Nanopartículas poliméricas biodegradáveis têm recebido atenção como carreadores de fármacos ao longo dos últimos anos. Em muitos casos, a segurança destes nanocarreadores não foi demonstrada e pouco se sabe sobre a relação entre as suas características físico-químicas e suas propriedades toxicocinéticas e toxicodinâmicas. A nanotoxicologia está emergindo como uma especialidade importante da nanotecnologia e/ou toxicologia, e refere-se ao estudo da interação de nanoestruturas com sistemas biológicos. Nos últimos anos, a maioria das pesquisas foi centrada em estudos in vitro, entretanto, os resultados destes estudos necessitam também ser avaliados em experimentos in vivo para o avanço na utilização de nanocarreadores na área biomédica. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar a toxicidade de nanocápsulas de núcleo lipídico (LNC), de poli(-caprolactona), após administração intraperitoneal (i.p.) e intradérmica (i.d.) em ratos Wistar. Para a avaliação toxicológica aguda, foi administrada dose única em que se observaram sinais clínicos e fisiológicos, em ambas as vias. Após 14 dias, os animais foram eutanasiados e análises macroscópicas e histopatológicas foram realizadas. Além disso, sangue e urina foram coletados para análises laboratoriais e avaliação de funções teciduais. A avaliação toxicológica subcrônica foi procedida da mesma forma, exceto pela administração de doses repetidas diárias durante 28 dias. As suspensões de nanocápsulas foram preparadas pelo método de precipitação do polímero pré-formado, as quais apresentaram tamanho médio de partícula inferior a 250 nm, índice de polidispersão (IPD) < 1, potencial zeta negativo e pH em torno de 6,7. Os animais tratados pela via i.p. (n=6/grupo) receberam para avaliação da toxicidade aguda: solução salina ou polissorbato 80 (PS80) (12 ml/kg), utilizados como controles e diferentes doses de LNC (18,03, 36,06, e 72,12 × 1012 LNC/kg); no teste de toxicidade subcrônica foram utilizados os mesmos controles porém com doses de 3mL/kg e 6,01, 12,02 ou 18,03 × 1012 LNC/kg. Nos testes de toxicidade aguda, nos animais administrados pela via i.p., foi observada diminuição significativa de peso nos grupos tratados com LNC mesmo após 14 dias da administração (p<0,05). Entretanto no teste subcrônico esta alteração foi transitória, e ocorreu apenas no grupo que recebeu a maior dose até o quinto dia de administração (p<0,05). Houve aumento no peso relativo do baço nos animais que receberam a dose mais alta de LNC (p<0,05) no tratamento agudo. A análise histopatológica em ambos os tratamentos, demonstrou a presença de um granuloma de tipo corpo estranho no fígado e no baço dos animais que receberam a dose mais alta, provavelmente devido ao volume de LNC administrado. Não houve alteração nas análises bioquímicas de dano hepático, renal, dentre outros em todos os grupos tratados. Os dados hematológicos apresentaram uma leve alteração, entretanto foi demonstrada interferência metodológica, evidenciada por testes preliminares in vitro. Além disso, foram avaliados biomarcadores do estresse oxidativo (EO), marcadores inflamatórios e de genotoxicidade. Os resultados dos biomarcadores de oxidação de proteínas e lipídios não foram suficientes para iniciar um processo oxidativo, visto que não houve peroxidação lipídica. Ainda, não houve depleção de antioxidantes, dano ao DNA ou alteração nos marcadores inflamatórios. Nos ratos tratados pela via i.d., foi utilizada solução salina 1,2 ml/kg como grupo controle e uma dose de 7,2 × 1012 LNC/kg de LNC, para um estudo preliminar agudo e solução salina ou PS 80 (0,9ml/kg) e três doses de LNC (1,8, 3,6 ou 5,4 × 1012 LNC/kg) para avaliação da toxicidade subcrônica. No teste de toxicidade aguda, não houve alteração do peso corpóreo, entretanto no teste de toxicidade subcrônica houve uma diminuição reversível do peso no grupo que recebeu PS80 (p<0,05). Os dados histopatológicos não apresentaram alteração. Não houve alteração nos parâmetros bioquímicos, exceto uma leve diminuição da atividade da butirilcolinesterase no grupo que recebeu a dose mais alta (p<0,05). Por outro lado, houve aumento nos leucócitos no grupo que recebeu LNC, no teste de toxicidade aguda e nos grupos que receberam PS 80 e 5,4 × 1012 LNC/kg (p<0,05) após doses repetidas. Em relação à avaliação sanguínea e tecidual dos biomarcadores do EO e dos marcadores inflamatórios, foi observada uma indução nos marcadores de oxidação de proteínas juntamente com uma indução enzimática nos ratos que receberam a dose mais alta, além de uma diminuição dos níveis do IL-10 nos grupos que receberam PS80 e a dose mais alta (p<0.05). Pode-se concluir que nas condições dos experimentos, tanto pela via i.p. quanto pela via i.d., não foram demonstrados danos teciduais, pois os achados laboratoriais foram condizentes com os achados histopatológicos. Além disso, os mecanismos de reparo foram suficientes para contrabalançar eventuais danos oxidativos ou inflamatórios. Assim, o presente trabalho contribui para futuras avaliações toxicológicas de nanocápsulas poliméricas, visto que foram realizadas avaliações agudas e subcrônicas sistemáticas, com marcadores de dano renal precoce e possíveis mecanismos de toxicidade envolvidos após administração por ambas as vias. O aumento na utilização destas nanocápsulas e as lacunas nas informações toxicológicas fazem com que desafios importantes devam ser superados para permitir sua incorporação segura. Com isso, estudos nesta linha podem embasar a avaliação da resposta tóxica e, consequentemente, levar ao estabelecimento de regulamentações para avaliação da toxicidade da maioria das nanopartículas poliméricas biodegradáveis utilizadas como carreadoras de fármacos. / Biodegradable polymeric nanoparticles have received attention as drug carriers over the past years. In many cases, the safety of nanocarriers has not been demonstrated and little is known about the relationship of its physicochemical characteristics and their toxicokinetic and toxicodynamic properties. Nanotoxicology is emerging as an important field of nanotechnology and toxicology, and refers to the study of the interaction of nanostructures with biological systems. In recent years, most research has focused on in vitro studies; however, the results of these studies should also be evaluated trough in vivo experiments, in order to advance in biomedical application of nanocarriers. Thus, the objective of this study was to evaluate the toxicity of lipid-core nanocapsules (LNC), prepared with poly(ɛ-caprolactone), after intraperitoneal (i.p.) and intradermal (i.d.) administration in rats. For acute toxicological evaluation, it was administered a single dose, i.p. and i.d., clinical signs and physiological effects were observed. After 14 days, animals were euthanized and macroscopic and histopathological analyses were done. In addition, blood and urine were collected for laboratory analysis and evaluation of tissue functions. Subchronic toxicological evaluation was similar, except for the administration of repeated doses for 28 days. The suspension of nanocapsules were prepared by interfacial deposition of polymer, which had particle size less than 250 nm, polydispersity index (IPD) <1, negative zeta potential and pH around 6.7. Animals were treated via i.p. (N = 6/group), the doses used for acute toxicity test were: saline or polysorbate 80 (PS80) (12 ml/kg) as controls or three different doses of LNC (18.03, 36.06, e 72.12 × 1012 LNC/kg); for subchronic toxicity test, same controls were used but the doses were 3 ml/kg and 6.01, 12.02 ou 18.03 × 1012 LNC/kg administered daily for 28 days. In acute toxicity test, with i.p. administration, groups treated with LNC presented a significant reduction in relative weight even after 14 days of administration (p<0.05); however in the subchronic test, this change was transient, and occurred only in the group receiving the highest dose until the fifth day of administration (p<0.05). There was an increase in relative weight of spleen in animals that received the highest dose of LNC (p<0.05) in acute treatment. Histopathological analysis in both the treatments, showed a granulomatous foreign body reaction in liver and spleen of animals receiving the highest dose, probably because the volume of LNC administered. There were no changes in biochemical parameters of liver or kidney damage, among all treated groups. Hematological data showed a slight change; however it was demonstrated an interference of the methodology, further evidenced by preliminary in vitro tests. Furthermore, we evaluated biomarkers of oxidative stress (OS), inflammatory and genotoxicity markers. The results of the oxidation of proteins and lipids biomarker were not sufficient to initiate an oxidative process, since no lipid peroxidation occurred. Still, no depletion of antioxidants, DNA damage or change in inflammatory markers was observed. In rats treated via i.d., saline was used as control (1.2 ml/kg) and a dose of 7.2 × 1012 LNC/kg of LNC to a preliminary acute study, and saline or PS 80 (0.9ml/kg) used as controls or three doses of LNC (1.8, 3.6 ou 5.4 × 1012 LNC/kg) for subchronic toxicity evaluation. In acute toxicity test, there was no change in relative body weight, however, a decreased was found for the group receiving PS 80 in subchronic test (p <0.05). No histopathological alteration was found. Also, there was no change in biochemical parameters, except a slight decrease of butyrylcholinesterase activity in the group receiving the highest dose (p<0.05). Moreover, in acute toxicity test, it was found an increase in white blood cells in group receiving LNC; these increasing also occurred after repeate dose test, in PS 80 and 5.4 × 1012 LNC/kg of LNC groups (p <0.05). Regarding blood and tissue biomarkers of OS and inflammatory markers, an induction in protein oxidation marker along with antioxidant induction in rats which received the highest dose were observed, also reduced levels of IL-10 in rats that received the higher dose and PS80 (p <0.05). It can be concluded that, under the experimental conditions, for i.p. and i.d. administration, tissue damage was not found, since laboratorial analysis results were consistent with histopathological findings. Furthermore, mechanisms of repair were sufficient to offset oxidative damage or inflammation.Thus, this study contributes to future toxicological evaluations of polymeric nanocapsules, since a systematic acute and subchronic evaluation with early renal damage markers and possible mechanisms of toxicity involved after ip and id routes were performed. The increase in the use of these nanocapsules and the gaps in toxicological information make important to overcome these challenges in order to allow its safe incorporation. Thus, studies in this line are important to evaluate toxic response, and lead to establishing rules for evaluating the toxicity of most biodegradable polymer nanoparticles used as carrier of drugs.

Uma variedade de biomateriais são estudados para aplicação na engenharia de tecidos, entre os quais os scaffolds de ácido poli (láctico-co-glicólico) (PLGA), produzidos pela técnica de electrospinning. Por meio dessa técnica é possível adicionar diferentes moléculas bioativas durante o processo de produção do biomaterial, tais como a dexametasona (DEX). A DEX é caracterizada por o seu potencial anti-inflamatório e imunossupressor e pela sua capacidade de promover a diferenciação de células-tronco mesenquimais (MSCs) em linhagem osteogênica. Este estudo teve o objetivo de produzir e caracterizar scaffolds de PLGA com diferentes quantidades de DEX (100% puro) e verificar suas propriedades mecânicas, bem como a sua influência sobre MSCs de polpa de dentes decíduos. Sete grupos de scaffolds foram produzidos nas seguintes proporções: 1 parte de DEX para 20 partes de PLGA, identificado como 1:20. Seguindo este, 1:10, 1: 4, 1: 2, 3: 4 e 1: 1, partes de DEX:PLGA foram usadas. Assim, os seguintes grupos foram estudados: A: scaffolds de PLGA sem DEX (grupo controle); B: 1:20; C: 1:10; D: 1:4; E: 1:2; F: 3:4 e G: 1:1. A presença de DEX nos scaffolds e a sua taxa de libertação foi avaliada no decorrer de 21 dias por análise de luz UV (λ = 254 nm). Todos os scaffolds foram avaliados quanto às suas características físico-químicas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por análise mecânica dinâmica (DMA). A interação dos scaffolds com as MSCs foi avaliada durante 21 dias por meio do ensaio de WST-8 e lactato desidrogenase (LDH). O potencial osteogênico dos scaffolds com DEX foi avaliada pela expressão de fosfatase alcalina, coloração com Alizarin Red e análise por RT-PCR. A análise por luz UV mostrou que após 21 dias de cultura, todos os grupos liberaram entre 73 a 79 % da DEX total presente nos scaffolds presente no início do experimento. As fotomicrografias de MEV mostraram fibras distribuídas de maneira aleatória em todos os grupos, com um grande número de poros interconectados. A análise de DMA mostrou que com o aumento da incorporação de DEX, o diâmetro das fibras e a espessura dos scaffolds também aumentou, enquanto o módulo de elasticidade não se alterou. O ensaio de WST-8 e LDH mostraram que ao longo de 21 dias a viabilidade celular aumentou nos grupos A, B, C e D, enquanto que diminuiu nos grupos E, F e G. Com base nos ensaios de avaliação osteogénica, pode-se observar que scaffolds com DEX não apresentaram tal potencial. A partir dos dados do presente estudo, pode ser concluído que os scaffolds com DEX surgem como uma ferramenta promissora para aplicação em engenharia de tecidos, no entanto, esta associação não apresentou potencial de promover a diferenciação osteogénica de MSCs. / A variety of biomaterials are undergoing studies for application in tissue engineering, among which are poly (lactic-co-glycolic) acid (PLGA) scaffolds, produced by the electrospinning technique. Through this technique, it is possible to add different bioactive molecules during the biomaterial production process, such as dexamethasone (DEX). DEX is characterized by its anti-inflammatory and immunosuppressive potential and by its ability to promote the differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) to osteogenic lineages. This study has aimed to produce and characterize PLGA scaffolds with different quantities of DEX (100% pure) and verifies the mechanical properties of the scaffolds, as well as the role of the scaffolds on the outcome of the MSCs from deciduous teeth. Seven groups of scaffolds were produced in the following proportions: 1 part DEX to 20 parts PLGA, identified as 1:20. Following this, 1:10, 1:4, 1:2, 3:4 and 1:1, DEX:PLGA parts were used. The following groups were studied: A: PLGA scaffold without DEX (control group); B: 1:20; C: 1:10; D: 1:4; E: 1:2; F: 3:4 and G: 1:1. The DEX presence in the scaffolds and its release rate from the scaffolds over 21 days were determined by UV light analysis (λ = 254 nm). All the scaffolds were evaluated for their physicochemical characteristics by scanning electron microscope (SEM) and by dynamic mechanical analysis (DMA). The interaction of the scaffolds with MSCs was assessed over 21 days by WST-8 and lactate dehydrogenase (LDH) assay. The osteogenic potential of the scaffold with DEX was assessed by alkaline phosphatase assay, Alizarin red staining and RT-PCR analysis. The UV light analysis showed that after 21 days of culture all the groups released between 73 to 79% of the total DEX present in the scaffolds at the beginning of the experiment. The SEM micrographs showed fibers distributed in a random manner in all groups, with a large number of interconnected pores. DMA analysis showed that with the increase of DEX incorporation, the fiber diameter and scaffolds thickness also increased while their elastic modulus did not change. The WST-8 and LDH assay showed that, over 21 days of culture, the cell viability increased in groups A, B, C and D, while decreased in groups E, F and G. Based on the osteogenic assays, it could be observed that the scaffolds with DEX did not have the osteogenic potential. From the data of this study, it can be concluded that the scaffolds with DEX appear to be a promising tool for application in tissue engineering, however, this association did not show the potential for promote the osteogenic differentiation.

Esta tese de doutorado trata do desenvolvimento inédito de formas farmacêuticas sólidas contendo nanocápsulas de núcleo lipídico, facilmente redispersíveis em água, empregando a secagem por aspersão ou granulação em leito fluidizado. A estratégia visa superar limitações tecnológicas associadas às suspensões de nanocápsulas poliméricas, pela sua natureza coloidal, e avançar na fronteira do conhecimento, buscando o desenvolvimento de formulações inovadoras para a administração oral de fármacos. Foram produzidos pós e grânulos contendo nanocápsulas de núcleo lipídico (LNC), empregando a secagem por aspersão e granulação em leito fluidizado, respectivamente. A influência do número de partículas das suspensões de nanocápsulas nas propriedades de redispersão dos pós produzidos pela secagem por aspersão foi investigada. Uma mistura de maltodextrina e L-leucina (90:10 m/m) foi utilizada como adjuvante de secagem. A formulação que obteve os melhores perfis de redispersão consistiu de uma mistura da suspensão de nanocápsulas de núcleo lipídico e de uma solução contendo maltodextrina/L-leucina (10% m/v) em uma proporção 1:1 v/v. Após a redispersão dos pós produzidos em água, 75% do número inicial de partículas de nanocápsulas foi recuperado. Análises de área superficial, microscopia eletrônica de varredura e microscopia confocal Raman permitiram compreender as diferenças na organização estrutural destes pós. Estes dados, em conjunto com análises de diâmetro médio de partículas, obtidos por difratometria de laser, confirmaram a influência do número inicial de partículas das suspensões de nanocápsulas na qualidade de sua redispersão, a partir de formulações sólidas obtidas pela secagem por aspersão. Para compreender as influências dos processos de secagem e redispersão da formulação proposta no perfil de liberação in vitro e na atividade biológica de fármacos associados ao sistema, novos pós foram preparados, substituindo-se a suspensão de nanocápsulas sem fármaco (LNC) por nanocápsulas contendo uma substância ativa modelo (curcumina) (LNC-C 1 mg mL-1). A formulação seca demonstrou adequada redispersão em água e o perfil de liberação in vitro manteve-se semelhante ao da suspensão original (LNC-C), seguindo um modelo cinético de ordem zero. A atividade da curcumina nanoencapsulada foi avaliada empregando um modelo de inflamação induzida por LPS em cultura organotípica de cultura de hipocampo cerebral de ratos. Não houve alterações nas concentrações de biomarcadores pró-inflamatórios (TNF-α e IL-1β) liberados nos meios de cultura, comparando-se as LNC-C em suspensão ou a redispersão dos pós secos. Portanto, a produção de pós facilmente redispersíveis não implica em alterações no controle da liberação in vitro e na atividade biológica da substância ativa nanoencapsulada. Na última etapa, a obtenção dos grânulos empregando granulador em leito fluidizado foi estudada utilizando maltodextrina, como material de suporte, e suspensões de nanocápsulas de núcleo lipídico estabilizadas com polissorbato 80 (LNC) ou com revestimento catiônico (C-LNC), como líquidos aglutinantes. A influência do revestimento catiônico das nanocápsulas nas características tecnológicas dos grânulos obtidos foi avaliada. Propriedades como o tamanho de partícula, rendimento, teor de umidade, características morfológicas, propriedades de fluxo e perfil de redispersão foram estudados. Os rendimentos do processo de granulação foram próximos a 90%, resultando em grânulos com teor de umidade inferior a 4%. Valores calculados de índice de Carr, fator de Hausner e índice de coesão indicaram que as formulações de grânulos propostas neste estudo apresentam melhores características de fluxo em relação à maltodextrina (matéria-prima). O revestimento catiônico das nanocápsulas melhorou tanto as propriedades de fluxo quanto o perfil de redispersão em água dos grânulos contendo C-LNC, demonstrado a partir das análises de diâmetro médio de partículas por difratometria de laser. Em conclusão, os processos de secagem por aspersão e granulação em leito fluidizado, empregados neste estudo, para a produção de formas farmacêuticas sólidas intermediárias e/ou finais contendo nanocápsulas de núcleo lipídico, mostraram-se alternativas viáveis para a produção de pós e grânulos facilmente redispersíveis em água, com potencial aplicação para administração oral de fármacos nanoencapsulados. / This thesis proposes the development of novel easily redispersible solid dosage forms containing lipid-core nanocapsules, produced by spray drying or fluidized bed granulation. The strategy aims to overcome the technological limitations associated to polymeric nanocapsule suspensions, due to their colloidal nature, aiming the development of innovative oral formulations. Powders and granules containing lipid-core nanocapsules (LNC) were produced by spray-drying and fluidized bed granulation, respectively. The influence of the number of particles of the nanocapsule suspensions on the redispersion properties of the spray-dried powders was investigated. A mixture of maltodextrin and L-leucine (90:10 m/m) was used as a drying adjuvant. The formulation that obtained the best redispersion profiles consisted of a mixture of the lipid-core nanocapsule suspension and a solution containing maltodextrin/L-leucine (10% w/v) in a 1:1 v/v ratio. After the aqueous redispersion, 75% of the initial number of particles in the nanocapsules suspension was recovered. Analysis of surface area, by scanning electron microscopy and by Raman confocal microscopy allowed understanding the differences in the structural organization of the powders produced. These results along with the mean diameter analysis by laser diffractometry confirmed the influence of the initial number of particles of the nanocapsule suspensions on the redispersion properties of the spray-dried powders. In order to understand the influence of the drying and redispersion processes on the in vitro release profile and the biological activity of substances associated to this system, new powder formulations were prepared by replacing the unloaded suspension of nanocapsules (LNC) by nanocapsules containing an active substance (curcumin) (LNC-C 1 mg mL-1). The spray-dried powder showed good aqueous redispersion profile and its in vitro release profile remained similar to that of the original LNC-C suspension, according to the zero-order kinetic model. The biological activity of nanoencapsulated curcumin was assessed by a model of LPS-induced inflammation in organotypic hippocampal slice cultures. There were no changes in the concentration of pro-inflammatory biomarkers (TNF-α and IL-1β) released in the culture media, comparing the LNC-C as the initial suspension or the aqueous redispersion of their spray-dried powders. The drying process does not imply changes in the control of in vitro release and in the biological activity of the nanoencapsulated active substance. In the last stage, granules were produced using a fluidized bed granulator and maltodextrin, as support material. Lipid-core nanocapsules suspensions stabilized with polysorbate 80 (LNC) or with a cationic coating (C-LNC) were used as binder liquids. The influence of the cationic coating of the nanocapsules on the technological characteristics of the produced granules was evaluated. Properties such as particle size, yield, moisture content, morphological characteristics, flow properties and redispersion profile were also studied. Granulation process yields were close to 90%, resulting in granules with moisture content of less than 4%. Calculated values of Carr index, Hausner ratio and cohesion index indicated that the granule formulations proposed in this study present better flow characteristics in relation to the maltodextrin raw material. The cationic coating of the nanocapsules improved the flow properties and the aqueous redispersion profile of the granules containing C-LNC, as demonstrated by laser diffraction analysis. In conclusion, the spray-drying and fluidized bed granulation processes used in this study are viable alternatives for the production of easily redispersible powders and granules containing lipid-core nanocapsules, showing potential application for oral administration of drug-loaded lipid-core nanocapsules.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:29:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 427363.pdf: 529456 bytes, checksum: 061439668cdb3da163cb071f3d708111 (MD5) Previous issue date: 2010-10-18 / Introdu??o: A demanda por odontologia est?tica conduziu ao desenvolvimento de resinas compostas com melhores propriedades f?sicas e mec?nicas. Em consequ?ncia disso, surgiram as resinas compostas que apresentam somente nanopart?culas (nanoparticuladas) e as que apresentam part?culas nanom?tricas e microh?bridas (nanoh?bridas) em sua matriz inorg?nica.Objetivo: Avaliar o comportamento mec?nico de uma resina composta nanoparticulada (Filtek Supreme XT - 3M ESPE) e de duas nanoh?bridas (Esthet XDentsply, Grandio-Voco) com cores de esmalte e de dentina (A2).Contexto da pesquisa: A grande inova??o que gera um melhor comportamento mec?nico ao material ? a possibilidade de aumentar seu conte?do em peso de carga inorg?nica para 80%, ao passo que as microparticuladas apresentam 50%.Metodologia: Dez amostras de cada resina composta foram submetidas aos testes de resist?ncia ? compress?o, resist?ncia flexural, resist?ncia ? tra??o diametral numa m?quina de ensaio universal. Os dados do teste de m?dulo flexural foram obtidos a partir dos resultados de resist?ncia flexural. Dez amostras de cada resina composta foram submetidas ao teste de microdureza knoop. Uma amostra de cada material foi submetida aos testes de nanodureza e de m?dulo de elasticidade. Os resultados foram analisados estatisticamente atrav?s de ANOVA e de teste de Tukey (&#945;=0,05). Uma amostra de cada resina composta foi utilizada para registrar seu conte?do em peso de carga.Resultados: Ap?s a an?lise estat?stica das m?dias, observou-se que a resina composta Grandio apresentou melhor comportamento mec?nico para os testes de m?dulo flexural, microdureza knoop, nanodureza, m?dulo de elasticidade e conte?do em peso de carga. No que tange ? resist?ncia ? tra??o diametral, Grandio e Filtek Supreme XT obtiveram as maiores m?dias. As tr?s resinas compostas testadas atingiram m?dias similares estatisticamente para resist?ncia ? compress?o. No que se refere ? resist?ncia flexural, Filtek Supreme XT e Esthet X apresentaram as maiores m?dias.Conclus?es: O conte?do de carga em peso das resinas compostas tem rela??o direta com suas propriedades mec?nicas. O tamanho e a forma das part?culas de carga tendem a influenciar no m?dulo de elasticidade. Part?culas maiores tendem a dar mais resist?ncia ao material e as de formatos irregulares tornam o material com maiores valores de m?dulo de elasticidade.

Orientador: Marcos David Ferreira / Coorientador: Katia Sivieri / Banca: Elaine Cristina Paris / Banca: Henriette Monteiro Cordeiro de Azeredo / Resumo: Objetivo: Este estudo visou verificar a eficácia antimicrobiana de filmes de polietileno de baixa densidade (PEBD) aditivados com nanopartículas de prata (NPsAg) dispersas no carregador de sílica (SiO2), em diferentes concentrações de partes por milhão (ppm) por filme polimérico. Metodologia: Na pesquisa foram estudadas seis concentrações diferentes de NPsAg (ppm) (1,50; 3,75; 7,50; 15,00; 30,00; 60,00 e 75,00) nos filmes nanoestruturados, sendo estes caracterizados por: Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Termogravimetria (TGA), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Foutier (FTIR) e por Difração de Raio X (DRX). A ação antimicrobiana foi pesquisada contra os seguintes microrganismos, Gram Positivos: Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis; Gram Negativos: Escherichia coli e Salmonella typhimurium e o fungo Penicillium expansumi; por meio das metodologias de atividade antimicrobiana por contato, teste por agitação de frascos e Imagens Bacterianas por Microscopia Eletrônica de Varredura. Resultados: A adição de NPsAg na matriz do PEBD não interferiu nas propriedades físico-químicas e térmicas dos filmes. Pelas análises microbiológicas foi observado, pela atividade antimicrobiana por contato, que os filmes nanoestruturados foram eficazes na inibição de todos os microrganismos estudados, sendo que apresentaram uma maior ação antimicrobiana sobre as bactérias Gram negativas e fungos do que as bactérias Gram po... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Objective: this study aims to verify the effectiveness of antimicrobial low density polyethylene films (LDPE), with dispersed silver nanoparticles (AgNPs) added in a silicon carrier, in different concentrations of parts per million (ppm) for each polymeric film. Methodology: In this research, six different concentrations of AgNPs (ppm) were studied (1,50; 3,75; 7,50; 15,00; 30,00; 60,00 e 75,00) in nanostructured films, which were characterized by: Field-Emission Gun Scanning Electron Microscopy (FEG - SEM), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TGA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and X-Ray Diffraction (XRD). The antimicrobial action was tested against different microorganisms, Gram-positives: Staphylococcus aureus and Enterococcus faecalis, and Gram-negatives: Escherichia coli, Salmonella typhimurium and the fungus Penicillium expansumi. Methodologies employed were antimicrobial activities by contact, shake flasks tests and bacterial images by electronic scanning microscopy (ESM). Results: the addition of AgNPs in the matrix of LDPE did not interfere in the physicochemical and the thermal properties of the films. The analysis of antimicrobial activities by contact showed that the nanostructured films were effective in the inhibition of all the studied microorganisms, with greater action on Gram-negative bacteria and fungi than on Gram-positive bacteria. By the shake flasks test it was verified that the nanostructured films help to reduce growth rate and maximum concentration, with increasing in lag stage duration and observing that the bigger the addition of AgNPs, more effective the inhibiting action (p ≤ 0,05). In electronic scanning microscopy (ESM) it was observed that bacteria in contact with AgNPs... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Paula Rahal / Coorientador: Marilia de Freitas Calmon / Banca: Rejane Maira Góes / Banca: Tatiana Rabachini / Banca: Cristiane Damas Gil / Banca: Márcia Guimarães da Silva / Resumo: Os Papilomavírus Humanos (HPV) são uma família de vírus de DNA com mais de 202 tipos, e são divididos em HPVs de alto e baixo risco. A infecção pelo HPV de alto risco foi identificada como agente etiológico de seis tipo de câncer, incluindo o carcinoma de colo de útero, de pênis, vagina, vulva, ânus e orofaringe, sendo que em aproximadamente 99,7 % dos casos de câncer cervical a infecção pelo HPV de alto risco é relacionado como agente etiológico. O tratamento atual para carcinoma invasivo é a terapia combinada do quimioterápico cisplatina com a radiação, contudo a cisplatina apresenta sérios efeitos adversos. Assim, é de extrema importância o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas, que aumentem a eficácia do quimioterápico e diminua os efeitos colaterais, a fim de maximizar a resposta local e promover a sobrevida do paciente. A curcumina é um composto hidrofóbico bioativo muito versátil que possui propriedades antioxidante, anti-inflamatória, anti-hiperlipidêmica, antiangiogênica, antineoplásica e quimioprotetora. Além disso, a curcumina pode ser usada como agente fotossensível na Terapia Fotodinâmica. Entretanto, sua aplicação como agente ativo tem sido limitada pela sua baixa solubilidade em água e biodisponibilidade. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da Terapia Fotodinâmica na viabilidade celular usando nanoemulsões com curcumina, como fármaco fotossensibilizante, em linhagens de carcinoma cervical HPV-16 positivas cultivadas em... / Abstract: The Human Papillomavirus (HPV) is a family of DNA viruses with more than 202 types, and are divided into high and low risk HPVs. High-risk HPV infection was identified as etiologic agent of six types of cancer, including cancer of the cervix, penis, vagina, vulva, anus, and oropharynx, and, approximately, 99.7% of the cases of cervical cancer are caused by high-risk HPV infections. Current treatment modalities for invasive carcinoma are the combination of cisplatinbased chemotherapy with radiation, however cisplatin shows severe adverse effects and a low survival rate. Therefore, ongoing efforts are necessary to developed news effective therapeutic strategies to enhance chemotherapeutic efficacy and decrease these side effects, maximizing the local response and patient survival. Curcumin is a bioactive versatile hydrophobic compound which has anti-inflammatory, anti-hyperlipidaemic, anti-angiogenic, anti-neoplastic and chemoprotective properties. Furthermore, curcumin may be used as a photosensitizing agent in Photodynamic Therapy. This study aimed to investigate the effects of Photodynamic Therapy in cellular viability using curcumin-nanoemulsion as photosensitizing drug in cervical carcinoma HPV- 16 cell lines and identify possible molecular changes. The absence of cytotoxicity of empty nanoemulsion showed its biocompatibility. Additionally, the incubation with curcumin-nanoemulsion at 20 μM of curcumin showed more than 80% of cell viability for cell lines. Nanoemulsions were internalized efficiently in cells and were observed in the intracellular environment for up 36 hours after incubation in SiHa cells and for 48 hours in CasKi cells by fluorescence microscopy. Besides, after the Photodynamic Therapy we observed high phototoxic effect of the curcumin-nanoemulsion with less than 5% of viable cells after irradiation. This was accompanied by an increase in caspase-3/7, ... / Doutor

Este trabalho tem como objetivo o estudo de camadas transportadoras de carga, em especial de elétrons, em dispositivos poliméricos emissores de luz (PLEDs). Estes dispositivos são obtidos basicamente através da deposição de uma camada emissiva polimérica entre dois eletrodos. Dispositivos poliméricos luminescentes apresentam vantagens quando comparados aos LEDs convencionais, entre elas a possibilidade de fabricação de mostradores ultrafinos, com baixo custo de fabricação e flexíveis. A eficiência dos PLEDs está intimamente ligada a viabilidade de comercialização destes displays. Neste trabalho, a primeira estrutura confeccionada é formada pela deposição de um filme do polímero emissivo OC1C10 PPV - poly[2-metoxi-5-(3,7-dimetiloctiloxi)- 1,4-fenilenovinileno entre o anodo ITO (Oxido de Índio-Estanho) e o catodo alumínio. Sobre o eletrodo transparente ITO o polímero OC1C10-PPV e o Al são depositados sob forma de filme através das técnicas Spin Coating e Evaporação Térmica, respectivamente. Em uma segunda etapa, foram fabricadas amostras com uma estrutura diferenciada, de modo que foram introduzidas camadas de filmes relacionadas aos fenômenos de transporte de cargas capazes de aumentar a eficiência do dispositivo. Estas camadas são responsáveis por uma redução da barreira de potencial existente entre o polímero emissivo e os eletrodos e podem também confinar um número maior lacunas no interior da camada emissiva. Este feito implica num aumento da população de elétrons e lacunas no interior da camada ativa, gerando uma maior recombinação de cargas. Neste sentido, filmes de Alq3 (tris-(8-hydroxyquinolate)-aluminum) com diferentes espessuras foram introduzidos entre a camada ativa e o catodo, gerando uma emissão luminosa superior. Por fim, diferentes concentrações de Alq3 foram adicionadas à solução de OC1C10-PPV, resultando em compostos OC1C10-PPV:Alq3 utilizados como camada ativa, o que proporcionou um aumento da eficiência luminosa em mais de 10 vezes quando comparado aos dispositivos fabricados na primeira etapa do trabalho. A utilização do polímero PEDOT:PSS - Poli (3,4-etilenodioxitiofeno) : Poliestireno Sulfonado- como camada transportadora de lacunas (HTLs) depositada entre o alumínio e o polímero eletroluminescente se mostrou indispensável para o funcionamento dos dispositivos fabricados, evitando o curto circuito entre eletrodos. / This work has the objective to study charge carried layers, especially of electrons, in polymer light emitting devices (PLEDs). These devices are obtained basically by polymer emissive layer deposition between two electrodes. Polymer luminescent devices show advantages when compared to conventional LEDs, such as the thin displays manufacture possibility, with low cost of manufacture and flexible. The PLEDs efficiency is closely linked the commercialization feasibility these displays. In this work, the first structure fabricated is composed by the deposition of OC1C10 PPV - [poly(2-(3,7-dimethyloctyloxy)-5-(2\'-methoxy-1,4-phenylene vinylene)] emissive polymer film between the anode ITO (Indium Tin Oxide) and the aluminum cathode. On the transparent electrode ITO the polymer OC1C10-PPV and Al are deposited as a film through spin coating and thermic evaporation techniques, respectively. In other step, samples were fabricated with a differentiated structure, which films layers related to charges transport were introduced and increase efficiency device. These layers are responsible for reduction of potential barrier between polymer emissive and the electrodes and they can confine a higher number of holes in the emissive layer. This imply in an increase of electrons and hole population in active layer, producing a higher luminous emission. Finally, different Alq3 concentrations were added to solution of the OC1C10-PPV, resulting in compost OC1C10-PPV:Alq3 used as active layer, that increase the luminous efficiency more 10 times than the devices fabricated in first stage of this work. The use polymer PEDOT:PSS Poly(3,4-ethylenedioxythiophene): Poly(StyreneSulfonate) as hole transport layer (HTLs) deposited between the aluminum and the polymer electroluminescent showed essential to operation of devices produced, avoiding the short circuit between electrodes.

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-08-16T15:07:02Z No. of bitstreams: 1 Tese_EletronicaMolecularVia.pdf: 5735690 bytes, checksum: e8c54d4a56853dcdfe4f6098cafdec7f (MD5) / Approved for entry into archive by Samira Prince(prince@ufpa.br) on 2012-08-16T15:08:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_EletronicaMolecularVia.pdf: 5735690 bytes, checksum: e8c54d4a56853dcdfe4f6098cafdec7f (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-16T15:08:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_EletronicaMolecularVia.pdf: 5735690 bytes, checksum: e8c54d4a56853dcdfe4f6098cafdec7f (MD5) Previous issue date: 2011-11 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Nesta tese, investigamos detalhadamente as propriedades de transporte eletrônico, conformacional e de simetria de estruturas de Nanotubos de Carbono de Parede Simples zigzag (9,0), NCPS zz9, acopladas a anéis fenilas (2, 3, 4 e 5) sob influência de campo elétrico externo (voltagem) via método híbrido da Teoria do Funcional Densidade (DFT) do tipo B3LYP 6-311G(d,p) combinado com Função de Green de Não Equilíbrio (FGNE) e Teoria de Grupo. Verificamos uma boa relação entre: 1- o índice quiral () por Teoria de Grupo e a lei do cos2 (, ângulo diedral) por geometria sob a influência de campo elétrico externo, pois  só depende das posições atômicas (), das conformações, e também está fortemente correlacionada a corrente que passa através do sistema; 2- a condutância normalizada (G/Go) é proporcional a cos2 na região do gap (EHOMO-ELUMO), isto é, nas regiões onde ocorre a ressonância e a resistência diferencial negativa (RDN); 3- o gráfico Fowler-Northeim (FN) exibe mínimo de voltagem (Vmin) que ocorre sempre que a cauda de um pico de transmissão ressonante entra na janela de voltagem, isto é, quando nessas estruturas ocorre uma RDN, pois o número de RDN na curva I-V está associado ao número de Vmin no gráfico FN e pode ser explicado pelo modelo de transporte molecular coerente; 4- a altura da barreira (EF - EHOMO e ELUMO - EF) como função do comprimento molecular; 5- Vmin como função da altura da barreira (EF - EHOMO) e do comprimento molecular. Assim, 1 implica que a conformação molecular desempenha um papel preponderante na determinação das propriedades de transporte da junção; 2 sugere que a lei do cos2 tem uma aplicabilidade mais geral independentemente da natureza dos eletrodos; 3 serve como um instrumento espectroscópico e também para identificar a molécula na junção; 4 e 5 a medida que o comprimento molecular atinge um certo valor (1,3nm) o Vmin permanece praticamente inalterado. Os resultados mostraram que as propriedades estruturais sofrem alterações significativas com o aumento da voltagem que estão em boa concordância com os valores encontrados na literatura. O comportamento das curvas IxV e G/GoxV perdem sua dependência linear para dar origem a um comportamento não linear com aparecimento de RDN. Tal ponto revela a modificação estrutural sofrida pelo sistema. A curva IxV confirmou as afirmações que foram feitas através da análise estrutural para o sistema considerado e mostrou como se dá o fluxo de carga nos sistemas analisados. / In this thesis, we investigate in detail the electronic transport properties, conformation and symmetry of zz9 SWCN structures attached to phenyl rings (2, 3, 4 and 5) under the influence of external electric field (voltage) via hybrid method DFT type B3LYP 6-311G (d, p) combined with NEGF and Group Theory. We found a good relationship between: 1 - the chiral index () by Group Theory and the law of cos2 (, dihedral angle) for the geometry under the influence of external electric field because  only depends on the atomic positions () of conformations, and is also strongly correlated with current passing through the system; 2 - normalized conductance (G / Go) is proportional to cos2 in the region of the gap (EHOMO-ELUMO), ie, in regions where the resonance occurs negative differential resistance (NDR) and 3 - the Fowler-Northeim (FN) plot Vmin displays that occurs when the tail of a resonant transmission peak voltage enters the window, that is, when these structures is an NDR, NDR as the number of the IV plot is associated with the number Vmin of the FN plot and can be explained by the model of molecular transport line 4 - the barrier height (EF - EHOMO and ELUMO - EF) as a function of molecular length, 5 - Vmin as a function of barrier height (EF - EHOMO ) and the molecular length. Thus, one implies that the molecular conformation plays a major role in determining the transport properties of the junction, suggests that the second law of cos2 is a more general applicability regardless of the nature of the electrodes; 3 serves as a spectroscopic tool and also to identify the molecule at the junction, 4 and 5 as the molecular length reaches a certain value (1.3 nm) the Vmin remains virtually unchanged. The results showed that the structural properties (geometric) undergo significant changes with increasing external electric field that are in good agreement with the values found in literature. The behavior of I-V curves and G/Go-V lose their linear dependence to give rise to a nonlinear behavior with the appearance of NDR. This point reveals the structural modifications suffered by the system. The I-V plot confirmed the statements that were made through the structural analysis for the system considered and showed how it gives the load flow analysis systems.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-08-22T12:07:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesignNanodispositivosEletroluminescentes.pdf: 5246060 bytes, checksum: 2bf1897617bc92b57a42217fe5a98d5e (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-08-23T14:59:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesignNanodispositivosEletroluminescentes.pdf: 5246060 bytes, checksum: 2bf1897617bc92b57a42217fe5a98d5e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-23T14:59:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesignNanodispositivosEletroluminescentes.pdf: 5246060 bytes, checksum: 2bf1897617bc92b57a42217fe5a98d5e (MD5) Previous issue date: 2013 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Governo do Estado do Amapá / Neste trabalho reportamos a investigação teórica da solvatação dos isômeros do tris- (8-idroxiquinolinolato) de alumínio III – Alq3, as propriedades eletroluminescentes na solvatação de Alq3 em líquidos orgânicos como metanol, etanol, dimetilformamida (DMF) e acetonitrila, a fim de se entender a dependência na variação de ambientes do sistema, aperfeiçoando o funcionamento de filmes transportadores em dispositivos eletroluminescentes do tipo OLED (Organic Light-Emitting Diodes) e por fim investigamos o mecanismo do transporte eletrônico no Alq3 aplicando uma baixa corrente elétrica na molécula e evidenciando as curvas corrente-voltagem característica do dispositivo. A simulação consiste na aplicação do método sequencial Monte Carlo / Mecânica quântica (S-MC/MQ), que parte de um tratamento inicial estocástico para separação das estruturas mais prováveis de menor energia e posteriormente com um tratamento quântico para plotar os espectros eletrônicos das camadas de solvatação separadas através do método ZINDOS/S. Nas propriedades elétricas do transporte utilizamos o método da função de Green de não equilíbrio acoplado a teoria do funcional densidade (DFT) inferindo que as ramificações mais externas correspondentes aos anéis no Alq3 seriam terminais para o translado eletrônico. Nossos resultados mostraram que a média dos espectros de absorção para solvatação do Alq3 em soluções sofre um desvio mínimo com a mudança de ambiente, estando em ótimo acordo com os resultados experimentais da literatura; e as curvas I-V confirmaram o comportamento diodo do dispositivo, corroborando com os sentidos mais pertinentes quanto aos terminais no Alq3 para se ter um transporte eletrônico satisfatório. / In this study we investigated theoretically the electronic structure of [tris-(8-hidroxiquinolinolato) aluminum (III) - Alq3, solvation properties of the electroluminescent Alq3 organic liquids such as methanol, ethanol, dimethylformamide (DMF) and acetonitrile in order to understand the dependence the variation of system environments, improving the operation of conveyors films in electroluminescent devices of the type OLED (Organic Light-Emitting Diodes), and finally investigated the mechanism of Alq3 in the electron transport applying a low electrical current in the molecule and current curves showing the –voltage characteristic of the device. The simulation method consists of applying the sequential Monte Carlo / Quantum Mechanics (S-MC/MQ), that part of an initial treatment for separation of stochastic structures most likely to lower energy and subsequently with a quantum treatment to plot the electronic spectra of the layers solvation separated by the ZINDOS/S method. In the electrical properties of transport we use the Green function method coupled nonequilibrium density functional theory (DFT) inferring that the ramifications outer rings corresponding to the Alq3 would terminals for electronic transfer. Our results showed that the average absorption spectra of Alq3 for solvation in solutions undergoes a minimum deviation with changing environment, being in good agreement with the experimental results from the literature, and the IV curves confirmed the behavior of the diode device, corroborating the senses as more relevant to the terminals in Alq3 to have a satisfactory transport electronics.

Orientador: Edison Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-11-08T18:40:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_MarcusViniciusDias_M.pdf: 1899029 bytes, checksum: a124049ac7e7bacbc1d24c49e29f1b1b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho objetivou o estudo das nanopartículas de prata sintetizadas por redução química para sua aplicação em têxteis explorando o poder bactericida da prata metálica. Após uma introdução sobre nanotecnologia, estabilização de colóides de nanopartículas e as propriedades da prata como agente bactericida, foram discutidos os métodos de síntese pela redução com Citrato de sódio (Turkevitch et col., 1951) e com Borohidreto de sódio (Lee and Meisel, 1982) buscando uma padronização e reprodutibilidade dos métodos já que a literatura é contraditória quanto às condições de síntese. Foram obtidas na prática soluções coloidais de nanopartículas de prata com variações de 12 nm a 50 nm em média, caracterizadas por análise visual de coloração e espectroscopia UV-Visível, com variados testes de estabilização a curto e longo prazo, determinando os melhores meios poliméricos de estabilidade. Da mesma forma, foram padronizados os métodos de síntese como tempo de reação, concentração de reagentes, temperatura, tempo de agitação e pH garantindo a reprodutibilidade das sínteses. As soluções coloidais sintetizadas permaneceram estáveis, o que torna possível sua fabricação em grande escala para aplicações em substratos têxteis como ataduras bactericidas e também como base para aplicação protetora em diversos materiais bacteriostáticos como tecidos, espumas e produtos de aplicação tópica / Abstract: This work aimed the study of silver nanoparticles synthesized by chemical reduction to their application in textiles, exploiting the bactericidal power of metallic silver. After an introduction to nanotechnology, colloidal stabilization of nanoparticles and the properties of silver as a bactericidal agent, it was discussed the methods of synthesis by reduction with sodium citrate (Turkevitch et al., 1951) and sodium borohydride (Lee and Meisel, 1982) seeking a standardization and reproducibility of the methods since the literature is contradictory regarding the conditions of synthesis. Colloidal solutions of silver nanoparticles with variations of 12 nm to 50 nm on average were obtained from the practice, characterized by visual analysis of color and UV-visible spectroscopy, with various tests of stabilization in the short and long term, determining the best means of polymeric stability. Likewise, the methods of synthesis were standardized such as reaction time, reagent concentration, temperature, agitation time and pH ensuring the reproducibility of the syntheses. The colloidal solutions synthesized remained stable, which allows their large-scale manufacturing for applications in textile substrates such as antibacterial bandages as well as the basis for implementing protective in various bacteriostatic materials such as fabrics, foams and topical products / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química