O glioblastoma multiforme (GBM) pode desenvolver-se rapidamente sem evidências clínicas, radiológicas ou morfológicas de um tumor precursor menos maligno. Entretanto, um novo tumor pode desenvolver-se a partir de células gliais normais ou de suas precursoras, sendo chamado de GBM primário. Já meduloblastoma é um tumor embrionário maligno do cerebelo, cuja incidência ocorre preferencialmente em crianças de até 7 anos. Os tumores de cérebro se diferem entre si em nível molecular. A amplificação do gene EGFR (Receptor do Fator de Crescimento Epidermal) com consequente elevação da expressão do receptor de EGF (Fator de Crescimento Epidermal) é mais proeminente em GBM primário quando comparado com GBM secundário e está presente também em meduloblastoma. O presente trabalho consiste em investigar o perfil de expressão gênica da via EGF e o perfil proteico de genes supressores de tumor e oncogenes de linhagens de células tumorais de glioblastoma e meduloblastoma após o tratamento com terapia fotodinâmica (TFD). O conhecimento da ação da TFD em tumores cerebrais em nível molecular permitiu a detecção de genes que participam da regulação da expressão gênica de outras vias de sinalização como RTK/Ras/PI3-K e AKT/MAPK que são responsáveis pela proliferação celular aumentada, sobrevivência ou resistência a apoptos e perda de aderência e migração, podendo revelar alto grau de invasividade. Portanto, o tratamento com terapia fotodinâmica em células tumorais do cérebro acrescenta informações relevantes sobre o processo de proliferação celular e da biologia do câncer. / Glioblastoma multiforme (GBM) can develop quickly without clinical, radiological or morphological of a less malignant precursor tumor. However, a new tumor can grow from normal glial cells or their precursors, is called the primary GBM. Medulloblastoma is also a malignant embryonic tumor of the cerebellum, whose incidence occurs preferentially in children under 7 years. Brain tumors differ from between them at the molecular level. The amplification of the EGFR gene (Growth Factor Receptor Epidermal) with an increase in the expression of EGF receptor (Epidermal Growth Factor) is the main cause in primary GBM compared to secondary GBM and is also present in medulloblastoma. This work to investigate the gene expression profile of the EGF pathway and the protein profile of tumor suppressor genes and oncogenes tumor cell lines of glioblastoma and medulloblastoma after treatment with photodynamic therapy (PDT). PDT\'s share knowledge in brain tumors at the molecular level allowed to discovery of genes that participate in the regulation of gene expression of other RTK/Ras/PI3-K and AKT/MAPK signaling pathways such as that are responsible for the increased cell proliferation, survival or resistance to apoptosis and loss of adhesion and migration, and may reveal a high degree of invasiveness. For this reason, treatment with photodynamic therapy in brain tumor cells adds relevant information about the process of cellular proliferation and cancer biology.

Entre 5,3 e 12% das mulheres com endometriose apresentam a forma mais severa da doença, com comprometimento profundo do intestino, cujo principal tratamento é cirúrgico, porém com alta taxa de complicações: recorrência das lesões, fístulas, hemorragias, infecção, suboclusão intestinal e disfunção vesical e/ou intestinal. O tratamento medicamentoso visa inibir o crescimento dos focos por meio do bloqueio ovariano, com boa redução da dor, mas sem diminuição dos nódulos endometrióticos, e maiores efeitos colaterais pela longa duração do tratamento. Atualmente, drogas podem ser acopladas a nanopartículas que tenham afinidade com tecidos doentes, de forma a serem entregues diretamente aos mesmos, sem efeitos sistêmicos significativos e com eficácia superior no controle das lesões. Há evidências de que células em alta divisão apresentam maior captação de LDL que células normais, para síntese de membrana. Em diversos tipos de câncer, doenças reumatológicas, aterosclerose, mieloma múltiplo e na cardiomiopatia diabética, a necessidade significativamente maior de LDL permitiu bons resultados terapêuticos acoplando-se um quimioterápico à LDE (nanoemulsão artificial semelhante à LDL e que se liga ao mesmo receptor). Na endometriose, assim como no câncer, há fatores de crescimento e citocinas associados à multiplicação celular, e também há superexpressão dos receptores de LDL nas lesões de endometriose. Além disso, mulheres com endometriose intestinal apresentam níveis plasmáticos menores de LDL que o grupo sadio. Este estudo avaliou a captação da emulsão de LDE marcada radioativamente pelos receptores na superfície do foco endometriótico, para posteriormente testar a capacidade da LDE de interiorização celular. Tratou-se de um estudo-piloto comparativo entre três grupos: endometriose intestinal e não-intestinal, e sem endometriose. Antes do tratamento cirúrgico, foi determinado o perfil lipídico das pacientes e foi injetada a LDE marcada. Foi dosada a radioatividade das amostras de tecidos coletados (endometriose intestinal e não-intestinal, peritôneosadio e endométrio tópico). Na comparação entre os grupos, não houve diferença significativa nos parâmetros (p > 0,01), possivelmente devido à amostra pequena. Mas o grupo com endometriose intestinal tendeu a apresentar um IMC mais baixo que os demais, com maior sintomatologia álgica e níveis mais altos de LDL. A captação de LDE no peritôneosadio foi maior no grupo com endometriose não intestinal. O endométrio tópico e os focos de endometriose intestinal captaram mais LDE que os de não-intestinal, sugerindo maior divisão celular e menos fibrose. A comparação da captação da LDE por local mostrou uma tendência a captação decrescente entre endométrio tópico, peritôneo sadio e lesão de endometriose. Como os focos de endometriose (intestinal ou não) captaram de maneira significativa a LDE, conclui-se que há consumo aumentado de LDL nas lesões de endometriose, assim como no câncer e nas doenças inflamatórias. Não houve diferença dos níveis de colesterol plasmático na captação da LDE, comprovando a entrega direta da nanoemulsão aos tecidos em alta divisão celular, independente das lipoproteínas séricas. Estes resultados abrem caminho para novos estudos de avaliação da nanotecnologia como opção terapêutica às cirurgias radicais, com menores complicações e sem efeitos colaterais sistêmicos / Between 5.3% and 12% of women with endometriosis present the most severe form of disease, with deep intestinal involvement, mainly treated by surgery, which has a high rate of complications: recurrence of lesions, fistulas, hemorrhage, infection, intestinal subocclusion and bladder and / or bowel dysfunction. Drug treatment aims to inhibit foci growth by means of ovarian blockage, with good reduction of pain, but with no effect on endometriotic nodules, and frequent side effects due to the long duration of treatment. Currently, drugs can be coupled to nanoparticles that have affinity with compromised tissues, in order to be delivered directly to them, without significant systemic effects and with superior efficacy in the control of lesions. There are evidences that cells in high division have higher uptake of LDL than normal cells, for membrane synthesis. In several types of cancer, rheumatic diseases, atherosclerosis, multiple myeloma and in diabetic cardiomyopathy, the significantly greater need for LDL allowed good therapeutic results by coupling a chemotherapeutic to LDE (an artificial nanoemulsion similar to LDL that binds to the same receptor). In endometriosis, as well as in cancer, there are growth factors and cytokines associated with cell multiplication, and there is also overexpression of LDL receptors in endometriosis lesions. In addition, women with intestinal endometriosis have higher plasma LDL levels than healthy ones. This study evaluated the uptake of radioactively labeled LDE emulsion by receptors on the surface of endometriotic foci, to later test the LDE capacity of cellular interiorization. It was a comparative pilot study between three groups: patients with intestinal and non-intestinal endometriosis, and without endometriosis. Before surgical treatment, the lipid profile of patients was determined and labeled LDE nanoemulsion was injected. The radioactivity of the collected tissue samples (intestinal and non-intestinal endometriosis, healthy peritoneum and topical endometrium) was measured. In the comparison between groups, there was no significant difference in parameters (p > 0.01), possibly due to the small sample. But the group with intestinal endometriosis tended to present a lower BMI than others, with greater pain symptomatology and higher levels of LDL. LDE uptake in healthy peritoneum was higher in the non-intestinal endometriosis group. The topical endometrium and foci of intestinal endometriosis uptaked more LDE than non-intestinal ones, suggesting greater cell division and less fibrosis. Comparison of LDE uptake per site showed a tendency toward decreasing uptake between topical endometrium, healthy peritoneum and endometriosis lesion. As endometriosis foci (intestinal or not) have uptaked LDE on a significant level, the conclusion might be that there is an increased consumption of LDL by endometriosis lesions, as well as in cancer and inflammatory diseases. There was no difference between plasma cholesterol levels and LDE uptake, demonstrating the direct delivery of the nanoemulsion to tissues in high cell division, independent of serum lipoproteins. These results open the way for new studies evaluating nanotechnology as a therapeutic option for radical surgeries, with lower complications and no systemic side effects

A alveolite seca é uma das complicações pós-operatórias mais comuns e sintomáticas na exodontia, porém, até o momento não possui um protocolo de tratamento definido. A oxitetraciclina (OTC) é um antibiótico de amplo espectro utilizado no tratamento de múltiplas infecções. Entretanto, nos últimos anos as tetraciclinas de primeira geração, tais como a OTC, têm sido evitadas devido ao surgimento de microrganismos resistentes. Afortunadamente, nos últimos anos tem se observado uma tendência contrária graças às medidas de controle no uso de antibióticos. Sistemas de liberação controlada podem evitar o desenvolvimento de resistência bacteriana e diminuir o risco de efeitos adversos. Este estudo teve como objetivo preparar uma nanofibra polimérica de policaprolactona e oxitetraciclina (PCL/OTC), e ainda avaliar suas propriedades físicas e biológicas in vitro e in vivo, visando seu futuro uso no tratamento da alveolite seca. As nanofibras poliméricas carregadas com OTC foram preparadas pelo sistema de eletrofiação, caracterizadas através da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e avaliadas sobre seu perfil de liberação do fármaco. A atividade antibacteriana da nanofibra sobre um biofilme misto de Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermédia, Fusobacterium nucleatum, Eikenella corrodens, Streptococcus sanguis e Aggregatibacter actinomycetemcomitans foi analisada mediante a contagem das unidades formadoras de colônias viáveis após os tempos de contato de 1, 4, 24, 30 e 48 h. O processo de reparo alveolar induzido pela nanofibra PCL/OTC foi avaliado de forma histomorfológica e histomorfométrica após o tratamento da alveolite seca em molares de ratos, e comparado ao tratamento com nanofibras de PCL pura e Alvogyl®, 7, 14 e 21 dias após a exodontia. Finalmente, foi realizada a identificação e contagem de osteoclastos através da marcação da fosfatase ácida resistente ao tartarato (TRAP), nos mesmos tempos de avaliação. As nanofibras PCL/OTC apresentaram orientação randômica em camadas e morfologia multiforme. O perfil de liberação do sistema apresentou um efeito de explosão nas primeiras 8 horas, seguido por um período de liberação lenta e prolongada da OTC. A nanofibra PCL/OTC (132 ?g de OTC/mL) reduziu mais de 50% das colônias do biofilme nas primeiras horas de liberação, seguido por um período de manutenção em que a porcentagem de colônias bacterianas permaneceu baixa. O grupo tratado com PCL/OTC apresentou a maior porcentagem de tecido conjuntivo no 7º dia (p<0,05) e maior porcentagem de osso neoformado no 14º e 21º dias após a exodontia (p<0,05), em comparação aos outros grupos. O tratamento de alveolite seca com a fibra PCL/OTC permitiu a regeneração tecidual do alvéolo quase em sua totalidade até o 21º dia, sendo que a cronologia de regeneração tecidual com este material foi mais rápida do que com a fibra de PCL pura, e esta última mais rápida que do que o controle positivo Alvogyl®. O grupo PCL/OTC apresentou uma quantidade menor (p<0,05) de osteoclastos por área em relação aos outros grupos nos três tempos experimentais. O perfil de liberação prolongando de OTC e as propriedades biológicas relevantes apresentadas pela nanofibra PCL/OTC, sugerem que esta poderia ser considerada uma alternativa para o tratamento da alveolite seca. / Dry socket is one of the most common and symptomatic postoperative complications in tooth extraction, however, to date, it does not have an established treatment protocol. Oxytetracycline (OTC) is a broad-spectrum antibiotic, employed in the treatment of multiple infections. Nevertheless, in the last few years, first-generation tetracyclines such as OTC, have been avoided due to the development of resistant microorganisms. Fortunately, in recent years there has been a contrary trend thanks to control measures in the use of antibiotics. Controlled release systems can prevent the development of bacterial resistance and decrease the risk of adverse effects. This study aimed to prepare a polymeric nanofiber of polycaprolactone and oxytetracycline (PCL/OTC), and to evaluate its physical and biological properties in vitro and in vivo, aiming its use in the treatment of dry socket at the future. The OTC-charged polymeric nanofibers were prepared by electrospinning, and characterized by scanning electron microscopy (SEM) and drug release profile evaluation. The antibacterial activity of the nanofiber over a mixed biofilm containing Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Fusobacterium nucleatum, Eikenella corrodens, Streptococcus sanguis, and Aggregatibacter actinomycetemcomitans was analyzed by counting the viable colony-forming units after 1, 4, 24, 30 and 48 h of contact. The alveolar repair process induced by the PCL/OTC nanofiber was evaluated histomorphologically and histomorphometrically after the treatment of dry socket in rat molars, and compared to the treatment with plain PCL nanofibers and AlvogylTM, 7, 14 and 21 days after extraction. Finally, the identification and counting of osteoclasts were performed through the tartrate resistant acid phosphatase (TRAP) staining, at the same evaluation time points. PCL/OTC nanofibers presented random orientation in layers and multiform morphology. The release profile of the PCL/OTC system showed a burst effect within the first 8 hours, followed by a prolonged slow release period. The PCL/OTC nanofiber at a concentration of 132 ?g OTC/mL reduced more than 50% of the biofilm colonies in the first few hours of release, followed by a maintenance period in which the percentage of bacterial colonies remained low. The PCL/OTC group presented the highest percentage of connective tissue on the 7th day (p<0.05), and of newly formed bone on the 14th and 21st days (p<0.05) after dental extraction, compared to the other groups. The treatment of dry socket with the PCL/OTC fiber allowed almost complete tissue regeneration up to the 21st day, and the chronology of tissue regeneration with this material was faster than with the plain PCL fiber, and the latter was more rapid than the positive control AlvogylTM. The PCL/OTC group presented a lower amount (p<0.05) of osteoclasts per area than the other two groups in the three experimental periods. The prolonged release profile of OTC and the relevant biological properties presented by the PCL/OTC nanofibers suggest that these may be considered as an alternative treatment of dry socket.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-06-29T11:30:31Z No. of bitstreams: 1 elisandramariadossantos.pdf: 1982471 bytes, checksum: c22e90b870706b5581808c86f2a81b4f (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-07-03T14:40:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 elisandramariadossantos.pdf: 1982471 bytes, checksum: c22e90b870706b5581808c86f2a81b4f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-03T14:40:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 elisandramariadossantos.pdf: 1982471 bytes, checksum: c22e90b870706b5581808c86f2a81b4f (MD5) Previous issue date: 2018-02-20 / Infecções bacterianas constituem uma ameaça à saúde humana e um sério problema para os sistemas de saúde, devido à uma crescente incidência de infecções causadas por bactérias multirresistentes. Entre importantes bactérias causadoras de infecções estão as Staphylococcus aureus, espécie de maior interesse médico, sendo a causadora mais comum de infecções nosocomiais e também comunitárias; Staphylococcus epidermidis, isolado mais frequente encontrada em epitélios humanos, sendo a principal responsável por infecções relacionadas a dispositivos médicos; e a Escherichia coli, dentre as bactérias gram-negativas é a causadora mais comum de infecções nosocomiais e adquiridas na comunidade. Peptídeos antimicrobianos (AMPs) são um grupo diverso e abundante de compostos produzidos por organismos multicelulares, tanto animais quanto vegetais, e são componentes principais da imunidade inata contra infecções e podem ser alternativas no tratamento de doenças infecciosas. Neste contexto, a associação entre AMPs e a nanotecnologia pode ser utilizada como estratégia no combate a infecções bacterianas. Entre os nanomateriais existentes estão as nanopartículas poliméricas, que são biodegradáveis e biocompatíveis. Esses nanomateriais podem participar de formulações contendo antibióticos usuais ou novas moléculas bioativas, como os AMPs, e podem ser alternativas promissoras para o tratamento de infecções bacterianas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial antimicrobiano do peptídeo Lrot3.6 nanoencapsulado frente à bactérias gram-positivas e gram-negativas, bem como os efeitos citotóxicos em cultura in vitro de células HEK293. Foram sintetizadas nanopartículas de quitosana livre e estruturadas com o peptídeo Lrot3.6 pelo método de gelificação iônica. As nanopartículas sintetizadas foram caracterizadas quanto ao tamanho, índice de polidispersão, potencial Zeta e foi determinada a eficiência de encapsulação do peptídeo. Após a síntese, foram realizados ensaios antimicrobianos por microdiluição em placa de 96 poços, utilizando cloranfenicol, o peptídeo livre e nanoencapsulado, e a nanopartícula livre nas concentrações de 8, 16, 32, 64 e 128 μg/mL, bem como ensaio para análise da ação bactericida ou bacteriostática dos tratamentos e avaliação da citotoxicidade dos tratamentos por MTT. As análises estatísticas foram realizadas pelo teste de Tukey (p<0,05). Os índices de polidispersão foram 0,356 (nanopartícula livre) e 0,398 (peptídeo nanoencapsulado). Os potenciais Zeta foram 36,5 ± 2,1 mV (nanopartícula livre) e 35,7 ± 2,2 mV (peptídeo nanoencapsulado). O peptídeo nanoencapsulado apresentou uma eficiência de encapsulação de 93,55%. Em relação aos ensaios antimicrobianos, o peptídeo livre apresentou MIC de 8 μg/mL para todas as bactérias testadas. A nanopartícula livre também apresentou efeito antimicrobiano, com MIC de 64 μg/mL para todas as bactérias. A nanoencapsulação do peptídeo favoreceu principalmente a inibição do crescimento de E. coli, bactéria em que o tratamento mais se destacou por possível efeito sinérgico entre a quitosana e o peptídeo Lrot3.6. No geral, observou-se também a liberação prolongada do peptídeo em até 48 horas. Além disso, o nanossistema na menor concentração, 8 μg/mL, não foi citotóxico em até 48 horas. / Bacterial infections are a threat to human health and a serious problem for health systems due to an increasing incidence of infections caused by multiresistant bacteria. Among important bacteria that cause infections are Staphylococcus aureus, a species of major medical interest, being the most common cause of nosocomial and community infections; Staphylococcus epidermidis, the most frequent isolate found in human epithelia, being the main responsible for infections related to medical devices; and Escherichia coli among gram-negative bacteria is the most common cause of nosocomial and community-acquired infections. Antimicrobial peptides (AMPs) are a diverse and abundant group of compounds produced by multicellular organisms, both animal and plant, and are major components of innate immunity against infections and may be alternatives in the treatment of infectious diseases. In this context, the association between AMPs and nanotechnology can be used as a strategy to combat bacterial infections. Among the existing nanomaterials are polymer nanoparticles, which are biodegradable and biocompatible. These nanomaterials may participate in formulations containing usual antibiotics or novel bioactive molecules, such as AMPs, and may be promising alternatives for the treatment of bacterial infections. The objective of this work was to evaluate the antimicrobial potential of the peptide Lrot3.6 nanoencapsulated against gram-positive and gram-negative bacteria, as well as the cytotoxic effects in vitro culture of HEK293 cells. Free chitosan nanoparticles were synthesized and structured with the Lrot3.6 peptide by the ionic gelation method. The synthesized nanoparticles were characterized by size, polydispersity index, Zeta potential and the peptide encapsulation efficiency was determined. After the synthesis, antimicrobial assays were performed by microdilution in a 96-well plate using chloramphenicol, the free and nanoencapsulated peptide, and the free nanoparticle at the concentrations of 8, 16, 32, 64 and 128 μg/mL, as well as assay for analysis of the bactericidal or bacteriostatic action of the treatments and evaluation of the cytotoxicity of the treatments by MTT. Statistical analyzes were performed using the Tukey test (p<0.05). The polydispersity indices were 0.356 (free nanoparticle) and 0.398 (nanoencapsulated peptide). Zeta potentials were 36.5 ± 2.1 mV (free nanoparticle) and 35.7 ± 2.2 mV (nanoencapsulated peptide). The nanoencapsulated peptide showed an encapsulation efficiency of 93.55%. Regarding the antimicrobial assays, the free peptide showed MIC of 8 μg/mL for all the bacteria tested. The free nanoparticle also showed antimicrobial effect, with MIC of 64 μg/mL for all bacteria. Nanoencapsulation of the peptide mainly favored the inhibition of the growth of E. coli, a bacterium in which the treatment was most highlighted by a possible synergistic effect between the chitosan and the peptide Lrot3.6. In general, prolonged release of the peptide was also observed within 48 hours. In addition, the nanosystem at the lowest concentration, 8 μg/mL, was not cytotoxic within 48 hours.

Orientadores: Leonardo Fernandes Fraceto, Vera Lucia Scherholz Salgado de Castro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clemente_Zaira_D.pdf: 3720212 bytes, checksum: 1769ff8be9463431799911a24a3f963a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A ecotoxicologia de nanopartículas de dióxido de titânio (nano- TiO2) tem sido amplamente estudada nos últimos anos, mas os resultados obtidos ainda são inconclusivos. Assim, permanecem dúvidas sobre a aplicabilidade dos atuais protocolos ecotoxicológicos para avaliação dos possíveis impactos do uso da nanotecnologia. Poucas investigações toxicológicas tem considerado as propriedades fotocatalíticas da substância, que podem aumentar a sua toxicidade para a biota aquática. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos em organismos aquáticos expostos a diferentes nano- TiO2, sob diferentes condições de iluminação. A interação de variáveis como concentração, fase cristal (anatase puro - TA , ou uma mistura de anatase e rutilo - TM) e da condição de iluminação ( luz visível ou luz ultravioleta e visível) foram investigadas através da observação de parâmetros de letalidade e de efeitos subletais em peixes juvenis (pacu caranha, Piaractus mesopotamicus), embriões de peixe (zebrafish, Danio rerio) e microcrustáceos (Daphnia similis e Artemia salina). A exposição aguda e prolongada de peixes juvenis não causou mortalidade nem acúmulo de Ti em músculo dos peixes, mas houve efeitos bioquímicos e genéticos, que dependeram da fase cristal e da condição de iluminação empregada. A atividade de fosfatase ácida (FA), bem como os níveis de proteínas carboniladas (PCO) e de metalotioneína foram biomarcadores úteis de exposição aguda ao nano -TiO2. Por outro lado, os resultados mostraram que para a exposição prolongada, a atividade específica da catalase (CAT), glutationa S-transferase (GST), os níveis de PCO e o ensaio cometa foram os biomarcadores mais úteis. O nano-TiO2 também foi considerado praticamente não tóxico sob luz visível para D. similis e A. salina. A exposição ao nano -TiO2, sob luz visível e ultravioleta aumentou a toxicidade dos nano-TiO2 para microcrustáceos. No caso de D. similis, TM foi mais tóxico do que o TA , mostrando valores de CE5048h = 60,16 e 750,55 mg/L, respectivamente. A A. salina foi mais sensível do que D. similis, com CE5048h = 4 mg/L para ambos os produtos. Em concentrações subletais, o nano- TiO2 não apresentou qualquer impacto negativo sobre o crescimento de Daphnia e Artemia. As atividades específicas de CAT, superóxido dismutase e FA foram biomarcadores úteis de exposição ao nano- TiO2 em Daphnia. Para embriões, a exposição ao nano-TiO2 causou eclosão precoce. Sob luz ultravioleta, o nano- TiO2 causou redução no comprimento das larvas. Além disso, um aumento no número de larvas com alteração de equilíbrio e na mortalidade foi observado nos grupos expostos a TM sob luz ultravioleta. As atividades específicas de CAT e GST apresentaram boa resposta em embriões expostos ao nano-TiO2. A determinação da toxicidade do nano- TiO2 depende do organismo, meio de cultura e o tempo de exposição utilizado nos bioensaios. Depende também da fase cristal e das condições de iluminação. Verificou-se que a exposição à radiação ultravioleta a níveis ambientais mínimos aumenta a toxicidade do nano-TiO2. Os resultados indicam a ocorrência de estresse oxidativo em conseqüência da exposição ao nano-TiO2, mas em geral, não houve uma clara relação concentração- resposta ao considerar parâmetros subletais. Isto pode estar relacionado com a instabilidade dos sistemas de exposição, devido a agregação e precipitação das nanopartículas. Entretanto, nossos resultados indicam que a influência de fatores abióticos sobre a ecotoxicidade do nano- TiO2 deve ser explorada em detalhes, a fim de estabelecer modelos experimentais adequados para estudar a sua toxicidade em espécies de relevância ambiental e contribuir para o desenvolvimento sustentável da nanotecnologia / Abstract: The ecotoxicology of titanium dioxide nanoparticles (nano-TiO2) has been extensively studied in recent years but the results are so far confusing. Hence, doubts remain about the applicability of current ecotoxicological protocols to evaluate the possible impacts of nanotechnology. Few toxicological investigations have considered the photocatalytic properties of the substance, which can increase its toxicity to aquatic biota. The aim of this work was to evaluate the effects on aquatic organisms exposed to different nano-TiO2, under different illumination conditions. The interaction of variables as concentration, crystal phase (pure anatase ¿ TA, or a mixture of anatase and rutile ¿ TM) and illumination condition (visible light or ultraviolet and visible light) were investigated by observing lethal an sublethal parameters in juveniles fishes (pacu caranha, Piaractus mesopotamicus), fish embryos (zebrafish, Danio rerio) and microcrustaceans (Daphnia similis and Artemia salina). The acute and prolonged exposure of juvenile fishes caused no mortality neither Ti accumulation in fish muscle, but showed biochemical and genetic effects, which depends on the crystal phase and the illumination condition employed. The acid phosphatase activity (AP) as well as the metallothionein and protein carbonylation (PCO) levels and the micronucleus test were useful biomarkers of acute exposure of fish to nano-TiO2. On the other side, the findings showed that for prolonged exposure, the specific activity of catalase (CAT), glutathione S-transferase (GST), PCO levels and comet assay were more useful as biomarkers. Nano-TiO2 was also considered pratically non-toxic under visible light to D. similis and A. salina. Exposure to nano-TiO2 under visible and ultraviolet light enhanced the toxicity of nano-TiO2 to microcrustaceans. In the case of D. similis, TM was more toxic than TA, showing values of EC5048h = 60.16 and 750.55 mg/L, respectively. A. salina was more sensitive than D. similis, with EC5048h = 4 mg/L for both products. At sublethal concentrations, the nano-TiO2 did not show any negative impacts on the growth of Daphnia and Artemia. The specific activities of CAT, AP and superoxide dismutase were usefull biomarkers of nano-TiO2 exposure in Daphnia. To embryos the nano-TiO2 exposure caused early hatching. Under ultraviolet light, nano-TiO2 caused reduction in larvae length. Also, an increase in larvae with alteration in equilibrium and larvae mortality was observed in groups exposed to TM under ultraviolet light. The specific activities of CAT and GST showed good answer in embryos exposed to nano-TiO2. Determination of the nano-TiO2 toxicity using bioassays depends on the organism, culture medium, and exposure time employed. It also depends on the crystal phase and the illumination condition. Exposure to ultraviolet light at minimal environmental levels increases the nano-TiO2 toxicity. The results indicate the occurrence of oxidative stress in consequence of nano-TiO2 exposure, but in general there was not a clear concentration-response relationship when considering sublethal parameters. This can be related to the instability of exposure systems, due to nanoparticles aggregation and precipitation. However, our results indicates that the influence of abiotic factors on nano-TiO2 ecotoxicity must be explored in detail, in order to establish experimental models to study their toxicity to environmentally relevant species and contribute to nanotechnology development in a sustainable way. The ecotoxicology of titanium dioxide nanoparticles (nano-TiO2) has been extensively studied in recent years but the results are so far confusing. Hence, doubts remain about the applicability of current ecotoxicological protocols to evaluate the possible impacts of nanotechnology. Few toxicological investigations have considered the photocatalytic properties of the substance, which can increase its toxicity to aquatic biota. The aim of this work was to evaluate the effects on aquatic organisms exposed to different nano-TiO2, under different illumination conditions. The interaction of variables as concentration, crystal phase (pure anatase ¿ TA, or a mixture of anatase and rutile ¿ TM) and illumination condition (visible light or ultraviolet and visible light) were investigated by observing lethal an sublethal parameters in juveniles fishes (pacu caranha, Piaractus mesopotamicus), fish embryos (zebrafish, Danio rerio) and microcrustaceans (Daphnia similis and Artemia salina). The acute and prolonged exposure of juvenile fishes caused no mortality neither Ti accumulation in fish muscle, but showed biochemical and genetic effects, which depends on the crystal phase and the illumination condition employed. The acid phosphatase activity (AP) as well as the metallothionein and protein carbonylation (PCO) levels and the micronucleus test were useful biomarkers of acute exposure of fish to nano-TiO2. On the other side, the findings showed that for prolonged exposure, the specific activity of catalase (CAT), glutathione S-transferase (GST), PCO levels and comet assay were more useful as biomarkers. Nano-TiO2 was also considered pratically non-toxic under visible light to D. similis and A. salina. Exposure to nano-TiO2 under visible and ultraviolet light enhanced the toxicity of nano-TiO2 to microcrustaceans. In the case of D. similis, TM was more toxic than TA, showing values of EC5048h = 60.16 and 750.55 mg/L, respectively. A. salina was more sensitive than D. similis, with EC5048h = 4 mg/L for both products. At sublethal concentrations, the nano-TiO2 did not show any negative impacts on the growth of Daphnia and Artemia. The specific activities of CAT, AP and superoxide dismutase were usefull biomarkers of nano-TiO2 exposure in Daphnia. To embryos the nano-TiO2 exposure caused early hatching. Under ultraviolet light, nano-TiO2 caused reduction in larvae length. Also, an increase in larvae with alteration in equilibrium and larvae mortality was observed in groups exposed to TM under ultraviolet light. The specific activities of CAT and GST showed good answer in embryos exposed to nano-TiO2. Determination of the nano-TiO2 toxicity using bioassays depends on the organism, culture medium, and exposure time employed. It also depends on the crystal phase and the illumination condition. Exposure to ultraviolet light at minimal environmental levels increases the nano-TiO2 toxicity. The results indicate the occurrence of oxidative stress in consequence of nano-TiO2 exposure, but in general there was not a clear concentration-response relationship when considering sublethal parameters. This can be related to the instability of exposure systems, due to nanoparticles aggregation and precipitation. However, our results indicates that the influence of abiotic factors on nano-TiO2 ecotoxicity must be explored in detail, in order to establish experimental models to study their toxicity to environmentally relevant species and contribute to nanotechnology development in a sustainable way / Doutorado / Bioquimica / Doutora em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Edison Bittencourt / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T07:04:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silveira_JoaoViniciosWirbitzkida_D.pdf: 3154844 bytes, checksum: 064bd0e9ae7640e3a64b1773bfa6cbe2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A técnica de eletrofiação tem sido foco de muitas pesquisas na última década. O uso do acetato de celulose na produção de fibras nas escalas micro e nanométrica provou ser adequado, uma vez que é possível produzir fibras continuamente com diâmetros extremamente pequenos. Neste trabalho, as fibras de acetato de celulose foram produzidas pela técnica de eletrofiação com distribuição de tamanho de diâmetros inferiores a 1 ?m. Foram empregados dois diferentes sistemas de solventes baseados em uma mistura de acetona/água e acetona/N,N-dimetil-acetamida. Para criar diferentes funcionalidades para essas fibras, compostos naturais - lignina organosolv (Alcell) e óleo essencial de citronela - foram incorporados ao acetato de celulose. Para a caracterização das soluções foram empregadas medições de viscosidade, condutividade elétrica e tensão superficial. As fibras foram visualizadas com o auxílio das microscopias eletrônicas de varredura (MEV) e de transmissão (MET). Os ensaios físicos e mecânicos avaliados se concentram na medição do ângulo de contato com a água (WCA) e o uso de ensaio de tração mecânica. As análises térmicas dos materiais foram realizadas empregando-se calorimetria diferencial exploratória (DSC) e análise termogravimétrica (TG). As matérias-primas foram analisadas com intuito de justificar os comportamentos observados nas fibras. A estrutura química da lignina foi estudada: distribuição de massa molar, quantidade de grupos fenólicos e o teor de umidade. O óleo essencial de citronela foi identificado pela de cromatografia gasosa (CG). O primeiro esforço foi a produção de fibras baseadas em acetato de celulose e lignina. A inserção de lignina no acetato de celulose atuou como uma gente plastificante, devido às elevadas compatibilidades química e estrutural. O uso de lignina organosolv aumentou a hidrofobicidade das fibras, mantendo-se as propriedades mecânicas similares às das fibras de acetato de celulose puras. Além disso, a presença de grupos fenólicos na superfície da fibra pode aumentar a compatibilidade entre as fibras e uma matriz polimérica hidrofóbica, como a resina fenol-formaldeído. As fibras também foram submetidas a um processo de regeneração para a remoção dos grupos acetil da estrutura de celulose. A metodologia mais adequada foi a reação com a fase vapor do hidróxido de amônio. Isso promoveu a produção de uma estrutura baseada em celulose e lignina. Um segundo estudo analisou a incorporação do óleo essencial de citronela (Cymbopogon nardus) nas fibras de acetato de celulose. O processo de obtenção das fibras foi estudado e as fibras foram analisadas de acordo com a presença de óleo nas estruturas e as alterações físicas causadas pela presença de óleo no sistema hidrofóbico-hidrofóbico. Este produto pode ser empregado em embalagens ativas, repelentes de insetos e aplicações médicas (scaffolds, curativos, etc.) ou combinado com diferentes compostos ou outro óleo essencial / Abstract: The electrospinning technique has been focus of many researches in the last decade. The use of cellulose acetate in the production of fibers at micro and nanoscales proved to be adequate, once it is possible to produce continuously fibers with extremely small diameters. Cellulose acetate fibers were produced by electrospinning technique with diameter size distribution below 1 ?m. There were employed two different solvent systems based on a mixture of acetone/water and acetone/N,N-dimethylacetamide. In order to create different functionalities to those fibers, natural compounds - lignin and citronella essential oil - were incorporated to the polymer. The solutions were characterized to measure the properties of viscosity, electrical conductivity, and surface tension. The fibers were visualized by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Physical and mechanical analysis were led to measure the water contact angle (WCA) and the mechanical tensile strength test. Thermal analysis by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TG) were also employed. The raw materials were also submitted to analysis in order to help to understand the behavior of the fibers. Chemical structure of the lignin was studied: molar mass distribution, phenolic groups composition, and humidity. Gas chromatography (GC) was utilized to identify citronella essential oil composition. The first effort was the production of a bi-component fiber based on cellulose acetate and lignin. The insertion of lignin into the cellulose acetate acted as a plasticizer agent, due to their high chemical and structural compatibilities. The use of organosolv lignin, a residue from a biorefinery facility, increased the hydrophobicity of the fibers and maintained the similar mechanical properties compared to the pure cellulose acetate nanofibers. Also, the presence of phenolic groups on the fiber surface can increase the compatibility between fibers and an hydrophobic polymeric matrix such as phenol-formaldehyde resin. The fibers were submitted to a regeneration process to remove the acetyl groups from the cellulose structure. The adequate methodology was the ammonium hydroxide vapor phase reaction. It allowed the production of a structure based on cellulose and lignin. The second study analyzed the incorporation of citronella essential oil (Cymbopogon nardus) into the cellulose acetate electrospun fibers. The process to obtain the fibers was studied and the fibers were analyzed according to the presence of oil in the structures and the physical changes promoted by the presence of the oil in the hydrophobic-hydrophobic system. This product can be employed in active packaging, insect repellency and medical applications (scaffolds, bandages, etc.) by itself or on combination with different compounds or other essential oil / Doutorado / Engenharia Química / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Italo Odone Mazali, Fernando Aparecido Sigoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T18:04:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_LuizPereirada_D.pdf: 7505198 bytes, checksum: 4a358fa524fc2f2a6b3eadb7a1e9f27a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho foi empregada uma rota de síntese de nanopartículas de prata metálica (NPAg), via redução química de um sal precursor do metal, usando o solvente orgânico N,N-dimetilacetamida (DMA) como agente de redução e estabilização. Foi feito estudo comparativo com a síntese usando o solvente N,N-dimetilformamida (DMF), a fim de relacionar efeito de coordenação das moléculas dos solventes aos íons Ag e o efetivo controle de morfologia, tamanho e grau de dispersão das NPAg formadas. O solvente DMA apresentou maior eficiência no controle do tamanho de NPAg (4-10 nm), cuja morfologia esferoidal não sofreu alteração com o decorrer do tempo (até 24 horas) sob condições ambiente. Na síntese em DMF, o tamanho médio das NPAg obtidas (da ordem de 40-60 nm), indicou menor eficiência de estabilização, observada pela formação de aglomerados de NPAg. Cálculos mecânico-quânticos, a partir da Teoria Funcional de Densidade (DFT) e medidas de voltametria cíclica foram decisivos na proposição de um modelo de cinética de redução dos íons Ag e da influência de algumas propriedades das moléculas orgânicas no efetivo controle de morfologia e tamanho das NPAg obtidas. Foram sintetizadas NPAg suportadas in situ em matrizes hospedeiras de diferentes naturezas: i) suportes mesoporosos e ii) lamelares, a partir de metodologia de síntese simples, em única etapa reacional. Foi possível inferir sobre o papel de matrizes hospedeiras como agentes controladores de morfologia e tamanho das NPAg. Para a matriz mesoporosa de canais ordenados (SBA-15) observou-se a formação de nanobastões e esferas e para as matrizes de estrutura de poros desordenada (PVG® e SMD) observou-se a formação de NPAg esferoidais, variando apenas o tamanho, sugerindo que o crescimento das NPAg está associado ao ambiente em que se encontram confinadas. No estudo inédito da influência das interações interlamelares de matrizes lamelares no controle efetivo da morfologia das NPAg preparadas in situ, observou-se que na matriz lamelar de interação interlamelar mais forte (CTA-Magadiíta) formaram-se nanodiscos de prata, enquanto que para a matriz de interação interlamelar mais fraca (n-but,n-dod-AIPO-Kanemita) formaram-se NPAg esferoidais. A possibilidade de obtenção de nanoestruturas hierarquicamente organizadas, na formação de nanopartículas caroço@casca (NCC) do tipo Ag@SnO2, em reação que combina a redução dos íons Ag e hidrólise e condensação do precursor alcoóxido em única etapa reacional também foi investigada. Técnicas de caracterização como: espectroscopia de absorção na região do UV-Vis e microscopia eletrônica de transmissão foram determinantes na realização deste trabalho, além da difratometria de raios X, espectroscopia vibracional na região do infravermelho e análise elementar, entre outras, que trouxeram informações complementares importantes, conduziram à proposição de afirmativas sobre as sínteses realizadas. Os resultados obtidos permitiram inferir sobre fatores que contribuem para a síntese de NPAg em sistema coloidal, além da síntese de NPAg suportadas em rota experimental simples, bemcom da possibilidade de preparação de NCC Ag@SnO2 / Abstract: This work proposes a new route for the synthesis of metallic silver nanoparticles (NPAg) by chemical reduction of a metal salt precursor (AgNO3), using the organic solvent N,N-dimethylacetamide (DMA) as a reducing and stabilizing agent. A comparative study was performed using the solvent N,N-dimethylformamide (DMF) in order to correlate the coordination of the solvent molecules and metal ions with the shape, size and dispersion of NPAg. The DMA shows greater efficiency in controlling the particle size of NPAg (4-10 nm), whose spheroidal morphology did not change with time. In the synthesis in DMF, the average particle size is in the range of 40-60 nm, due to lower efficiency of surface stabilization during the formation of the NPAg. Quantum-mechanical calculations, based on Density Functional Theory (DFT) and cyclic voltammetry were used to investigate some physico-chemical characteristics of the solvents and their powerfulness as soft base against Ag ions. The results indicate that the DMA is softer than DMF and therefore may coordinate better Ag or Agn species that DMF does. Supported NPAg were synthesized in situ in host matrices of different natures: i) mesoporous supports and ii) layered materials. It was possible to infer about the use of host matrix structure as control agents of the morphology and size of NPAg. For matrix with ordered mesoporous channels (SBA-15) the formation of silver nanorods is observed while spheroidal NPAg is obtained in disordered mesopore structure (PVG® e SMD). Differences in the average particle sizes suggest that the growth of NPAg may be related to the environment in which they are confined. A pioneering study about the influence of the interactions between the layers of lamellar hosts in the effective control of the morphology of in situ prepared NPAg is also presented. Silver nanodisks are obtained into the lamellas of the CTA-Magadiíte that presents strong interlayer interaction, while spheroidal NPAg are formed into the lamellas of the n-but,n-dod-AIPO-Kanemite that has weak chemical forces between the lamellas. The possibility of obtaining hierarchically organized nanostructures, such as the formation of Ag@SnO2 core@shell nanoparticles (NCC), in reaction that combines the reduction of Ag ions and hydrolysis and condensation of the alkoxide precursor in a single step reaction was also investigated. The results allows to infer the factors that contribute to the synthesis of NPAg in colloidal system, and the synthesis of supported NPAg in simple experimental route, as well as the possibility of preparation of Ag@SnO2 NCC / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

Orientador: Lucimara Gaziola de La Torre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T16:14:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Correa_GabrieladeSaCavalcanti_M.pdf: 2289921 bytes, checksum: fab97f76a524bba1b46aeeb55756ed3f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Esta pesquisa visou o desenvolvimento de lipossomas catiônicos contendo o DNA plasmideal e recobertos com o ácido hialurônico, para o desenvolvimento de novas estratégias de vacinas gênicas. Os lipossomas foram compostos dos lipídios: fosfatidilcolina natural de ovo (EPC), 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina (DOPE) e 1,2-dioleoil-3-trimetilamônio-propano (DOTAP). A primeira etapa, avaliou-se a influência do tipo de lipossoma (extrudado ou DRV - "Dehydrated-rehydrated") e de duas massas molares de ácido hialurônico (HA 6 e 16 kDa) nas propriedades dos complexos finais. Lipossomas extrudados apresentaram diâmetro médio reprodutível, quando comparado com lipossomas do tipo DRV. Surpreendentemente, complexos formados por lipossomas extrudados e HA 16 kDa apresentaram diâmetro na faixa nanométrica (200-400nm). Na segunda etapa, estudou-se o efeito da incorporação de um DNA modelo nas estruturas contendo HA e lipossomas catiônicos através da construção do perfil de diâmetro médio e potencial zeta em função da razão molar entre as cargas positivas (dos lipídeos catiônicos) e das cargas negativas proveniente do DNA (R+/-). A proporção escolhida foi R+/- = 3, pois permite toda a incorporação do DNA na estrutura lipossomal. Estudos de transfecção mostraram que a presença do HA nas estruturas eleva a eficiência de transfecção em células HeLa, porém de forma independente da quantidade de HA. A partir destes estudos, amostras contendo LACKDNA/Lipossomas catiônicos/HA foram preparadas e enviadas para estudos in vivo no Laboratório de Imunofarmacologia - Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho - UFRJ para avaliação da capacidade destas nanoestruturas na vacinação contra a Leishmaniose / Abstract: This research has the goal of develop a vaccine composed of liposome containing DNA and covered by hyaluronic acid as a new strategy for gene delivery. The hyaluronic acid is a natural polysacaride with mucoadhesive properties and has been used in vaccines using nasal route. This biopolymer allows the increase in the gene delivery in liposome systems because it has specific sinals for the cells, CD44 and RHAMM. The liposomes use in this research are composed of egg phosphatidylcholine(EPC), 1,2-dioleoyloxy-3-trimethylammonium propane(DOTAP), l-alpha-dioleoyl phosphatidylethanolamine(DOPE), and hyaluronic acid used was of low molecular weight (6 and 16 kDa). The first step study the influence of the kind of liposome (extruded liposome or DRV - "Dehydrated-rehydrated") and polymer mplecular weight. The final properties of the systems were checked. Extruded liposomes show diameter results more reproductive compared to DRV. The complexe of HA 16 kDa and extruded liposomes has the diameter in the nano scale (200-400 nm). The morphology of these complexes indicat the HA is covering the liposome. In a second step study the DNA incorporation in liposome using the construction of diameter and zeta potential profile in function of molar charge ratio ( positive molar charge from cationic lipid/ molar negative charge ratio from DNA).The best molar charge ratio considered was 3 for futher studies with liposome , DNA and HA. Transfection studies demonstrated that the HA presence increase the eficience of gene delivery in HeLa cells, no matter the amount of HA. Using this study, the structures composed of liposome/LACKDNA/HA, are prepared to be used in in vivo and in vitro studies of Leishmanioses in the Carlos Chagas Institute/UFRJ / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestra em Engenharia Química

Orientador: Jose Alexandre Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T20:16:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Biasotto_Cleber_D.pdf: 3795677 bytes, checksum: e4e2355f73ec8fb2ad7677cdf17f5daf (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Atualmente para atender à necessidade de fabricação dos sensores, dispositivos eletrônicos e circuitos integrados com dimensões micro e nanométricas, novos processo de custos e de thermal budgets reduzidos são necessários. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de alguns destes novos processos alternativos para aplicação nesta fabricação. O trabalho está dividido em quatro partes: a primeira parte apresenta a obtenção e a caracterização de filmes isolantes de nitreto de silício para aplicação em microsensores, tais como o sensor de pressão. Estes filmes foram obtidos sobre substratos de Si em baixa temperatura (20°C) utilizando-se um reator de plasma do tipo ECRCVD (Electron Cyclotron Resonance - Chemical Vapor Deposition). Normalmente reatores do tipo Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD) ou Plasma Enhanced - CVD (PECVD) em temperaturas maiores que 600ºC e 250ºC, respectivamente, são utilizados para essa aplicação. A caracterização dos plasmas ECR, que foram usados para as deposições dos nitretos, e a fabricação de membranas suspensas com estes filmes são apresentadas. A segunda parte apresenta a fabricação e a caracterização de diodos p+-n fabricados em camada de SiGe crescida por LPCVD sobre substrato de Si. Processo este alternativo em substituição aos executados em reatores epitaxiais de alto custo. Na terceira parte deste trabalho, é apresentado o desenvolvimento de processos em baixa temperatura para aplicação em diodos e tecnologia MOS (Metal-Oxide-Semiconductor). São apresentadas a fabricação e a caracterização elétrica dos capacitores MOS, utilizando as tecnologias ALD (Atomic Layer Deposition) e ICP (Inductively Coupled Plasma) para a obtenção em baixa temperatura dos dielétricos high-k de Al2O3 e SiON de porta MOS, respectivamente. Na quarta parte, são apresentadas também, a fabricação e a caracterização elétrica de diodos n+p utilizando a tecnologia de recozimento a laser. O desenvolvimento de capacitores MOS e diodos possibilitou a fabricação (usando processos em baixa temperatura (?400oC)) de n- e p-MISFETs (Metal- Insulator-Semiconductor Field Effect Transistors), como também a fabricação de um protótipo de transistor MOS de alta velocidade baseado em silício germânio chamado D-DotFET (Disposable Dot Field Effect Transistor). Os processos alternativos desenvolvidos nesta tese apresentam um enorme potencial para aplicação nas próximas gerações de dispositivos CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) de dimensões sub-22 nm / Abstract: Nowadays, to attend the needs of the fabrication of sensors, electronic devices and integrated circuits with dimensions of micro and nanometrics, new processes of reduced costs and thermal budgets are needed. This work presents the development of some of these alternative processes for this fabrication. This work is divided in four parts: the first part presents the synthesis and characterization of insulating films of silicon nitride for application in microsensors, such as pressure sensors. These films were deposited on Si substrates at low temperature (20°C) using an ECR-CVD (Electron Cyclotron Resonance - Chemical Vapor Deposition) plasma reactor. Normally, Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD) or Plasma Enhanced CVD - (PECVD) reactors are used for this application with high temperature process higher than 600oC and 250oC, respectively. The characterization of ECR plasmas, which were used to get the silicon nitrides, and the fabrication of suspended membranes based on these nitrides are presented. The second part presents the fabrication and the characterization of p+-n silicon germanium (SiGe) diodes fabricated on SiGe layers, which were grown by LPCVD on Si substrate. The grown of SiGe layers by LPCVD is an alternative process to replace the high cost of epitaxial reactors. In the third part of this work is presented the development of low-temperature processes for application in diodes and MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) technology. The fabrication at low temperature and electrical characterization of MOS capacitors, using technologies as: ALD (Atomic Layer Deposition) and ICP (Inductively Coupled Plasma) to get the Al2O3 and SiON high-k gate dielectrics of MOS capacitors are presented, respectively. In the four part, the fabrication and electrical characterization of n+-p diodes using the process of laser annealing are presented as well. The development of MOS capacitors and diodes have become feasible the fabrication (using processes at low temperature (? 400oC)) of n- and p-MISFETs (Metal- Insulator -Semiconductor Field Effect Transistors) and also the fabrication of a high speed MOS transistor prototype based on silicon germanium named D-DotFET (Disposable Dot Field Effect Transistor). In conclusion, the alternative processes developed in this thesis have shown to be a huge potential for application in next generations of CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) devices with sub- 22 nm dimensions / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Wagner dos Santos Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T20:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranchinideAlmeida_CarlaCarolinaCaliani_M.pdf: 9851478 bytes, checksum: cba3d3bd5a597c89f24fc14ad1d28c25 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O desenvolvimento e a aplicação de novas propriedades de materiais e de novos materiais propriamente ditos, tem sido um grande objetivo dos pesquisadores. Estamos em uma etapa do conhecimento científico-tecnológico onde a nanotecnologia, em particular, está se tornando presente em todas as áreas da ciência e da tecnologia. Desta forma, os pesquisadores estão investigando maneiras de recorrerem à nanotecnologia em alta escala, determinando suas características a fim de utilizá-las adequadamente, proporcionando novos tipos de materiais. Uma das áreas de P&D em nanotecnologia, importantes nas atividades acadêmicas e industriais, está voltada para os materiais poliméricos, em nanocompósitos. Este trabalho teve como principal finalidade conhecer como a nanotecnologia se faz presente nos materiais poliméricos, recorrendo aos pesquisadores/especialistas na área, e investigar quais as possibilidades futuras de utilização destes novos materiais junto à sociedade como um todo, por meio da de prospecção tecnológica. Todavia, para uma prospecção adequada, neste caso determinado, é necessário a utilização de ferramentas próprias, para se obter uma resposta cujas possibilidades sejam próximas às reais. Recorreu-se aqui, à Metodologia Delphi, que utiliza conhecimento de especialistas em áreas de específicas, afim de obter dados através de questionários capazes de representar cenários futuros, num âmbito de probabilidades subjetivas, cujas respostas possam ser tratadas por métodos matemáticos / Abstract: The development and the applications of new properties of already known materials and new materials properly said, has been researchers' main objective. We are in a phase of scientific and technological knowledge where the nanotechnology is becoming present in all science and technology fields. Thus, the researchers are investigating ways to resort to the nanotechnology on a large scale, determining its characteristics in order to use them properly, providing new types of materials. One of the R&D fields in nanotechnology is focused on polymeric materials, in nanocomposites, which are present in academic and industrial activities. This study had as main objective to acquire the knowledge of how the nanotechnology is present in polymeric materials, resorting to researchers/ specialists in the field, to know which are the future possibilities of these new materials in the society, as a whole, through technological prospection. However, in order to obtain a prospection of the future in this determined case, it is necessary to use the appropriate tools, in order to obtain an answer which possibilities are close to the real ones. It was used the Delphi Method, which uses the specialists' knowledge in a specific area, in order to obtain data through questionnaires that may represent future scenarios, in an ambit of subjective probabilities, whose answers can be treated by mathematical methods / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestra em Engenharia Química