinitis pigmentosa and macula degeneration have very diverse etiologies, varying from genetic to environmental triggers, but which share a common hallmark: the death of photoreceptors (PhRs). This progressive degeneration of PhR leads, as a final consequence, to visual disability and blindness. As described, Cer and Sph are important mediators of cell death and have attracted special attention in the field of neurodegenerative diseases. Pioneering studies found that Cer levels were increased in post-mortem retinas of patients with Faber's disease; furthermore, the levels of this sphingolipid are increased in neuronal degeneration induced by retinal detachment. Subsequent reports, including those from our laboratory, established that Cer is a key mediator in the death of PhRs in culture. Oxidative damage stimulates the synthesis of Cer, which triggers the death of photoreceptors and this process is mimicked by the exogenous addition of a synthetic analogue of an endogenous ceramide, C2-Ceramide (C2Cer). Further work using animal models of retina degeneration support a role for Cer as a crucial signal involved in the induction of PhR death. However, the molecular mechanisms involved in this process are still unknown. Uncovering them is very relevant, since regulating the different intracellular targets of Cer might provide new therapies for neurodegenerative diseases of the retina. The purpose of the second chapter of this thesis was to study the molecular mechanisms involved in the death of PhRs induced by C2Cer, using as a model primary cultures of rat retinal neurons. Previous work from our laboratory showed that 10 μM C2Cer induces the death of PhRs and amacrine neurons, the two major neuronal types in our cultures. A chronological analysis of the death process showed that treatment with 10 μM C2Cer for 6 h selectively induced the death of photoreceptors, decreasing mitochondrial membrane potential and increasing the formation of Reactive Oxygen Species (ROS). In contrast, amacrine neurons preserved their viability. Of note, the number of cells labeled with TUNEL and of photoreceptors expressing cleaved caspase-3 remained constant and a pretreatment with a pan caspase inhibitor did not prevent C2Cer-induced neuronal death. C2Cer caused over-activation of poly-ADP ribosyl polymerase-1 (PARP-1). The inhibition of PARP-1 decreased photoreceptor death induced by C2Cer. In turn, C2Cer increased poly-ADP ribose (PAR) polymer levels, the synthesis of which is catalyzed by PARP-1, and induced the translocation of apoptosis-inducing factor (AIF) from mitochondria to the nuclei, which was prevented by PARP-1 inhibition. Pretreatment with a calpain and cathepsin inhibitor, and with a selective calpain inhibitor, reduced photoreceptor death, whereas selective cathepsins inhibitors did not provide any protection. The combined pretreatment with a PARP-1 inhibitor and a calpain inhibitor showed the same extent of protection as each inhibitor by itself. This suggests that both PARP-1 and calpains converge downstream in the same mechanism. Neither autophagy nor necroptosis were involved in C2Cer-induced cell death; no increase in LDH release was observed after C2Cer treatment and pretreatment with necroptosis and autophagy inhibitors did not rescue photoreceptors. These results suggest that the C2Cer-induced photoreceptor death signaling by a novel caspase-independent mechanism, which involves PARP-1 activation, a decrease in mitochondrial membrane potential, activation of calpain and translocation of AIF, all of which are biochemical characteristics of the cell death type named parthanatos. In conclusion, our results identify a new therapeutic target, thus contributing to the advances in the search for effective treatments for neurodegenerative diseases of the retina.

Apesar de ser utilizado na indústria de Fosfato Bicácico (DCP) há vários anos, a microgranulação a partir de misturados horizontais de alto cisalhamento possui fundamentos pouco conhecidos, de maneira que as operações das unidades industriais sejam baseadas em conhecimentos empíricos. Este trabalho busca determinar os mecanismos de granulação associados com o processo de microgranulação de DCP e o perfil de crescimento dos grãos em função dos seguintes parâmetros operacionais: a quantidade de fase líquida, acidez do meio reacional e a velocidade de rotação do eixo central do granulador. Após a análise estatística de dados coletados a partir de um ano de operação em uma unidade industrial, conclui-se que a aglomeração do DCP em ambientes com alta umidade geram preferencialmente partículas grosseiras, que não contribuem para o aumento da eficiência de granulação. O processo de microgranulação de DCP deve ser controlado em uma estreita faixa de condições operacionais, balanceando a quantidade de fase líquida adicionada e a taxa de reciclo de material seco praticada. A redução na umidade de operação, aumenta a qualidade granulométrica do material produzido por este processo. / Despite being used by the Dicalcium Phosphate (DCP) Industry for many years, the fundaments of high shear horizontal mixer microgranulation are poorly known, so the industrial operations are based on empirical knowledge. The goal of this work was to determine the granulation mechanisms associated with the DCP microgranulation process and the particle size enlargement pattern, according with the following operational parameters: the amount of liquid phase, reaction media acidity and the mixer paddles` rotational speed. After statistically analysing one year operational data collected from an industrial facility, it was concluded that the agglomeration of DCP at a high moisture environment promotes preferable formation of coarse particles, which dont increase the overall granulation efficiency. The DCP microgranulated process has to be controlled in very narrow operational condition, balancing the liquid phase and the recycle material returned during the granulation process. The reduction of the process moisture increased the quality of physical quality of the material produced by this process route.

Apesar de ser utilizado na indústria de Fosfato Bicácico (DCP) há vários anos, a microgranulação a partir de misturados horizontais de alto cisalhamento possui fundamentos pouco conhecidos, de maneira que as operações das unidades industriais sejam baseadas em conhecimentos empíricos. Este trabalho busca determinar os mecanismos de granulação associados com o processo de microgranulação de DCP e o perfil de crescimento dos grãos em função dos seguintes parâmetros operacionais: a quantidade de fase líquida, acidez do meio reacional e a velocidade de rotação do eixo central do granulador. Após a análise estatística de dados coletados a partir de um ano de operação em uma unidade industrial, conclui-se que a aglomeração do DCP em ambientes com alta umidade geram preferencialmente partículas grosseiras, que não contribuem para o aumento da eficiência de granulação. O processo de microgranulação de DCP deve ser controlado em uma estreita faixa de condições operacionais, balanceando a quantidade de fase líquida adicionada e a taxa de reciclo de material seco praticada. A redução na umidade de operação, aumenta a qualidade granulométrica do material produzido por este processo. / Despite being used by the Dicalcium Phosphate (DCP) Industry for many years, the fundaments of high shear horizontal mixer microgranulation are poorly known, so the industrial operations are based on empirical knowledge. The goal of this work was to determine the granulation mechanisms associated with the DCP microgranulation process and the particle size enlargement pattern, according with the following operational parameters: the amount of liquid phase, reaction media acidity and the mixer paddles` rotational speed. After statistically analysing one year operational data collected from an industrial facility, it was concluded that the agglomeration of DCP at a high moisture environment promotes preferable formation of coarse particles, which dont increase the overall granulation efficiency. The DCP microgranulated process has to be controlled in very narrow operational condition, balancing the liquid phase and the recycle material returned during the granulation process. The reduction of the process moisture increased the quality of physical quality of the material produced by this process route.

Submitted by Ana Paula Macedo (ensino@ioc.fiocruz.br) on 2013-10-03T12:26:40Z No. of bitstreams: 1 Carolina Valença Messias.pdf: 1326403 bytes, checksum: adde2666bf9c1e45634b4ea4926b6090 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-03T12:26:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carolina Valença Messias.pdf: 1326403 bytes, checksum: adde2666bf9c1e45634b4ea4926b6090 (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A leucemia linfoblástica aguda de células T (LLA-T) e o linfoma linfoblástico de células T (LL-T) são proliferações malignas de precursores de células T em diferentes estágios de maturação. LLA-T e LL-T são considerados atualmente duas formas de uma mesma doença, a leucemia/linfoma linfoblástico de células T (LLL-T), por compartilharem características morfológicas, imunofenotípicas e genéticas. Como os blastos de LLL-T apresentam características similares às de timócitos normais, moléculas envolvidas na migração destas células podem também estar envolvidas na migração ou homing dos linfoblastos no curso da doença. Neste sentido, foi demonstrado recentemente que o receptor 1 de esfingosina-1-fosfato (S1P1) é essencial para a saída de timócitos do timo. No presente estudo, decidimos avaliar a expressão e o papel do S1P1 na migração de quatro linhagens celulares de LLA-T (HPB-ALL, MOLT-4, CEM e JURKAT) em resposta ao seu ligante fisiológico, a esfingosina-1-fosfato (S1P). Observamos que a linhagem HPB-ALL apresentou baixa expressão de RNAm de S1P1, enquanto MOLT-4 e JURKAT apresentaram uma expressão mediana e CEM apresentou altos níveis de expressão de RNAm para este receptor. Em ensaios funcionais de migração celular observamos que a capacidade migratória das linhagens frente a S1P foi diretamente relacionada ao nível de expressão gênica do receptor. A S1P induziu a migração das linhagens analisadas em diferentes concentrações até 100 nM, e inibiu a migração quando aplicada em altas concentrações (1000 nM). As respostas migratórias foram acompanhadas pela modulação do citoesqueleto de actina. Dependendo da concentração de S1P utilizada, observamos polimerização (menores concentrações) ou despolimerização (maiores concentrações) da actina. Além disso, o prétratamento das células com W146 (inibidor de S1P1) bloqueou a migração das linhagens frente à S1P em menores concentrações e induziu a migração frente à S1P em altas concentrações, sugerindo que a migração seja especificamente mediada por S1P1. Nossos resultados sugerem que as interações mediadas por S1P/S1P1 modulam a migração não apenas de precursores de células T normais, mas também de linfoblastos de LLL-T. Desta forma, a interação S1P/S1P1 pode ser considerada como alvo para possíveis estratégias terapêuticas frente a estas neoplasias. / T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) and T-cell lymphoblastic lymphoma (TLBL) are malignant proliferations of T cell precursors at different stages of normal development. T-ALL and T-LBL are presently believed to represent two different forms of a single disease, the T-cell lymphoblastic leukemia/lymphoma (T-LLL), as they share morphological, immunophenotypic and genetic features. As T-LLL lymphoblasts present similar characteristics of normal T cell precursors, molecules involved on the migration of these cells might also be associated with migration and homing of T-ALL/LBL. In this context, the sphingosine-1-phosfate receptor 1 (S1P1), has been described as essential for mouse thymocyte migration and thymic egress. Herein, we evaluated the expression and role of S1P1 in four T-ALL cell lines (HPBALL, MOLT-4, CEM e JURKAT) in response to its physiological ligand, the sphingosine-1-phophate (S1P). We observed that HPB-ALL cells presented low expression levels of S1P1 mRNA, whereas MOLT-4 and JURKAT had medium levels and CEM showed high levels of S1P1 expression. In functional migration assays, we observed that the migratory response of the cells towards S1P was directly related with their expression levels of the receptor. S1P induced the migration of the cell lines analyzed in different concentrations up to 100 nM and inhibited cell migration at higher concentrations (1000 nM). Moreover, migratory responses were accompanied by the modulation of actin cytoskeleton. Depending on S1P concentrations, we observed actin polymerization (lower concentrations) or depolymerization (higher concentrations). Pre-treatment of the cells with W146 (a S1P1 inhibitor) blocked S1Pinduced migration at lower concentrations but induced migration towards S1P at high concentrations, suggesting that the migration is specifically mediated by S1P1. Our results suggest that interactions mediated by S1P/S1P1 can modulate cell migration of T-LLL blasts similarly to their normal T cell precursor counterparts. Accordingly, immune intervention upon this ligand/receptor interaction may be envisioned as a potential therapeutic strategy for these malignancies.

Orientador: Fernando Galembeck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T05:04:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_ElviraAparecidaSanchesBizarrodos_M.pdf: 2512802 bytes, checksum: a596de5adfd14b56a92761fc413530c8 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O uso de alquilosfatos é bastante conhecido como emulsionantes em cosméticos. Assim como os alquilfosfatos , os compostos fosf atados derivados de surfactantes não iônicos também são bastante utilizados. Especialmente no setor cosmético, os alquilfosfatados são largamente utilizados devido sua característica de suavidade à pele e aos cabelos. O trabalho teve por objetivo a obtenção e caracterização da glicerina etoxilada fosfatada. Durante a etapa de obtenção optou- se por utilizar dois agentes fosf atantes largamente utilizados na obtenção de alquilfosfatos: pentóxido de fósforo e ácido polifosfórico. Na etapa de caracterização, utilizou- se técnicas de espect roscopia de infravermelho e de emissão atômica, cromatografia de troca iônica, espect roscopia de ressonância magnética nuclear , espectrometria de massas e potenciometria. Foi possível determinar o rendimento da fosfatação, assim como identificar a presença de monoéster e ácido fosfórico em todas as amostras geradas . Diferente do que foi encontrado na literatura consultada, verificou-se que para glicerina etoxilada fosfatada, não existe a formação de quantidades equimolares de monoés ter e diés ter quando ut i l i zado o pentóxido de fósforo como agente fosfatante, e que o ácido polifosfórico leva a um maior rendimento da fosfatação quando utilizada a relação molar 1:1, glicerina etoxilada: PPA. Durante a caracterização foi avaliado o comportamento das amostras em solução aquosa em diferentes valores de pH, e concluiu- se que a glicerina etoxi lada fosfatada não é um composto surfactante, pois não é capaz de reduzir a tensão superficial da água abaixo de 45mN/m quando solubi l i zada a 0,50% (m/m) , o que justifica sua incapacidade de f ormar espuma. O t rabalho sugere algumas aplicações para glicerina etoxi lada fosfatada com base nas informações encontradas na literatura para álcoois graxos etoxilados fosfatados / Abstract: The use of al kylphosphate is widely known as emulsifier in cosmetics. As alkylphosphates , the phosphated compounds derived from non-ionic surfactants are widely used in skin care products. Especially in cosmetic area, the alkylphosphates are used because their softness to skin and hair. The main goal of this work was the phosphorylation and characterization of glycer in ethoxylated phosphate. During the phosphorylation' s step two phosphorylating agents were chosen, those are commonly used in alkylphosphate process: phosphorus pentoxide and polyphosphoric acid (PPA). Throughout characterization's step infrared spectroscopy, atomic emission spectroscopy, exchange ion chromatography, nuclear magnetic resonance, mass spectroscopy and potentiometric titration were used. It was possible to determine the grade of process conversion as to identify the presence of monoester in all obtained samples. The result found in the phosphorylation process was different from those in the literature, because a ratio equimolar between monoester and diester was not found when phosphorus pentoxide was used as phosphorylating agent, and the use of polyphosphoric acid leads to a higher grade of conversion when the relation 1:1 for glycer in: PPA is used. During the characterization, the phosphated samples in water solution's behavior was evaluated in many values of pH, and it was possible to conclude that the glycerin poly(ethyleneoxi ) phosphate is not a surfactant, because it is unable to reduce the superficial tension of water under 45mN/m when solubilized at 0,50% (m/m), what can justify its inability to form foam. The work suggest s some applications to the glycerin poly(ethyleneoxi) phosphate according the informat ion that was found in the literature / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química