Diferentes floculantes ecológicos têm sido estudados na literatura para o tratamento de água. Entre tais substâncias, a quitosana e os taninos têm sido utilizados, regularmente, em diversos trabalhos relacionados ao tratamento de água. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de microesferas de quitosana comercial (QTSc) e tanino extraído da casca de Eucalyptus urograndis (TAN), para a utilização piloto no tratamento de água bruta com baixa turbidez (100-110 NTU). Primeiramente, avaliou-se o grau de desacetilação da quitosana comercial (QTSc) e da quitosana na microesfera (QTSm) para a avaliação da porcentagem de grupamentos aminas livres ou desacetiladas. Em seguida, a quitosana desacetilada foi utilizada como matriz na preparação de microesferas empregando duas concentrações de TAN (5,0 e 7,5 % v/v). O material preparado foi caracterizado por FTIR, DRX, MEV e TGA. Os espectros de FTIR apresentaram aumento da intensidade dos picos à medida que havia aumento de concentração de TAN nas microesferas formadas. Os espectros de DRX apresentaram um material amorfo. As micrografias por MEV mostraram que a interação da QTS com o TAN modifica as características superficiais da microesfera provocando mudanças na superfície. As análises de DTA/TGA mostraram que as microesferas preparadas com 0 e 5% apresentaram três estágios de degradação térmica e dois estágios para QTS/TAN 7,5% mostrando que o material com QTS/TAN 7,5% apresenta resistência térmica diferenciada quando comparado ao QTS/TAN 0 e 5%. As microesferas foram avaliadas em ensaios de coagulação/floculação por Jar test no tratamento de água bruta utilizando planejamento fatorial experimental (23) no qual fatores utilizados os paramentos de massa de coagulante de 10 mg e 25 mg, pH=7,0 e pH=8,0 e tempo de decantação de 15 min e 30 min. Os fatores foram avaliados quanto a porcentagem de remoção de turbidez e cor. Os resultados mostraram-se satisfatórios quanto a remoção de turbidez, com mínimo de 51,52 % e máximo de 76,67 % e remoção de cor com mínimo de 42,86 % e máximo de 66,00 %. Os melhores resultados de % remoção foram obtidos quando foram utilizadas as microesferas de QTS/TAN 5% em pH = 8,0 com tempo de decantação de 30 min e massa de coagulante de 25 mg. Os resultados permitiram avaliar as microesferas de QTS/TAN como materiais promissores no tratamento de água. / Different ecological flocculants have been studied in the literature for treatment of water and wastewater. Among such substances, chitosan and tannins have been used regularly in several works related to water treatment. In this context, the aim of this study was to obtain commercial chitosan microspheres (QTSc) and tannin extracted from barks of Eucalyptus urograndis (TAN) for pilot utilization in the treatment of raw water with low turbidity (100-110 NTU). At first degree of deacetylation of both, commercial chitosan (QTSc) and the chitosan microsphere (QTSm) was verified for assessment of degree of deacetylation of amines. Microspheres were prepared at different concentrations of TAN ranging from 0 - 7.5% v/v and then characterized by FTIR, XRD, SEM and DTA/TGA. FTIR showed an increase of peak intensity as increased the concentration of the TAN microspheres formed. XRD presented an amorphous material. SEM micrographs allowed verifying the interaction of chitosan and tannin in the modification of the surface. Analyses of DTA/TGA showed that chitosan microspheres CTS/TAN 0% and 5% exhibited three stages of thermal degradation and two stages were observed for 7.5% CTS/TAN, allowed to conclude that CTS/TAN 7.5% has lower heat resistance compared to CTS/TAN 0 and 5%. The microspheres were evaluated in terms of coagulation/ flocculation assays by Jar test using an experimental factorial design (23). The coagulant mass of 10 mg and 25 mg, pH = 7.0 and pH = 8.0 and settling time of 15 min and 30 min were used as main factors. The factors were assessed for percentage removal of turbidity and color, which gave satisfactory results in the removal of turbidity with a minimum at 51.52% and a maximum at 76.67% and color removal with a minimum at 42.86% and maximum at 66.00%. The best results of were obtained using microspheres CTS/TAN 5% at pH 8.0 and settling time of 30 min and 25 mg of coagulant. Microspheres of CTS/TAN are promising in the treatment of water, but additional studies are necessary for searching the better conditions/results for water treatment.

O poli(ε-caprolactona) (PCL) é um polímero biocompatível e biodegradável, aprovado pelo Food and Drug Administration (FDA) para ser usado como biomaterial. Diversos estudos utilizando sua forma linear ou ramificada têm demonstrado resultados promissores para seu uso no desenvolvimento de dispositivos médicos e em aplicações na área farmacêutica. O objetivo deste trabalho foi utilizar o PCL com estrutura estrelada (PCLE) para obter microesferas biorreabsorvíveis. Primeiramente realizou-se a avaliação das propriedades físico-químicas do PCLE por meio da cromatografia de permeação em gel (GPC), ressonância magnética de prótons (1H-RMN) e carbono (13C-RMN), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e espectrometria por infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). A avaliação toxicológica do PCLE foi obtida por meio do ensaio de citotoxicidade utilizando células CHO-K1 e o corante vital 5-(3-carboximethoxifenil)-2-(4,5-dimetiltiazolil)-3-(4-sulfofenil) tetrazolium e do acoplador de elétrons fenazine metilssulfato (MTS/PMS). O ensaio de biodegradação foi conduzido em pH 7,4 na presença de lipase a 37 ºC. Após essas análises o PCLE foi utilizado para preparação de esferas por meio de emulsão complexa A/O/A. O PCLE foi caracterizado como um polímero de baixa massa molar, com dispersão de tamanho unimodal e cerca de 68,8 % de suas moléculas apresentaram estrutura estrelada com três braços. Em relação às propriedades térmicas o PCLE apresentou temperatura de fusão de 57,3 ºC e temperatura de transição vítrea de -54,3 ºC. A avaliação da citotoxicidade mostrou que o extrato de PCLE é compatível com o metabolismo celular. As microesferas obtidas a partir do PCLE, por emulsão A/O/A apresentaram polidispersão de tamanho. / The poly(ε-caprolactone) (PCL) is a biocompatible and biodegradable polymer which has been approved by Food and Drug Administration (FDA). Many studies that are using its linear or branched form have showed promising results for medical devices and controlled drug delivery applications. The aim of this research was the use of star-shaped PCL (PCLE) to prepare bioreabsorbable microspheres. At first, the physical-chemical properties were characterized by Gel Permeation Chromatography (GPC), Protons Resonance Magnetic Nuclear (1H-RMN), Carbon Resonance Magnetic Nuclear (13C-RMN), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FT-IR). The toxicological property was investigated by colorimetric assay using CHO-K1 cells and the vital dye (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium) (MTS) and the electron acceptor phenazine methosulfate (PMS). The biodegradation behavior was evaluated in the presence of lipase at 37 ºC and pH 7.4. The microspheres were prepared by complex emulsion W/O/W. The PCLE was characterized as low molecular weight polymer with monomodal distribution and about 68,8 % of the molecules were three-arm branched. The melting and glass transition temperatures were 57.3 ºC and -54.3 ºC, respectively. The cytotoxicity evaluation showed that PCLE extract was cell compatible. The obtained microspheres showed diameter polydispersity.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação, foram estudadas a preparação e a caracterização debionanocompósitos à base de gelatina e magnetita. Sacarose foi empregada comoagente de reticulação e gelatina tipo A e gelatina tipo B foram comparadas nautilização para a preparação das microesferas por meio de emulsão água-em-óleo.As microesferas foram caracterizadas por VSM, DSC, TGA, FTIR, testes deinchamento, espectroscopia de absorção atômica, microscopia ótica e microscopiaeletrônica de varredura. Um planejamento de experimentos variando-se aconcentração de gelatina e de sacarose, a temperatura e a velocidade de agitaçãofoi realizado a fim de encontrar quais parâmetros influenciam o diâmetro dasmicroesferas. A concentração de gelatina e velocidade de agitação foram osparâmetros diretamente associados com os tamanhos de partículas. A distribuiçãode tamanho das partículas revelou que o diâmetro das microesferas variou de 5 a 60micrômetros, com predominância na faixa de 11 a 30 micrômetros. A extensão dareticulação foi aumentada com o aumento do tempo de aquecimento na etapa depreparação das microesferas. Todos os bionanocompósitos apresentaramsuperparamagnetismo. Os resultados mostraram que não há diferença significativa entre a utilização de gelatina do tipo A e gelatina do tipo B. Além disso, o estudo de reticulação degelatina revelou que, ao contrário do que diz a literatura, a sacarose não é umagente de reticulação para as cadeias proteicas, pois não foram encontradasevidências de uma reação química entre a sacarose e gelatina / The preparation and characterization of microbeads based on gelatin and magnetite are reported. Sucrose was employed as crosslinking agent and type A gelatin and type B gelatin were compared for preparation of microspheres by water-in-oil emulsion. The microbeads were characterized by VSM, DSC, FTIR, swelling ratio, atomic absorption spectroscopy and optical and scanning electronic microscopy. The influence of gelatin and sucrose concentration, temperature and stirring speed on the microbeads characteristics was studied. The gelatin concentration and stirring speed were the parameters directly associated with the particle sizes. The particle size distribution revealed that the diameter of the microspheres ranged from 5 to 60 micrometers, with predominance in the range from 11 to 30 micrometers. The extent of cross linking increased as a function of preparation heating time periods. The microbeads presented superparamagnetism. The results show that have no significant difference between the utilization of type A gelatin and type B gelatin. In addition, the gelatin crosslinking study revealed that sucrose is not a crosslinking agent because there was no evidence of chemical reaction between sucrose and gelatin

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As nanopartículas de ferritas de manganês (MnFe2O4) tem sido de grande interesse por causa de suas notáveis propriedades magnéticas doces (baixa coercividade e moderada magnetização de saturação) acompanhada com boa estabilidade química e dureza mecânica. A formação de materiais híbridos/compósito estabiliza as nanopartículas magnéticas (NPMs) e gera funcionalidades aos materiais. Entretanto, não foi encontrada na literatura uma discussão sobre a síntese e as propriedades de polímeros polares reticulados à base de ácido metacrílico contendo ferritas de manganês na matriz polimérica. Assim, o objetivo desta Dissertação foi produzir partículas esféricas poliméricas reticuladas, com boas propriedades magnéticas, à base de ácido metacrílico, estireno, divinilbenzeno e ferritas de manganês. Neste trabalho, foram sintetizados compósitos de ferrita de manganês (MnFe2O4) dispersa em copolímeros de poli(ácido-metacrílico-co-estireno-co-divinilbenzeno), via polimerização em suspensão e em semi-suspensão. Foram variados os teores de ferrita (1% e 5%) e a concentração do agente de suspensão (0,2% e 5%). Além disso, foram testadas sínteses contendo a fase orgânica pré-polimerizada, e também a mistura da ferrita na fase orgânica (FO), antes da etapa da polimerização em suspensão. Os copolímeros foram analisados quanto as suas morfologias - microscopia óptica; propriedades magnéticas e distribuição das ferritas na matriz polimérica - VSM, SEM e EDS-X; propriedades térmicas TGA; concentração de metais presentes na matriz polimérica absorção atômica. As ferritas foram avaliadas quanto à cristalografia XRD. A matriz polimérica foi avaliada pela técnica de FTIR. As amostras que foram pré-polimerizadas e as que além de pré-polimerizadas foram misturadas as ferritas de manganês na FO, apresentaram as melhores propriedades magnéticas e uma incorporação maior da ferrita na matriz polimérica. Essas rotas sintéticas fizeram com que os copolímeros não apresentassem aglomeração, e também minimizou a presença de ferritas na superfície das microesferas. Em geral, todos os copolímeros obtidos apresentaram as características de materiais magneticamente doces além do superparamagnetismo. Foi constatado que o aumento da concentração do PVA e a diminuição da concentração da ferrita fazem com que os diâmetros das microesferas decresçam. Os resultados de TGA e DTG mostraram que ao misturar as ferritas na FO, a concentração de material magnético na matriz polimérica aumenta cerca de 10%. Entretanto, somente a amostra PM2550, pré-polimerizada e com as ferritas misturadas na FO (5% de ferrita e 0,2% de PVA), apresentou potencial aplicação. Isso porque as ferritas não ficaram expostas na superfície das microesferas, ou seja, o material magnético fica protegido de qualquer ação externa / Manganese ferrite (MnFe2O4) nanoparticles have been of great interest for their remarkable soft-magnetic properties (low coercivity, moderate saturation magnetization) and also for their good chemical stability and mechanical hardness. The formation of ferrite/polymer hybrid/composite materials not only stabilized the magnetic nanoparticles (NMPs), but also gives the materials new properties. However, it was not found in the literature neither the synthesis nor the properties of manganese ferrites in polar crosslinked polymers based on methacrylic acid. The aim of this Dissertation is to produce spherical particles of crosslinked polymers with good magnetic properties based on methacrylic acid, styrene, divinylbenzene and manganese ferrites. In this work, it was synthesized compounds of manganese ferrites (MnFe2O4) scattered at copolymers of poly(methacrylic-acid-co-styrene-co-divinylbenzene) by suspension polymerization and semi-suspension polymerization. The following parameters were evaluated: contents of ferrites (1% and 5%) and concentration of suspension agent (0,2% and 5%). Moreover, it was evaluated synthesis containing organic phases (FO) pre-polymerized and mixture of the ferrite to the organic phase, previous to the stage of suspension polymerization. The copolymers were analyzed as the morphology optical microscopy; magnetic properties and distribution of ferrites at polymeric matrix VSM, SEM e EDS-X; thermal properties TGA; concentration of ferrites at polymeric matrix atomic absorption. Ferrites were evaluated as the crystallography XRD. The pre-polymerized samples and those which the ferrites were mixed at the organic phase, showed better magnetic properties and higher ferrite incorporation at polymeric matrix. No agglomeration was found in the copolymers synthesized by these routes and also the ferrite presence was minimized on the microsphere surface. All copolymers presented soft-magnetic properties as well as superparamagnetism. It was observed that raising the suspension agent concentration and reducing ferrite concentration resulted in the decrease of the microspheres diameters. TGA and DTG results showed that mixing ferrites at the organic phase rises the concentration of magnetic materials about 10%. However, only PM2550 sample, pre-polymerized and with ferrites mixed with the organic phase (5% ferrite and 0,2% PVA), presented potential application as know ferrites presence was not detected on microspheres surface, hence, magnetic materials will be protected by any external action

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação, foram estudadas a preparação e a caracterização debionanocompósitos à base de gelatina e magnetita. Sacarose foi empregada comoagente de reticulação e gelatina tipo A e gelatina tipo B foram comparadas nautilização para a preparação das microesferas por meio de emulsão água-em-óleo.As microesferas foram caracterizadas por VSM, DSC, TGA, FTIR, testes deinchamento, espectroscopia de absorção atômica, microscopia ótica e microscopiaeletrônica de varredura. Um planejamento de experimentos variando-se aconcentração de gelatina e de sacarose, a temperatura e a velocidade de agitaçãofoi realizado a fim de encontrar quais parâmetros influenciam o diâmetro dasmicroesferas. A concentração de gelatina e velocidade de agitação foram osparâmetros diretamente associados com os tamanhos de partículas. A distribuiçãode tamanho das partículas revelou que o diâmetro das microesferas variou de 5 a 60micrômetros, com predominância na faixa de 11 a 30 micrômetros. A extensão dareticulação foi aumentada com o aumento do tempo de aquecimento na etapa depreparação das microesferas. Todos os bionanocompósitos apresentaramsuperparamagnetismo. Os resultados mostraram que não há diferença significativa entre a utilização de gelatina do tipo A e gelatina do tipo B. Além disso, o estudo de reticulação degelatina revelou que, ao contrário do que diz a literatura, a sacarose não é umagente de reticulação para as cadeias proteicas, pois não foram encontradasevidências de uma reação química entre a sacarose e gelatina / The preparation and characterization of microbeads based on gelatin and magnetite are reported. Sucrose was employed as crosslinking agent and type A gelatin and type B gelatin were compared for preparation of microspheres by water-in-oil emulsion. The microbeads were characterized by VSM, DSC, FTIR, swelling ratio, atomic absorption spectroscopy and optical and scanning electronic microscopy. The influence of gelatin and sucrose concentration, temperature and stirring speed on the microbeads characteristics was studied. The gelatin concentration and stirring speed were the parameters directly associated with the particle sizes. The particle size distribution revealed that the diameter of the microspheres ranged from 5 to 60 micrometers, with predominance in the range from 11 to 30 micrometers. The extent of cross linking increased as a function of preparation heating time periods. The microbeads presented superparamagnetism. The results show that have no significant difference between the utilization of type A gelatin and type B gelatin. In addition, the gelatin crosslinking study revealed that sucrose is not a crosslinking agent because there was no evidence of chemical reaction between sucrose and gelatin

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As nanopartículas de ferritas de manganês (MnFe2O4) tem sido de grande interesse por causa de suas notáveis propriedades magnéticas doces (baixa coercividade e moderada magnetização de saturação) acompanhada com boa estabilidade química e dureza mecânica. A formação de materiais híbridos/compósito estabiliza as nanopartículas magnéticas (NPMs) e gera funcionalidades aos materiais. Entretanto, não foi encontrada na literatura uma discussão sobre a síntese e as propriedades de polímeros polares reticulados à base de ácido metacrílico contendo ferritas de manganês na matriz polimérica. Assim, o objetivo desta Dissertação foi produzir partículas esféricas poliméricas reticuladas, com boas propriedades magnéticas, à base de ácido metacrílico, estireno, divinilbenzeno e ferritas de manganês. Neste trabalho, foram sintetizados compósitos de ferrita de manganês (MnFe2O4) dispersa em copolímeros de poli(ácido-metacrílico-co-estireno-co-divinilbenzeno), via polimerização em suspensão e em semi-suspensão. Foram variados os teores de ferrita (1% e 5%) e a concentração do agente de suspensão (0,2% e 5%). Além disso, foram testadas sínteses contendo a fase orgânica pré-polimerizada, e também a mistura da ferrita na fase orgânica (FO), antes da etapa da polimerização em suspensão. Os copolímeros foram analisados quanto as suas morfologias - microscopia óptica; propriedades magnéticas e distribuição das ferritas na matriz polimérica - VSM, SEM e EDS-X; propriedades térmicas TGA; concentração de metais presentes na matriz polimérica absorção atômica. As ferritas foram avaliadas quanto à cristalografia XRD. A matriz polimérica foi avaliada pela técnica de FTIR. As amostras que foram pré-polimerizadas e as que além de pré-polimerizadas foram misturadas as ferritas de manganês na FO, apresentaram as melhores propriedades magnéticas e uma incorporação maior da ferrita na matriz polimérica. Essas rotas sintéticas fizeram com que os copolímeros não apresentassem aglomeração, e também minimizou a presença de ferritas na superfície das microesferas. Em geral, todos os copolímeros obtidos apresentaram as características de materiais magneticamente doces além do superparamagnetismo. Foi constatado que o aumento da concentração do PVA e a diminuição da concentração da ferrita fazem com que os diâmetros das microesferas decresçam. Os resultados de TGA e DTG mostraram que ao misturar as ferritas na FO, a concentração de material magnético na matriz polimérica aumenta cerca de 10%. Entretanto, somente a amostra PM2550, pré-polimerizada e com as ferritas misturadas na FO (5% de ferrita e 0,2% de PVA), apresentou potencial aplicação. Isso porque as ferritas não ficaram expostas na superfície das microesferas, ou seja, o material magnético fica protegido de qualquer ação externa / Manganese ferrite (MnFe2O4) nanoparticles have been of great interest for their remarkable soft-magnetic properties (low coercivity, moderate saturation magnetization) and also for their good chemical stability and mechanical hardness. The formation of ferrite/polymer hybrid/composite materials not only stabilized the magnetic nanoparticles (NMPs), but also gives the materials new properties. However, it was not found in the literature neither the synthesis nor the properties of manganese ferrites in polar crosslinked polymers based on methacrylic acid. The aim of this Dissertation is to produce spherical particles of crosslinked polymers with good magnetic properties based on methacrylic acid, styrene, divinylbenzene and manganese ferrites. In this work, it was synthesized compounds of manganese ferrites (MnFe2O4) scattered at copolymers of poly(methacrylic-acid-co-styrene-co-divinylbenzene) by suspension polymerization and semi-suspension polymerization. The following parameters were evaluated: contents of ferrites (1% and 5%) and concentration of suspension agent (0,2% and 5%). Moreover, it was evaluated synthesis containing organic phases (FO) pre-polymerized and mixture of the ferrite to the organic phase, previous to the stage of suspension polymerization. The copolymers were analyzed as the morphology optical microscopy; magnetic properties and distribution of ferrites at polymeric matrix VSM, SEM e EDS-X; thermal properties TGA; concentration of ferrites at polymeric matrix atomic absorption. Ferrites were evaluated as the crystallography XRD. The pre-polymerized samples and those which the ferrites were mixed at the organic phase, showed better magnetic properties and higher ferrite incorporation at polymeric matrix. No agglomeration was found in the copolymers synthesized by these routes and also the ferrite presence was minimized on the microsphere surface. All copolymers presented soft-magnetic properties as well as superparamagnetism. It was observed that raising the suspension agent concentration and reducing ferrite concentration resulted in the decrease of the microspheres diameters. TGA and DTG results showed that mixing ferrites at the organic phase rises the concentration of magnetic materials about 10%. However, only PM2550 sample, pre-polymerized and with ferrites mixed with the organic phase (5% ferrite and 0,2% PVA), presented potential application as know ferrites presence was not detected on microspheres surface, hence, magnetic materials will be protected by any external action

Neste trabalho foi feito um estudo sobre a preparação e caracterização de microesferas poliméricas à base de poli(ácido metacrílico-co-divinilbenzeno) por polimerização por precipitação. As partículas foram sintetizadas e analisadas em diferentes condições de reação. Partículas esféricas políméricas foram sintetizadas na faixa de 1,66 - 8,41 m, assim como partículas no estado de microgel. As partículas foram caracterizadas pelas técnicas de espalhamento de luz dinâmica (DLS), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), adsorção de nitrogênio pelos métodos BET (Brunauer, Emmett e Teller) e BJH (Barret, Joyner e Halenda), microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, e testes de razão de inchamento. A análise das partículas foi feita para verificar a influência da mudança na composição de comonômeros, grau de reticulação, relação de monômeros totais/diluentes em massa/volume (g/100 mL), e quanto à relação volumétrica de diluentes. Verificou-se que houve um aumento no tamanho das partículas e da resistência térmica com a diminuição da fração molar de MAA (ácido metacrílico). Na preparação de partículas com fração molar de 50% de MAA, e relação volumétrica acetonitrila/tolueno de 75/25, quanto maior a relação de monômeros totais/diluentes (g/100 mL), maior o tamanho e o rendimento das partículas. Com a mudança da relação volumétrica de diluentes, houve mudança nas características de porosidade, tamanho das partículas, e grau de inchamento das partículas, sendo que na relação volumétrica acetonitrila/tolueno de 50/50, houve formação de microgel / The preparation and characterization of polymeric microspheres based on poly(methacrylic acid-co-divinylbenzene) by precipitation polymerization was reported. The particles were synthesized and analyzed at different reaction conditions. Spherical polymer particles were synthesized in the range from 1,66 to 8,41 m, in addition to microgel particles. The particles were characterized by dynamic light scattering (DLS), thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy (FTIR), nitrogen adsorption methods by BET (Brunauer, Emmett and Teller) and BJH (Barrett, Joyner and Halenda), optical microscopy, scanning electron microscopy, and swelling ratio tests. The particles analysis was made to determine the influence of the change in comonomer composition, degree of crosslinking, ratio of total monomers/diluents by weight / volume (g/100 mL), and the volume ratio of diluents. It was found that there was an increase in particle size and thermal resistance with decreasing molar fraction of MAA (methacrylic acid). In preparing particles with the mole fraction of 50% MAA, and volume ratio acetonitrile/toluene 75/25, the larger the ratio of total monomers/diluents (g/100 mL), the larger the particle size and yield. By changing the volume ratio of diluents, there was a change in the characteristics of porosity, particle size and degree of swelling of the particles, and in the volume ratio acetonitrile / toluene of 50/50, there was microgel formation

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5353.pdf: 2805182 bytes, checksum: dbd89699431c4bbf40d6959bb375df30 (MD5) Previous issue date: 2013-04-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / The increasing interest in the employment of multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) to applications in tissue engineering and cell therapy is mainly attributed to their plasticity and regenerative capacity. The MSCs represent a revolution in the treatment of countless diseases and in the understanding of tissue repair mechanisms. Due to their low availability in the tissues (0.00001% to 0.0002%) as well as to the need of high doses for therapeutic applications (approximately 2 x 106 cells/kg patient), and to the inefficiency of traditional in vitro cultures (in monolayer) to meet the existing high demand to these applications, development of new technologies of ex vivo expansion on a large scale became indispensable. The use of spinner flasks-like bioreactors with microcarriers in suspension is an effective alternative system for this expansion. However, bibliographic report of cultures with this system have indicated the formation of large clusters of microcarriers with cells as a possible obstacle to obtain a greater cellular productivity. These clusters hamper the diffusion of nutrients, gases (especially oxigen), and reagents of indirect cellular quantification within them; and they harm the cell recovery at the end of culture. Alginate microspheres have become interesting to reduce the frequency of collisions between microcarriers, due to the fact that the microspheres do not adhere to cells nor to microcarries and can prevent the union of same. The dextran sulfate has been described in the literature as an inhibitor of cell-to-cell contact as well as of the encounter between microcarriers in culture, therefore, it too has become a promising option to avoid the formation of clusters of microcarriers. Thus, the aim of this work was to develop a methodology for the culture of MSCs in spinner flasks with microcarriers Cultispher-S for application in cell therapy and evaluate the influence of alginate microspheres and dextran sulfate on this culture. For this, the lineage hMSCTERT and 3 g/L Cultispher-S were held in 100 mL spinner containing α-MEM culture medium (supplemented with 15% of bovine fetal serum, glucose and glutamine) at 37ºC, with pH control. The results showed that the addition of dextran sulfate (at 0.5% and 1%) and of 100% of alginate microspheres (in relation to the number of Cultspher-S particles) to the culture caused considerable cell death; and the control (without additives) as well as the addition of 50% of alginate microspheres promoted cell growth. The formation of clusters was observed in cultures; however, it was delayed with the addition of 50% of alginate microspheres. This occurrence allowed a cellular expansion factor of 50.4 times (with dilution factor correction) and of 13.1 times (without correction). The recovered cells after expansion kept their immunophenotypic characteristics. / O crescente interesse na utilização de células mesenquimais estromais multipotentes (CMMs) para aplicações na engenharia de tecidos e na terapia celular é atribuído principalmente à sua plasticidade e capacidade regenerativa. As CMMs representam uma revolução no tratamento de inúmeras doenças e no entendimento dos mecanismos de reparo tecidual. Sua baixa disponibilidade nos tecidos (de 0,00001 à 0,0002%) associada à necessidade de elevadas doses para as aplicações terapêuticas (aproximadamente 2 x 106 células/kg paciente) e à ineficiência dos cultivos tradicionais (em monocamada) in vitro para atender à alta demanda existente para essas aplicações, tornaram indispensável o desenvolvimento de novas tecnologias de expansão ex vivo em larga escala. A utilização de biorreatores tipo frascos spinner com microcarregadores em suspensão é um sistema alternativo eficaz para esta expansão. O relato bibliográfico de cultivos com esse sistema, no entanto, tem indicado a formação de grandes aglomerados de microcarregadores com células como um possível obstáculo na obtenção de maior produtividade celular. Tais aglomerados dificultam a difusão de nutrientes, gases (principalmente o oxigênio) e reagentes de quantificação celular indireta em seu interior; e prejudicam a recuperação das células no final do cultivo. Microesferas de alginato tornaram-se interessantes para diminuir a frequência de colisões entre os microcarregadores, pois não se aderem às células nem aos microcarregadores podendo evitar a união dos mesmos. O sulfato de dextrana foi descrito na literatura tanto como inibidor do contato célula-célula, quanto do encontro entre microcarregadores em cultivo, por isso também passou a ser uma opção promissora para evitar a formação de aglomerados de microcarregadores. Assim, os objetivos deste trabalho foram desenvolver uma metodologia de cultivo de CMMs em frasco spinner com microcarregadores Cultispher-S para aplicação em terapia celular e avaliar a influência de microesferas de alginato e do sulfato de dextrana nesse cultivo. Para isso, a linhagem hMSC-TERT e 3 g/L Cultispher-S foram mantidos em spinner de 100 mL contendo meio de cultura α-MEM (suplementado com 15% de soro fetal bovino, glicose e glutamina), a 37ºC, com controle de pH. Os resultados mostraram que a adição de sulfato de dextrana (à 0,5% e 1%) e de 100% de microesferas de alginato (em relação ao número de partículas de Cultispher-S) ao cultivo provocaram morte celular considerável; e que o controle (sem aditivos), assim como a adição de 50% de microesferas de alginato promoveram crescimento celular. A formação de aglomerados foi observada nos cultivos, no entanto, ela foi atrasada com adição de 50% de microesferas de alginato. Esse fato permitiu a obtenção de um fator de expansão de 50,4 vezes (com a correção do fator de diluição) e de 13,1 vezes (sem a correção). As células recuperadas após a expansão mantiveram suas características imunofenotípicas.

Neste trabalho foi feito um estudo sobre a preparação e caracterização de microesferas poliméricas à base de poli(ácido metacrílico-co-divinilbenzeno) por polimerização por precipitação. As partículas foram sintetizadas e analisadas em diferentes condições de reação. Partículas esféricas políméricas foram sintetizadas na faixa de 1,66 - 8,41 m, assim como partículas no estado de microgel. As partículas foram caracterizadas pelas técnicas de espalhamento de luz dinâmica (DLS), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), adsorção de nitrogênio pelos métodos BET (Brunauer, Emmett e Teller) e BJH (Barret, Joyner e Halenda), microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, e testes de razão de inchamento. A análise das partículas foi feita para verificar a influência da mudança na composição de comonômeros, grau de reticulação, relação de monômeros totais/diluentes em massa/volume (g/100 mL), e quanto à relação volumétrica de diluentes. Verificou-se que houve um aumento no tamanho das partículas e da resistência térmica com a diminuição da fração molar de MAA (ácido metacrílico). Na preparação de partículas com fração molar de 50% de MAA, e relação volumétrica acetonitrila/tolueno de 75/25, quanto maior a relação de monômeros totais/diluentes (g/100 mL), maior o tamanho e o rendimento das partículas. Com a mudança da relação volumétrica de diluentes, houve mudança nas características de porosidade, tamanho das partículas, e grau de inchamento das partículas, sendo que na relação volumétrica acetonitrila/tolueno de 50/50, houve formação de microgel / The preparation and characterization of polymeric microspheres based on poly(methacrylic acid-co-divinylbenzene) by precipitation polymerization was reported. The particles were synthesized and analyzed at different reaction conditions. Spherical polymer particles were synthesized in the range from 1,66 to 8,41 m, in addition to microgel particles. The particles were characterized by dynamic light scattering (DLS), thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy (FTIR), nitrogen adsorption methods by BET (Brunauer, Emmett and Teller) and BJH (Barrett, Joyner and Halenda), optical microscopy, scanning electron microscopy, and swelling ratio tests. The particles analysis was made to determine the influence of the change in comonomer composition, degree of crosslinking, ratio of total monomers/diluents by weight / volume (g/100 mL), and the volume ratio of diluents. It was found that there was an increase in particle size and thermal resistance with decreasing molar fraction of MAA (methacrylic acid). In preparing particles with the mole fraction of 50% MAA, and volume ratio acetonitrile/toluene 75/25, the larger the ratio of total monomers/diluents (g/100 mL), the larger the particle size and yield. By changing the volume ratio of diluents, there was a change in the characteristics of porosity, particle size and degree of swelling of the particles, and in the volume ratio acetonitrile / toluene of 50/50, there was microgel formation

Diferentes floculantes ecológicos têm sido estudados na literatura para o tratamento de água. Entre tais substâncias, a quitosana e os taninos têm sido utilizados, regularmente, em diversos trabalhos relacionados ao tratamento de água. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de microesferas de quitosana comercial (QTSc) e tanino extraído da casca de Eucalyptus urograndis (TAN), para a utilização piloto no tratamento de água bruta com baixa turbidez (100-110 NTU). Primeiramente, avaliou-se o grau de desacetilação da quitosana comercial (QTSc) e da quitosana na microesfera (QTSm) para a avaliação da porcentagem de grupamentos aminas livres ou desacetiladas. Em seguida, a quitosana desacetilada foi utilizada como matriz na preparação de microesferas empregando duas concentrações de TAN (5,0 e 7,5 % v/v). O material preparado foi caracterizado por FTIR, DRX, MEV e TGA. Os espectros de FTIR apresentaram aumento da intensidade dos picos à medida que havia aumento de concentração de TAN nas microesferas formadas. Os espectros de DRX apresentaram um material amorfo. As micrografias por MEV mostraram que a interação da QTS com o TAN modifica as características superficiais da microesfera provocando mudanças na superfície. As análises de DTA/TGA mostraram que as microesferas preparadas com 0 e 5% apresentaram três estágios de degradação térmica e dois estágios para QTS/TAN 7,5% mostrando que o material com QTS/TAN 7,5% apresenta resistência térmica diferenciada quando comparado ao QTS/TAN 0 e 5%. As microesferas foram avaliadas em ensaios de coagulação/floculação por Jar test no tratamento de água bruta utilizando planejamento fatorial experimental (23) no qual fatores utilizados os paramentos de massa de coagulante de 10 mg e 25 mg, pH=7,0 e pH=8,0 e tempo de decantação de 15 min e 30 min. Os fatores foram avaliados quanto a porcentagem de remoção de turbidez e cor. Os resultados mostraram-se satisfatórios quanto a remoção de turbidez, com mínimo de 51,52 % e máximo de 76,67 % e remoção de cor com mínimo de 42,86 % e máximo de 66,00 %. Os melhores resultados de % remoção foram obtidos quando foram utilizadas as microesferas de QTS/TAN 5% em pH = 8,0 com tempo de decantação de 30 min e massa de coagulante de 25 mg. Os resultados permitiram avaliar as microesferas de QTS/TAN como materiais promissores no tratamento de água. / Different ecological flocculants have been studied in the literature for treatment of water and wastewater. Among such substances, chitosan and tannins have been used regularly in several works related to water treatment. In this context, the aim of this study was to obtain commercial chitosan microspheres (QTSc) and tannin extracted from barks of Eucalyptus urograndis (TAN) for pilot utilization in the treatment of raw water with low turbidity (100-110 NTU). At first degree of deacetylation of both, commercial chitosan (QTSc) and the chitosan microsphere (QTSm) was verified for assessment of degree of deacetylation of amines. Microspheres were prepared at different concentrations of TAN ranging from 0 - 7.5% v/v and then characterized by FTIR, XRD, SEM and DTA/TGA. FTIR showed an increase of peak intensity as increased the concentration of the TAN microspheres formed. XRD presented an amorphous material. SEM micrographs allowed verifying the interaction of chitosan and tannin in the modification of the surface. Analyses of DTA/TGA showed that chitosan microspheres CTS/TAN 0% and 5% exhibited three stages of thermal degradation and two stages were observed for 7.5% CTS/TAN, allowed to conclude that CTS/TAN 7.5% has lower heat resistance compared to CTS/TAN 0 and 5%. The microspheres were evaluated in terms of coagulation/ flocculation assays by Jar test using an experimental factorial design (23). The coagulant mass of 10 mg and 25 mg, pH = 7.0 and pH = 8.0 and settling time of 15 min and 30 min were used as main factors. The factors were assessed for percentage removal of turbidity and color, which gave satisfactory results in the removal of turbidity with a minimum at 51.52% and a maximum at 76.67% and color removal with a minimum at 42.86% and maximum at 66.00%. The best results of were obtained using microspheres CTS/TAN 5% at pH 8.0 and settling time of 30 min and 25 mg of coagulant. Microspheres of CTS/TAN are promising in the treatment of water, but additional studies are necessary for searching the better conditions/results for water treatment.