Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Partículas nanoestruturadas têm sido amplamente utilizadas como carga de reforço em matrizes elastoméricas, sendo substitutos eficazes das cargas convencionais, já consagradas, como o negro de fumo, mica, sílica. Em especial, as argilas têm mostrado grande potencial ao que se refere a melhor dispersão na matriz polimérica, em função de sua elevada razão de aspecto. Dentro do vasto universo de argilominerais, as argilas aniônicas, também conhecidas hidróxido duplo lamelar (HDL), apresentam como vantagem a possibilidade de ser projetada estruturalmente para as mais diversas finalidades, ao se modificar os ânions ou os cátions, ou até mesmo combiná-los na estrutura lamelar. E dentre os métodos existentes para se preparar compósitos a base de elastômero/argila, a co-coagulação do látex, é uma forma bastante eficaz e economicamente viável, uma vez que a borracha obtida após processo de coagulação já contém a carga incorporada. Este trabalho se dedicou a avaliar o processo de co-coagulação do látex de NBR e HDL, visando a obtenção de nanocompósitos. Para tanto HDL de composição Mg/Al-CO3 foi modificado com ânions DS, DBS e ST e foram preparadas suspensões aquosas, utilizando como ferramentas de dispersão ultraturrax e ultrassom de ponteira. As variáveis de processo avaliadas foram tipo e teor de HDL, tempo de mistura látex/suspensão aquosa de HDL, quantidade de coagulante e velocidade de agitação. Por fim, os coágulos obtidos foram formulados para avaliar a influência dos HDL na cinética de vulcanização e também para determinação das propriedades mecânicas convencionais. Os resultados obtidos comprovaram que a metodologia de dispersão de hidrotalcita ao látex nitrílico de modo prévio ao processo de coagulação é uma alternativa viável para a obtenção de nanocompósitos. O uso do ultrassom de ponteira como ferramenta na dispersão aquosa de HDL contribuiu para maior estabilidade da suspensão e o ajuste nos parâmetros do sistema de coagulação, levaram a obtenção de grumos uniformes do ponto de vista macroscópico e microscópico. As micrografias dos coágulos não vulcanizados obtidas por MEV-FEG confirmaram as informações apuradas a partir dos difratogramas de raios-X que apontou a formação de um sistema parcialmente esfoliado, em função da ausência dos picos característicos da hidrotalcita, além de indicarem a coexistência de partículas em dimensões micrométrica a nanométricas em uma mesma estrutura. A composição química do HDL, com a presença de átomos de magnésio e alumínio combinados com grupos hidroxila favoreceu a redução tanto o tempo de indução como de pré-cura. As propriedades mecânicas que se mostraram mais sensíveis ao grau de dispersão da carga foram a dureza, a deformação permanente à compressão (DPC) e o módulo de tração a 300% de deformação (E300), em especial para os compósitos contendo 10% m/m de HDL natural e modificado com estearato. A resistência à chama dos nanocompósitos de NBR-HDL vulcanizados apresentou um ligeiro aumento quando comparados à NBR pura, visto que esta é uma característica própria da hidrotalcita, decorrente da sua composição química / Nanostructured particles have been widely used as a reinforcing filler in rubber matrices and effective substitutes for, already established conventional fillers such as carbon black, mica and silica. In particular, clays have shown great potential when it comes better dispersed in the polymeric matrix due to its high aspect ratio. Within the vast universe of clay minerals, anionic clays, also known as layered double hydroxide (LDH), have the advantage of being able to be structurally designed for many different purposes, by modifying the anions or cations, or even combine them into lamellar structure. Among the existing methods to prepare elastomer-clay composites, the latex co-coagulation is an effective and economically viable, since method the rubber obtained after the coagulation process already contains the incorporated filler. This work was dedicated to evaluate the co-coagulation of NBR latex and LDH, aiming to obtain nanocomposites. This way, LDH with Mg/Al-CO3 composition was modified with anions dodecyl sulphate, dodecyl-benzene-sulphonate and stearate aqueous suspensions were prepared using ultraturrax as dispersion tools and the ultrasound probe. The process variables were evaluated in type and content of LDH, mixing time latex / aqueous suspension of LDH, quantity of coagulant and mixins speed. Finally, the clots obtained were formulated to verify the effect of LDH on the kinetics of vulcanization, and also for conventional determination of mechanical properties. The results obtained proved that the methodology of dispersion of the hydrotalcite in nitrile latex prior to the coagulation process is a viable alternative for obtaining nanocomposite. The use of ultrasound probe as a tool in the aqueous dispersion of LDH contributed to higher stability of the suspension and the adjusting the parameters of the coagulation system, led to obtainment of uniform clots of macroscopic and microscopic point of view. The micrographs of the clots obtained by SEM-FEG confirmed the information collected from the X-ray diffraction that showed the formation of a partially exfoliated system, due to the absence of the characteristic peaks of hydrotalcite, and indicated the coexistence of particles dimensions micrometric the nanometric within the same structure. The chemical composition of LDH in the presence of atoms of magnesium and aluminum combined with hydroxyl groups favored the reduction of both the induction time as pre-curing. The mechanical properties were more sensitive to the degree of dispersion of the charge were hardness, compression set, and tensile modulus at 300% strain (E300), particularly for composites containing 10% w/m for natural LDH and LDH modified with stearate. The flame resistance of nanocomposites NBR-LDH vulcanizates increased slightly compared to pure NBR, since this is a characteristic of hydrotalcite, due to its chemical composition

This dissertation presents an implant model of natural latex to be used on partial canine diaphragm replacement. The implant could be used in cases of diaphragmatic hernias, or significant loss of the diaphragm integrity disabling its reconstitution. For such, seven different membranes had been tested, six of them had been produced experimentally and one is a commercial model in use, for several applications. Firstly, the biocompatibility was evaluated in rabbits. Membranes were implanted between the cutaneous and the oblique abdominal sternum muscles by the means of a surgical procedure and the reactions of hipersensibility and rejection were evaluated. Mechanical traction tests were performed in control membranes to measure deformation and resistance. Results pointed that the membranes are incompatible, and not able to substitute muscular sheath in rabbits. New tests were made in dogs. The membranes were regrouped and three of then were tested in a similar way, in abdomen straight muscle. Two membranes were selected, for use in the canine diaphragm, and being tested in front a control group, without membrane. A rectangular defect (4 cm in length and 3 cm in width) was created in the diaphragm muscle, which was substituted, in groups 1 and 2, by the implantation of the corresponding latex membrane. The animals were evaluated radiographically, by blood count, video-surgery, and histopathology study. The results showed that the membrane made of natural latex, vulcanizants mixture and formic acid, were efficient in the correction of the diaphragm defect, promoting repair and local neovascularization, capable to keep the respiratory function and movements of the diaphragm without causing rejection during the evaluated period. / Esta dissertação apresenta um modelo de implante à base de látex natural para a substituição parcial de diafragma canino. Este poderá ser utilizado em casos de hérnias diafragmáticas, ou situações em que haja perda da integridade do diafragma, impossibilitando sua reconstituição. Para tal, foram testadas sete diferentes membranas, das quais seis foram produzidas experimentalmente e um modelo comercial em uso no mercado, para diferentes fins. Foram realizados testes de resistência para verificar a deformação e elasticidade das membranas. A biocompatibilidade foi avaliada primeiramente em coelhos, nos quais as membranas foram fixadas através de procedimento cirúrgico na bainha do músculo oblíquo externo do abdome e avaliadas quanto a reações de hipersensibilidade e rejeição. Os resultados contra-indicam o uso destas em coelhos. Novos testes foram realizados em cães. As membranas foram reagrupadas e três delas testadas de maneira semelhante, no músculo reto do abdome verificando-se biocompatibilidade com essa espécie. Foram selecionadas duas membranas para a utilização no diafragma canino, sendo testadas frente a um grupo controle, sem membrana. Foi criado um defeito retangular no músculo diafragma, com 4 cm de comprimento e 3 cm de largura, que no grupo 1 e 2 foi substituído pelo implante de membrana de látex correspondente. A avaliação foi feita através de análise do hemograma, por estudo radiográfico, por vídeocirurgia e estudo histopatológico. Pode-se inferir dos resultados que a membrana constituída de: látex natural, mistura vulcanizante e ácido fórmico, foi eficiente na correção do defeito no diafragma canino, promovendo a reparação tecidual e neovascularização local, capaz de manter a função do diafragma e movimentos respiratórios sem causar rejeição durante o período de avaliação.

O objetivo principal deste trabalho consiste na incorporação de substâncias de interesse biológico (fármacos) em filmes de látex natural (NRL). Assim, estudou-se a liberação destes, visando no futuro usar estes filmes como membrana oclusiva e como sistema de liberação controlada (SLC) de substâncias para aplicações odontológicas e ortopédicas, que envolvem a cicatrização óssea guiada. Estudamos o comportamento do SLC utilizando albumina de soro bovina (BSA) como modelo de proteína e o metronidazol (MTZ) como modelo de antibiótico. Diferentes tratamentos térmicos foram aplicados durante a confecção dos filmes a fim de gerar diferentes porosidades e com isso estudar-se a taxa de liberação destes fármacos. A taxa de liberação dos fármacos foi monitorada e quantificada utilizando o método de Lowry e o método UVVIS. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e a Microscopia de Força Atômica (AFM) determinaram a morfologia do SLC. Em outro parte deste trabalho desenvolvemos um sistema para liberação do óxido nítrico (NO) agregando-se o complexo (FeDETC) ao NRL, pois esta substância atua como spin trapp para este radical. A taxa de liberação do NO pelo sistema NRL-FeDETC-NO foi caracterizada pela Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR). A escolha destas substâncias para este estudo deve-se pelo fato que auxiliam no processo de regeneração óssea (MTZ e NO). Entretanto, a BSA foi utilizada porque possui peso molecular da mesma magnitude e é mais barata que as proteínas morfogenéticas ósseas (BMP). As BMP´s são excelentes estimuladores do crescimento ósseo. / In this work, we have tested Natural Rubber Latex (NRL) as an occlusive membrane for GBR with promising results. One possible way to accelerate bone regeneration would be to incorporate proteins bone morphogenetic protein (BMPs) in NRL. BMPs have strong bone-inductive activity. However since bone healing takes place in weeks to months, it is important that BMPs are released in these time scales. Instead of using BMPs, in our study we used BSA that has similar molecular weight however is less expensive. Moreover, we also employed the metronidazole (MTZ) and nitric oxide (NO) as drug delivery model. MTZ is a used antibiotic for treatment of infections in the skin, fabrics and bones. Initially, we study the BSA delivery system behavior and MTZ delivery system using different thermal treatments during the membranes polymerization. The thermal treatments control the size of the pores of the SLC and release rate of the BSA and MTZ. These membranes were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Atomic Force Microscopy (AFM), as well as the Lowry Method to measure the BSA release. Finally, we propose a NO delivery system made of a spin trap (iron(II)-diethyldithiocarbamate complex, FeDETC) encapsulated in a NRL matrix. NO is an early mediator of the increase in bone formation. NO delivery system presents high stability by Electron Paramagnetic Resonance. The results indicate that natural rubber latex could be used in the future as an active membrane for accelerated bone healing.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Um nÃmero crescente de peptÃdeos isolados a partir dos mais diversos tecidos vegetais tem destacado essas molÃculas como alvo potencial de estudo. Estes peptÃdeos apresentam uma grande diversidade funcional e, por isso, vem sendo descritos frequentemente na literatura cientÃfica dos Ãltimos anos. No presente trabalho sÃo relatadas a prospecÃÃo molecular e caracterizaÃÃo funcional de âshort-peptidesâ vegetais. Inicialmente, o lÃtex de Calotropis procera foi particionado, gerando cinco fraÃÃes: hexÃnica (49,4%), diclorometano (5,2%), acetato de etila (2,0%), butanÃlica (2,1%) e aquosa (41,1%) (CapÃtulo 1). O perfil fitoquÃmico e as anÃlises espectroscÃpicas mostraram que a fraÃÃo diclorometano foi quimicamente a mais heterogÃnea. As fraÃÃes diclorometano e acetato de etila apresentaram toxicidade in vitro contra linhagens de cÃlulas tumorais (DL50 variando de 0,05 a 3,9 Âg/mL) e, in vivo, contra o crustÃceo Artemia salina (DL50 variando de 10,9 a 65,7 Âg/mL). Estas mesmas fraÃÃes apresentaram atividade antiinflamatÃria no modelo de peritonite induzida por carragenana em ratos, associadas a uma inibiÃÃo da migraÃÃo de neutrÃfilos de 67% (diclorometano) e 56% (acetato de etila). A reaÃÃo positiva com tolidina e ninidrina sugere a presenÃa de ciclopeptÃdeos na fraÃÃo bioativa acetato de etila. No CapÃtulo 2, vinte e uma sequÃncias primÃrias de peptÃdeos, oriundas da fraÃÃo 1 de sementes de Jatropha curcas, foram deduzidas por meio de sequenciamento de novo e confirmadas atravÃs de buscas contra um banco de dados genÃmico de Jatropha. A comparaÃÃo do padrÃo de fragmentaÃÃo por MS/MS entre o Ãon duplamente carregado de m/z de 671,79, presente nas fraÃÃes 1 e PII-C, e um peptÃdeo sintÃtico, anÃlogo Ãquele, mostrou que o uso de passos analÃticos adicionais para a identificaÃÃo e caracterizaÃÃo destes peptÃdeos nÃo seria necessÃrio. A ferramenta de busca BlastP mostrou que a sequÃncia APTLSGGSVPRDAD apresenta homologia e està inserida no domÃnio conservado das proteÃnas de embriogÃnese tardia (LEA_6). No CapÃtulo 3, os dois peptÃdeos sintÃticos anÃlogos, linear (1342,44 g/mol) e cÃclico (1324,44 g/mol), obtidos por sÃntese quÃmica em fase sÃlida, mostraram diferenÃas que caracterizam seus arranjos, quando comparados pelo padrÃo de fragmentaÃÃo por MS/MS e mobilidade iÃnica. O estado de carga e o tempo de retenÃÃo foram similares, do ponto de vista fÃsico-quÃmico. Os estudos de dicroÃsmo circular mostraram a presenÃa de um estado desordenado para os peptÃdeos. Os ensaios biolÃgicos com os peptÃdeos nÃo revelam sinais aparentes de atividade funcional, porÃm nÃo se pode descartar a possibilidade de que modelos biolÃgicos adicionais sejam testados. Os resultados advindos deste estudo geram novas perspectivas e servem de base para a realizaÃÃo de trabalhos subsequentes que tratem do isolamento e caracterizaÃÃo de peptÃdeos nas espÃcies Calotropis procera e Jatropha curcas. / An increasing number of peptides isolated from a range of tissue plants have highlighted these molecules as a potential study target. Those peptides demonstrate a large functional variety and, therefore, have been frequently described in the scientific literature of the last years. The present work reports a molecular prospecting and functional characterization of plant "short-peptides". Initially, the Calotropis procera latex was partitioned into five fractions: hexane (49.4%), dichloromethane (5.2%), ethyl acetate (2.0%), butanol (2.1%) and aqueous (41.1%) (Chapter 1). The phytochemical profile and the spectroscopic analysis showed that the dichloromethane fraction was chemically the most heterogeneous. The dichloromethane and ethyl acetate fractions showed in vitro cytotoxicity against tumor cell lines (LD50 ranging from 0.05 to 3.9 mg/mL) and in vivo citotoxity against the crustacean Artemia salina (LD50 ranging from 10.9 to 65.7 mg/mL). These same fractions showed anti-inflammatory activity in carrageenan-induced peritonitis model in rats, associated to an inhibition of neutrophil migration for the dichloromethane (67%) and ethyl acetate (56%) fractions. A positive reaction with tolidine and ninhydrin suggests the presence of cyclopeptides in the bioactive ethyl acetate fraction. In Chapter 2, twenty primary sequences of peptides derived from the 1 fraction of Jatropha curcas seeds were deduced by de novo sequencing and confirmed by searches against genomic Jatropha database. The comparison of MS/MS fragmentation patterns between the doubly charged ion (671.79 m/z) found in fractions 1 and PII-C and its analogue synthetic peptide has shown that the use of additional analytical steps for the identification and characterization of these peptides would be not necessary. The BlastP search tool showed that the sequence APTLSGGSVPRDAD is homologous to and it is inserted into the conserved domain of the late embryogenesis protein (LEA_6). In Chapter 3, the two analogues synthetic peptides, linear (1342.44 g/mol) and cyclic (1324.44 g/mol), obtained by solid phase synthesis, showed differences that characterize their arrangement when compared to the pattern fragmentation by MS/MS and ion mobility. The net charge and the retention time had similar physicochemical parameters in both peptides. Dichroism circular studies showed the presence of a disordered state to both peptides. The biological assays of peptides showed no apparent signs of functional activity, however this fact do not exclude the possibility to test additional biological models. The results arising from this study generate new prospects and provide a basis for further work aiming the isolation and characterization of peptides in C. procera and J. curcas species.

Úlcera de perna é uma doença muito freqüente na população idosa. Inúmeros são os tipos de curativos atualmente usados para tratamento das úlceras de perna, com diferentes indicações, vantagens e desvantagens, cuja eficácia não está bem esclarecida devido à descontinuidade dos tratamentos e os custos envolvidos em algumas situações. Para avaliar a ação da biomembrana de látex (BML) no tratamento de úlceras de perna, que se comportou como eficiente indutora do tecido de cicatrização. Foram realizadas avaliações clínicas e imunohistopatológicas em 21 doentes, casualmente selecionados, submetidos à aplicação da biomembrana (14 pacientes), comparando com o tratamento clássico (07 pacientes) constituído de pomada com cloranfenicol e enzimas proteolíticas (Fibrase) com o objetivo de analisar e comparar as alterações histopatológicas e imunohistoquímicas relacionadas aos diferentes tratamentos. Foram coletadas biópsias da lesão antes e 30 dias após os tratamentos. As biópsias foram divididas em dois fragmentos, um deles para o estudo histopatológico e outro congelado a -70°C para análise imunohistoquímica. Os resultados mostram que o uso da biomembrana de látex facilitou os cuidados à lesão aliada ao baixo custo e praticidade de sua aplicação. Adicionalmente, foi observado que a BML induz a uma diferenciação clínica e histopatológica do tecido de cicatrização, com aumento da detecção de fatores de crescimento como VEGF (vascular endothelial growth factor) e TGF1(transforming growth factor 1), associada à redução da expressão da enzima iNOS (óxido nítrico-sintase induzida), quando comparado ao tratamento controle. A análise global dos dados sugere que o tratamento com a biomembrana conduz a organização do tecido cicatricial conseqüente à maior produção de fatores de crescimento celular. Dessa forma, a biomembrana se caracteriza como uma boa opção terapêutica para úlcera de perna, devido à praticidade de sua aplicação, baixo custo e alta potencialidade na indução da cicatrização. / The leg ulcer is a disease very frequent in elderly people. Nowadays, there are many kinds of dressing to treat its with different indications, advantage and disadvantage. Their efficacy is not clear yet because to the treatments discontinuous and the costs involved in same situations. The latex biomembrane from rubber tree Hevea brasiliensis (NLB) showed an improvement of the healing process to treat leg ulcer, observed by the clinical and the immune histopathological aspects. To verify whether the NLB could be associated with an increased healing we selected 21 leg ulcer patients to be submitted to the topical treatment. These patients were divided into two groups. In the first group 14 randomized patients were treated with latex biomembrane and in the other group 07 patients were treated with topical ointment of cloranfenicol and proteolitic enzymes with the objectives to analyze and to compare the histopathological and immunohistochemical alterations related to the different treatments. All the patients were submitted at least to two biopsies; before the treatment and the 30th day of the treatment. The biopsies specimens were divided into two parts; one of them for the histopathological study and the other was frozen for the immunohistochemical analysis. The results showed that the biomembrane is very easy, practical and cheap leg ulcer topical treatment. Additionally, the NLB induces to a clinical and hystopathological differentiation of the cicatrization tissue with increased detection of growth factors as VEGF (vascular endothelial growth factor) and TGF-1(transforming growth factor1), associated to a reduction of iNOS (induced oxide nitric sintase) expression when compared to the control treatment. The global analyze of the data suggest that the biomembrane of natural latex led to cicatricial tissue organization and a higher production of cellular growth factors. So, this treatment can characterize as a good therapeutic option for leg ulcers due the facility of the application, low costs and high potentiality to induce of the cicatrization.

Defeitos ósseos assumem importância na crescente prevalência de condições crônicas de saúde, agravando-se conforme o envelhecimento da população. O tratamento convencional baseia-se no transplante autólogo e abordagens extremamente invasivas. Uma proposta promissora é a obtenção de tecidos saudáveis em laboratórios utilizando suportes tridimensionais porosos (scaffolds) que atuarão como arcabouço para o crescimento e diferenciação de células tronco mesenquimais (CTMs) podendo ser otimizados para proporcionar adequada vascularização, uma importante característica na regeneração óssea. CTMs apresentam potencial de diferenciação, imunoregulação e angiogênese. O pico proteico F1 do soro do látex da seringueira Hevea brasiliensis apresenta importante atividade angiogênica e cicatrizante. O objetivo deste trabalho foi investigar a influência de scaffolds de policaprolactona (PCL) colonizados com CTMs na osteogênese experimental in vitro e in vivo (xenotransplante), a segurança e a influência do pico F1 do látex em cultura de CTMs aplicadas no scaffold de PCL e PCL reforçado com diferentes concentrações de grafeno (PCL/grafeno) na proliferação e diferenciação osteogênica. Para isso, as CTMs foram isoladas do tecido adiposo humano (ADSCs), caracterizadas por imunofenotipagem e diferenciação in vitro. Scaffolds de PCL, produzidos por técnica de manufatura aditiva, foram avaliados quanto ao potencial de adesão/viabilidade celular (ensaio MTT), diferenciação osteogênica (vermelho de alizarina) e potencial in vivo de osteointegração e osteoindução em defeito crítico de calvária avaliados por histologia e imunoistoquímica. O pico F1 do látex, em diferentes concentrações, foi avaliado em cultura de ADSCs e fibroblastos 3T3 quanto a citotoxicidade (MTT), potencial proliferativo (timidina-tritiada), migratório (scratch assay) e indução osteogênica (fosfatase alcalina). Scaffolds de PCL foram reforçados com grafeno (PCL/grafeno), revestidos com pico F1 (adsorção), avaliados quanto a viabilidade/proliferação celular (Alamar blue) e diferenciação osteogênica (fosfatase alcalina e vermelho de alizarina). A imunofenotipagem das ADSCs demonstrou baixa percentagem para marcadores negativos, alta para os positivos e diferenciação in vitro, comprovando o sucesso do isolamento e manutenção das ADSCs. O scaffold de PCL apresentou não-toxicidade e diferenciação osteogênica induzida pelo meio de cultura. Scaffolds de PCL, pré-colonizado e não colonizado com ADSCs, foram implantados em defeito crítico de calvária de ratos. O grupo que recebeu scaffolds com ADSCs humanas proporcionou melhor formação óssea no animal, com participação direta e indireta das ADSCs neste processo. Nos ensaios in vitro com o pico F1 (cultura 2D), observou-se estímulo proliferativo para as concentrações de 0.00001% e 0.0001%, além de maior percentagem de migração celular para as concentrações de 0.001%, 0.0001% e 0.00001%, diferentes do controle. Os scaffolds de PCL/grafeno demonstraram estimulo proliferativo quando colonizados por ADSCs e este estímulo foi ainda maior em scaffolds revestidos com F1, principalmente na concentração de 0.75% de grafeno. Embora o pico F1 não tenha potencializado a diferenciação osteogênico em cultura 2D, este estímulo foi observado em scaffolds revestidos com F1 com superior atividade da fosfatase alcalina. Este trabalho demonstrou sucesso no emprego de ADSCs humanas e scaffolds in vitro e in vivo (transplante xenogênico) para regeneração óssea, além de apresentar dois promissores produtos para engenharia tecidual como os scaffolds com reforço de grafeno em baixas concentrações e o pico proteico F1 na proliferação e diferenciação celular. / The increment of life expectancy and frequency of chronic diseases in the population has led to an increasing incidence of chronic bone defects. Conventional treatment is based on autologous transplantation, which depends on extremely invasive approaches. A promising proposal is to obtain healthy tissues in laboratories using porous three-dimensional matriz (scaffolds), which enable cellular growth and differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs). Scaffolds can be optimized to provide adequate vascularization, a critical event to bone regeneration. MSCs have potential for differentiation, immunoregulation and angiogenesis. F1 natural latex protein from Hevea brasiliensis rubber tree presents important angiogenic and healing activity. The objective of this work was to investigate the influence of pre-colonized polycaprolactone (PCL) scaffolds on experimental in vitro and in vivo osteogenesis (xenotransplantation) and also the safety and influence of F1 protein on MSCs seeded on PCL and PCL reinforced with different concentrations of graphene scaffolds (PCL/graphene) in cell proliferation and osteogenic differentiation. MSCs were isolated from human adipose tissue (ADSCs), characterized by positive and negative markers and also in vitro differentiation. PCL Scaffolds, produced by an additive manufacturing technique, were evaluated for cell adhesion/viability potential (MTT assay), osteogenic differentiation (alizarin red) and in vivo xenogenic grafting potential for osteointegration and osteoinduction evaluated by histology and immunohistochemistry. F1 latex protein, prepared in different concentrations, was evaluated in contact with ADSCs and 3T3 fibroblasts culture in vitro regarding to cytotoxicity (MTT), proliferative potential (tritiated thymidine), migratory (scratch assay) and osteogenic induction (alkaline phosphatase). PCL scaffolds were reinforced with graphene (PCL/graphene scaffolds), coated with F1 protein (adsorption) and evaluated for cell viability/proliferation assay (Alamar blue) and osteogenic differentiation (alkaline phosphatase and alizarin red). ADSCs showed low percentage for negative markers, high percentage for positive markers and differentiation properties in vitro, providing enough information on the successful isolation and maintenance of human ADSCs. PCL scaffolds showed non-toxicity activity and osteogenic differentiation induced by culture medium. PCL scaffolds, pre-colonized and non-colonized with ADSCs, were implanted in a critical calvarial defect in rats. The group of rats which received scaffolds with ADSCs to treat the bone defect had improved bone formation with direct and indirect participation of ADSCs to the bone repair process. To in vitro assays with F1 (2D culture model), proliferative stimulus was observed to F1 0.00001% and 0.0001% samples, in addition to a higher percentage of cell migration to 0.001% and 0.0001%, different from control. PCL/graphene scaffolds demonstrated proliferative stimulation when colonized by ADSCs and this stimulus was even higher to F1 coated PCL/graphene scaffolds, mainly to 0.75% graphene. Although F1 have not enhanced osteogenic differentiation on 2D cell culture model, the stimulus was observed to F1 coated scaffolds with higher alkaline phosphatase activity. This work demonstrated success in the use of ADSCs and scaffolds for bone regeneration and presented two promising products to be applied in tissue engineering field, such as, scaffolds with graphene reinforcement at low concentration and F1 latex protein to improve cell proliferation and differentiation.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-09-09T17:41:52Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lais Nogueira Magno - 2013.pdf: 3509435 bytes, checksum: a8540b89e1bed1cd2c787dc11faa9570 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-12T14:16:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lais Nogueira Magno - 2013.pdf: 3509435 bytes, checksum: a8540b89e1bed1cd2c787dc11faa9570 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-12T14:16:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lais Nogueira Magno - 2013.pdf: 3509435 bytes, checksum: a8540b89e1bed1cd2c787dc11faa9570 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2013-10-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the last years the seringueira latex has been received great attention from scientific community, particularly for its biomedical application, which can promote tissue regeneration, drug delivery, and others. However, based on some reports concerning allergic reaction, there has been increasing attention to search similar biomaterials with lower allergenic potential. Therefore, the present work, evaluated the potential of manganeira latex aiming a biomedical and technological applications. Biomembranes were prepared in a controlled manner, and were evaluated for their physical-chemistry characterization (FTIR, CHN, and TG) and its potential as a host matrix for photoluminescent compounds. Furthermore, bioassays were carried out of cell viability and genotoxicity. The results show that mangabeira biomembranes ares structurally similar to seringueira's and also show potential for use in biomedical and technological areas. / Nos últimos anos o látex de seringueira tem recebido grande atenção da comunidade científica, particularmente por suas aplicações biomédicas, as quais podem promover regeneração de tecidos, liberação de fármacos, dentre outros. Entretanto, baseado em alguns relatos sobre reações alérgicas, tem-se despertado interesse pela busca de biomateriais similares com menor potencial alergênico. Desta forma, no presente trabalho, foram avaliadas as potencialidades do látex de mangabeira visando aplicações tanto biomédicas quanto tecnológicas. Foram elaboradas biomembranas de forma controlada, e avaliados sua caracterização físico-química (FTIR, CHN e TG) e seu potencial como matriz hospedeira para compostos fotoluminescente. Além disso, foram realizados ensaios biológicos de viabilidade celular e genotoxicidade. Os resultados mostram que biomembranas de mangabeira são estruturalmente similares às de seringueira e com potencial para uso em áreas biomédicas e tecnológicas

Orientador : Roberto de Alencar Lotufo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T21:28:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_RubensCampos_M.pdf: 1182112 bytes, checksum: 42c9e5c67b6513e518d22bb44c433780 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Abstract Fouling in papermaking causes major economic drawbacks due to downtime of process and paper quality defects. The surface fouling is a complex phenomenon in a paper making process, which is affected by several interconnected factors such as process environment changes from wet to dry with increasing temperature along with the variety of sticky materials present in paper raw materials. These impurities, such as waxes, coating binders, hot melts and pressure-sensitive adhesives have a tendency to attach to the surfaces of machinery during paper production and cause surface fouling. The focus of this thesis was on the mechanisms of sticking and surface fouling on a paper machine surfaces caused by problematic sticky organic materials. The sticking potential of six styrene–butadiene latices varying in carboxylation degree, crosslinking density and viscoelasticity and one polyacrylate pressure sensitive adhesive were studied using a cylindrical probe tack method under dry and aqueous conditions. Sticking potential was measured using low and high energy surfaces as an adherent. Also a new practical method for the on-site evaluation of nonstick properties of cylinder coating materials was developed. This method enables monitoring the condition of the coating during its life cycle and also provides the opportunity to compare the performance of different drying cylinder coating materials. The research performed clearly showed that low viscoelastic modulus of latex increases sticking tendency. The results also showed that presence of water can either increase or decrease adhesion depending on the moisture content ant the physic-chemical properties of sticky materials. A low surface energy coating strongly decreases sticking compared to a high energy surface and have a lower susceptibility to fouling in the dry environment. In aqueous conditions, the use of high-energy surfaces decreases adhesion of latices due to their strong interaction with water. Also, the results indicated that carboxylation decreases sticking potential of latex in both dry and aqueous environments. / Tiivistelmä Paperikoneiden likaantuminen aiheuttaa suuria tuotannollisia menetyksiä johtuen tuotantoprosessin katkoksista ja paperin laadun ongelmista. Paperikoneen pintojen likaantuminen on monimutkainen prosessi, johon vaikuttavat monet toisistaan riippuvat tekijät ja siten likaantumisilmiötä on vaikea hallita. Paperin raaka-aineet voivat sisältää epäpuhtauksia, kuten vahoja, kuumasulate- ja tarraliimoja, jotka tarttuvat paperikoneen pintoihin aiheuttaen niiden likaantumista. Lisäksi paperin prosessiympäristö muuttuu märästä kuivaan valmistusprosessin edetessä ja lämpötilan kasvaa samanaikaisesti. Tässä väitöskirjassa on kuvattu paperikoneen pintojen likaantumisen mekanismeja ja erityisesti orgaanisten lika-aineiden tarttumista. Tutkimuksessa selvitettiin probe tack -menetelmää käyttäen kuuden erilaisen styreeni-butadieenilateksin ja polyakrylaattitarraliiman tarttuvuutta matalan ja korkean pintaenergian pinnoilla sekä kuivissa että märissä olosuhteissa. Työhön oli valittu latekseja, joiden karboksylointiaste, ristisilloitustiheys ja viskoelastiset ominaisuuden olivat erilaisia. Lisäksi väitöskirjatyössä kehitettiin paikan päällä suoritettava mittausmenetelmä paperikoneen kuivaussylinterien pinnoitteen puhtaana pysyvyyden määrittämiseksi. Tällä menetelmällä voidaan mitata pinnoitteiden kuntoa niiden elinkaaren aikana ja myös vertailla erilaisia pinnoitteita keskenään. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että styreeni-butadieenilateksien matala kimmokerroin lisää niiden tarttumista paperikoneen pinnoille. Veden läsnäolo voi joko lisätä tai vähentää tarttumista riippuen veden määrästä ja lika-aineiden fysiokemiallisista ominaisuuksista. Myös paperikoneen pinnoitteen pintaenergia vaikuttaa tarttuvuuteen. Paperikoneen pinnoitteiden pieni pinta-energia vähentää tarttumista kuivissa olosuhteissa, kun taas korkean pintaenergian pinnoitteet vähentävät lateksien tarttuvuutta vesiolosuhteissa. Lisäksi lateksien karboksylointi vähentää niiden tarttumista sekä kuivissa että märissä olosuhteissa.

The Waste (England and Wales) Regulations encourage business to recycle their waste, as an alternative to landfill. This study has evaluated a number of processing techniques with respect to a difficult to recycle, technical textile, in order to develop recycling opportunities. Resorcinol formaldehyde latex (RFL) coated nylon 66 is a high performance fabric used as an interface to reinforce rubber products such as timing belts. The characteristics of the RFL coated woven fabric, assessed in comparison to equivalent uncoated fabrics, showed increased stiffness and decreased tear resistance. This was followed by the evaluation of three reduction processes:1) The Laroche Cadette shredder;2) The Hollander beater;3) The Intimus disintegrator. The fibre length, coating integrity and degradation properties were assessed for each of the reduction techniques. The longest fibres were produced by the Laroche Cadette shredder, this method proved most suitable for textile processing. The coating was unaffected and little degradation occurred. The Hollander beater produced mid-length fibres; however, fibres as short as 2mm could also be achieved. The material did not degrade, as water used within the process reduced heat build up, the coating remained adhered to the fibre. The Intimus Disintegrator produced the smallest fibre length and produced the greatest processing problem due to heat build up and degradation. Particles in addition to fibres were formed but were not crystalline in nature, and were difficult to process further. Processing using paper, textile, plastic and rubber technology were trialled with varying success. The recommended recycling route was found to be through reduction using the Hollander beater followed by incorporation of the waste as filler in rubber composites. RFL coated fibres gave additional strength to the rubber at high filler contents of 37.5% in comparison to uncoated waste filler also trialled. This was due to the surface chemistry of the RFL coated nylon fibre. The RFL coated nylon 66 filler also enabled the composites to exceed tear specifications required for hardwearing footwear. Fibres were effectively separated by length using forward flow and reverse flow hydrocyclones, separating 10mm and 3mm length fibres, which would prove useful for obtaining optimum particle size for reinforcement during the reduction process. Alternate processed trialled enabled the RFL fibres to be formed into a paper sheet using 50% cellulose pulp but textile processes proved unsuccessful. Moulded pieces formed though compression moulding were able to be produced from coated and uncoated fabric pieces, however many voids were present, limiting the usability.