O óleo de copaíba é um produto natural encontrado principalmente na região amazônica, onde é utilizado na medicina popular como tratamento para inflamações e como cicatrizante. A espécie Copaifera multijuga Hayne demonstrou um potencial efeito anti-inflamatório em relação a outras espécies de Copaífera L., tendo como principal responsável o composto majoritário β-cariofileno. Nosso grupo de pesquisa vem estudando a veiculação deste óleo em nanoemulsões e desenvolveu uma formulação que contém uma elevada proporção de óleo de copaíba no núcleo oleoso (20 % w/v), sem prejuízo da estabilidade do sistema. A partir desta formulação, seguiram-se os estudos de avaliação da permeação cutânea, de otimização da formulação e de avaliação de atividade anti-inflamatória, apresentados neste trabalho. Um método em cromatógrafo a gás acoplado à espectrômetro de massas no modo headspace (HS-CG/EM) foi validado a fim de analisar β-cariofileno em mostras de pele provenientes do teste de permeação cutânea com nanoemulsões de óleo de copaíba. O método mostrou-se específico, linear, preciso e exato. O teste de permeação cutânea demonstrou que apenas com a nanoemulsão é possível detectar β-cariofileno na camada da derme, enquanto que, com o óleo, somente no estrato córneo. A seguir, foram testados dois tensoativos catiônicos na formulação da nanoemulsão para verificar se a carga positiva na interface da gotícula poderia promover a permeação cutânea do β-cariofileno. O tensoativo brometo de cetiltrimetilamônio provou ser mais eficiente em concentrações consideradas seguras para o uso tópico, revertendo o potencial zeta para valores adequados, sem interferir no tamanho de gotícula e índice de polidispersão. O tensoativo oleilamina também reverteu o potencial zeta, porém somente em concentrações muito elevadas, podendo ser consideradas tóxicas. O teste de permeação cutânea demonstrou que a incorporação de tensoativos catiônicos aumenta a retenção de β-cariofileno na epiderme em três vezes, enquanto que, na derme, não há diferença estatística entre as formulações aniônica e catiônica. Após, as nanoemulsões escolhidas foram incorporadas em hidrogéis de Carbopol®, Natrosol® e quitosana com vistas ao espessamento e adequação da viscosidade ao uso tópico. O hidrogel com quitosana 8 apresentou-se instável, com aumento de tamanho de gotícula e índice de polidispersão, apesar de não ter afetado o potencial zeta. Os hidrogéis de Carbopol® e Natrosol® apresentaram bons resultados de caracterização físico-química, porém somente o hidrogel de Natrosol® foi escolhido para os estudos de permeação cutânea e atividade anti-inflamatória in vivo, devido ao seu caráter neutro. No estudo de permeação cutânea das nanoemulsões incorporadas em hidrogel, houve um aumento na retenção de β-cariofileno na derme em relação às nanoemulsões, e houve a facilitação de permeação até o fluido receptor. Por fim, o estudo da atividade in vivo das formulações selecionadas demonstrou que o óleo de copaíba apresenta atividade anti-inflamatória e que a sua incorporação em nanoemulsões aumenta este efeito. No entanto, ambas nanoemulsões, tanto negativamente quanto positivamente carregadas, apresentaram resultado semelhante para a inibição do edema. Quando compara-se a permeação cutânea das formulações verifica-se que na derme não há diferença estatística, o que pode justificar a semelhança do grau de inibição da inflamação no teste in vivo. Em relação à atividade das nanoemulsões incorporadas em hidrogéis, pode-se verificar que no teste de edema de pata apenas a formulação carregada positivamente teve um efeito mais pronunciado, enquanto no edema de orelha as formulações obtiveram um perfil equivalente ao controle cetoprofeno, porém não potencializaram o efeito do óleo. Quanto ao estudo com os parasitos causadores da Leishmaniose, os testes in vitro mostraram que os tratamentos (óleo de copaíba, β-cariofileno e suas nanoemulsões) foram mais eficazes contra as espécies L. major e L. donovani em comparação às espécies L. amazonensis e L. braziliensis. O teste in vivo mostrou que todos os tratamentos foram capazes de reduzir a área da ferida dos camundongos infectados com L. major. No entanto, eles não conseguiram recuperar totalmente os animais. / Copaiba oil is a natural product found especially in the Amazon region, where it is used as treatment for inflammations and as wound healer in the popular medicin. The species Copaifera multijuga Hayne showed a potential anti-inflammatory effect in relation to other Copaifera L. species, mainly due to its major compound, β-caryophyllene. Our research group studied the oil incorporation in nanoemulsions and developed a formulation containing a high copaiba oil proportion in the oil core (20% w/v) without loss of system stability. Based in this nanoemulsion, we present in this study the skin permeation, the formulation optimization and the anti-inflammatory activity. A method in gas chromatograph coupled with mass spectrometer in headspace mode (HS-GC/MS) was validated to analyze β-caryophyllene in skin samples from the skin permeation assay. The method proved to be specific, linear, precise and accurate. Skin permeation test showed that only with the nanoemulsion is possible to detect β-caryophyllene in the dermis layer, while with the oil, only in the stratum corneum. After, two cationic surfactants were tested in the nanoemulsion to prove if the positive charge on the droplet interface could promote β-caryophyllene permeation. Cetyltrimethylammonium bromide proved to be more effective at concentrations considered safe for topical use, reversing the zeta potential to suitable values, without interfering with droplet size and polydispersity index. Oleylamine also reversed the zeta potential, but only at very high concentrations, that may be considered toxic. Skin permeation test showed that the incorporation of cationic surfactants increases β-caryophyllene retention in the epidermis by three fold, whereas in the dermis, there is no statistical difference between the cationic and anionic nanoemulsions. Afterward, the chosen nanoemulsions were incorporated in Carbopol®, Natrosol® and chitosan hydrogels in order to adjust the viscosity for topical use. Chitosan hydrogel presented instability, with an increase in droplet size and polydispersity index, although it has not affected the zeta potential. Carbopol® and Natrosol® hydrogels showed good results in physicochemical characterization, but only Natrosol® hydrogel was chosen for the following skin permeation 10 and anti-inflammatory activity in vivo studies due to its neutral character. In nanoemulsions thickened-hydrogel skin permeation study, there was an increase in the β-caryophyllene retention in the dermis compared to nanoemulsions, and promoted permeation to the receptor fluid. Finally, in vivo anti-inflammatory activity from selected formulations showed that the copaiba oil has anti-inflammatory activity and that its incorporation into nanoemulsions increases this effect. However, both negative and positively charged nanoemulsions, showed similar results for inhibition of edema. When the nanoemulsions’ skin permeation is compared, it is found that in the dermis there is no statistical difference, which may explain the similarity degree of inflammation inhibition in the in vivo test. Regarding to the activity of the nanoemulsions incorporated in hydrogels, it can be verified that in paw edema assay, only the positively charged formulation had a more pronounced effect, whereas in the ear edema the formulations obtained a profile equivalent to the control, ketoprofen, but did not potentiate the effect of the oil. As for the study with the parasites causing Leishmaniasis, in vitro tests showed that the treatments (copaiba oil, β-caryophyllene and their nanoemulsions) were more effective against L. major and L. donovani compared to L. amazonensis and L. braziliensis. In vivo assay showed that all treatments were able to reduce the wound area of mice infected with L. major. However, they were unable to fully recover the animals from the disease.

A formononetina e a biochanina A são as isoflavonas majoritárias nas partes aéreas de Trifolium pratense L. (trevo-vermelho) relacionadas com as principais atividades farmacológicas da planta. São chamadas de fitoestrógenos, pois possuem estrutura similar ao do 17-β-estradiol, e são capazes de se ligar aos receptores estrogênicos (ERβ e ERα). As isoflavonas agliconas são moléculas de baixa hidrossolubilidade, o que pode limitar sua aplicação em produtos para pele e a expressão de sua atividade biológica. O presente trabalho tem como objetivo obter uma fração enriquecida em isoflavonas de T. pratense e avaliar a permeação cutânea das agliconas formononetina e biochanina A individualmente e associadas. Adicionalmente, o efeito de promoção da permeação cutânea em pele de orelha suina também foi objeto do estudo. A fração foi preparada por maceração e após precipitação das isoflavonas agliconas por evaporação do etanol, o precipitado foi separado por filtração e purificado por cromatografia em coluna de poliamida. O produto foi seco e apresentou concentração de isoflavonas de 2,8 mg/g de formononetina e 2,7 mg/g de biochanina A. No entanto, essa concentração ainda não foi suficiente para posterior incorporação em uma formulação visando testes de permeação cutanea. Neste contexto, os estudos de permeação em pele de orelha de suíno (Franz cells) foram realizados com as isoflavonas majoritárias de referência incorporadas à hidrogéis de hidroxipropilmetilcellulose (HPMC). Para avaliar o teor de isoflavonas nas formulações e nas diferentes camadas da pele foi desenvolvido método bioanalítico utilizando cromatografia líquida de alta eficiência, o qual mostrou-se linear, específico, exato, preciso e robusto. Os hidrogéis foram desenvolvidos utilizando como polímero HPMC (3,5%, m/v) e as isoflavonas (0,1%) foram incorporadas à essa base, individualmente ou associadas, em presença ou ausência de hidroxipropil-β-ciclodextrina (HPβCD) ou metil-β-ciclodextrina (MβCD). Os resultados obtidos na avaliação da permeação cutânea revelaram que as isoflavonas permearam mais quando incorporadas individualmente na base especialmente a formononetina. A biochanina A apresentou maior capacidade de permeação do que a formononetina, alcançando concentrações na epiderme de 0,5 ug/cm2 e na derme de 1,5 μg/cm2, representando cerca de 2,7 vezes mais comparando com a concentração de formononetina (respectivamente, 0,2 μg/cm2 e 0,4 μg/cm2). uso de ciclodextrinas aumentou significativamente a permeação da formononetina, tanto na epiderme quanto na derme. Para a biochanina A, apenas a retenção na epiderme foi aumentada com a presença de ciclodextrinas. A HPβCD foi a ciclodextrina que apresentou os melhores resultados de promoção da permeação da formononetina na derme e epiderme, proporcionando um aumento de 113%. Para a biochanina A, as duas ciclodextrinas aumentaram a sua concentração na epiderme na mesma proporção (37%). Quando as duas isoflavonas foram incorporadas em misturas 1:1 no hidrogel, a formononetina apresentou menor retenção, tanto na epiderme (0,1 μg/cm2) quanto na derme (0,4 μg/cm2). Contrariamente, a biochanina A apresentou retenção semelhante àquela apresentada quando foi incorporada isoladamente no hidrogel, caracterizando-se como uma molécula mais permeável e não sofrendo interferência da formononetina na sua permeação e retenção. Não foi observado efeito significativo da presença das ciclodextrinas na promoção da permeação cutânea das isoflavonas nas misturas, exceto para a formononetina, na epiderme. O conjunto dos resultados demonstrou que a formononetina e biochanina A são capazes de permear a pele sendo majoritariamente retidas na epiderme e na derme, revelando o seu potencial uso em preparações cosméticas destinadas à prevenção do envelhecimento cutâneo. As ciclodextrinas apresentaram acentuado efeito promotor da permeação cutânea apenas para a formononetina, que apresenta menor permeabilidade. / The main isoflavones present Trifolium pratense L. (red clover) aereal parts are the isoflavones formononetin and biochanin A, related to its pharmacological activities. These compounds are known as phytoestrogens due to its similarity to the structure of 17-β-estradiol, being able to bind to the estrogen receptor (ERβ and ERα). Aglicones of isoflavones display low water solubility limiting its incorporation in products for the skin and expression of its biological activity. The present work aims to develop a isoflavones-enriched fraction of T. pratense and to evaluate the skin permeation of the aglicones formononetin and biochanin A individually, and in association. Moreover the promoter effect of cyclodextrins on their skin permeation will also be evaluated. The enriched-fraction was prepared by maceration in ethanol 40% (v/v). The ethanol was evaporated and the dispersion was filtered. The supernatant was purified using a column chromatography packet with polyamide. The final product was dried and presented a concentration of 2.8 mg/g of formononetin and 2.7 mg/g of biochanin A. However, these amounts of isoflavones were not enough for subsequent incorporation into a formulation to proceed the cutaneous permeation tests. In this context, the permeation studies were performed using the chemical reference formononetin and biochanin A, incorporated into the hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) hydrogels for the permeation studies on porcine ear skin (Franz cells). To evaluate the isoflavone concentration in the formulations and in the different skin layers, a bioanalytical method was validated using high performance liquid chromatography (HPLC), which showed linearity, specificity, accuracy, precision and robusteness. Hydrogels were developed using HPMC (Methocel® K4M) polymer (3.5%, m/v) and the isoflavones were incorporated into this base individually or in combination, in the presence or absence of hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPβCD) or methyl-β-cyclodextrin (MβCD). The results obtained in the cutaneous permeation tests showed higher permeation values when the isoflavones were individually incorporated into the formulations especially for formononetin. Biochanin A showed higher permeation capacity when compared to formononetin, reaching 0.5 μg/cm2 in the epidermis and 1.5 μg/cm2 in the dermis, representing about 2.7 times the concentration of formononetin (0.2 μg/cm2 and 0.4 μg/cm2). The use of cyclodextrins increased significantly the permeation values of formononetin, both in the epidermis and in the dermis. For biochanin A only the retention in the epidermis was increased. HPβCD was the cyclodextrin that showed the best results for formononetin as permeation promoter, providing an increasing in the epidermis and dermis of 113%. Both cyclodextrins improved the biochanin A permeation in the same proportion in the epidermis (37%). When the isoflavones were incorporated into hydrogels together (1:1 ratio), formononetin showed less retention in both skin layers (0.1 μg/cm2 in the epidermis and 0.4 μg/cm2 in the dermis) and biochanin A remained with similar performance when added alone. In the presence of cyclodextrins, no significant effect was observed in the promotion of skin permeation of isoflavones in mixtures, except for formononetin, in the epidermis. Taken together, the results indicated that formononetin and biochanin A present skin permeation being mostly retained in the epidermis and dermis, revealing its potential use in cosmetic products preparations for preventing skin aging. Cyclodextrins presented a marked skin permeation promoting effect only on formononetin, which molecule presents lower permeability.

O desempenho e a viabilidade econômica dos processos de separação por membranas (PSM) estão diretamente relacionados com o fluxo de permeado e a retenção de substâncias. Em escala de laboratório, onde são utilizadas pequenas áreas de permeação, pode ser observada uma elevada variabilidade dos parâmetros de desempenho dos PSM, quando comparada com a obtida para os módulos industriais. Isto pode dificultar a análise de resultados, a comparação com dados da literatura e as ações de escalonamento. Apesar dos avanços constantemente obtidos na área de membranas, os resultados obtidos para estes parâmetros ainda são susceptíveis a problemas de repetitividade e reprodutibilidade. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade experimental de membranas comerciais de ultrafiltração (UF) de polietersulfona (PES), poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) e poliacrilonitrila (PAN) com diferentes massas molares de corte (MMC). Os experimentos foram realizados em dois módulos de permeação com área efetiva de membrana de 28 e 60 cm2. Durante os ensaios de UF foram avaliados os seguintes parâmetros de desempenho: fluxo inicial e final de água pura, tempo de compactação da membrana, redução do fluxo (RF), permeância hidráulica antes e após a filtração da solução de polietilenoglicol (PEG), fluxo de permeado com a solução de PEG e retenção observada. A variabilidade experimental foi investigada através da identificação dos efeitos principais do processo de UF a partir da análise de variância (ANOVA). O teste F foi utilizado para identificar diferenças significativas entre as variâncias obtidas para os parâmetros de resposta determinados A partir das análises de microscopia eletrônica de varredura e de ângulo de contato observou-se que as membranas fabricadas a partir do mesmo material apresentaram estrutura e caráter hidrofílico semelhantes, não sendo observadas diferenças significativas na estrutura das membranas quando comparadas às membranas novas e às membranas após a UF. Na etapa de compactação foi observado que as membranas de mesmo material apresentaram tempo de compactação estatisticamente igual e que a RF para as membranas de PAN é semelhante. De forma geral a variabilidade experimental é menor conforme as membranas são reutilizadas no processo. Os efeitos principais de MMC e material têm influência significativa sobre os parâmetros de resposta da etapa de compactação, com exceção do efeito do material da membrana sobre o tempo de compactação e sobre a RF. Os efeitos principais de MMC, material e pressão de operação também exercem influência significativa sobre a permeância hidráulica antes e após a filtração da solução de PEG e sobre o fluxo de permeado com a solução de PEG Quando comparadas as variâncias obtidas para os parâmetros de desempenho, estas são estatisticamente semelhantes para membranas de mesmo material. Estes resultados indicam que a variabilidade experimental do processo UF (entre 10 e 40 %) não é alta o suficiente para impedir a correta identificação dos efeitos principais das variáveis do processo dentro das condições de operação avaliadas. A retenção observada foi superior a 88 % para as membranas de PES e PVDF, porém este resultado não condiz com a MMC informada pelo fabricante, uma vez que foram utilizadas soluções de PEG com massa molar menor que a MMC da membrana e a distribuição de massa molar dos PEG utilizados estão dentro da faixa especificada. Uma tendência de aumento da variabilidade dos parâmetros de resposta foi obtida quando utilizado o módulo com menor área de permeação, indicando que para as condições de área investigadas a variabilidade é aparentemente dependente da área de permeação. / The performance and the economic viability of the membrane separation processes (PSM) are directly related to permeate flux and solute retention. In laboratory scale, where small permeation areas are used, a large variability in the performance parameters of the PSM could be observed, when compared with the obtained for industrial modules. This variability may difficult analysis of the results, comparison with literature data and scale-up actions. Despite the advances that are constantly achieved in membrane technology, the results obtained experimentally for the membranes performance parameters are still prone to repeatability and reproducibility problems. In this context, the objective of this work was to evaluate the experimental variability of commercial ultrafiltration (UF) membranes of polyethersulfone (PES), polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyacrylonitrile (PAN) with different molar mass cut-off (MMCO). The experiments were performed in a lab-scale cross-flow unit in two permeation modules with effective membrane area of 28 and 60 cm2. During the UF tests were evaluated the performance parameters: initial and final pure water flux, membrane compaction time, flux reduction (RF), hydraulic permeance before and after the filtration of the polyethylene glycol (PEG) solution, permeate flux with the PEG solution and observed retention. The experimental variability was investigated through the identification of the main effects of the UF process using the analysis of variance (ANOVA). The F-test was used to identify significant differences between the variances obtained for the response parameters determined According to the scanning electron microscopy and the water contact angle analysis, membranes made from the same material presented similar structure and hydrophilic character and were not observed significant differences in the membranes structure, when compared the new membranes with the membranes after the UF. In the compaction step it was observed that membranes of the same material presented statistically equal compaction time and the RF for the PAN membranes is similar. In general, the experimental variability is lower as the membranes are reused in the process. The main effects of MMCO and material have significant influence on the response parameters of the compaction step, the exception occur for the membrane material effect on the compaction time and RF. The main effects of MMCO, material and transmembrane pressure also exert significant influence on the hydraulic permeance before and after the PEG filtration and on the permeate flux with the PEG solution. When comparing the variances obtained for the performance parameters, they are statistically similar for membranes of the same material These results indicate that the experimental variability of the UF process (between 10 and 40%) was not high enough to prevent the correct identification of the effects of the main process variables within the evaluated operation conditions. The observed retention was greater than 88 % for the PES and PVDF membranes, but this result is not consistent with the MMCO reported by the manufacturer, since PEG solutions with lower molar mass than membrane MMCO were used and the molar mass distribution of the PEGs are within the specified range. A tendency to increase the experimental variability of the response parameters was observed when using the modulus with lower permeation area, indicating that for the range of effective membrane area investigated the variability is apparently dependent of the permeation area.

.A Hidrolipodistrofia Ginoide (HDLG), popularmente conhecida como celulite, ocorre em 80 a 90% da população feminina após o período da puberdade, provém de uma modificação metabólica no tecido adiposo cutâneo. A cafeína, por sua vez, promove uma ação lipolítica e é muito utilizada por formuladores. Este projeto buscou obter nanoemulsão contendo, como ingredientes principais, tensoativos (Oleth-3; Oleth-20) e cafeína pelo método de emulsificação por (TIF). Foram desenvolvidas emulsões, sendo a F3, a mais translúcida com Temperatura clearing-boundary (Tcb) de aproximadamente 80 °C e temperatura de inversão de fase (TIF) de 85 °C. No Teste de Estabilidade Preliminar (TEP), a nanoemulsão não apresentou modificações nas suas características organolépticas, exceto no teste de estresse térmico no qual ocorreu separação de fases acima de 70°C. No Teste de Estabilidade Normal (TEN) a condição de 45,0 ± 2,0 °C apresentou instabilidade, nos demais valores de temperatura as nanoemulsões foram classificadas como normal. Os valores de pH para as condições de 25,0 ± 2,0 °C e 5,0 ± 2,0 °C decaíram no decorrer dos 90 dias, 13,7 e 2% respectivamente. Estes valores foram avaliados por ANOVA, seguido do Teste de Tukey, sugerindo que o armazenamento da F3 seja refrigerado. Os índices de polidispersão apresentaram desvio reduzido de 0,1. Indicando a presença de gotículas com alta polidispersibilidade e caráter monodisperso. O tamanho de gotícula na condição de 5,0 ± 2,0 °C teve tamanho e percentual de variação inferior em relação à condição 25,0 ± 2,0 °C. O potencial zeta no t0 foi de -3,9. O percentual de Transmitância no t0 e com t90 dias de TEN apresentou valores de 48,7 e 6,5% respectivamente, indicando uma perda da transparência no decorrer do tempo. A constante de Ostwald na condição de geladeira foi favorável para a estabilidade. No ensaio com a espectroscopia Raman foi comparado o espectro da cafeína em solução em diversos valores de pH e não foi observado o deslocamento de bandas e nem sua protonação. As bandas de cafeína encontradas na F3 foram compatíveis com as encontradas na solução de cafeína (1337; 652,5 e 558,2 cm-1). Não houve interação da cafeína anidra com o óleo Caprylic/Capric Triglyceride (TAAC) e nem com os tensoativos Oleth-3 e Oleth-20. A validação analítica do método foi linear, precisa e exata. Houve redução da concentração de cafeína ao longo do tempo da TEN, na condição de 5,0 ± 2,0 °C (15,1%). A eficiência de associação da cafeína na gotícula foi 4,8%. No ensaio de segurança de uso de nanoemulsão in vitro HET CAM - Hen\'s Egg Test - Chorioallantoic Membrane, o resultado de 1,4 classificou a nanoemulsão F3 como levemente irritante. No ensaio de permeação cutânea em membrana natural (pele humana) as concentrações permeadas não ultrapassaram a concentração de saturação do tampão Phosfate Saline (PBS) (48,96 µg/3mL). A solução com cafeína permeou mais que a nanoemulsão com cafeína F3, porém a nanoemulsão melhorou visualmente e sensorialmente a precipitação da cafeína. / Ginoide Hydrolipodystrophy (HDLG), commonly known as cellulite, occurs in 80-90% of the female population after the puberty period, comes from a metabolic modification in cutaneous adipose tissue. Caffeine, in turn, promotes a lipolytic action and is widely used by formulators. This project obtained nanoemulsion containing as main ingredients surfactants (Oleth-3; Oleth-20) and caffeine by emulsification method by (TIF). Emulsions were developed, with F3 being chosen, the most translucent with clearing-boundary Temperature (Tcb) of approximately 80 °C and phase inversion temperature (TIF) of 85 °C. In the Preliminary Stability Test (PET), the nanoemulsion showed no changes in its organoleptic characteristics, except in the thermal stress test in which phase separation occurred above 70 °C. In the Normal Stability Test (TEN) the condition of 45.0 ± 2.0 °C showed instability, in the other temperature values the nanoemulsions were classified as normal. The pH values for the conditions of 25.0 ± 2.0 °C and 5.0 ± 2.0 °C declined over the course of 90 days, 13.7 and 2.0% respectively. These values were evaluated by ANOVA, followed by Tukey\'s test, suggesting that F3 storage should be refrigerated. The polydispersion indices showed reduced deviation of 0.1. Indicating the presence of droplets with high polydispersity and monodisperse character. The droplet size in the condition of 5.0 ± 2.0 °C had size and percentage of variation lower than the condition 25.0 ± 2.0 ° C. The zeta potential at t0 was -3.9. The percentage of Transmittance at t0 and with t90 days of TEN presented values of 48.7 and 6.5% respectively, indicating a loss of transparency over time. Evaluated constant of Ostwald, in the refrigerator condition was the most favorable for stability. In the Raman spectroscopy assay the caffeine spectrum was compared in solution at various pH values and the band displacement and its protonation were not observed. The caffeine bands found in F3 were compatible with those found in the caffeine solution (1337, 652.5 and 558.2 cm -1). There was no interaction of caffeine anhydrous with Caprylic/Capric Triglyceride oil (TAAC) nor with Oleth-3 and Oleth-20 surfactants. The analytical validation of the method was linear, precise and accurate. There was a reduction of the caffeine concentration over the TEN time, in the condition of 5.0 ± 2.0 °C (15.1%). The caffeine association efficiency in the droplet was 4.8%. In the safety assay of using nanoemulsion in vitro HET CAM - Hen\'s Egg Test - Chorioallantoic Membrane, the result of 1.4 ranked the nanoemulsion F3 as slightly irritating. In the natural membrane cutaneous permeation test (human skin) permeate concentrations did not exceed the saturation concentration of the (PBS) Phosfate Saline (48.96 µg/3 mL). The caffeine solution permeated more than the nanoemulsion with caffeine F3, but the nanoemulsion visually and sensorially improved the caffeine precipitation.

Existem muitas metodologias utilizadas para tentar analisar a permeação de peróxido de hidrogênio através das estruturas dentárias, porém não conseguem determinar o momento exato em que o peróxido começa a alcançar concentrações detectáveis dentro da câmara pulpar. OBJETIVO: Investigar a viabilidade de um modelo experimental de análise eletroquímica para detecção e mensuração da concentração de peróxido de hidrogênio proveniente de produtos utilizados em tratamento clareador e avaliar a cinética da difusão destes peróxidos através dos tecidos duros dentários. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram utilizados 45 dentes incisivos bovinos permanentes mandibulares, cujo preparo envolveu a remoção da face lingual coronária, mantendo-se o esmalte e a dentina vestibulares intactos. Todos os dentes foram fixados em resina acrílica com auxílio de matriz elastomérica quadrangular e organizados segundo os testes: 1: análise eletroquímica e 2: análise espectrofotométrica. Para os testes foram utilizados clareadores à base de peróxido de hidrogênio (HP) e de peróxido de carbamida (CP) e seus respectivos placebos (PHP e PCP). Foram realizados três cronoamperogramas e três voltamogramas para cada uma das amostras. Utilizou-se a mesma cela no experimento eletroquímico e no teste espectrofotométrico, permitindo assim a comparação das metodologias. RESULTADOS: A análise eletroquímica mostrou na 1ª permeação de HP média de 1688,50 segundos quando comparada a 857,70s e a 457,70s da 2ª e da 3ª permeações, respectivamente. Desta forma observa-se que a 1ª permeação representa aproximadamente o dobro e o quadruplo dos valores sequenciais da 2ª e da 3ª permeações. Não foi detectado início de permeação para CP, PHP e PCP. Para o grupo HP há uma relação crescente nas concentrações de moléculas de peróxido de hidrogênio detectadas nas três permeações respectivamente. Entretanto, o crescimento entre a 1ª e 2ª permeação é discreto, quando comparado à 3ª permeação, onde foi detectada maior concentração de moléculas do peróxido de hidrogênio. No grupo CP observam-se médias de 2,96E-02 A na 1ª permeação, 3,11E-05 A na 2ª permeação e 1,37E-04 A na 3ª permeação, havendo diferença entre a 1ª e 3ª permeação (p = 0,00472). Todavia, não ocorreram diferenças entre os demais grupos (p > 0,05). Quando comparado o método eletroquímico e o método espectrofotométrico, o peróxido de hidrogênio (HP) não demonstrou diferença significativa entre as análises (p =0,0826); todavia o peróxido de carbamida mostrou diferenças entre as duas análises (p=0,0093). CONCLUSÕES: A metodologia eletroquímica é tão eficaz quanto à metodologia consolidada na literatura para a detecção da presença de peróxido de hidrogênio na câmara pulpar, nos testes com peróxido de hidrogênio 35%. O tempo necessário para que o peróxido de hidrogênio chegasse à câmara pulpar diminuiu a cada aplicação e a penetração do peróxido de hidrogênio aumentou a permeabilidade dos tecidos duros dentais. / There are many methods used to analyze the permeation of hydrogen peroxide through the tooth structure, but they cannot determine the exact moment when the peroxide begins to reach detectable concentrations within the pulp chamber. OBJECTIVE: To investigate the feasibility of an experimental model of electrochemical analysis for detection and measurement of the concentration of hydrogen peroxide from products used in bleaching and evaluate the kinetics of diffusion of these peroxides through dental hard tissues. MATERIALS AND METHODS: We used 45 bovine permanent mandibular incisors, whose preparation involved removing the lingual coronary hard tissues keeping intact the vestibular enamel and dentin. All teeth were fixed in acrylic resin with the aid of elastomeric matrix square and organized according to the tests: 1: electrochemical analysis and 2: spectrophotometric analysis. For tests were used based bleaching hydrogen peroxide (HP) and carbamide peroxide (CP) and their respective placebos (PHP and PCP). Three cronoamperograms and three voltammograms were performed for each sample. We used the same cell to the spectrophotometric test, thus allowing comparison of methodologies. RESULTS: The analysis showed the 1st electrochemical permeation HP average of 1688.50 seconds when compared to 857.70s and 457.70s of the 2nd and 3rd permeations respectively. Thus we observe that the 1st permeation is approximately double and quadruple sequential values of the 2nd and the 3rd permeations. Not detected early permeation for CP, PHP and PCP. For Group HP there is a ratio of molecules increasing concentrations of hydrogen peroxide detected in three permeations respectively. However, the growth between the 1st and 2nd permeation is understated when compared to 3rd permeation, where there has been a greater concentration of molecules of hydrogen peroxide. In the CP group were observed averages of 2.96 E-02A in the 1st permeation, 3.11 E-05 A in the 2nd permeation and 1.37 E-04 A in 3rd permeation, no difference between 1st and 3rd permeation (p = 0.00472) . However, there were no differences between the other groups (p> 0.05). When compared the electrochemical and spectrophotometric methods, hydrogen peroxide (HP) showed no significant difference between the analysis (p = 0.0826), yet the carbamide peroxide showed differences between the two analyzes (p = 0.0093). CONCLUSIONS: The electrochemical method is as effective as the consolidated methodology in the literature to detect the presence of hydrogen peroxide in the pulp chamber, in the tests with hydrogen peroxide 35%. The time required for the hydrogen peroxide to reach the pulp chamber decreased to each application and the penetration of hydrogen peroxide increased the permeability of dental hard tissues.

Palladium membranes have been identified as the membranes of choice in hydrogen separation and purification processes due to their infinite selectivity to hydrogen when defect free. Despite their potentials in hydrogen processes, palladium membranes pose challenges in terms of cost and embritllement which occurs when palladium comes in contact with hydrogen at temperatures below 573 K. The challenges posed by palladium membranes have encouraged research into nonpalladium based membranes such as Silica and Alumina. This thesis investigates hydrogen permeation and separation in palladium membranes and also the use of nonpalladium membranes, Silica and Alumina membranes in hydrogen permeation. In this study, hydrogen permeation behavior was investigated for 3 types of membranes, Palladium, Silica and Alumina. Thin palladium films were deposited onto a 30 nm porous ceramic alumina support using both conventional and modified electroless plating methods. The hydrogen separation and purification behavior of the membranes were investigated including the effect of annealing at higher temperatures. Gas permeation through Silica and Alumina membranes was investigated for 5 single gases including hydrogen. The Silica and Alumina membranes were fabricated using the dip coating method and their hydrogen permeation behavior of investigated at different coatings. A thin Palladium (Pd1) membrane with a thickness of 2 μm was prepared over porous ceramic alumina support using the electroless plating method and a maximum hydrogen flux of 80.4 cm3 cm-2 min-1 was observed at 873 K and 0.4 bar after annealing the membrane. The hydrogen flux increased to 94.5 cm3 cm-2 min-1 at same temperature and pressure for the Palladium membrane (Pd2) prepared using the modified electroless plating method. The hydrogen flux increased to 98.1 cm3 cm2 min-1 for the palladium/silver (Pd/Ag) membrane prepared using the codeposition electroless plating method and the PdAg membrane avoided the hydrogen embrittlement at low temperature. Hydrogen purity for the membrane was also investigated for a reformate gas mixture and a maximum hydrogen purity of 99.93% was observed at 873 K and 0.4 bar. The hydrogen purity was observed to increase as a result of the addition of sulphur which surpresses the inhibition effect of the carbon monoxide in the reformate gas mixture. The presence of CO and CO2 was observed to lead to an increase of the exponential factor n above 0.5 as a result of the inhibiting effect of these compounds on hydrogen permeation. The value of the exponential factor n depicting the rate limiting step to hydrogen permeation in the palladium and palladium-alloy membranes was also investigated. Deviations from Sievert’s law were observed from the Palladium membranes inverstigated in this work. In single gas hydrogen permeation investigation for the Pd1 membrane prepared using the conventional electroless plating method, the value of the exponential factor n = 0.5 in accordance with Sievert’s law. However, for the mixed gas hydrogen separation investigation n=0.62 at 573 K which decreased to 0.55 when the membrane was annealed at 873 K. For the Pd2 membrane prepared using the modified elctroless plating method, n=1 at 573 K but the value decreased to 0.76 for the mixed gas hydrogen separation investigation at same temperature which depicts a deviation from Sievert’s law. In all the investigations carried out for the Pd3 palladium alloy membrane prepared using the co-deposition Pd/Ag electroless plating method at same conditions with the Pd1 and Pd2 membranes, n=0.5 in accordance with Sievert’s law. For the Nonpalladium based Silica and ceramic Alumina membranes, investigations were carried out for hydrogen permeation and 5 other single gases; He, CO2, CH4, N2 and Ar. For the Silica membranes, a maximum hydrogen permeance of 3.12-7 x 10 mol m-2 s-1 Pa-1 at 573 K and 0.4 bar was observed which increased to 4.05 x 10-7 mol m-2 s-1 Pa-1 at 573 K and 0.4 when the membrane was modified with Boehmite sol prior to deposition of the Silica layer. The permeance for hydrogen and the 5 single gases was investigated for the alumina membrane at 5 successive coatings. It was observed that the commercial alumina membrane displayed a maximum hydrogen permeance of 9.72 x 10-7 mol m-2 s-1 Pa-1 at 573 K and 0.4 bar which increased to 9.85 x 10-7 mol m-2 s-1 Pa-1 at same temperature and pressure when the membrane was modified with Boehmite sol.

Orientador: Cláudio Cabello / Banca: Manoel Lima de Menezes / Banca: Ivo Mottin Demiate / Resumo: A fécula de mandioca (Manihot esculenta Crantz) contém aproximadamente 98 % de amido, em peso seco. Este amido é constituído por dois tipos de polissacarídeos: a amilose ( de 16 a 20 % ), com cadeias lineares de monômeros de glicose e peso molecular 1,5.105 a 1,0.106 Da; e amilopectina ( de 80 a 84 % ), com cadeias ramificadas e peso molecular 5,0.106 a 1,0.108 Da. A estrutura molecular desses polissacarídeos influi diretamente nas propriedades funcionais dos amidos, as quais são interessantes para diversos usos industriais. O principal objetivo desta pesquisa é avaliar e adaptar a técnica de separação de moléculas conhecida por cromatografia de permeação em gel, seguida da caracterização das frações coletadas na permeação e verificar as propriedades viscográficas do amido. Nesta principal técnica utilizada, conhecida também por cromatografia por exclusão de tamanho, as moléculas se separam de acordo com seus tamanhos e pesos moleculares. Sendo assim, moléculas maiores que os poros do gel, saem primeiro da coluna, enquanto moléculas de tamanhos intermediários aos dos poros do gel, saem no final da permeação. As amostras usadas neste trabalho foram féculas extraídas de sete etnovariedades de mandioca, que foram previamente tratadas e posteriormente solubilizadas em solventes adequados e injetadas na coluna de permeação contendo um gel de porosidade pré-determinada. Foi usado um sistema completo para permeação em gel, contendo colunas, géis, coletor automático das frações permeadas, bomba peristáltica, kit de proteínas e carboidrato padrão, dentre outros acessórios fornecidos pela Amersham Pharmacia Biotech. Empregou-se solventes P.A. e enzima pura (Sigma-Aldrich); equipamento analisador de carbono (TOC), marca Shimadzu e espectrofotômetro UV-visível com varredura de 190 a 1100 nm, marca Varian... / Abstract: Cassava starch ( Manihot esculenta Crantz ) contains approximately 98 % of starch in dry weight. This starch is constituted of two polysaccharide: amylose ( 16 to 20% ), with lineal chains of glucose monomers and molecular weight 1,5.105 to 1,0.106 Da; and amylopectin ( 80 to 84% ), with ramified chains and molecular weight from 5,0.106 to 1,0.108 Da. The molecular structure of these polysaccharides influences directly the functional properties of the starches, which are interesting for several industrial uses. The main objective of this research is to evaluate and to adapt the technique of separation of molecules known by gel permeation chromatography, followed by the characterization of the fractions collected in the permeation and to verify the viscographic properties of the starch. In this main used technique, also known by size exclusion chromatography, the molecules are separated in agreement with sizes and molecular weights. So, molecules larger than the pores of the gel, leave the column first, while molecules of intermediary sizes come out in the end of the permeation. The samples used in this work were starches extracted from seven cassava ethnovarieties, that were previously treated and then dissolved in appropriate solvents and injected in the permeation column that was filled with a gel of defined porosity. A complete system for gel permeation was used, constituted of columns, gels, automatic collector, peristaltic pump, kit of proteins and standard carbohydrate, among other accessories supplied by Amersham Pharmacia Biotech. Solvents (for analysis) and pure enzyme (Sigma-Aldrich) were used; equipment to analyze organic carbon (TOC), from Shimadzu and UV-visible spectrophotometer with scanning from 190 to 1100 nm, from Varian were employed... / Mestre

.A Hidrolipodistrofia Ginoide (HDLG), popularmente conhecida como celulite, ocorre em 80 a 90% da população feminina após o período da puberdade, provém de uma modificação metabólica no tecido adiposo cutâneo. A cafeína, por sua vez, promove uma ação lipolítica e é muito utilizada por formuladores. Este projeto buscou obter nanoemulsão contendo, como ingredientes principais, tensoativos (Oleth-3; Oleth-20) e cafeína pelo método de emulsificação por (TIF). Foram desenvolvidas emulsões, sendo a F3, a mais translúcida com Temperatura clearing-boundary (Tcb) de aproximadamente 80 °C e temperatura de inversão de fase (TIF) de 85 °C. No Teste de Estabilidade Preliminar (TEP), a nanoemulsão não apresentou modificações nas suas características organolépticas, exceto no teste de estresse térmico no qual ocorreu separação de fases acima de 70°C. No Teste de Estabilidade Normal (TEN) a condição de 45,0 ± 2,0 °C apresentou instabilidade, nos demais valores de temperatura as nanoemulsões foram classificadas como normal. Os valores de pH para as condições de 25,0 ± 2,0 °C e 5,0 ± 2,0 °C decaíram no decorrer dos 90 dias, 13,7 e 2% respectivamente. Estes valores foram avaliados por ANOVA, seguido do Teste de Tukey, sugerindo que o armazenamento da F3 seja refrigerado. Os índices de polidispersão apresentaram desvio reduzido de 0,1. Indicando a presença de gotículas com alta polidispersibilidade e caráter monodisperso. O tamanho de gotícula na condição de 5,0 ± 2,0 °C teve tamanho e percentual de variação inferior em relação à condição 25,0 ± 2,0 °C. O potencial zeta no t0 foi de -3,9. O percentual de Transmitância no t0 e com t90 dias de TEN apresentou valores de 48,7 e 6,5% respectivamente, indicando uma perda da transparência no decorrer do tempo. A constante de Ostwald na condição de geladeira foi favorável para a estabilidade. No ensaio com a espectroscopia Raman foi comparado o espectro da cafeína em solução em diversos valores de pH e não foi observado o deslocamento de bandas e nem sua protonação. As bandas de cafeína encontradas na F3 foram compatíveis com as encontradas na solução de cafeína (1337; 652,5 e 558,2 cm-1). Não houve interação da cafeína anidra com o óleo Caprylic/Capric Triglyceride (TAAC) e nem com os tensoativos Oleth-3 e Oleth-20. A validação analítica do método foi linear, precisa e exata. Houve redução da concentração de cafeína ao longo do tempo da TEN, na condição de 5,0 ± 2,0 °C (15,1%). A eficiência de associação da cafeína na gotícula foi 4,8%. No ensaio de segurança de uso de nanoemulsão in vitro HET CAM - Hen\'s Egg Test - Chorioallantoic Membrane, o resultado de 1,4 classificou a nanoemulsão F3 como levemente irritante. No ensaio de permeação cutânea em membrana natural (pele humana) as concentrações permeadas não ultrapassaram a concentração de saturação do tampão Phosfate Saline (PBS) (48,96 µg/3mL). A solução com cafeína permeou mais que a nanoemulsão com cafeína F3, porém a nanoemulsão melhorou visualmente e sensorialmente a precipitação da cafeína. / Ginoide Hydrolipodystrophy (HDLG), commonly known as cellulite, occurs in 80-90% of the female population after the puberty period, comes from a metabolic modification in cutaneous adipose tissue. Caffeine, in turn, promotes a lipolytic action and is widely used by formulators. This project obtained nanoemulsion containing as main ingredients surfactants (Oleth-3; Oleth-20) and caffeine by emulsification method by (TIF). Emulsions were developed, with F3 being chosen, the most translucent with clearing-boundary Temperature (Tcb) of approximately 80 °C and phase inversion temperature (TIF) of 85 °C. In the Preliminary Stability Test (PET), the nanoemulsion showed no changes in its organoleptic characteristics, except in the thermal stress test in which phase separation occurred above 70 °C. In the Normal Stability Test (TEN) the condition of 45.0 ± 2.0 °C showed instability, in the other temperature values the nanoemulsions were classified as normal. The pH values for the conditions of 25.0 ± 2.0 °C and 5.0 ± 2.0 °C declined over the course of 90 days, 13.7 and 2.0% respectively. These values were evaluated by ANOVA, followed by Tukey\'s test, suggesting that F3 storage should be refrigerated. The polydispersion indices showed reduced deviation of 0.1. Indicating the presence of droplets with high polydispersity and monodisperse character. The droplet size in the condition of 5.0 ± 2.0 °C had size and percentage of variation lower than the condition 25.0 ± 2.0 ° C. The zeta potential at t0 was -3.9. The percentage of Transmittance at t0 and with t90 days of TEN presented values of 48.7 and 6.5% respectively, indicating a loss of transparency over time. Evaluated constant of Ostwald, in the refrigerator condition was the most favorable for stability. In the Raman spectroscopy assay the caffeine spectrum was compared in solution at various pH values and the band displacement and its protonation were not observed. The caffeine bands found in F3 were compatible with those found in the caffeine solution (1337, 652.5 and 558.2 cm -1). There was no interaction of caffeine anhydrous with Caprylic/Capric Triglyceride oil (TAAC) nor with Oleth-3 and Oleth-20 surfactants. The analytical validation of the method was linear, precise and accurate. There was a reduction of the caffeine concentration over the TEN time, in the condition of 5.0 ± 2.0 °C (15.1%). The caffeine association efficiency in the droplet was 4.8%. In the safety assay of using nanoemulsion in vitro HET CAM - Hen\'s Egg Test - Chorioallantoic Membrane, the result of 1.4 ranked the nanoemulsion F3 as slightly irritating. In the natural membrane cutaneous permeation test (human skin) permeate concentrations did not exceed the saturation concentration of the (PBS) Phosfate Saline (48.96 µg/3 mL). The caffeine solution permeated more than the nanoemulsion with caffeine F3, but the nanoemulsion visually and sensorially improved the caffeine precipitation.

Estudos recentes têm demonstrado o efeito das isoflavonas da soja, especialmente da genisteína (GEN), administrada topicamente, na prevenção do fotoenvelhecimento e fotocarcinogênesis. Esse efeito tem sido relacionado com a sua atividade inibidora de tirosina quinase e antioxidante. Recentemente, demonstramos um lento perfil de permeação da GEN in vitro (usando células de difusão de Franz) a partir de nanoemulsões através de pele de orelha suína (SILVA et al., Pharmazie, v. 64, p. 32- 35, 2009). Entretanto, estudos relativos à distribuição da GEN através das camadas da pele ainda não foram realizados. Neste contexto, o principal objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição da GEN através da pele suína a partir de nanoemulsões, antes e após incorporação em hidrogéis de ácido acrílico, a fim de ajustar a viscosidade das mesmas para aplicação tópica. Nanoemulsões contendo GEN apresentaram valores de potencial  negativos e baixa viscosidade. Os hidrogéis derivados contendo as nanoemulsões de GEN demonstraram um comportamento não-Newtoniano pseudoplástico. Um método isocrático de cromatografia líquida para determinar a GEN nas camadas da pele de orelha suína foi desenvolvido e validado. O método mostrou ser específico, linear, preciso e exato para a determinação da GEN nas camadas da pele de orelha suína (i.e. stratum corneum, epiderme e derme). Nas condições validadas, o perfil de permeação/retenção da GEN foi claramente influenciado pela natureza do núcleo oleoso empregado. Nanoemulsões constituídas de um núcleo oleoso de triglicerídeos de cadeia média apresentaram uma permeação mais lenta e uma maior retenção da GEN na pele quando comparado com nanoemulsões contendo octildodecanol. A incorporação das nanoemulsões de GEN em hidrogéis aumenta a retenção da GEN, especialmente na epiderme. Tal resultado pode estar relacionado com o aumento da hidratação da epiderme como sugerido nas observações histológicas. Em conclusão, o conjunto dos resultados demonstra o efeito das formulações sobre a distribuição da GEN através das camadas da pele de orelha suína. / Recent studies have shown the effect of soy isoflavones, especially genistein (GEN), topically administrated, in preventing skin photoaging and photocarcinogenesis. This effect has been related to tyrosine kinase inhibition and antioxidant activities. Recently, we have demonstrated a slow permeation profile of GEN in vitro (using Franz type diffusion cells) from nanoemulsions through porcine ear skin (SILVA et al., Pharmazie, v. 64, p. 32-35, 2009). However, studies concerning the distribution of GEN in the skin layers have yet to be performed. In this context, the main purpose of this study was to evaluate the GEN distribution through the porcine skin from topical nanoemulsions, before and after their incorporation into acrylic acid-hydrogels, in order to have their viscosity adjusted to topical applications. Nanoemulsions containing GEN exhibit negative -potential and low viscosity. The derived hydrogels containing GEN-loaded nanoemulsions presents non-Newtonian pseudoplastic behavior. An isocratic liquid chromatographic method to determine GEN in porcine ear skin layers was developed and validated. The method proved to be specific, linear, precise and accurate to determine GEN in the porcine skin layers (i.e. stratum corneum, epidermis and dermis). In the validated conditions, the GEN permeation/ retention profile was clearly influenced by the nature of the oil core used. Nanoemulsions composed by a medium chain triglycerides oil core exhibit both a slower permeation and a higher retention profile of GEN as compared to octyldodecanol nanoemulsions. The incorporation of GEN-loaded nanoemulsion into hydrogels improved the GEN retention, especially in the epidermis. Such a result might be related to the increased hydration of epidermis as suggested in histological observations. In conclusion, the overall results show the effect of the formulation on distribution of GEN through the porcine skin layers.

<p><em>Size exclusion chromatography</em> (SEC) was applied for purification of psychoactive biomolecules from plants. These molecules are in the same molecular weight range, but do not necessarily share other chemical properties, that makes the SEC technique efficient. By applying SEC as a first purification step much of the co-extractives from the plants can easily be removed. Large amounts of target substance can be obtained with little effort if the system is automated. Combining SEC with a second purification step, consisting of normal phase chromatography, provides high purity of the target substance.</p><p>Both known and unknown psychoactive biomolecules can easily be purified using the purification method developed in this Master's Thesis. Purifications that previously required long time and much "hands-on" can be completed much faster and with less manual work.</p><p>The method developed was tested on cannabis, coffee and 'Spice' with good results.</p>