No / Investigations of structural reactivity, molecular interactions and vibrational characterization of pharmaceutical drugs are helpful in understanding their behaviour. The aim of this study is to determine the molecular, electronic and chemical properties of the antibiotic drug nitrofurantoin (NF), after cocrystallisation with 3-aminobenzoic acid (3ABA) and to understand how those changes lead to variation of properties in the cocrystal NF–3ABA. NF–3ABA formation is explained by stabilization via the hydrogen-bond network between NF and 3ABA molecules. It is thoroughly characterized by IR, Raman and CP-MAS solid-state 13C NMR techniques, along with quantum chemical calculations. The results of IR, Raman, and 13C NMR analyses showed that imide N–H23 and C12[double bond, length as m-dash]O of NF interact with the acid C[double bond, length as m-dash]O and –OH groups in 3-ABA, respectively. Therefore the IR, Raman, and 13C NMR spectra verified the formation of N–H⋯O and O–H⋯O hydrogen bonds. To study hydrogen bonding interactions theoretically in NF–3ABA, two functionals B3LYP and wB97X-D have been used. A comparison is made between the results obtained by B3LYP and those predicted at the wB97X-D level. It is found that wB97X-D is best applied density functional theory (DFT) functional to describe the hydrogen bonding interactions. The strength and nature of hydrogen bonding in NF–3ABA have been analysed by quantum theory of atoms in molecules (QTAIM) and natural bond orbital (NBO) analysis. To validate the results obtained by QTAIM theory and to study the long-range forces, such as van der Waals interactions, the steric effects in NF–3ABA, the reduced density gradient (RDG) and the isosurface have been plotted using Multiwfn software. QTAIM and isosurface analysis suggested that the hydrogen bonding interactions present in NF–3ABA are moderate in nature. The calculated HOMO–LUMO energy gap shows that NF–3ABA is more active than NF and 3ABA. Chemical reactivity descriptors are calculated to understand the various aspects of pharmacological sciences. Chemical reactivity parameters show that NF–3ABA is softer and chemically more reactive than NF. The results suggest that cocrystals can be a feasible alternative for positively changing the targeted physicochemical properties of an active pharmaceutical ingredient (API). / Royal Society of Chemistry for the mobility grant (2015/17); DST (New Delhi) under the DST purse programme; UGC under the BSR meritorious fellowship scheme; DST, India under the Indo-Brazil project

Urinvägsinfektion (UVI) är bland de vanligaste bakteriella infektionerna som drabbar alla delar av urinvägarna såsom njurar, urinledare, urinblåsan, och urinrör. Gravida kvinnor löper ökad risk att drabbas av urinvägsinfektion som kan leda till njurbäckeninflammation på grund av bland annat den hormonella omställningen.En annan faktor som kan öka risken för urinvägsinfektion är tillståndet glykosuri som drabbar ungefär 70 % av alla gravida kvinnor. Vid urinvägsinfektion ska behandlingen vara effektiv men det är även viktigt att iaktta försiktighet då fostret inte ska utsättas för risker. Därför bör valet av antibiotikum vara lämpligt och säkert för både mor och foster. Efter odling och resistensbestämning sätts behandling med antibiotika in enligt provsvaren. Vid behandling av akut cystit och asymtomatisk bakteriuri väljs i första hand nitrofurantoin eller pivmecillinam och en cefalosporin i andra hand. Syfte Syftet med denna litteraturstudie var att undersöka ett eventuellt samband mellan antibiotikaanvändning i första trimestern av graviditet och förekomst av fosterskador vid behandling av urinvägsinfektion med nitrofurantoin. Metod Detta examensarbete genomfördes som en litteraturstudie och är baserat på 5 vetenskapliga artiklar. Resultat Det observerades ingen statistiskt signifikant ökad risk för stora medfödda missbildningar vid exponering för nitrofurantoin under den första trimestern av graviditeten enligt data från kohortstudier. Dock kunde man i fall-kontrollstudier iaktta en statistiskt signifikant ökad risk för utveckling av bland annat läpp/gomspalt och hjärtmissbildningar hos foster, bland mödrar som tog nitrofurantoin. Ökad risk för läpp/gomspalt fanns även vid jämförelser med kontroller vars UVI behandlats med penicillin. Slutsats Ökad risk för fosterskador efter användning av nitrofurantoin under första trimestern av graviditet har inte med säkerhet kunnat fastläggas även om viss ökad risk har noterats i vissa studier. Detta handlar då om viss ökad risk för händelser som i sig är ganska sällsynta. Det kan dock vara rimligt att i första hand använda penicillin vid behandling av UVI hos gravida när detta är ett möjligt alternativ.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Este trabalho apresenta o estudo da quantificaÃÃo de nitrofurantoina (NFT) utilizando os filmes de diamante dopados com boro como material eletrÃdico. Estudos preliminares utilizando voltametria cÃclica (VC) mostraram que o mecanismo de reduÃÃo da nitrofurantoina (NFT) envolve adsorÃÃo e à influenciado pelo pH, o nÃvel de dopagem de boro no eletrodo de diamante tambÃm influÃncia na reduÃÃo da NFT. Eletrodos de diamante com 5000, 10000 e 20000 ppm de dopagem de boro foram utilizados no estudo e os pHs: 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 foram investigados para se obter a melhor condiÃÃo experimental. Os resultados experimentais obtidos em tampÃo Brinton-Robinson utilizando voltametria de onda quadrada mostraram apenas um processo totalmente irreversÃvel para a NFT em aproximadamente -0,35 V vs. Ag/AgCl/Cl- 3.0 mol L-1, o pico mostrou-se dependente do pH do meio e dos parÃmetros voltamÃtricos. As melhores respostas voltamÃtricas foram obtidas em tampÃo Brinton-Robinson pH 4 nas seguintes condiÃÃes experimentais: freqÃÃncia de 80 e 100 Hz, amplitude 40 e 60 mV; degrau de potencial de 4 mV, para os filmes com 10000 e 20000 ppm respectivamente. A partir dessas condiÃÃes, foram obtidas curvas analÃticas na faixa de concentraÃÃo de 4,97 x 10-7 mol L-1 a 56,6 x 10-7 mol L-1 e calculados os limites de detecÃÃo e quantificaÃÃo para a NFT que foi de 2,69 x 10-8 mol L-1 e 8,96 x 10-8 mol L-1 para o eletrodo com 20000 ppm de dopagem de boro. A aplicabilidade da metodologia foi avaliada em formulaÃÃo farmacÃutica e em urina humana. As porcentagens mÃdias de recuperaÃÃo de NFT foram iguais a: 95,52  2,78 e 96,78  1,88 para os filmes com 10000 e 20000 ppm, respectivamente. EDDB apresentaram bons resultados para quantificaÃÃo de NFT por reduÃÃo eletroquÃmica. / This work presents the electroanalytical study for the quantification of nitrofurantoin (NFT) using the boron doped diamond (BDD) films as electrodic material. Preliminary studies using cyclic voltammetry (CV) showed that the electrochemical reduction mechanism of the nitrofurantoin (NFT) involves adsorption and was influenced by pH and by the level of boron doping in the diamond film. BDD electrodes with 5000, 10000 and 20000 ppm of boron doping were used and the pH: 2.0, 4.0, 6.0, 8.0 were investigated to obtain the best experimental conditions. The experimental results obtained in Brinton-Robinson buffer using square wave voltammetry showed only a totally irreversible process for the NFT in approximately -0.35 V vs. Ag/AgCl/Cl- 3.0 mol L-1. The peak presents dependence with the pH and voltammetric parameters. The best voltammetric responses were obtained in Brinton-Robinson buffer at pH 4 with the following experimental conditions; frequency of 80 and 100 Hz, increment of 40 and 60 mV; potential step of 4 mV. In these conditions, the curves were obtained in the range of analytical concentration between 4.97 x 10-7 mol L-1 to 56.6 x 10-7 mol L-1 and calculated detection and quantification limits for the NFT which were of 8.96 x 10-8 mol L-1 and 2.69 x 10-8 mol L-1, respectively, for the electrodes with 20000 ppm of boron doping. The applicability of the methodology was evaluated in pharmaceutical formulation and human urine. The average percentages of recovery of NFT were: 95,52  2,75 and 96,78  1,88 for films with 10000 and 20000 ppm, respectively. EDDB showed good results for quantification of NFT by electrochemical reduction. The electrode with 20000 ppm of boron doping presents the best electroanalytical answer, showing the minor detection and quantification limited.

Orientador: Matthieu Tubino / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T20:30:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Palumbo_MarciodasNeves_M.pdf: 1659500 bytes, checksum: ddb5651da213baa8f6c6d2bc06bf367d (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A nitrofurazona e a nitrofurantoína são substâncias derivadas dos nitrofuranos e comercializadas em preparações farmacêuticas com ação bactericida, antifúngica e antimicrobiana com um amplo espectro de aplicação. Apresentam coloração amarela e comprimento de onda de máxima absorção em 370 nm. A maior parte das substâncias pertencentes ao grupo dos nitrofuranos, tem baixíssima solubilidade em água o que dificulta o desenvolvimento de métodos analíticos, sem o uso de solventes orgânicos. Neste trabalho foi desenvolvida metodologia para a determinação do teor de nitrofurazona e de nitrofurantoína em medicamentos por refletância difusa. Para a nitrofurantoína a medida é direta no fármaco, sem uso de qualquer solvente, enquanto que, para nitrofurantoína dissolve-se o fármaco em polietilenoglicol e mede-se a refletância em seguida. A técnica de refletância envolveu, para fins de comparação, a utilização de dois equipamentos distintos: (I) um espectrofotômetro Shimadzu UV-2450 com assessório de refletância e; (II) um refletômetro portátil construído em nosso laboratório. Também foram desenvolvidos duas metodologias para a análise quantitativa dos dois fármacos por transmissão em solução aquosa. Ambos os métodos na região uv-visível do espectro. Os resultados dos dois procedimentos foram comparados entre si e também com aqueles obtidos pela método oficial em high performance liquid cromatagraphy (HPLC), usando o método estatístico t pareado de Student e o teste F de Snedecor. Foi observada total concordância entre os diferentes procedimentos em nível de confiança de 95%. Entre os métodos utilizados, o de refletância difusa apresenta a maior simplicidade operacional podendo ser recomendado o seu uso para quantificação das substâncias estudadas em fármacos. Foram obtidos desvios padrão relativos (DPR) de 3,9 (I) e 5,2% (II) para a nitrofurazona e de 3,4 (I) e 8,0% (II) para nitrofurantoína, enquanto que pelo HPLC os DPR foram 4,4 e 1,8% respectivamente. O método de refletância apresenta significativa vantagem para determinação de nitrofurazona em pomadas em relação ao método oficial pela grande simplicidade operacional. Uma característica interessante do método refletométrico proposto para nitrofurazona é que, apesar de ser quantitativo, não há necessidade de pesagem de alíquota. Quanto ao método de transmitância o DPR ficou em 1,0% para nitrofurazona e 2,2% para nitrofurantoína / Abstract: Nitrofurazone and nitrofurantoin are derivatives substances from nitrofurans and are traded in pharmaceutical preparations with bactericidal , antifungal and antimicrobial actions with a broad spectrum of application. They have yellow coloration and a wavelength of maximum absorption at 370 nm. Most of the substances that belong to the group of nitrofurans have very low solubility in water which complicates the development of analytical methods, without the use of organic solvents. This research developed methodology for the determination of nitrofurazone and nitrofurantoin in drugs by diffuse reflectance. For nitrofurantoin the measure is directly on the drug, without using any solvent, whereas nitrofurantoin is dissolved in polyethylene glycol and the reflectance is measured after. The reflectance techniques involved, for comparison purposes, the use of two different equipment (I) a Shimadzu UV-2450 spectrophotometer with accessory of reflectance and (II) a portable reflectometer constructed in our laboratory. We have also developed two methodologies for quantitative analysis of the two drugs in aqueous solution by transmission. Both methods in the uv-visible region of the spectrum. The results of both procedures were compared between each other and also with those obtained by official method in high performance liquid cromatagraphy (HPLC), using the statistical method t paired of Student and the test and F of Snedecor. It was observed complete agreement between the different procedures in a accuracy level of 95%. Among the methods used, the diffuse reflectance has the highest operational simplicity and it can be recommended its use for quantification of the substances studied in drugs. It was obtained relative standard deviation (RSD) of 3.9 (I) and 5.2% (II) for nitrofurazone and 3,4 (I) and 8.0% (II) for nitrofurantoin, while at the HPLC RSD were 4.4 and 1.8% respectively. The method of reflectance has a significant advantage for the determination of nitrofurazone ointments in relation to the official method due to the great operational simplicity . An interesting feature of the refletocmetric method proposed to nitrofurazone is that, despite being quantitatively, there is no need to weigh the aliquot. As the method of transmittance the DPR was 1.0% to nitrofurazone 2.2% to nitrofurantoin / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Yes / The cocrystal of nitrofurantoin with urea (C8H6N4O5)·(CH4N2O), a non-ionic supramolecular complex, has been studied. Nitrofurantoin (NF) is a widely used antibacterial drug for the oral treatment of infections of the urinary tract. Characterization of the cocrystal of nitrofurantoin with urea (NF–urea) was performed spectroscopically by employing FT-IR, FT- and dispersive-Raman, and CP-MAS solid-state 13C NMR techniques, along with quantum chemical calculations. With the purpose of having a better understanding of H-bonding (inter- and intra-molecular), two different models (monomer and monomer + 3urea) of the NF–urea cocrystal were prepared. The fundamental vibrational modes were characterized depending on their potential energy distribution (PED). A combined experimental and theoretical wavenumber study proved the existence of the cocrystal. The presence and nature of H-bonds present in the molecules were ascertained using quantum theory of atoms in molecules (QTAIM) and natural bond orbital (NBO) analysis. As the HOMO–LUMO gap defines the reactivity of a molecule, and this gap is more for the API than the cocrystal, this implies that the cocrystal is more reactive. Global descriptors were calculated to understand the chemical reactivity of the cocrystal and NF. Local reactivity descriptors such as Fukui functions, local softness and electrophilicity indices were analysed to determine the reactive sites within the molecule. The comparison between NF–urea (monomer) and NF showed that the cocrystal has improved overall reactivity, which is affected by the increased intermolecular hydrogen bond strength. The docking studies revealed that the active sites (C[double bond, length as m-dash]O, N–H, NO2, N–N) of NF showed best binding energies of −4.89 kcal mol−1 and −5.56 kcal mol−1 for MUL and 1EGO toxin, respectively, which are bacterial proteins of Escherichia coli. This cocrystal could potentially work as an exemplar system to understand H-bond interactions in biomolecules.

No / Cocrystal monohydrate of nitrofurantoin (NF) with melamine (MELA) has been studied as NF is an antibacterial drug used for the treatment of urinary tract infections. The structure of nitrofurantoin-melamine-monohydrate (NF-MELA-H2O) is characterized by FT-IR and FT-Raman spectroscopy. The energies and vibrational frequencies of the optimized structures calculated using quantum chemical calculations. Supported by normal coordinate analyses and potential energy distributions (PEDs), the complete vibrational assignments recommended for the observed fundamentals of cocrystal hydrate. With the aim of inclusion of all the H-bond interactions, dimer of NF-MELA-H2O has been studied as only two molecules of cocrystal hydrate are present in the unit cell. By the study of dimeric model consistent assignment of the FT-IR and FT-Raman spectrum obtained. H-bonds are of essential importance in an extensive range of molecular sciences. The vibrational analyses depict existence of H-bonding (O-H⋯N) between water O-H and pyridyl N atom of MELA in both monomer and dimer. To probe the strength and nature of H-bonding in monomer and dimer, topological parameters such as electron density (ρBCP), Laplacian of electron density (∇2ρBCP), total electron energy density (HBCP) and H-bond energy (EHB) at bond critical points (BCP) are evaluated by quantum theory of atoms in molecules (QTAIM). Natural bond orbitals (NBOs) analyses are carried out to study especially the intra and intermolecular H-bonding and their second order stabilization energy (E(2)). The value of HOMO-LUMO energy band gap for NF-MELA-H2O (monomer and dimer both) is less than NF, showing more chemical reactivity for NF-MELA-H2O. Chemical reactivity has been described with the assistance of electronic descriptors. Global electrophilicity index (ω = 7.3992 eV) shows that NF-MELA-H2O behaves as a strong electrophile than NF. The local reactivity descriptors analyses such as Fukui functions, local softnesses and electrophilicity indices performed to determine the reactive sites within NF-MELA-H2O. In MEP map of NF-MELA (monomer and dimer) electronegative regions are about NO2 and C=O group of NF, although the electropositive regions are around NH2, N-H group and H2O molecule. Molar refractivity (MR) value of NF-MELA-H2O (monomer and dimer) lies within the range set by Lipinski's modified rules. This study could set as an example to study the H-bond interactions in pharmaceutical cocrystals.

O objetivo desta pesquisa foi estudar a degradação,pelo processo foto-Fenton, de um poluente-modelo (um antibiótico da classe dos nitrufuranos:a nitrofurantoína), utilizando-seLEDs-UV no lugar das lâmpadas tradicionalmente utilizadas, ou seja, das lâmpadas fluorescentes negras.Foram comparadas duas câmaras de irradiação, cada uma com um tipo de fonte, em termos de: porcentagem de remoção, ecotoxicidade (Lactuca sativa), atividade antimicrobiana (Escherichia coli), custos de capital (equipamentos), de operação (consumo energético) e das fontes luminosas, além do espaço ocupado. Os experimentos de degradação foramrealizados e otimizados via planejamento experimental, utilizando-se a Metodologia de Superfície de Resposta, obtendo-se as concentrações ótimas denitrofurantoína, de íons férricoe de peróxido de nitrogênio para cada caso.As câmaras estudadas apresentaram desempenhos semelhantes na remoção de nitrofurantoína (mais de 95% em 15 min), além de não ter havido a geração de produtos ecotóxicos (Lactuca sativa) e de ter sido alcançada a inativação biológica (Escherichia coli) do fármaco.A câmara de irradiação com LEDs é compacta, custa duas vezes menos que a outra e é quatro vezes mais eficiente em termos de consumo elétrico. A única desvantagem encontrada foi o custo dos LEDs-UV. Levando-se em conta o número de LEDs e de lâmpadas fluorescentes negras nas câmaras, o custo é trinta vezes maior. No entanto, o custo adicional dos LEDs-UV em relação às lâmpadas fluorescentes negras é facilmente compensado pela economia realizada nos custos de capital (aquisição do equipamento) e de operação (consumo energético).Em suma, pelo menos no caso da degradação da nitrofurantoína pelo processo foto-Fenton, os LEDs-UV mostraram-se substitutos vantajosos das lâmpadas fluorescentes negras, tradicionalmente utilizadas. / The goal of this research was to study the degradation, by the photo-Fenton process, of a model-pollutant (an antibiotic fromthe nitrofurans group: nitrofurantoin), using UV-LEDs instead of the lamps traditionally used, i.e. black fluorescent lamps. Two irradiation chambers were compared, each one of them with a type of light source, regarding: removal percentage, ecotoxicity (Lactuca sativa), antimicrobial activity (Escherichia coli), capital costs (equipment), operating costs (energy consumption), and light sources costs, as well as the space the chambers occupy.The degradation experiments were performed and optimized by experimental design, using the Response Surface Methodology, and obtaining the optimum concentrations of nitrofurantoin, ferric ions, and hydrogen peroxide, for each of the chambers. The studied chambers showed similar performances regarding nitrofurantoin removal (more than 95% in 15 min), besides the generation of no ecotoxic products (Lactuca sativa) and the biological inactivation (Escherichia coli) of the drug. The irradiation chamber with UV-LEDs is compact,cheaper (it is half of the price of the other one), and it is four times more efficient in terms of electric consumption. The sole disadvantage found was the cost of the UV-LEDs. Taking into consideration the number of LEDs and black fluorescent lamps used in the chambers, thiscost is 30 times greater. However, the additional cost of the UV-LEDsin comparison to black fluorescent lamps is easily compensated by the savings in capital costs (equipment acquisition) and operating costs (electric consumption). In summary, at least regarding the nitrofurantoin degradation by the photo-Fenton process, the UV-LEDs proved to beworthwhile alternatives for black fluorescent lamps, which are traditionally used.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:21:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Rita.pdf: 19490568 bytes, checksum: 013237cc37f3177397fb7ac6f745899e (MD5) Previous issue date: 2015-07-30 / The present study aimed to introduce new intracanal medications and evaluate their antimicrobial effect against endodontic microorganisms involved in most of the cases of endodontic failure. The composition of the new formulations included 3% doxycycline hydrochloride (DX) or 3% nitrofurantoin (NIT), and a 2% chlorhexidine gel (CHX) was used as a positive control.This study was divided into three phases. The first phase evaluated the antimicrobial effect of the formulations DX and NIT against Gram-positive bacteria, Enterococcus faecalis and Staphylococcus aureus, Gram-negative bacteria, Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa, and fungus Candida albicans. The formulations were tested using the traditional agar diffusion test and the determination of the minimum inhibitory concentration (MIC) test. Based on the descriptive analysis of the agar diffusion test, DX presented a better antibacterial effect for most bacteria in the study. NIT values were lower than the CHX’s for all bacteria, with the exception of E. coli. DX and NIT were found ineffective for C. albicans. The descriptive analysis of MIC showed that DX was more effective than NIT, but when compared with CHX, it presented a lower antimicrobial effect. The second phase evaluated the antimicrobial effect against E. faecalis on the external root surface and the ability of diffusion through dentinal tubules of the new intracanal medications. Fifty human canine teeth were instrumented, sterilized and randomly divided into 5 groups of 10 teeth each, according to the formulation used as intracanal dressing: teeth sealed without medication (SM), negative control; CHX, positive control; placebo gel (PC); NIT and DX. After filling the root canals with the formulations, the teeth were incubated in the agar plates seeded with E. faecalis. The analysis of the halos revealed that DX had a larger inhibitory zone than CHX, while PC and NIT showed no antibacterial effect on the external root surface. The last phase evaluated the antimicrobial activity on infected root canals with E.faecalis. The chosen formulation was DX, as it obtained the best results on previous phases. Microbial samples were collected during three different time periods. The first sample (S1) was collected 21 days after contamination with E. faecalis; the second sample (S2) was collected 14 days under the effect of the intracanal medication, and the third sample (S3) 7 days after replacing the medication by BHI (Brain Heart Infusion) broth. The count of Colony Forming Units (CFU/mL) was statistically analyzed by repeated measures test (ANOVA) (p<0,05). All intracanal dressings significantly reduced the number of bacterial cells in the root canal after 14 days with medication (S2). After a period of 7 days with BHI broth (S3), the CFU counts of E. faecalis remained at low values in DX and CHX groups. The SM group, however, showed a significant increase of CFU in this period, to values similar to those of the initial contamination. These results show that DX was effective in eliminating E. faecalis from the root canal system, significantly decreasing the number of microorganisms after 14 days with medication and suggesting some substantivity after 7 days.Conclusion: From the two formulations suggested in this study, DX presented better antimicrobial effect against the microorganisms in the study (agar diffusion and MIC),supported by the effect on the external root surface and inside the root canal system. This new formulation containing DX can be considered as a possible intracanal dressing, namely in cases of endodontic failure. / Este estudo teve como objetivo investigar novas formulações de medicações intracanal e verificar a ação antimicrobiana destas em microrganismos frequentemente implicados em casos de insucesso endodôntico. As formulações estudadas continham doxiciclina a 3% (DX) ou nitrofurantoína a 3% (NIT), tendo sido usado como controlo positivo um gel de clorohexidina a 2% (CHX).O estudo foi dividido em três fases experimentais. Na primeira fase, foi analisado o efeito antimicrobiano das formulações DX e NIT, na presença das bactérias de Gram positivo, Enterococcus faecalis e Staphylococcus aureus, das bactérias de Gram negativo, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa, e do fungo Candida albicans através de testes de difusão em agar e da determinação da concentração inibitória mínima (CIM). Com base na análise descritiva dos resultados da difusão em agar, a DX foi a que apresentou maior efeito antimicrobiano, na generalidade das bactérias estudadas. Os resultados da NITforam inferiores aos da CHX em todas as bactérias do estudo, à exceção de E. coli.Tanto a DX como a NIT evidenciaram-se inativas para C. albicans. A análise descritiva da determinação da CIM revelou que a DX apresentou maior eficácia comparativamente com a NIT, mas resultados inferiores quando comparada com a CHX.Na segunda fase, as novas formulações foram avaliadas pela sua ação antimicrobiana, na superfície externa radicular, contra E. faecalis e eventual capacidade de difusão através dos canalículos dentinários. Foram usados 50 dentes humanos (caninos), previamente instrumentados e esterilizados, distribuídos aleatoriamente em cinco grupos (n=10), e atribuída uma formulação diferente a cada grupo: sem medicação (SM), controlo negativo; gel de clorohexidina a 2% (CHX), controlo positivo; gel placebo (PC); gel de nitrofurantoína a 3% (NIT); e gel de doxiciclina a 3% (DX). Preencheu-se o interior dos canais com as respetivas formulações e fez-se a incubação dos dentes em placas de agar com E. faecalis. A análise dos halos dos grupos em estudo demonstrou que a DX tem maior atividade na face externa da raiz do que a CHX, e que a NIT e o PC não evidenciaram ação antibacteriana no exterior da raiz. Na terceira e última fase, avaliou-se a ação antimicrobiana, em canais radiculares contaminados com E. faecalis. A formulação usada nesta fase foi a DX, uma vez que foi a que obteve melhores resultados nas duas fases anteriores. Efetuaram-se colheitas bacterianas em três períodos de tempo distintos. A primeira colheita (S1) realizou-se 21 dias depois da contaminação com E. faecalis; a segunda colheita (S2) foi efetuada 14 dias após a aplicação das formulações e a terceira colheita (S3), 7 dias depois da substituição das formulações por caldo de BHI (“Brain Heart Infusion”). A contagem das Unidades Formadoras de Colónias (UFC/mL) foi analisada através do teste de medidas repetidas (ANOVA) (p<0,05). Todas as novas formulações diminuíram significativamente o número de células bacterianas no interior dos canais após os 14 dias (S2) sob a ação da medicação intracanal. Depois do período de 7 dias com o caldo de BHI (S3), os valores de UFC de E. faecalis mantiveram-se em valores baixos nos grupos DX e CHX. No grupo SM verificou-se um aumento significativo para valores similares aos da contaminação inicial.Verificou-se, assim, que a DX foi eficaz na desinfeção dos canais, reduzindo significativamente o número de microrganismos após 14 dias e demonstrando alguma substantividade após 7 dias.Conclusão: Das duas formulações sugeridas neste estudo, o gel DX apresentou uma eficácia maior sobre os microrganismos estudados (difusão em agar e CIM), corroborado pela ação na superfície externa da raiz e no interior dos canais radiculares. Na formulação apresentada, o gel DX pode ser considerado como uma medicação intracanal alternativa, nomeadamente nos casos de insucesso endodôntico.

A fotoquimioterapia (FQT) é uma técnica de tratamento de doenças graves, inclusive o câncer, que utiliza que utiliza compostos que, sendo introduzidos dentro de um organismo, não possuem alguma atividade contra ele e quando são excitados, através de luz na região espectral de 320 até 800 nm, produzem espécies reativas que induzem a morte celular. Dentre as formas desenvolvidas em FQT, a de maior destaque, e a que vem sendo mais utilizada em clínica, é a Terapia Fotodinâmica (TFD). Apesar das vantagens do uso da TFD, esta técnica possui limitações em sua eficiência, pois seu mecanismo está associado com à formação dos estados excitados do FS e do oxigênio molecular e, por isso, depende dos tempos de vida e rendimentos quânticos destes estados. Outro fator que limita a ampla aplicação da FQT na clínica é o alto custo dos FS utilizados atualmente. No grupo de fotobiofísica do Departamento de Física e Matemática da FCLRP-USP, tem-se trabalhado na busca de novos FS que possuam espécies reativas não excitados como, por exemplo, os radicais livres (peróxidos, ânion superóxido, radical hidroxila etc.), e que sejam mais viáveis economicamente em relação a outros FS já existentes no mercado. Os derivados de nitrofurano são fármacos já utilizados na rotina clínica que possuem as características promissoras para aplicação em FQT. Este trabalho dá continuidade à busca de novos FS. Escolhemos dentre inúmeros derivados de nitrofurano a Nitrofurantoína (NFT), que já é utilizada em clínica desde 1950, e que possui um custo baixo. Sua atividade fototóxica já foi documentada como reações fotoalérgicas em pacientes depois de ser administrada e nos estudos in vitro contra diversas linhagens das células neoplásicas. Contudo, os mecanismos e a dinâmica da fotoação da NFT não estavam ainda bem estabelecidas. Como objetivos gerais deste trabalho, definimos estudar a dinâmica da fotodecomposição da NFT e a liberação de radical NO em soluções aquosas, em função da composição do ambiente, tendo em vista analisar sua potencialidade para aplicação em fotoquimioterapia de diversas doenças, inclusive o câncer. Demonstramos que durante a sua fototransformação, a NFT libera o NO, e o rendimento do processo depende do estado de protonação da NFT. A liberação de NO se realiza por duas vias paralelas: liberação direta pela molécula de NFT e através da fotólise do seu fotoproduto. O estado tripleto da NFT apresenta tempo de vida (t) muito curto, provavelmente devido à participação ativa em formação de um dos fotoprodutos. Pelo fato de ser muito curto, é pouco provável que o estado T1 produza efetivamente, o oxigênio singleto. Assim, podemos associar a fotoatividade da NFT com a liberação de NO. Por fim, propusemos um esquema para a fotoliberação de NO pela fototransformação da NFT. / Photochemotherapy (PCT) is a technique applied in the treatment of serious diseases. For example in cancer, the PCT uses compounds that are introduced into an organism that do not have some activity against him, and that when are excited with light, in the spectral region from 320 to 800 nm, produces reactive species that induce the cell death. The photodynamic therapy (PDT) is the most widely used PCTtechnique in clinical applications. Despite the advantages of the use of PDT, this technique has efficiency limitations, because the PDT mechanism is associated with the formation of excited states in photosensitizer (PS) and in molecular oxygen and therefore, depends on the lifetimes and quantum yields of these states. Another limiting factor of the PDT in more PCT clinical applications is the high cost of the PS used today. The photo-biophysic group of the Department of Physics and Mathematics of the FFCLRP-USP has been working on searching of new PS without reactive species with exited states and cheaper than others PS on the market. For example, our group has investigated the free radicals: peroxide, superoxide anion, hydroxyl radical. This work continues the search for new PS. We chose the Nitrofurantoin (NFT), a nitrofuran derivative, which it is used in clinical applications since 1950 and have a low cost. The nitrofuran derivatives are drugs used in clinical applications with promising characteristics for applications in PCT. The photo-toxic activity of the NFT has been observed in photo-allergic reactions of patients and in vitro studies of several neoplastic cell lines. However, the NFT photo- action mechanisms and kinetics are not well established. The objective of this work was the study of the photo-decomposition dynamics of the NFT and the delivery of the NO radical in aqueous solutions depending on the composition of the environment, aiming to analyze its potential for application in PCT of several diseases, including cancer. In this work we demonstrated that during the photo-transformation, the NFT delivery NO and the yield of this process depends on the protonation state of the NFT. We observed that the NO delivery is made of two parallels ways: a direct delivery by NFT molecule and a delivery by photolysis of their photo-products. Probably due to the active participation in the photo-products formation we observed that the triplet state of NFT has very short lifetime (T) and therefore, it is not expected that the state T1 produces singlet oxygen. Thus, we can associate the NFT photo-activity with the NO delivery. Finally, this work proposes a scheme for NO photo-delivery using the NFT photo-transformation.

O objetivo desta pesquisa foi estudar a degradação,pelo processo foto-Fenton, de um poluente-modelo (um antibiótico da classe dos nitrufuranos:a nitrofurantoína), utilizando-seLEDs-UV no lugar das lâmpadas tradicionalmente utilizadas, ou seja, das lâmpadas fluorescentes negras.Foram comparadas duas câmaras de irradiação, cada uma com um tipo de fonte, em termos de: porcentagem de remoção, ecotoxicidade (Lactuca sativa), atividade antimicrobiana (Escherichia coli), custos de capital (equipamentos), de operação (consumo energético) e das fontes luminosas, além do espaço ocupado. Os experimentos de degradação foramrealizados e otimizados via planejamento experimental, utilizando-se a Metodologia de Superfície de Resposta, obtendo-se as concentrações ótimas denitrofurantoína, de íons férricoe de peróxido de nitrogênio para cada caso.As câmaras estudadas apresentaram desempenhos semelhantes na remoção de nitrofurantoína (mais de 95% em 15 min), além de não ter havido a geração de produtos ecotóxicos (Lactuca sativa) e de ter sido alcançada a inativação biológica (Escherichia coli) do fármaco.A câmara de irradiação com LEDs é compacta, custa duas vezes menos que a outra e é quatro vezes mais eficiente em termos de consumo elétrico. A única desvantagem encontrada foi o custo dos LEDs-UV. Levando-se em conta o número de LEDs e de lâmpadas fluorescentes negras nas câmaras, o custo é trinta vezes maior. No entanto, o custo adicional dos LEDs-UV em relação às lâmpadas fluorescentes negras é facilmente compensado pela economia realizada nos custos de capital (aquisição do equipamento) e de operação (consumo energético).Em suma, pelo menos no caso da degradação da nitrofurantoína pelo processo foto-Fenton, os LEDs-UV mostraram-se substitutos vantajosos das lâmpadas fluorescentes negras, tradicionalmente utilizadas. / The goal of this research was to study the degradation, by the photo-Fenton process, of a model-pollutant (an antibiotic fromthe nitrofurans group: nitrofurantoin), using UV-LEDs instead of the lamps traditionally used, i.e. black fluorescent lamps. Two irradiation chambers were compared, each one of them with a type of light source, regarding: removal percentage, ecotoxicity (Lactuca sativa), antimicrobial activity (Escherichia coli), capital costs (equipment), operating costs (energy consumption), and light sources costs, as well as the space the chambers occupy.The degradation experiments were performed and optimized by experimental design, using the Response Surface Methodology, and obtaining the optimum concentrations of nitrofurantoin, ferric ions, and hydrogen peroxide, for each of the chambers. The studied chambers showed similar performances regarding nitrofurantoin removal (more than 95% in 15 min), besides the generation of no ecotoxic products (Lactuca sativa) and the biological inactivation (Escherichia coli) of the drug. The irradiation chamber with UV-LEDs is compact,cheaper (it is half of the price of the other one), and it is four times more efficient in terms of electric consumption. The sole disadvantage found was the cost of the UV-LEDs. Taking into consideration the number of LEDs and black fluorescent lamps used in the chambers, thiscost is 30 times greater. However, the additional cost of the UV-LEDsin comparison to black fluorescent lamps is easily compensated by the savings in capital costs (equipment acquisition) and operating costs (electric consumption). In summary, at least regarding the nitrofurantoin degradation by the photo-Fenton process, the UV-LEDs proved to beworthwhile alternatives for black fluorescent lamps, which are traditionally used.