A nanotecnologia é cada vez mais empregada em métodos alternativos de controle de pragas. Em virtude disso, nanoformulações foram preparadas com nanocápsulas (NC) utilizando os polímeros poli-metacrilato de metila (PMMA), poli-?-caprolactona (PCL) e poli- ?-hidroxibutirato (PHB) como agentes encapsulantes de duas moléculas inseticidas (azadiractina e 3-tigloilazadiractol), e tendo como matriz oleosa o óleo de nim ou o óleo comercial Azamax®, ambos com teor de azadiractina enriquecido. O objetivo foi avaliar a eficácia de 19 nanoformulações no controle de ninfas de Bemisia tabaci biótipo B, importante praga nas condições tropicais, por meio da ação sistêmica do ingrediente ativo liberado. Primeiramente foi estimada a CL50 para ação sistêmica de soluções contendo óleo de nim em tomateiro sobre ninfas da mosca-branca. As plantas de tomateiro utilizadas nesse experimento foram congeladas e analisadas quanto ao teor de azadiractina. Posteriormente, cinco lotes de nanoformulações, os quais variaram no tipo e na quantidade dos polímeros e da matriz oleosa, foram testados quanto à ação sistêmica. Duas nanoformulações em suspensão aquosa foram selecionadas (NC L5-2 e NC L6-1) por causarem mortalidade comparável à do óleo comercial, e, juntamente com uma nanoformulação em pó (NC L5-3) foram avaliadas quanto ao seu efeito residual. Os valores estimados para a CL50 foram diferentes sendo 180,67 ppm de azadiractina no primeiro e 54,75 ppm no segundo ensaio. As nanoformulações dos lotes 2, 3 e 4 causaram mortalidade acumulada inferior a 30%, mesmo quando aplicadas no dobro da concentração do segundo ensaio da CL50. Os lotes 5 e 6 apresentaram mortalidades superiores, sendo o lote 6 aquele com maior eficiência ocasionando mortalidade variável de 73,43 a 91,11%. Verificou-se que a ação sistêmica de óleos e nanoformulações contendo compostos de nim depende das condições ambientais em que são aplicados; quando soluções de azadiractina e 3-tigloilazadiractol são aplicadas no solo, as maiores concentrações da primeira substância são encontradas na parte superior da planta e da segunda nas folhas inferiores; o óleo comercial Azamax® não afeta a oviposição e a viabilidade dos ovos da mosca-branca quando aplicado no solo no momento da infestação, as nanoformulações selecionadas são bioativas mesmo cerca de 30 dias após a aplicação, não diferindo, porém, do óleo comercial. / Nanotechnology is more used as an alternative method of pest control. Therefore, nanoformulations were prepared with nanocapsules (NC) using the polymers methyl polymethacrylate (PMMA), poly-å-caprolactone (PCL) e poly-â- hydroxybutyrate (PHB) as encapsulating agents of two insecticide molecules (azadirachtin and 3-tigloylazadirachtol). Neem oil or commercial oil Azamax®, both with level of azadirachtin-enriched, were used as oily matrix. The objective was to evaluate the effectiveness of 19 nanoformulations against nymphs of Bemisia tabaci biotype B, an important pest in tropical conditions, by means of systemic action of the released active ingredient. Firstly, the LC50 was estimated for a systemic action of neem oil solutions applied on tomato plants against nymphs of whitefly. The tomato plants used in this experiment were frozen and the level of azadirachtin was quantified. After that, five lots of nanoformulations, which varied in type and amount of polymers and oily matrix, were tested by means of a systemic action. Two nanoformulations in aqueous suspension were selected (NC L5-2 and NC L6-1) because they provoked both mortality and commercial oil. To these a powder nanoformulation (NC L-3) was included, and all of them were evaluated according to their residual effect. The value of LC50 estimated was different in two experiments: 180.67 ppm of azadirachtin in the first one and 54.75 ppm in the second one. The lots 2, 3 and 4 of nanoformulations caused cumulative mortality in less than 30%, although, in some cases, it had been applied in concentration equal to twice the LC50 of the second experiment. The lots 5 and 6 showed higher mortality, and the lot 6 presented higher efficiency causing mortality between 73.43 and 91.11%. It was observed that the systemic action of oils and nanoformulations containing compounds from neem depends on environmental conditions in which they are applied; when azadirachtin solutions are applied to the soil, the highest concentrations of this substance are found at the top of the plant and to the 3-tigloilazadirachtol, the higher concentration is in the lower leaves; the commercial oil Azamax® does not affect the oviposition and egg viability of whitefly when applied to the soil at the time of infestation; the selected nanoformulations are bioactive at least 30 days after their application. However, they are not different from commercial oil.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Nor-β-lapachone (NβL), a derivative compound obtained from nor-lapachol, is an important anti-cancer prototype. This semisynthetic naphthoquinone has been described as cytotoxic agent against several cancer cell lines. Regrettably, the use of this molecule has been limited due to the poor lipid solubility of compounds from the quinone class. In order to overcome this difficulty, we propose the synthesis of poly (lactide-co-glycolide) (PLGA) microparticles for NβL delivery. In this work, we characterize NβL-loaded microcapsules fabricated using the emulsification/solvent extraction technique. Features such as surface morphology, particle size distribution, zeta potential, optical absorption, Raman and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, thermal analysis data, drug encapsulation efficiency, drug release kinetics and in vitro cytotoxicity were obtained. The microcapsules thus obtained showed appropriate morphological features (regular spherical shape, smooth surface and absence of pores). The presence of the compound inside the microcapsule was confirmed by Raman spectroscopy, and their release showed a biphasic profile. The first phase of the biphasic profile was due to dispersion of drug into the microcapsule surfaces. Quantum DFT calculations were also performed to estimate typical interaction energies between a single NβL molecule and the surface of the microparticles, with predicted binding energies varying from 6 kcal/mol to 52 kcal/mol. Spherical microcapsules with size of 1.03  0.46 μm were produced with encapsulation efficiency of approximately 19%. The NβL-loaded PLGA microcapsules exhibited a pronounced initial burst release. After in vitro treatment with PLGA microcapsules loaded with NβL, it can be seen the incorporation of the microcapsules in the first hour. The cytotoxic activity of NβL against a set of cancer cell lines was investigated. In particular, the use of NβL against prostate PC3M cells was more effective when delivered in PLGA microcapsules compared to the free drug. In vivo assay, Sarcoma 180, reduces tumor weight approximately 37% in treated group with microcapsules loaded with NβL compared to negative control, without significant commitments in biochemical and hematological biomarkers. There was no free NβL absorption by the intraperitoneal route for the group treated with the free drug. These results suggest that PLGA microcapsules loaded with NβL can be used as an alternative delivery system to NβL administration at the prostate cancer therapy. / Nor-β-lapachona (NβL), uma naftoquinona semissintÃtica derivada do nor-lapachol, à um importante protÃtipo anticÃncer descrito como agente citotÃxico contra diferentes tipos de cÃlulas neoplÃsicas. Entretanto, o seu uso tem sido limitado devido à sua baixa lipossolubilidade caracterÃstica de compostos da classe das quinona. A fim de impulsionar sua utilizaÃÃo como agente terapÃutico, foi proposta a preparaÃÃo de micropartÃculas de PLGA (poli-Ãcido lÃctico-co-Ãcido glicÃlido) como sistema de entrega de NβL. Neste trabalho, caracterizamos as microcÃpsulas produzidas pela tÃcnica de emulsificaÃÃo e extraÃÃo por solvente, carregadas com NβL. CaracterÃsticas como morfologia de superfÃcie, distribuiÃÃo de tamanho de partÃcula, potencial zeta, absorÃÃo Ãptica, espectroscopia Raman e infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), dados de anÃlise tÃrmica, eficiÃncia de encapsulaÃÃo, cinÃtica de liberaÃÃo do fÃrmaco e citotoxicidade foram obtidas. As microcÃpsulas assim obtidas apresentaram caracterÃsticas morfolÃgicas adequadas (forma esfÃrica regular, superfÃcie lisa e ausÃncia de poros em sua superfÃcie). A presenÃa de NβL nas microcÃpsulas foi confirmada por espectroscopia Raman e a sua liberaÃÃo apresentou um perfil bifÃsico, sendo que a primeira fase deste perfil corresponde à dispersÃo do fÃrmaco nas superfÃcies de microcÃpsulas. CÃlculos DFT tambÃm foram realizados para estimar as energias de interacÃÃo normal entre um Ãnico NβL molÃcula e a superfÃcie das micropartÃculas, com energias de ligaÃÃo previstos variando de 6 kcal / mol a 52 kcal / mol. MicrocÃpsulas esfÃricas com um tamanho de 1,03  0,46 μm foram produzidas com uma eficiÃncia de encapsulamento de aproximadamente 19% e uma rÃpida liberaÃÃo do conteÃdo encapsulado nas primeiras horas. ApÃs tratamento in vitro com microcÃpsulas de PLGA carregadas com NβL, pode-se observar a incorporaÃÃo das microcÃpsulas na primeira hora. A atividade citotÃxica de microcÃpsulas de NβL contra um painel de linhagens de cÃlulas neoplÃsicas foi investigada. Em particular, a utilizaÃÃo de microcÃpsula contendo NβL contra cÃlulas tumorais de prÃstata da linhagem PC3M mostrou-se mais citotÃxica sendo entregue em microcÃpsulas de PLGA quando comparada com a molÃcula livre. Estudo in vivo em modelo murino, Sarcoma 180, apresenta uma reduÃÃo de aproximadamente 37% do peso do tumor no grupo tratado com microcÃpsulas de NβL comparado ao controle negativo, sem relevantes comprometimentos nos marcadores bioquÃmicos e hematolÃgicos. NÃo houve absorÃÃo de NβL livre por via intraperitoneal pelo grupo tratado com a droga livre. Tais resultados nos sugerem que as microcÃpsulas de PLGA carregadas com NβL podem ser utilizadas como sistema de entrega alternativo na administraÃÃo NβL no tratamento do cÃncer da prÃstata.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O presente trabalho explora a fabricaÃÃo, montagem e testes de micro-reatores e de sensores de gÃs baseados em nanotubos de carbono. A configuraÃÃo dos sensores de gases foi planejada de modo a permitir o uso de nanotubos de carbono de muitas paredes â como adquiridos comercialmente, oxidados ou decorados com nanopartÃculas - como elementos sensores de comportamento semelhante a um elemento sensor formado por nanotubos de carbono de uma Ãnica parede e com grandes diÃmetros (~20 nm). Nesta configuraÃÃo, os nanotubos foram depositados utilizando a tÃcnica dieletroforese com as pontas apoiadas sobre as bordas dos eletrodos e com a parte central suspensa (em ponte) sobre um gap de ~1 m de largura por ~5 m de profundidade, de modo a ligar as extremidades de eletrodos metÃlicos padronizados prÃ-produzidos. Uma nova abordagem para melhorar o contato elÃtrico e tÃrmico entre nanotubos de carbono de mÃltiplas paredes depositados por dieletroforese e eletrodos de metal foi desenvolvida, usando aquecimento espacialmente localizado, atravÃs do uso de laser. Subsequentemente à deposiÃÃo, os nanotubos foram diretamente aquecidos, em atmosfera ambiente, por um feixe de laser focado. O sinal Raman dos nanotubos foi usado para determinar a temperatura atingida no processo e este mÃtodo foi utilizado para melhorar o contato elÃtrico com diferentes eletrodos (W, Ti e Au). A reduÃÃo na resistÃncia elÃtrica foi de atà trÃs ordens de magnitude, resultando em resistividade de contato tÃo baixa quanto ~ 0,1-1 kΩ.μm2, com os menores valores obtidos para Au. Um novo mÃtodo de deposiÃÃo de nanotubos com simultÃnea decoraÃÃo por nanopartÃculas de ouro crescidas pelo mÃtodo eletroquÃmico tambÃm à apresentado. O mÃtodo possibilita obtenÃÃo de estruturas hÃbridas com alto potencial de aplicaÃÃo em dispositivos opto-eletrÃnicos, tais como sensores de gases, biossensores ou fotodetectores. A caracterizaÃÃo estrutural e morfolÃgica de cada elemento sensor usado neste trabalho foi feita principalmente por microscopia eletrÃnica de varredura, microscopia eletrÃnica de transmissÃo, espectroscopia de energia dispersiva, espectroscopia Raman e medidas elÃtricas. Foram usados elementos sensores com diferentes combinaÃÃes de materiais nanoestruturados (MWCNTs como adquiridos comencialmente, oxidados, ou decorados com nanopartÃculas metÃlicas), testados em atmosferas inertes (N2 ou Ar) e oxidante (O2). ParÃmetros determinantes para um bom funcionamento dos sensores de gÃs (tempos especÃficos de resposta/recuperaÃÃo, sensibilidade, estabilidade, reprodutibilidade, etc) foram investigados com base nos dados experimentais obtidos. / This work exploits the fabrication, setup and tests of the micro-reactors and gas sensors based on carbon nanotubes. The configuration of the gas sensors was designed to allow the use of multi-walled carbon nanotubes - as commercially acquired, oxidized or decorated with nanoparticles â as sensor elements which have similar behavior to a sensor element formed of a single-walled carbon nanotube with large diameter (~ 20 nm). In this configuration, the nanotubes were deposited using dielectrophoresis technique with their ends supported on the edges of the electrodes and the central part suspended (bridged) over a gap ~ 1 m wide and ~5 m deep, in order to connect the ends of pre-produced standard metal electrodes. A new approach to improve the electrical and thermal contact between multi-walled carbon nanotubes deposited by dielectrophoresis and metal electrodes was developed by using heating spatially localized, through the use of laser radiation in the microRaman setup. Subsequent to deposition, the nanotubes were directly heated in the ambient atmosphere by a focused laser beam. The Raman signal of the nanotubes was used to determine the temperature reached in the process and this method has been used to improve the electrical contact with different electrodes (W, Ti and Au). The reduction in electrical resistance was up to three orders of magnitude, resulting in contact resistivity as low as ~ 0,1-1 kΩ.μm2, with the lowest values obtained for Au. A new method of simultaneous deposition of nanotubes and decoration with gold nanoparticles grown by electrochemical method is also presented. The method enables the production of hybrid structures with high potential for application in opto-electronic devices such as gas sensors, biosensors or photodetectors. The structural and morphological characterization of each sensor element used in this work was mainly made by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, Raman spectroscopy and electrical measurements. Sensing elements with different combinations of nanostructured materials (MWCNTs as commercially acquired, oxidized, or decorated with metal nanoparticles) were tested in inert (Ar or N2) and oxidant (O2) atmosphere. Crucial parameters for the proper functioning of gas sensors (specific response time/recovery, sensitivity, stability, reproducibility, etc.) were investigated based on the obtained experimental data.

Atualmente, existem diversos produtos cosméticos de base nanotecnológica disponíveis no mercado nacional, incluindo protetores solares, produtos para a prevenção do envelhecimento cutâneo, ou ainda, produtos que veiculam uma ampla gama de componentes. Em contrapartida ao grande interesse industrial, várias organizações não governamentais têm expressado a sua preocupação acerca das incertezas do impacto dos novos nanomateriais sobre a saúde humana e sobre as possíveis aplicações e implicações sociais dessa nova tecnologia. Além disso, tem sido amplamente questionada a adequação dos atuais sistemas regulatórios governamentais no que diz respeito aos produtos oriundos da nanotecnologia. De fato, mundialmente, não existem requisitos específicos para o registro de produtos cosméticos de base nanotecnológica, sendo a análise realizada, de maneira geral, caso a caso. Dentro desse contexto, esse estudo traçou uma descrição do perfil da produção industrial de produtos cosméticos de base nanotecnológica no Brasil, buscando avaliar a disponibilidade dos mesmos no mercado nacional e a sua segurança de uso com base na análise das matérias primas constituintes dos produtos, determinação do seu diâmetro de partícula e dados disponíveis na literatura. Em uma última etapa, foram propostos alguns parâmetros para a regulação de produtos cosméticos de base nanotecnológica no Brasil, em especial, no que diz respeito à classificação dos produtos e a rotulagem dos mesmos. / There are a number of nanocosmetic products in the domestic market today, including sunblock, products for prevention against skin aging, or even products which circulate in a wide range components. Running counter to major industrial interests, many non-governmental organizations have expressed their concern regarding the uncertainties of the impact new nanomaterials may have on human health as well as the possible applications and social implications that this new technology may bring. Moreover, the adaptation of current governmental regulations has widely come under scrutiny regarding products stemming from nanotechnology. In fact, worldwide, there are no specific requirements to register nanotechological cosmetic products, as each is generally analyzed on a case by case basis. Within this context, this study traced the profile of the industrial production of nanotechnological cosmetic products in Brazil, with the aim of assessing the availability of these products in the domestic market and their safe usage based on the analysis of the raw materials which make up the products, the determining of particle diameter, and the data available in the literature. In the final stage, some parameters for the regulation of nanotechnological cosmetic products in Brazil are proposed, especially as regards the classification and labeling of products.

Materiais nanoestruturados são caracterizados por terem tamanho de cristalito inferior a 100 nm e apresentarem propriedades diferenciadas em relação aos materiais convencionais. A intensificação da nanotecnologia como uma área de pesquisa vem gerando grandes expectativas na ciência de materiais, tendo em vista a vasta gama de novas propriedades físicas e químicas e as potencialidades tecnológicas decorrentes dos materiais nanoestruturados. O óxido de zinco (ZnO) encontra importantes aplicações tecnológicas em borrachas e tintas industriais. As propriedades químicas e microestruturais desse óxido, por sua vez, dependem do método de síntese empregado. Este trabalho teve como objetivo principal a síntese de óxido de zinco nanoestruturado através do método de combustão em solução e sua caracterização quanto às suas características microestruturais e atividade fotocatalítica. Como combustível utilizou-se o ácido cítrico. Para tanto, foram definidas as razões combustível/oxidante a partir de cálculo termodinâmico.Os produtos da reação de síntese foram caracterizados por difração de raios X (fases cristalinas presentes e tamanho de cristalito por single line), por microscopia eletrônica de varredura (análise morfológica), pelo método Branauer, Emmet e Teller - BET (área superficial), por análises térmicas (perda de massa e endo- ou exotermia sob aquecimento), por análise granulométrica (diâmetro médio do grão);Os resultados obtidos indicam que é possível obter ZnO nanoestruturado via síntese por combustão em solução utilizando ácido cítrico como combustível nas razões combustível/oxidante investigadas. Os produtos da síntese apresentaram características microestruturais e atividade fotocatalítica diferentes em função da quantidade de combustível utilizado no processo de combustão. Verificou-se a discordância do efeito da razão combustível/oxidante observado com o que é relatado na literatura para determinadas características dos produtos de reação.O tratamento térmico dos produtos da síntese influenciou diretamente na atividade catalítica de algumas amostras, conferindo-lhe aumento da cristalinidade. / Nanostructured materials are characterized by a crystallite size below 100 nm and display different properties compared to conventional materials. The intensification of nanotechnology as a research area has generated great expectations in materials science, taking into account the wide range of new physical and chemical properties and technological potential of the resulting nanostructured materials. Zinc oxide has important technological applications in rubber and industrial paints. The chemical properties and microstructure of ZnO powder depends on the synthesis method employed. This work aimed to the synthesis of nanostructured zinc oxide by combustion method and their mircrosctrucutural characterization and photocatalytic activity. As fuel was used the citric acid. To do so, the reasons were defined fuel / oxidizer from thermodynamic calculation.The products of the reaction of synthesis were characterized by diffraction of rays-X (present crystalline phases and size of cristallite by single line), by electronic microscopy of scan (morphological analysis), by the approach Branauer, Emmet and Teller - BET (superficial area), by thermal analyses (weight loss and endo- or exotermia under heating), by granulometric analysis (medium diameter of the grain). The results obtained indicate that is possible obtain ZnO nanostructured by synthesis Combustion in solution utilizing citric acid as fuel in the reasons fuel/oxidized investigated.The products of the synthesis presented characteristics microstructured and activity photocatalytic different in function of the quantity of fuel utilized in the porcedure of combustion. There was the disagreement of the effect of the reason fuel/oxidant observed with what is related in the literature for determined characteristics of the products of reaction.The thermal treatment of the synthesis directly influenced in the catalytic activity of some samples, giving it increased crystallinity.

Esta dissertação teve como objetivo o desenvolvimento da técnica de síntese por combustão em solução para obtenção de nanocristais de espinélio MgAl2O4, e a caracterização desse material por diferentes técnicas. O estudo da obtenção incluiu o cálculo termodinâmico das reações envolvidas e a influência da razão combustível-oxidante no tamanho de cristalito. A síntese de espinélio MgAl2O4 por combustão foi realizada a partir do trio precursor químico sacarose, nitrato de alumínio e nitrato de magnésio em água, para diferentes razões combustível-oxidante, temperaturas de chama e número total de moles gasosos, relacionando esses parâmetros com tamanho de cristalito do pó, deformação de rede e área superficial. As reações químicas de combustão em solução resultaram na formação in situ de fases amorfas de MgAl2O4 para o pó como-sintetizado. A fase cristalina somente foi obtida após um tratamento térmico a 900°C do pó como-sintetizado. O cálculo termodinâmico da reação de combustão em solução mostrou que quando a razão combustível-oxidante aumenta, obtém-se uma elevação da temperatura de chama adiabática e da quantidade de gás produzida, definindo características do particulado como morfologia, tamanho de cristalito, área superficial e nível de agregação. Para a caracterização do pó utilizaram-se técnicas como análise termodiferencial (ATD) e termogravimétrica (ATG), granulometria por dispersão de laser (GDL), BET para análise de área superficial, análise cristalográfica por difração de raios X (DRX), microestrutura por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os pós de espinélio MgAl2O4 obtidos apresentaram-se como constituídos de cristalitos nanométricos, dispostos na forma de agregados de tamanho micrométrico. O tamanho de cristalito médio, calculado pelo método Single Line, a partir de dados de análises por DRX, foi de 21,57 nm, e deformação média calculada de 1,99 x 10-³ nm. Por análise granulométrica constatou-se um tamanho de aglomerado médio de 27,27 µm, com distribuição trimodal. As análises por MEV e MET confirmaram a agregação das partículas do pó sintetizado, a partir de partículas com morfologia irregular e do tamanho nanométrico dos cristalitos. / The goals of the dissertation were to investigate and develop the solution combustion synthesis technique in order to obtain nanocrystalline spinel MgAl2O4 powders and characterize them by different techniques. This study has also included thermodynamic calculation for reactions, which have been investigated and the influence of fuel-to-oxidant ratio on crystallite size. The combustion synthesis of MgAl2O4 spinel was performed by a trio of chemical precursor sucrose, aluminum nitrate and magnesium nitrate in water, for different fuel-to-oxidant ratios, flame temperatures and total mol number of gases, correlating these parameters with crystallite size, strain, surface area and total porosity. The chemical reactions of solution combustion resulted on amorphous phase formation of MgAl2O4 in situ for as-synthesized powder. The crystalline phase formation of spinel MgAl2O4 was only succeeded obtained after a thermal treatment of as-synthesized powder under 900°C. The thermodynamic calculation of the combustion reaction of the combustion reaction shows that as fuel-to-oxidant ratio increases the amount of gas produced and adiabatic flame temperature also increases. Powder characteristics as morphology, crystallite size, surface area and aggregation degree are mainly governed by the flame temperature and generation of gases. The techniques used for powder characterization included differential thermal analyzer (DTA), thermogravimetric analyzer (TGA), particles size analyzer (PSA), surface area by BET analysis, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). The spinel MgAl2O4 powders obtained were composed of nano-size crystallites, but in micrometer-sized aggregates. The mean particle size calculated, via Single Line method, using XRD was 21.57 nm and the mean strain calculated was 1.99 x 10-³ nm. PSA indicated that the synthesized powders contain a mean aggregates size with a tri mode distribution of around 27.27 µm. TEM and SEM analyses confirmed that the as-synthesized powders are composed of particles aggregation. They have an irregular morphology and nano-size crystallites.

A utilização de nanopartículas poliméricas como carreadores de filtros solares tem sido descrita na literatura, com intuito de possibilitar uma maior retenção desses no estrato córneo. Esse trabalho teve por objetivo desenvolver formulações nanotecnológicas fotoprotetoras a partir de variações na composição do núcleo oleoso e na composição quali-quantitativa dos filtros solares selecionados. Inicialmente, foram preparadas formulações contendo somente metoxicinamato de octila (OMC), afim de determinar a melhor concentração do filtro no núcleo. A análise da estabilidade dessas nanocápsulas mostrou que a menor concentração de OMC foi a ideal para a sua localização preferencial no núcleo. Posteriormente, a essa formulação foi adicionado 16 mg/mL de um óleo adicional, obtendo-se a formulação NC1, a qual apresentou tamanho nanométrico e potencial zeta variando entre -9 e -18 mV. Após a secagem das formulações contendo OMC ou OMC associado ao óleo adicional, a retomada do tamanho nanométrico foi obtida em sua totalidade apenas para a formulação contendo OMC e o óleo adicional. No estudo do gradiente de densidade observou-se que essa mesma formulação, apresentou a menor tendência à mistura de partículas. A formulação NC1 também propiciou maior fotoestabilização do OMC, da mesma forma como a sua respectiva forma pulverulenta. Após incorporação dos nanoinsumos em hidrogéis, os valores de pH, comportamento reológico e características organolépticas obtidas foram adequadas para aplicação tópica. No estudo da capacidade fotoprotetora, a formulação contendo NC1 apresentou melhor desempenho. O hidrogel contendo NC1 também apresentou maior retenção no estrato córneo em ambos os tempos de análise (2 h e 6 h) em relação aos demais hidrogéis contendo somente OMC. Em um estudo final, foram adicionados outros dois filtros solares à formulação NC1, a octiltriazona e bemotrizinol. As formulações apresentaram tamanho de partícula, bem como pH e potencial zeta, adequados. Na análise da estabilidade física das formulações, observou-se que as mesmas mantiveram-se estáveis durante todo o período de análise. No estudo da capacidade fotoprotetora e da capacidade absortiva, a formulação contendo um total de 3 mg/mL de filtros solares encapsulado apresentou melhor desempenho. No estudo de penetração cutânea, esse mesmo semissólido apresentou melhor retenção no estrato córneo após 6 horas em relação ao semissólido contendo os três filtros na forma livre. No estudo avaliando as peles suínas tratadas com as formulações seguida da irradiação em lâmpada UVB, os hidrogéis contendo nanocápsulas (gel contendo NC1 e o gel contendo NC4) foram aqueles que mostraram maior capacidade de evitar os danos provocados pela radiação. Em síntese, esse trabalho demonstrou a superioridade das nanocápsulas desenvolvidas em relação aos hidrogéis não-nanotecnológicos. Também foi demonstrado a possibilidade de encapsulação de mais de um filtro solar no núcleo oleoso das nanocápsulas. / Polymeric nanoparticles containig sunscreens have been developed in several studies mainly to enable greater retention in the stratum corneum. This work aimed to develop photoprotective formulations based on nanotechnology by variyng in the oil core composition and quali-quantitative composition of selected sunscreens. Initially, only formulations containing ethylhexyl methoxycinnamate (EMC) were prepared, in order to determine the optimal concentration of this filter in the nanoparticles core. The stability analysis of these nanocapsules demonstrated that the lower concentration of EMC was the optimal for its core location. To this formulation 16 mg / mL of an additional oil was added, obtaining the NC1 formulation, which had nanometer size and zeta potential ranging between -9 and -18 mV. After drying the formulations containing EMC or EMC associated with additional oil, the resumption of nanometric particle size were obtained in its entirety only for the formulation containing EMC and additional oil. In the study of density gradient, this formulation also showed a lower tendency of particle mixture. The NC1 formulation also provided greater photostabilization of EMC, just as its respective dry form. After incorporation of nanoparticles in hydrogels, the pH values, rheological behavior and organoleptic characteristics were appropriated for topical application. In the study of photoprotective capacity, the formulation containing NC1 presented the best performance. The hydrogel containing NC1 showed greater retention in the stratum corneum for 2 and 6 hours, compared to other hydrogels containing only EMC. In a second study, the sunscreens ethylhexyl triazone and bemotrizinol were added to NC1 formulation. The formulations had suitable particle size as well as pH and zeta potential. In the analysis of physical stability of these formulations, it was observed that they were stable throughout the period of analysis. In the study of photoprotective capacity and absorptive capacity, the formulation containing 3 mg/mL of sunscreens encapsulated showed the best performance. In the study of skin penetration, this semisolid showed better retention in the stratum corneum only after 6 hours compared to semisolid containing three sunscreens in free form. In a study evaluating the porcine skin treated with the formulations and submitted to UVB irradiation, hydrogels containing nanocapsules (hydrogel containing NC1 and hydrogel containing NC4) were those that showed greater capacity to prevent damage caused by radiation. In summary, this study demonstrated the superiority of developed nanocapsules in relation to non-nanotechnology hydrogels. It was also demonstrated the possibility of encapsulation of more than one sunscreen in the oil core of nanocapsules.

Percebe-se um interesse da indústria de fabricação de tintas na utilização de nanopartículas de prata devido às suas propriedades antimicrobianas. Neste trabalho, objetivou-se sintetizar e caracterizar soluções coloidais de nanopartículas de prata para ser um potencial aditivo antimicrobiano em tintas acrílicas à base d’água. No processo experimental, as nanopartículas de prata foram preparadas pela redução de íons de prata por boroidreto de sódio e estabilizada, utilizando citrato trissódico dihidrado. As caraterizações das nanopartículas de prata foram realizadas por espectroscopia de UV-Visível, microscopia eletrônica de transmissão e antibiograma contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Os espectros de UV-vis foram muito similares para as NPs Ag 18 ppm e para as NPs Ag 1000 ppm com os espectros de absorção na região de 400nm, que indica a presença de NPs Ag com forma esférica. Pela microscopia eletrônica de transmissão confirmou-se a presença das NPs Ag na forma esférica e observou-se a diferença de tamanho de partículas, sendo que para as NPs Ag a média foi de 7,32 nm e para NPs Ag 1000 ppm foi de 15,2 nm. O antibiograma demonstrou que as NPs Ag 18 ppm e de 1000 ppm apresentam atividade antibacteriana contra a bactéria Gram-negativa Escherichia coli e contra a bactéria Gram-positiva Staphylococcus aureus. No filme de tinta aplicado, avaliou-se a diferença de cor da tinta branca após a adição das NPs Ag, utilizando um espectrofotômetro e a perda de brilho após o ensaio de intemperismo acelerado sob radiação UV-B. Foi verificado que as NPs Ag não têm efeito sobre a perda de brilho do filme de tinta, porém induzem ao amarelamento do mesmo. Os resultados foram positivos para o ensaio de resistência a bactérias conforme a norma JIS Z 2801:2000 somente para as amostras de tinta acrílica à base d’água e verniz acrílico à base d’água com 100 ppm de NPs Ag. Para as amostras de tintas e vernizes com 3,6 ppm e 30 ppm de NPs Ag não houve efeito inibitório. Para o ensaio de resistência a fungos, segundo a norma ABNT NBR 14941, as tintas não apresentaram efeito inibitório satisfatório. / There is a particular interest of the paint manufacturing industry by using silver nanoparticles due its antimicrobial properties. This study has as objective to synthesize and characterize silver nanoparticles colloidal solutions as a potential antimicrobial additive in water-based acrylic paints. In the experimental process, the silver nanoparticles were prepared by reduction the silver ions by sodium borohydride and used trisodium citrate dihydrate as stabilizing agent. The characterizations of the silver nanoparticles were realized by spectroscopy in the infrared region, transmission electronic microscopy and Gram positive and Gram negative antibiograms. The UV-vis results were similar for the NPs Ag 18 ppm and NPs Ag 1000 ppm samples with the absorption spectra in the range of 400nm, which indicates the presence of de NPs Ag in a spherical format. By the transmission electron microscopy it was noted the presence of NPs Ag in a spherical format and differences in the particles sizes for NPs Ag (media of 7.32 nm) and for NPs Ag 1000 ppm (media of 15.2 nm) samples. The antibiogram test demonstrates that the 18 ppm and the 1000 ppm NPs Ag showed antibacterial activity against the Gram negative bacterium Escherichia coli and against the Gram positive bacteria Staphylococcus aureus. In the paint film, it was avaluated the difference of the white color after the incorporation of the NPs Ag using a spectrophotometer and the brightness lost after the UV-B accelerated weathering testing. It was noted that the NPs Ag had no effect in the brightness lost of the paint film; however inducing to the yellowing of the same. The results were positive for the bacterial resistances according to JIS Z 2801:2000 only for the water-based acrylic paints and varnish containing 100 ppm of NPs Ag. For the samples with 3,6 ppm and 30ppm it was not noted an inhibitory effect. Finally, for the fungal resistance according to ABNT NBR 14941 the paints do not showed satisfactory inhibitory effect.

Este trabalho centrou-se no desenvolvimento de nanocápsulas de núcleo lipídico contendo tacrolimus com revestimentos não iônico de polissorbato 80, aniônico de lecitina e catiônico de quitosana para posterior avaliação in vivo das atividades antiedematogênica e imunossupressora das formulações. As suspensões foram preparadas pelo método de deposição interfacial do polímero pré-formado utilizando a poli(ɛ-caprolactona) como polímero biodegradável. Para obtenção das nanocápsulas de núcleo lipídico de superfície catiônica, a lecitina foi adicionada à fase orgânica das suspensões e o revestimento procedeu-se por meio da incubação das partículas em solução aquosa de quitosana. De forma geral, todas as formulações apresentaram distribuição monomodal de partículas apenas na faixa nanométrica e baixa polidispersão. Os valores de potencial zeta obtidos para as formulações não iônicas e aniônicas foram negativos, enquanto que para as formulações catiônicas foram positivos. O teor de fármaco foi próximo ao teórico (0,6 ou 0,8 mg/mL) com alta eficiência de encapsulação (> 99%) e os estudos de liberação in vitro mostraram perfis de liberação sustentada do tacrolimus com mecanismo de transporte anômalo para todas as formulações. Além disso, as suspensões apresentaram estabilidade física adequada por meio de análises de retroespalhamento de luz e partículas de formato esferoide por microscopia eletrônica de transmissão. No modelo de artrite reumatóide induzida por adjuvante completo de Freund, o tacrolimus encapsulado em nanocápsulas de núcleo lipídico revestidas com polissorbato 80 mostrou atividade antiedematogênica superior ao fármaco em solução na dose de 2,0 mg/kg/dia, após administração intraperitoneal das formulações em ratos Wistar. Para avaliar o potencial de nanocápsulas de núcleo lipídico em aumentar a eficácia imunossupressora do tacrolimus pela via oral, realizou-se um estudo com camundongos CF1, o qual foi conduzido em duas etapas. Primeiramente, buscando avaliar o efeito da nanoencapsulação independente da barreira gastrointestinal, o fármaco em solução ou nanoencapsulado foi administrado pela via intraperitoneal nas doses de 4,0 e 6,0 mg/kg/dia, durante 10 dias. Nos tempos 0, 5 e 10 dias, amostras de sangue foram coletadas para posterior contagem do número percentual de linfócitos. Os resultados mostraram que o tacrolimus nanoencapsulado provocou maior redução linfocitária na dose de 4,0 mg/kg/dia em relação ao fármaco livre, enquanto que na dose de 6,0 mg/kg/dia, o efeito farmacodinâmico foi similar para o tacrolimus em solução ou nanoencapsulado. Continuando o estudo, as formulações foram administradas nas doses de 6,0 e 10,0 mg/kg/dia pela via oral e os resultados mostraram que o fármaco em solução na dose de 6,0 mg/kg/dia não apresentou efeito sobre o número percentual de linfócitos durante todo o experimento, enquanto que na dose de 10,0 mg/kg/dia, o efeito da solução foi observado somente no último dia de tratamento. Quando o fármaco foi nanoencapsulado, a redução linfocitária foi significativa nas duas doses testadas (6,0 e 10,0 mg/kg/dia), a qual se iniciou no quinto dia e manteve-se até o final do experimento. Em uma análise comparativa, somente dos grupos tratados com as formulações na mesma dose (6,0 mg/Kg/dia), pelas diferentes vias de administração, observou-se que os animais tratados com o fármaco livre apresentaram diferença na redução linfocitária entre as vias oral e intraperitoneal, enquanto que os animais tratados com as nanocápsulas núcleo lipídico revestidas com polissorbato 80 apresentaram equivalência farmacodinâmica entre as vias de administração avaliadas. Nesse mesmo estudo, constatou-se que as nanocápsulas na dose de 6,0 mg/kg/dia evitaram o aumento das concentrações séricas de glicose após administração oral das formulações. Prosseguindo com o mesmo modelo animal e buscando estudar a influência do tipo de revestimento das partículas (não iônico e catiônico) após administração oral do tacrolimus, foram desenvolvidas nanocápsulas de núcleo lipídico estabilizadas com lecitina e polissorbato 80 revestidas ou não com quitosana. As formulações foram administradas na dose de 6,0 mg/kg/dia e os resultados mostraram maior redução do número percentual de linfócitos para os animais tratados com a formulação de superfície catiônica, a qual provocou efeito imunossupressor já no quinto dia de tratamento enquanto que a formulação aniônica mostrou efeito somente no décimo dia. Os animais tratados com a dispersão do fármaco que continha quitosana não apresentaram redução do número de linfócitos durante o experimento. Além disso, a formulação catiônica foi a única capaz de evitar alterações nas concentrações séricas de glicose, creatinina e fosfatase alcalina dos animais. O conjunto destes estudos demonstra que as nanocápsulas de núcleo lipídico apresentam-se como uma estratégia tecnológica promissora, visando o aumento da eficácia farmacológica e redução de efeitos adversos do tacrolimus. / This work was based on the development of tacrolimus-loaded lipid-core nanocapsules employing the nonionic polysorbate 80, anionic lecithin and cationic chitosan coatings aiming the in vivo evaluation of antiedematogenic and immunosuppressive activities. The suspensions were prepared by interfacial deposition of preformed polymer using the poly(ɛ-caprolactone) as biodegradable polymer. In order to obtain the lipid-core nanocapsules with cationic surface, lecithin was added to the organic phase of the suspensions and the coating proceeded through the incubation of the particles in aqueous solutions of chitosan. In general, all formulations showed unimodal size distributions only at nanoscale and low polydispersity. The zeta potential values obtained for the nonionic and anionic formulations were negative whereas for the cationic formulations were positive. The drug contents were close to the theoretical values (0.6 or 0.8 mg mL-1) with high encapsulation efficiency (> 99%). The colloidal suspensions presented appropriate physical stability by light backscattered analysis and spheroid shaped particles by transmission electron microscopy. Moreover, drug release studies using the dialysis bag method showed sustained release profiles of tacrolimus with anomalous transport mechanism for all formulations. In the Freund's complete adjuvant–induced arthritis model, the tacrolimus-loaded lipid-core nanocapsules coated with polysorbate 80 showed higher antiedematogenic activity compared to the drug in solution after intraperitoneal administration of 2.0 mg kg-1 day-1 in Wistar rats. Proceeding the work, a study using CF1 mice was conducted to evaluate the potential of lipid-core nanocapsules in increasing the immunosuppressive efficacy of tacrolimus. The first evaluation was carried out to determine the influence of encapsulation of tacrolimus on the pharmacodynamic effect of the drug, independently of the oral absorption barrier. In this case, the tacrolimus-loaded lipid-core nanocapsules were compared to the drug in solution after intraperitoneal administration at 4.0 and 6.0 mg kg-1 day-1. Blood samples were collected at times 0, 5 and 10 days for subsequent determination of lymphocytes count percent. The results showed that drug nanoencapsulation caused greater reduction lymphocyte count (%) at the dose of 4.0 mg kg-1 day-1 compared to tacrolimus free, whereas at the dose of 6.0 mg kg-1 day-1, the pharmacodynamic effect was similar for drug encapsulated or nonencapsulated. Continuing the study, the formulations were administered by oral route at 6.0 and 10.0 mg kg-1 day-1. The results showed that the treatment with free drug at 6.0 mg kg-1 day-1 led to no significant difference in lymphocytes percent during the whole experiment while the treatment with drug in solution at 10.0 mg kg-1 day-1 caused exclusively a significant decrease after 10 days. On the other hand, after 5 days of treatment with tacrolimus-loaded lipid-core nanocapsules at both doses of 6.0 and 10 mg kg-1 day-1 had caused significant decreases in lymphocyte count (%); and the pharmacodynamic effect continued until the end of the experiment. In a comparative analysis only those groups treated with the formulations at the same dose (6.0 mg kg-1 day-1), the animals treated with the tacrolimus solution showed different percent reduction in lymphocyte between oral and intraperitoneal routes whereas the animals treated with the lipid core nanocapsules coated with polysorbate 80 showed equivalent pharmacodynamic effect among the administration routes evaluated. The influence of particle coatings (cationic and nonionic) after oral administration of tacrolimus was also investigated using the same animal model. For this, lipid-core nanocapsules stabilized with polysorbate 80-lecithin uncoated (anionic) or coated with chitosan were developed. The formulations were administered at the dose of 6.0 mg kg-1 day-1 and the results showed higher reduction in lymphocytes count percent for the formulation of cationic surface, which caused immunosuppressive effect on the fifth day while uncoated formulation showed the immunosuppressive effect only on the tenth day. The animals treated with the drug dispersion containing chitosan showed no reduction in lymphocytes count (%) during the experiment. Moreover, the formulation of lipid-core nanocapsules with cationic surface was the unique able to prevent alterations in serum levels of glucose, creatinine and alkaline phosphatase. This set of studies showed that the lipid-core nanocapsules are a promising technology strategy aiming at increasing of the pharmacological efficacy and reduction of adverse effects of tacrolimus.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-06-30T15:37:23Z No. of bitstreams: 1 Robson Luis Trindade Lustosa.pdf: 1506719 bytes, checksum: 6602206522f8c010d5d7bd2458458293 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-30T15:37:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Robson Luis Trindade Lustosa.pdf: 1506719 bytes, checksum: 6602206522f8c010d5d7bd2458458293 (MD5) Previous issue date: 2015-08-27 / Packaging plays an important role in the maintenance and determination of the quality and shelf life of food. There is increasing development of biodegradable polymer and edible packaging considering environmental concerns. Nanotechnology opportunities the generation and developing of edible films due to their mechanical properties, barrier and antimicrobial improvement. Resistance to innovation is largely influenced as much by perception of risk as by consumers' level of knowledge about the new technology, matters which affect the acceptability of new products and can cause resistance by the consumer attitudes. Despite the application of nanotechnology by the food industry, it could occurs the rejection by the consumer because the perception of the possible human health and environmental risks. Consumer has revealed important role in the consolidation of these technologies through the judgment and acceptance of new products, determining therefore its success or commercial failure. Thus, the present study aims to evaluate consumer perceptions regarding the acceptability of edible packaging nanostructured based on chitosan by consumers in the city of Recife (PE). The study presented in article 1 the consumer perceptions regarding the acceptability of edible packaging nanostructured from a Survey questionnaire with 5-point Likert scale performed with 361 consumers. The effects of sociodemographic variables on consumers' perceptions were analyzed using nonparametric tests (Wilcoxon-Mann-Whitney, Kruskal Wallis and Gamma of Goodman-Kruskal). The purchase intention was evaluated considering the effect of perceptions of benefits and risks on consumer attitudes (Wilcoxon test) at 95% confidence. Variables such as age, education and income caused varying effects with respect to perceptions of risks and benefits. Results demonstrated that consumers, while having little knowledge of nanotechnology, have shown great interest in the use of this new technology in the development of food packaging. Benefits of perceptions showed significant effect (p <0.05) acceptance and purchase of food products and packaging with nanotechnology use compared to the risk perceptions. Article 2 presents the study of nanotechnology acceptance through focus group conducted with eight (8) individuals in two different modes driving the focus groups according to exposure benefits and risks of nanotechnology in food and food packaging. Data obtained from focus group method were analysed from the thematic-categorical content analysis of transcribed speech of respondents. Results obtained in focus group discussions showed a complex web of parameters involved with the acceptance of edible packaging using nanotechnology, how perceptions of risks and benefits, concerns about the effects of nanoparticles on living organisms and the environment , confidence in the different stakeholders involved in the development of science and new technologies. In both studies, communication and information about nanotechnology have been identified as important factor for the acquisition and willingness-to-pay for food products coated with nanostructured edible packaging. / A embalagem desempenha um papel importante na manutenção e determinação da qualidade e da vida de prateleira dos alimentos. Há o desenvolvimento crescente de embalagens poliméricas biodegradáveis e comestíveis haja vista preocupações com o meio ambiente. A nanotecnologia possibilita a geração e o desenvolvimento de filmes comestíveis aprimorando suas propriedades mecânicas, de barreira e antimicrobianas. A resistência à inovação é largamente influenciada tanto pela percepção de riscos quanto pelo nível de conhecimento do consumidor sobre a nova tecnologia, elementos estes que afetam a aceitabilidade de novos produtos e que podem provocar atitudes de resistências pelo consumidor. Apesar da aplicação da nanotecnologia pelas indústrias de alimentos, ocorre a rejeição por parte do consumidor frente à percepção dos possíveis riscos à saúde humana e ao meio ambiente. O consumidor tem revelado importante papel na consolidação destas tecnologias através do julgamento e da aceitação dos novos produtos, determinando, pois, seu sucesso ou fracasso comercial. Assim, a presente pesquisa tem como objetivo avaliar a percepção do consumidor quanto à aceitabilidade de embalagem comestível nanoestruturada à base de quitosana por consumidores da cidade do Recife (PE). O estudo apresentado no artigo 1 verificou a percepção do consumidor quanto à aceitabilidade de embalagens comestíveis nanoestruturadas a partir de pesquisa Survey com questionário composto de escala Likert de 5 pontos realizada com 361 consumidores. Os efeitos das variáveis sociodemográficas sobre as percepções dos consumidores foram analisados através de testes não paramétricos (Wilcoxon-Mann-Whitney, Kruskal Wallis e Gamma de Goodman-Kruskal). A intenção de compra foi avaliada considerando o efeito das percepções de benefícios e riscos sobre as atitudes do consumidor (teste de Wilcoxon) ao nível de 95% de confiança. Variáveis como idade, escolaridade e renda provocaram efeitos variados no que concerne às percepções de riscos e benefícios. Os resultados demonstraram que os consumidores, embora possuam pouco conhecimento acerca da nanotecnologia, demonstraram elevado interesse quanto ao uso desta nova tecnologia no desenvolvimento de embalagens para alimentos. As percepções de benefícios demonstraram efeito significativo (p<0,05) na aceitação e aquisição de produtos alimentares e embalagens com uso de nanotecnologia comparada com as percepções de riscos. O artigo 2 apresenta o estudo da aceitação da nanotecnologia através de grupo focal realizado com oito (8) indivíduos, em duas modalidades distintas de condução do grupo focal segundo a exposição de benefícios e riscos da nanotecnologia em alimentos e embalagens para alimentos. Os dados obtidos através do método de grupo focal foram inferenciados a partir da análise de conteúdo temático-categorial das falas transcritas dos respondentes. Os resultados obtidos nas discussões realizadas nos grupos focais apresentaram uma teia complexa de parâmetros envolvidos com a aceitação de embalagens comestíveis com uso de nanotecnologia, como as percepções de riscos e de benefícios, as preocupações quanto aos efeitos das nanopartículas nos organismos vivos e no meio ambiente, confiança nos diferentes stakeholders envolvidos com o desenvolvimento da ciência e de novas tecnologias. Em ambos os estudos, a comunicação e informação acerca da nanotecnologia foram apontadas como fator de importância para a aquisição e intenção de compra de produtos alimentares revestidos por embalagens comestíveis nanoestruturadas.