Embalagens de plástico expandido são utilizados como embalagens de alimentos, entre eles o poliestireno expandido (EPS). Suas principais características são a leveza e sua não biodegradabilidade. Estas embalagens geralmente são descartadas logo após o uso e geram grandes quantidades de resíduos. Espumas feitas a base de amido termoplástico (TPS) podem substituir o EPS nestes casos, pois são feitas a partir de fontes renováveis e são materiais biodegradáveis. Entretanto, embalagens de espuma TPS possuem grande afinidade pela água e isso consequentemente afeta seu uso. Uma forma de resolver este problema é recobrir estas espumas TPS com um material mais hidrofóbico, dificultando o contato da água com o amido. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi desenvolver espumas de TPS de diferentes amidos e revesti-las com quitosana e poliácido láctico (PLA), pois também são materiais biodegradáveis e são menos hidrofílicos do que o amido. Três fontes de amido (batata, mandioca e milho) foram analisadas conjuntamente para produzir espumas TPS com propriedades mais desejáveis para embalagens. As espumas foram produzidas a partir de amido, glicerol e água nas proporções mássicas de 62/5/33, respectivamente. Dentre os tipos de amido escolhidos, a espuma TPS de milho mostrou ser mais densa e rígida, apresentando maior densidade e maior módulo elástico (0,20 g/cm3 e 106 MPa, respectivamente) em comparação com espumas TPS de batata (0,11 g/cm3 e 39 MPa) e mandioca (0,10 g/cm3 e 39 MPa). A espuma TPS de batata apresentou maior flexibilidade e resistência ao impacto, e devido a estas vantagens é a mais adequada ao uso em embalagens. Os recobrimentos de quitosana e PLA diminuíram a absorção de água da espuma TPS. Enquanto que a espuma sem recobrimento absorveu aproximadamente 280% do seu peso em água, espumas TPS com 6% m/v de quitosana absorveram 100% e espumas TPS com 6% m/v de PLA absorveram 50% em média. O PLA mostrou ser a melhor opção de recobrimento para as espumas pois apresentou os menores valores de absorção de água e aumentou as propriedades mecânicas da espuma. / The expanded polystyrene (EPS) is used in a variety of food packaging, mainly in packages whose characteristics is the single use. These packages are usually discarded soon and generate large amounts of waste. Thermoplastic starch (TPS) foams can replace the EPS in these cases, because it comes from renewable and biodegradable sources. However, starch packaging has great affinity for water and it affects its use. One way to solve this problem is to cover the TPS foam with a more hydrophobic material, hindering the contact of water with starch. In this work, chitosan and polylactic acid (PLA) were used as coatings, as they are also biodegradable materials and are more hydrophobic than starch. Three sources of starch (potato, cassava and corn) were analyzed conjointly to produce TPS foams with more desirable properties for packaging. The foams were made from starch, glycerol and water in the proportion of 62/5/33 (% m/m) respectively. Among the starch types used, corn TPS foam presented higher density and higher stiffness (0,20 g/cm3 and 106 MPa, respectively) compared to potato (0,11 g/cm3 and 39 MPa) and cassava (0,10 g/cm3 e 39 MPa) TPS foams. The potato TPS foam showed greater flexibility and impact resistance, and due to these advantages is the most suitable for use in packaging. The chitosan and PLA coatings decreased the water absorption of the TPS foam. While the uncoated TPS foam absorbed approximately 280% of its weight in water, TPS foams with 6% w/v chitosan absorbed 100% and TPS foams with 6% m / v PLA absorbed 50% on average. The PLA was found to be the best option for coating the TPS foams because presented the lowest water absorption values and increased the mechanical properties of the foams.

Este trabalho traz como proposta a obtenção de nanocompósitos (PLA/HDPE-g-AM/HDPE-Verde/n-CaCO3) com propriedades mecânicas e de fluxo adequadas para aplicação no setor de embalagens. A produção desses nanocompósitos ocorreu por meio de uma mistura de PLA e polietileno proveniente de fonte renovável (HDPE-Verde), viabilizada pela ação do agente compatibilizante polietileno enxertado com anidrido maleico (HDPE-g-AM) e do aditivo carbonato de cálcio nanoparticulado (n-CaCO3), através do estudo das condições ótimas de processamento e composição, realizado por meio do Planejamento Fatorial Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). A obtenção deste balanço ótimo se deu ao se avaliar a influência dos fatores de estudo velocidade de rotação (100-400rpm), teor da fase dispersa PLA 2003D (0-35%) e teor da nanocarga mineral - n-CaCO3 (1-4%) sobre as propriedades mecânicas, térmicas, morfológicas e de fluxo dos nanocompósitos, através das variáveis de resposta - módulo de Young, resistência ao impacto, grau de cristalinidade (c) e índice de fluidez (MFI).Avaliações preliminares conduziram à escolha do PLA como fase dispersa dos compósitos. As variáveis de resposta do planejamento indicaram que a viscosidade dessas amostras é diretamente proporcional à concentração de n-CaCO3 e a velocidade de processamento, por promoverem, respectivamente, maior resistência ao escoamento e dispersão da carga. As composições apresentaram como característica resistência ao impacto similar ao comportamento do PLA puro e em contrapartida, módulo de Young similar a matriz de HDPE-Verde. A cristalinidade dos polímeros foi melhorada, observando-se uma ação mútua do HDPE-Verde e do PLA para este aumento, havendo ainda colaboração do n-CaCO3 e da velocidade de mistura. A morfologia dos compósitos foi função da velocidade que favoreceu maior dispersão e distribuição da fase dispersa e ainda por maiores teores de n-CaCO3 que ocasionaram a formação de gotas de PLA de menores dimensões, favorecendo uma estrutura mais homogênea. Maiores teores de PLA alteraram a morfologia dos compósitos, ocasionando a formação de grandes domínios dessa fase na forma de gota que atribuíram ao material maior rigidez. A avaliação individual do efeito do n-CaCO3 sobre o PLA e o HDPE-Verde individualmente apontaram que a ação da carga mineral em geral é benéfica para a melhoria das propriedades, com exceção da resistência ao impacto. Além disso, os resultados mostram que a compatibilizante HDPE-g-AM também minimiza a atuação da carga. Em relação à influência do HDPE-g-AM sobre a mistura HDPE-Verde/PLA é possível observar que a compatibilização da mistura tende a ocorrer, porém não de forma eficiente como o esperado

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-06-02T14:05:02Z No. of bitstreams: 1 TeseDDSP.pdf: 5654501 bytes, checksum: 314e8dafc9e9b26a7437132de9501321 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-06-05T17:01:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseDDSP.pdf: 5654501 bytes, checksum: 314e8dafc9e9b26a7437132de9501321 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-06-05T17:01:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseDDSP.pdf: 5654501 bytes, checksum: 314e8dafc9e9b26a7437132de9501321 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T17:07:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseDDSP.pdf: 5654501 bytes, checksum: 314e8dafc9e9b26a7437132de9501321 (MD5) Previous issue date: 2016-07-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Solution blow spinning is a technique to produce micro- and nano-scale fibers, forming films with high porosity and surface area. Chemical modifications or the incorporation of nanostructures in these fibers can improve the performance of these films for various applications, such as membranes, tissue engineering and sensors. Therefore, the aim of this work was to study poly(lactic acid) (PLA) films obtained by solution blow spinning reinforced with cellulose nanocrystals (CNC). First, different solvents were evaluated in order to determine the best processing conditions and the feasibility of using the solvent dimethyl carbonate (DMC) in the production of PLA films by solution blow spinning. Polymer concentration showed to be the most significant parameter affecting fiber diameter and DMC presented advantages over 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol (HFP) and chloroform due its less toxicity, and therefore, is an alternative solvent with an affordable price, using a more environmentally-friendly process. Subsequently, the CNCs were extracted from bleached eucalyptus kraft pulp by sulfuric acid hydrolysis, which were chemically modified with maleic anhydride (CNCMA). Then, composite films of PLA/CNC and PLA/CNCMA were obtained by solution blow spinning and the results indicated that the addition of nanocrystals did not significantly affected fiber diameters, although the fiber diameters tended to decrease with the increase of the nanocrystals concentration. The results also indicated that the nanocrystals may have increased the degree of PLA polymer chains orientation and that the composite films presented a more hydrophilic behavior when compared to the pure PLA film. It suggests that some of the nanocrystals may be on the surface of the fibers, indicating that these composite films are promising for filter and adsorbents membranes application. / A técnica de fiação por sopro em solução produz fibras em escala micro e nanométrica, formando filmes com elevada porosidade e área superficial. Modificações químicas ou a incorporação de nanoestruturas nestas fibras podem melhorar o desempenho destes filmes para diversas aplicações, como por exemplo, membranas, engenharia de tecidos e sensores. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estudar filmes de poli(ácido lático) (PLA) obtidos por fiação por sopro em solução reforçados com nanocristais de celulose (CNC). Primeiramente, avaliou-se diferentes solventes a fim de determinar as melhores condições de processamento e a viabilidade de uso do solvente dimetilcarbonato (DMC) na obtenção de filmes de PLA por fiação por sopro em solução. A concentração de polímero mostrou ser o parâmetro mais significativo que afeta o diâmetro das fibras e que o DMC possui vantagens sobre o 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol (HFIP) e o clorofórmio por ser menos tóxico, sendo, portanto, um solvente alternativo com preço acessível, utilizando um processo ambientalmente mais correto. Em seguida, foram extraídos os CNC a partir da polpa branqueada de eucalipto via hidrólise com ácido sulfúrico, os quais foram modificados quimicamente com anidrido maleico (CNCMA). Então, foram obtidos filmes compósitos de PLA/CNC e PLA/CNCMA por fiação por sopro em solução e os resultados indicaram que a adição dos nanocristais não alterou significativamente o diâmetro das fibras, embora observou-se uma tendência de redução nos diâmetros com o aumento da concentração dos nanocristais. Os resultados também indicaram que os nanocristais podem ter aumentado o grau de orientação das cadeias poliméricas do PLA e que os filmes compósitos apresentaram caráter mais hidrofílico quando comparados ao filme de PLA puro. Isto sugere que parte dos nanocristais possam estar na superfície das fibras, indicando que estes filmes compósitos são promissores para aplicação em membranas filtrantes e adsorventes. / CNPQ: 202445/2014-3

Este trabalho traz como proposta a obtenção de nanocompósitos (PLA/HDPE-g-AM/HDPE-Verde/n-CaCO3) com propriedades mecânicas e de fluxo adequadas para aplicação no setor de embalagens. A produção desses nanocompósitos ocorreu por meio de uma mistura de PLA e polietileno proveniente de fonte renovável (HDPE-Verde), viabilizada pela ação do agente compatibilizante polietileno enxertado com anidrido maleico (HDPE-g-AM) e do aditivo carbonato de cálcio nanoparticulado (n-CaCO3), através do estudo das condições ótimas de processamento e composição, realizado por meio do Planejamento Fatorial Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). A obtenção deste balanço ótimo se deu ao se avaliar a influência dos fatores de estudo velocidade de rotação (100-400rpm), teor da fase dispersa PLA 2003D (0-35%) e teor da nanocarga mineral - n-CaCO3 (1-4%) sobre as propriedades mecânicas, térmicas, morfológicas e de fluxo dos nanocompósitos, através das variáveis de resposta - módulo de Young, resistência ao impacto, grau de cristalinidade (c) e índice de fluidez (MFI).Avaliações preliminares conduziram à escolha do PLA como fase dispersa dos compósitos. As variáveis de resposta do planejamento indicaram que a viscosidade dessas amostras é diretamente proporcional à concentração de n-CaCO3 e a velocidade de processamento, por promoverem, respectivamente, maior resistência ao escoamento e dispersão da carga. As composições apresentaram como característica resistência ao impacto similar ao comportamento do PLA puro e em contrapartida, módulo de Young similar a matriz de HDPE-Verde. A cristalinidade dos polímeros foi melhorada, observando-se uma ação mútua do HDPE-Verde e do PLA para este aumento, havendo ainda colaboração do n-CaCO3 e da velocidade de mistura. A morfologia dos compósitos foi função da velocidade que favoreceu maior dispersão e distribuição da fase dispersa e ainda por maiores teores de n-CaCO3 que ocasionaram a formação de gotas de PLA de menores dimensões, favorecendo uma estrutura mais homogênea. Maiores teores de PLA alteraram a morfologia dos compósitos, ocasionando a formação de grandes domínios dessa fase na forma de gota que atribuíram ao material maior rigidez. A avaliação individual do efeito do n-CaCO3 sobre o PLA e o HDPE-Verde individualmente apontaram que a ação da carga mineral em geral é benéfica para a melhoria das propriedades, com exceção da resistência ao impacto. Além disso, os resultados mostram que a compatibilizante HDPE-g-AM também minimiza a atuação da carga. Em relação à influência do HDPE-g-AM sobre a mistura HDPE-Verde/PLA é possível observar que a compatibilização da mistura tende a ocorrer, porém não de forma eficiente como o esperado

Embalagens de plástico expandido são utilizados como embalagens de alimentos, entre eles o poliestireno expandido (EPS). Suas principais características são a leveza e sua não biodegradabilidade. Estas embalagens geralmente são descartadas logo após o uso e geram grandes quantidades de resíduos. Espumas feitas a base de amido termoplástico (TPS) podem substituir o EPS nestes casos, pois são feitas a partir de fontes renováveis e são materiais biodegradáveis. Entretanto, embalagens de espuma TPS possuem grande afinidade pela água e isso consequentemente afeta seu uso. Uma forma de resolver este problema é recobrir estas espumas TPS com um material mais hidrofóbico, dificultando o contato da água com o amido. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi desenvolver espumas de TPS de diferentes amidos e revesti-las com quitosana e poliácido láctico (PLA), pois também são materiais biodegradáveis e são menos hidrofílicos do que o amido. Três fontes de amido (batata, mandioca e milho) foram analisadas conjuntamente para produzir espumas TPS com propriedades mais desejáveis para embalagens. As espumas foram produzidas a partir de amido, glicerol e água nas proporções mássicas de 62/5/33, respectivamente. Dentre os tipos de amido escolhidos, a espuma TPS de milho mostrou ser mais densa e rígida, apresentando maior densidade e maior módulo elástico (0,20 g/cm3 e 106 MPa, respectivamente) em comparação com espumas TPS de batata (0,11 g/cm3 e 39 MPa) e mandioca (0,10 g/cm3 e 39 MPa). A espuma TPS de batata apresentou maior flexibilidade e resistência ao impacto, e devido a estas vantagens é a mais adequada ao uso em embalagens. Os recobrimentos de quitosana e PLA diminuíram a absorção de água da espuma TPS. Enquanto que a espuma sem recobrimento absorveu aproximadamente 280% do seu peso em água, espumas TPS com 6% m/v de quitosana absorveram 100% e espumas TPS com 6% m/v de PLA absorveram 50% em média. O PLA mostrou ser a melhor opção de recobrimento para as espumas pois apresentou os menores valores de absorção de água e aumentou as propriedades mecânicas da espuma. / The expanded polystyrene (EPS) is used in a variety of food packaging, mainly in packages whose characteristics is the single use. These packages are usually discarded soon and generate large amounts of waste. Thermoplastic starch (TPS) foams can replace the EPS in these cases, because it comes from renewable and biodegradable sources. However, starch packaging has great affinity for water and it affects its use. One way to solve this problem is to cover the TPS foam with a more hydrophobic material, hindering the contact of water with starch. In this work, chitosan and polylactic acid (PLA) were used as coatings, as they are also biodegradable materials and are more hydrophobic than starch. Three sources of starch (potato, cassava and corn) were analyzed conjointly to produce TPS foams with more desirable properties for packaging. The foams were made from starch, glycerol and water in the proportion of 62/5/33 (% m/m) respectively. Among the starch types used, corn TPS foam presented higher density and higher stiffness (0,20 g/cm3 and 106 MPa, respectively) compared to potato (0,11 g/cm3 and 39 MPa) and cassava (0,10 g/cm3 e 39 MPa) TPS foams. The potato TPS foam showed greater flexibility and impact resistance, and due to these advantages is the most suitable for use in packaging. The chitosan and PLA coatings decreased the water absorption of the TPS foam. While the uncoated TPS foam absorbed approximately 280% of its weight in water, TPS foams with 6% w/v chitosan absorbed 100% and TPS foams with 6% m / v PLA absorbed 50% on average. The PLA was found to be the best option for coating the TPS foams because presented the lowest water absorption values and increased the mechanical properties of the foams.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-05-24T14:11:32Z No. of bitstreams: 1 PDF - Rodolfo Ramos Castelo Branco.pdf: 33386528 bytes, checksum: d16a1c9b6b747be04f2968cf6f66ceaf (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2018-06-05T11:33:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Rodolfo Ramos Castelo Branco.pdf: 33386528 bytes, checksum: d16a1c9b6b747be04f2968cf6f66ceaf (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-05T11:33:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Rodolfo Ramos Castelo Branco.pdf: 33386528 bytes, checksum: d16a1c9b6b747be04f2968cf6f66ceaf (MD5) Previous issue date: 2016-12-19 / Technological innovation has been a constant in several areas in the contemporary world, emphasizing in the areas of engineering and health. In this scenario, there is the Additive Manufacturing (MA), which consists of a manufacturing process using the addition of material in successive flat layers, in which it is possible to generate 3D physical parts obtained directly from CAD (Computer Aided Design). The MA is divided into several processes, in this study it will be highlighted by Fusion and Deposition Modeling (FDM) of the solids class, which uses solid polymer coils, especially Poly lactic acid (PLA). This technology of manufacturing process has been gaining more and more prominence in the technological scenario, with which it is possible to affirm that the Additive Manufacturing is on a scale of growth, being considered by many scholars as the new industrial revolution, which obviously opens space for New research in the area, thus necessitating the consolidation of processes, machinery and materials. In this context of recognition of the participation that the Additive Manufacturing process has been achieving, this study aimed to elaborate mechanical testing protocols for the evaluation of PLA material performance through the MA from the FDM process. The applied methodology was based on studying the parameters of construction of the pieces in FDM (structure, raster, deposition rate, temperature, loops, orientation of the raster angle, position orientation of the pieces, among others), to perform the mechanical tests of the Type and analyze the results obtained through strain-strain graphs (maximum tensions, rupture and modulus of elasticity). The result obtained evidenced little difference between the deposition rates (20%, 50% and 100%) regarding the construction time. Regarding the mechanical properties, the pieces with 100% fill characteristics in their internal structure presented better tensions. It was also observed the influence of the position of construction of the specimens in the printing tray, changing its mechanical characteristics. / A inovação tecnológica tem sido uma constante em diversas áreas no mundo contemporâneo, destacando-se nas áreas de engenharia e saúde. Neste cenário, encontra-se a Manufatura Aditiva (MA), que consiste em um processo de fabricação utilizando a adição de material em camadas planas sucessivas, no qual é possível gerar peças físicas em 3D, obtidas diretamente de arquivos de modelagem CAD (Computer Aided Design). A MA divide-se em vários processos, neste estudo será destacado por Modelagem de fusão e deposição (FDM) da classe dos sólidos, o qual utiliza bobinas de polímeros sólidos, especialmente o Poli ácido láctico (PLA). Esta tecnologia de processo de fabricação vem ganhando cada vez mais destaque no cenário tecnológico, com isso é possível afirmar que a Manufatura aditiva se encontra em uma escala de crescimento, sendo considerada por muitos estudiosos como a nova revolução industrial, o que obviamente abre espaço para novas pesquisas na área, havendo assim a necessidade da consolidação dos processos, máquinas e materiais. Neste contexto de reconhecimento da participação que o processo de Manufatura Aditiva vem alcançando, este estudo visou elaborar protocolos de ensaios mecânicos para avaliação de performance do material PLA através da MA a partir do processo FDM. A metodologia aplicada baseou-se em estudar os parâmetros de construção das peças em FDM (estrutura, raster, taxa de deposição, temperatura, loops, orientação do ângulo raster, orientação da posição das peças, dentre outros), em realizar os ensaios mecânicos do tipo tração e analisar os resultados obtidos através dos gráficos de tensão-deformação (tensões máxima, ruptura e modulo de elasticidade). O resultado obtido evidenciou pouca diferença entre as taxas de deposição (20%, 50% e 100%) no tocante ao tempo de construção. Em relação as propriedades mecânicas, as peças de características 100% de preenchimento em sua estrutura interna apresentaram melhores tensões. Observou-se também, a influência da posição de construção dos corpos de prova na bandeja de impressão, alterando suas características mecânicas.

Orientadores: Paulo Pinto Joazeiro, Eliana Aparecida de Rezende Duek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T19:20:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucchesi_Carolina_D.pdf: 5696358 bytes, checksum: 89bc8546c0a1d6b5a11d7260168dd236 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os polímeros biorreabsorvíveis, tais como, PHB, PCL e PLGA, têm sido estudados como dispositivo para engenharia de tecidos por serem biocompatíveis, suportarem o crescimento e diferenciação celular e os produtos de sua degradação serem atóxicos. No entanto, a escolha do biomaterial depende das necessidades exigidas para uma determinada aplicação. Os suportes para engenharia de tecidos devem se basear na construção de réplicas biológicas in vitro, como que o biomaterial se tornasse parte integrada para transplante in vivo para a recuperação de perdas ou mau funcionamento de tecidos ou órgãos, devendo subseqüentemente, atuar sem agredir o restante do organismo, isto é, sem o risco de rejeição ou complicação. Muitas estratégias têm sido desenvolvidas com o intuito de substituir tecidos ou órgãos danificados, incluindo a aplicação de suportes tridimensionais (3D), os quais devem possuir características estruturais e mecânicas para guiar a proliferação e espalhamento de células in vitro e in vivo. Os suportes, feitos de materiais sintéticos ou naturais, servem como substitutos para a matriz extracelular (MEC) nativa. Ênfase especial é dada as técnicas com controle computadorizado, como a fabricação sólida com forma livre (SFF), conhecida como prototipagem rápida (RP), a qual permite preparar suportes 3D com geometrias complexas, tanto externamente como internamente, além de ser uma técnica rápida e de baixo custo. Além disso, grande parte dos polímeros possuem superfície hidrofóbica, característica inadequada para a maior parte dos diferentes tipos celulares, o que dificulta aplicação na engenharia de tecidos. Uma alternativa a este problema é o tratamento da superfície por plasma. Este tratamento induz modificação restrita ao topo da superfície, conferindo carater hidrofílico à superfície, dependendo do gás utilizado. Neste estudo, arcabouços de polímeros biorreabsorvíveis PCL, PLGA e PHB foram preparados por diferentes técnicas, casting e sinterização seletiva a laser, avaliando-se o comportamento de células osteoblásticas diferenciadas sobre os biomateriais poliméricos tridimensionais. Inicialmente o trabalho foi desenvolvido com os polímeros PCL e PLGA preparando-se blendas poliméricas, as quais demonstraram melhorar as características gerais dos polímeros, quando utilizados como dispositivos para tecido ósseo, como as propriedades mecânicas. Com o intuito de aprimorar o design tridimensional do material, optou-se pela realização da técnica de sinterização seletiva a laser. No entanto, a técnica exige uma grande quantidade de material e devido ao alto do custo do PCL e PLGA, este foi substituído pelo polímero PHB, o qual é produzido pela indústria nacional Biocycle possuindo um baixo custo e ainda ser biocompatível. Os dados são apresentados em capítulos independentes. Arcabouços porosos de PCL, PLGA e suas blendas foram preparados pela técnica de evaporação do solvente, onde sais de citrato de sódio com granulometria de 180-250 µm, foram adicionados a solução para a promoção dos poros, sendo posteriormente lavados do arcabouço. Células osteoblásticas provenientes de calota craniana de ratos Wistar foram semeadas sobre os arcabouços, sendo avaliado o comportamento de citoxicidade do material e o comportamento de adesão e morfologia celular através de ensaios bioquímicos e MEV. Os arcabouços de PHB foram obtidos por uma das técnicas de RP, a sinterização seletiva a laser (SSL), sendo sua superfície modificada por plasma pelos gases oxigênio e nitrogênio. Células osteoblásticas provenientes de calota craniana de coelhos foram semeadas sobre os arcabouços realizando-se o estudo in vitro, através de análises bioquímicas pela técnica do MTT, para viabilidade e adesão celular, quantificação de colágeno por Sírius Red e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Para o estudo in vivo, após o cultivo celular sobre os arcabouços, defeitos ósseos foram provocados em coelhos e os arcabouços contendo as células foram então implantados, avaliando-se a interação PHB/osteoblasto/tecido, através da análise histológica. Todos os arcabouços estudados, PCL, PLGA e suas blendas, assim como o PHB, não apresentaram índices de citotoxicidade, permitiram às células a capacidade de adesão, proliferação e síntese de matriz, mantendo seu fenótipo osteoblástico. As amostras de PHB tratadas por plasma de Nitrogênio mostrou melhorar a capacidade de adesão celular. Os arcabouços de PHB contendo células mostraram-se os mais adequados para o preenchimento de defeitos ósseos, melhorando o processo de regeneração apresentando uma boa osteointegração. A sinterização seletiva a laser apresentou-se uma excelente técnica para a obtenção de PHB 3D para a Engenharia de Tecidos. / Abstract: The bioresorbable polymers as, PHB, PCL and PLGA have been studied as device for Tissue Engineering for their biocompatibility and to support the cell growth and differentiation and their degradation products are nontoxics. However, the choice of the biomaterial depends on the needs demanded for a certain application. The scaffolds for tissue engineering have to be designed to mimetize the biological conditions in vitro to became part integrated for transplant for the recovery of tissue or organs lost or without function, and subsequently, to work in a cordial way with the remaining of the organism without the rejection risk or complication. A lot of strategies have been developed with to substitute damaged tissues or organs, and it has been used the application of three-dimensional supports (3D), which should possess structural and mechanical applications to guide the cells proliferation and spread in vitro and in vivo. The scaffolds, made from synthetic or natural materials, serve as substitutes for the extracellular matrix (ECM) native. Special emphasis is given the techniques with computerized control, as the free solid form (SFF), known as rapid prototyping (RP), which allows to prepare three-dimensional supports with complex geometries, so much externally as internally, besides to be a fast technique with low cost. Besides, great part of the polymers possess hydrophobic surface, inadequate characteristic for most of the different cell types, which is not desirable for tissue engineering applications. An alternative to this problem is the surface treatment by plasma. Plasma treatment induces restricted modification to the top of the surface, improving the surface hydrophilicity, depending on the gas used. In this study, scaffolds of bioresorbable polymer PCL, PLGA e PHB were prepared by different techniques, casting and selective laser sintering, being evaluated the osteoblast cells behavior on the 3D polymer scaffolds. Previously we developed the studies preparing the polymeric blends with PCL and PLGA, which demonstrated improve the general characteristic of the material, as the mechanical properties, as devices for bone tissue. With the intention to improve the design of the scaffolds, we chose for the selective laser sintering technique. However, the technique demands a great amount of material and due to the high cost of PCL and PLGA, those weres substituted by PHB polymer, which is produced by Brazilian industry Biocycle with low cost and still to be biocompatible. For those reasons the data are presented in independent chapters. PCL, PLGA porous scaffolds and their blends were prepared those scaffolds by casting solvent, and sodium citrate with 180-250 µm were added to the solution for porous formation when the salt was washed later of the scaffolds. Osteoblast cells from rat Wistar calvaria were seemed on the scaffolds, being evaluated the behavior of cell adhesion and viability behavior, cell morphology through biochemical assays, and scanning electron microscopy. Three-dimensional PHB scaffolds were obtained by selective sintering laser (SSL), with the surface modified by nitrogen and oxygen plasma. Osteoblast cells obtained from rabbit calvaria were seemed on the scaffolds to the in vitro studies, through biochemical analyses by MTT test for cell viability and cell adhesion, collagen quantification of by Sirius Red colorimetric assay and scanning electron microscopy (SEM). For the in vivo studies, bone defects were provoked in rabbits and they were filling out with 3D PHB with osteoblast cells culture prior implant. We evaluated the PHB/osteoblast/tissue, interaction through the histological analysis. All the scaffolds studied PCL, PLGA and their blends, as well as the PHB did not showed cytotoxicity effects, allowed cells adhere, proliferated, and matrix synthesized, maintaining their osteoblastic phenotype. The PHB samples treated by nitrogen plasma have been showed to improve the cell adhesion. The PHB scaffolds with cell seeded previously demonstrated to be more suitable for filling out bone defects, improving the regeneration process showing a good osteointegration. The selective laser sintering was excellent technique to obtain PHB scaffolds for Tissue Engineering. / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Ana Rita Morales / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-24T18:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_RenatoBrisigueli_M.pdf: 31889860 bytes, checksum: dc126cb07343f751172187cc992844e7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho foram avaliados os efeitos de aditivo modificador térmico (MT), aditivo modificador de impacto (MI) e tratamento de recozimento nas propriedades térmicas e mecânicas do poli(ácido lático), PLA. As propriedades térmicas foram avaliadas por meio de ensaios de temperatura de deflexão térmica (HDT) e ponto de amolecimento Vicat e a partir de curvas de calorimetria diferencial de varredura (DSC) de cada composição testada. As propriedades mecânicas foram avaliadas a partir de ensaios de resistência à tração. As alterações morfológicas na estrutura cristalina das amostras também foram analisadas por análise de difração de raios¿X. O uso dos aditivos propostos não se mostrou viável para o aumento da temperatura de deflexão térmica (HDT) e do ponto de amolecimento Vicat do PLA estudado. Estas propriedades mostraram-se sensíveis ao aumento do grau de cristalinidade que aumentou de 3% do PLA puro para aproximadamente 12% do PLA modificado, porém não foi suficiente para promover as melhorias esperadas. O tratamento de recozimento foi mais efetivo que os aditivos promovendo aumento no grau de cristalinidade para valores de até 44% e elevou os valores de HDT em torno de 10ºC e de Vicat em mais de 70ºC. A temperatura de transição vítrea, Tg, foi pouco alterada, sendo observados uma tendência de redução pela presença dos aditivos e um discreto aumento pelo recozimento. A cristalização a frio do PLA foi acelerada pelo aditivo nucleante e totalmente eliminada pelo tratamento de recozimento. O módulo de elasticidade apresentou aumento significativo pela adição dos aditivos testados, o que não foi observado para a resistência à tração e para o alongamento. O recozimento também foi significativo, porém, diferentemente do esperado, causou redução em todas as propriedades mecânicas. A maior cristalinidade observada deveria ter aumentado o módulo elástico, bem como a resistência à tração, o que não ocorreu por uma possível degradação causada pelas condições empregadas no tratamento térmico. As modificações no estado cristalino também foram acompanhadas pela alteração na transparência das amostras e por difração de raios-X que identificou a predominância da fase ?, caracterizada por uma célula unitária ortorrômbica. Para potenciais aplicações industriais os teores adequados de aditivos e uma análise detalhada do processo são necessários, incluindo-se o tempo e temperatura de resfriamento durante o processo de moldagem, para que o material final possa apresentar as propriedades desejadas / Abstract: This work evaluated the effects of a thermal modifier additive, an impact modifier additive, and an annealing treatment over the thermal and mechanical properties of the poli(lactic acid) (PLA). The thermal properties were evaluated through heat deflection temperature (HDT) and Vicat softening point measurements and through differential scanning calorimetric (DSC) curves of each tested composition. The mechanical properties were evaluated through tensile strength measurements. Morphological changes in the crystalline structure of the samples were also analyzed through X-ray diffraction. The use of the proposed additives was not feasible to increase the heat deflection temperature (HDT), and the Vicat softening point of the studied PLA. These properties were sensitive to the degree of crystallinity that was increased from 3% of the pure to around 12% of the modified PLA, but was not sufficient to promote the expected improvements. The annealing treatment was more effective than the additives and promoted an increasing of the degree of crystallinity to values up to 44%, it also increased the HDT values in approximately 10°C and the Vicat in more than 70°C. The glass transition temperature, Tg, was slightly altered, being observed a tendency of reduction by the presence of additives and a minor increase by the annealing treatment. The cold crystallization of the PLA was accelerated by the nucleating additive and completely eliminated by annealing treatment. The modulus of elasticity was significantly increased by the addition of the tested additives, but not for the tensile strength and the elongation. Annealing was also significant, however, unlike the expected, caused a reduction in all the mechanical properties. The higher crystallinity observed should have increased the elastic modulus and the tensile strength, which did not occur because of a possible sample degradation caused by annealing treatment conditions employed. Changes in the crystalline state were also accompanied by changes in the transparency of the samples and through X-ray diffraction where it was identified the prevalence of the ? phase, characterized by an orthorhombic unit cell. For potential industrial applications the appropriate levels of the additives and a detailed analysis of the process is required, including time and temperature of cooling during the molding process, so that the final material can offer the desired properties / Mestrado / Engenharia Química / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Biblioteca da Faculdade de Farmácia (bff@ndc.uff.br) on 2017-04-05T18:07:31Z No. of bitstreams: 1 Almeida, Kessiane Belshoff de [Dissertação, 2014].pdf: 1092616 bytes, checksum: ecf1d02bbd15139a6b65760edc3d1bb8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-05T18:07:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida, Kessiane Belshoff de [Dissertação, 2014].pdf: 1092616 bytes, checksum: ecf1d02bbd15139a6b65760edc3d1bb8 (MD5) / A nanoencapsulação de substâncias lipofílicas e sua posterior incorporação em formulações tópicas semissólidas oferece uma alternativa tecnologicamente viável para modular a permeação do ativo, melhorar sua distribuição na superfície da pele, reduzir sua toxicidade e conferir proteção frente a fatores extrínsecos. O polímero poli (ácido lático-co-glicolídeo) (PLGA) tem sido amplamente empregado na preparação de nanossistemas carreadores de fármacos em função de suas pronunciadas características de biocompatibilidade e biodegradabilidade. O presente estudo objetivou desenvolver um hidrogel para incorporação do óleo essencial de Cymbopogon citratus (OECc) encapsulado em nanopartículas poliméricas e avaliar sua atividade frente ao vírus Herpes simplex (HSV) tipos 1 e 2. Inicialmente, procedeu-se a extração de OECc por hidrodestilação, seguindo-se sua caracterização química por Cromatografia Gasosa de Alta Resolução acoplada ao Espectrômetro de Massas (CGAR-EM). Nanopartículas contendo OECc (NPOE) e nanopartículas branco (NP) foram preparadas pela técnica de emulsificação-difusão do solvente empregando PLGA, como polímero, e álcool polivinílico (PVA) como estabilizante. A distribuição de tamanho e o potencial zeta das partículas foram avaliados, respectivamente, pelas técnicas de espalhamento de luz dinâmico e mobilidade eletroforética, e sua eficiência de encapsulação determinada após extração com solvente, empregando metodologia analítica desenvolvida por espectrofotometria UV-Vis. Após preparo e caracterização, NPOE foram incorporadas a gel hidrofílico de Carbopol® Ultrez 10 NF (HNPOE), a fim de investigar a estabilidade da formulação nanoestruturada frente ao armazenamento e o perfil de liberação in vitro do óleo a partir da nanopartícula. Adicionalmente, hidrogel base (HB), hidrogel contendo o óleo livre (HOE) e o mesmo contendo nanopartículas branco (HNP) foram desenvolvidos como controles. A atividade inibitória das formulações frente HSV-1 e -2 sensíveis ao aciclovir foi avaliada por redução do título viral em placa, utilizando-se células Vero como sistema hospedeiro, após prévia determinação da citotoxicidade das amostras. O rendimento do processo extrativo foi de 0,37% e a análise qualitativa do óleo por CGAR-EM exibiu o citral como seu constituinte químico majoritário, correspondendo a 89,57 % da área relativa do cromatograma. Partículas em escala nanométrica e potencial zeta negativo foram obtidas, com um conteúdo de OECc de 58,59 ± 0,85 mg/g e eficiência de encapsulação de 28,48% ± 0,40%. Os hidrogéis desenvolvidos exibiram características apropriadas para aplicação cutânea, as quais se mantiveram inalteradas durante os 60 dias de armazenamento a 4 °C. Cabe salientar que as formulações HNPOE e HOE apresentaram redução significativa (p<0,05, t-Student) no conteúdo de óleo volátil em relação ao teor inicial, permanecendo subsequentemente constante durante o estudo de estabilidade. A análise do perfil de liberação in vitro de OECc a partir das formulações demonstrou padrão bifásico, com burst inicial e posterior fase de liberação sustentada, onde NPOE seguiu modelo cinético de Hixon-Crowell, e HNPOE e HOE modelo de Higuchi. Além disso, as mesmas exibiram comportamento anômalo, dependente dos mecanismos de difusão e erosão polimérica. Na avaliação da atividade antiviral, HNPOE foi capaz de inibir mais eficientemente ambas as estirpes virais em concentração não citotóxica de óleo, inferior às empregadas nas demais formulações. Estes resultados evidenciam o potencial do nanogel em proteger, modular a liberação e otimizar a atividade do óleo essencial frente ao vírus Herpes simplex / The nanoencapsulation of lipophilic substances and their subsequent incorporation into semisolid topical formulations offers a technologically feasible alternative to modulate the permeation of active, improve its distribution on the surface of the skin, reduce their toxicity and confer protection against extrinsic factors. The polymer poly (lactic acid-co-glycolide) (PLGA) has been widely employed in the preparation of drug carriers nanosystems due to their pronounced biocompatibility and biodegradability. The present study aimed to develop semisolid hydrogel incorporating of Cymbopogon citratus essential oil (CcEO) associated with polymeric nanoparticles and assess their activity against Herpes simplex virus (HSV) types 1 and 2. Initially, it was proceeded to extract the CcEO by hydrodistillation, following their chemical characterization by High-Resolution Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometer (HRGC-MS). Nanoparticles containing CcEO (NPEO) and white nanoparticles (NP) were prepared by emulsification-diffusion of the solvent using PLGA as polymer and polyvinyl alcohol (PVA) as a stabilizer. The size distribution and zeta potential of the particles were determined, respectively, by dynamic light scattering and electrophoretic mobility, and its encapsulation efficiency was given by solvent extraction technique, using analytical methodology developed by UV-Vis spectrophotometry. After preparation and characterization, NPEO were incorporated into a hydrophilic gel Carbopol® Ultrez 10 NF (HNPEO) in order to investigate the stability of the nanostructured formulation across the storage and in vitro release profile of the oil from the nanoparticle. In addition, hydrogel base (HB), hydrogel containing free oil (HEO) and the same unloaded nanoparticles (HNP) were developed as controls. The inhibitory activity of the formulations against HSV-1 and -2 sensitive to acyclovir was assessed by viral titer reduction using Vero cells as a host system after prior determination of the cytotoxicity of the samples. The yield of the extraction process was 0.37% and the qualitative analysis of the oil by HRGC-MS showed the citral as its major chemical constituent, accounting for 89.57% of the chromatogram relative area. Particles on the nanometer scale and negative zeta potential were obtained with CcEO content of 58.59 ± 0.85 mg/g and encapsulation efficiency of 28.48 ± 0.40%. The developed hydrogels exhibit suitable characteristics for cutaneous application, which remained unchanged during the 60 days of storage at 4°C. Is worth emphasizing that the HNPEO and HEO formulations showed a significant reduction (p<0.05, Student's t test) in the content of volatile oil in relation to the initial rate, subsequently remaining constant during the stability study. The analysis of the in vitro release profile CcEO from the formulations showed a biphasic pattern with an initial burst and subsequent sustained release phase, which followed NPEO kinetic model Hixon-Crowell, and HNPOE and HOE Higuchi model. Moreover, they exhibited anomalous behavior, dependent on the mechanisms of diffusion and polymer erosion. In the evaluation of antiviral activity, HNPEO was able to more efficiently inhibit both viral strains in the non-cytotoxic oil concentration lower than used in the other formulations. These results highlight the potential of nanogel in protecting, modulating the release profile and improve the activity of the essential oil against Herpes simplex virus

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marindia Decol.pdf: 3575085 bytes, checksum: bed6c0ed662d3c76c64b6cfdac902d8b (MD5) Previous issue date: 2015-07-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Poly (lactic acid) (PLA) is a rigid and brittle thermoplastic polymer, and poly (&#949;-caprolactone) (PCL) is a thermoplastic polymer of lower rigidity and higher toughness than PLA. Combination of these properties through the blend PLA/PCL has been studied successfully to change the final properties of the PLA. The addition of multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) in the blend PLA/PCL may induce peculiar orphologies depending on their location, resulting in the getting new properties or modifying the properties of the PLA matrix. This study aimed to evaluate the effect of adding the PCL, the compatibilizer Cesa-mix and MWCNT the final properties of the PLA. Mixtures were prepared in internal mixer chamber coupled to a torque rheometer and subjected to characterizations of morphological, thermal, mechanical and electrical properties. In the morphological analysis, there was a 37% reduction in the average size of the phases of the PCL blends PLA/PCL with the addition of compatibilizer Cesa®- mix, a heterogeneous distribution of MWCNT the PLA matrix and a selective location of MWCNT in phase PCL. With respect to thermal properties, the addition of the compatibilizing PCL and did not significantly affect the thermal degradation onset temperature (Tonset) of the PLA, but the addition of the MWCNT in PLA resulted in decreased Tonset nanocomposites. The melting temperature did not change significantly with the addition of PCL, the compatibilizer and MWCNT on the PLA matrix. Already cold crystallization temperature decreased and the degree of crystallinity of the PLA increased with the addition of PCL blends and MWCNT in nanocomposites. Decreases of 35% on elastic hardness and 29% in modulus of elasticity was observed with the addition of PCL and compatibilizer Cesa®-mix in the blends PLA/ PCL/AC/2,5%. With the addition of MWCNT was observed an increase of 6,8% on elastic hardness and 8% in the modulus of elasticity of PLA/CNT mixtures with 1,0% w/w. Blends of PLA/PCL with 0,5% and 1,0% w/w CNT with and without compatibilizer, had a decrease in modulus of elasticity and elastic hardness. No significant changes were observed in the electric resistance of the samples with the addition of the compatibilizer, the PCL and MWCNT with 0,5% and 1,0% w/w. Selective location of MWCNT the PCL phase had great influence on morphological, thermal, mechanical and electrical properties of nanocomposites. / O poli(ácido lático) (PLA) é um polímero termoplástico rígido e frágil, e a poli(&#949;-caprolactona) (PCL) é um polímero termoplástico de menor rigidez e maior tenacidade que o PLA. A combinação destas propriedades através da blenda PLA/PCL tem sido estudada com êxito no auxílio à alteração das propriedades finais do PLA. A adição de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) na blenda PLA/PCL pode induzir a morfologias peculiares dependendo da sua localização, resultando na obtenção de novas propriedades ou na alteração das propriedades da matriz PLA. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição do PCL, do compatibilizante Cesa-mix e dos NTCPM nas propriedades finais do PLA. As misturas foram preparadas em misturador de câmara interna acoplado a reômetro de torque e submetidas à caraterizações das propriedades morfológicas, térmicas, mecânicas e elétricas. Na análise morfológica, observou-se uma redução de 37% no tamanho médio das fases de PCL nas blendas PLA/PCL com a adição do compatibilizante Cesa®- mix, uma distribuição heterogênea dos NTCPM na matriz PLA e uma localização seletiva dos NTCPM na fase PCL. Em relação às propriedades térmicas, a adição do PCL e do compatibilizante não afetaram significativamente na temperatura de início de degradação térmica (Tonset) do PLA, porém a adição de NTCPM no PLA resultou em decréscimo na Tonset dos nanocompósitos. A temperatura de fusão não apresentou variação significativa com a adição do PCL, do compatibilizante e dos NTCPM na matriz PLA. Já a temperatura de cristalização a frio diminuiu e o grau de cristalinidade do PLA aumentou com a adição de PCL nas blendas e dos NTCPM nos nanocompósitos. Diminuições de 35% na dureza elástica e de 29% no módulo de elasticidade foram observadas com a adição do PCL e do compatibilizante Cesa®-mix nas blendas PLA/PCL/AC 2,5%. Com a adição de NTCPM foi observado um aumento de 6,8% na dureza elástica e de 8% no módulo de elasticidade das misturas PLA/NTC com 1,0% m/m. As misturas de PLA/PCL com 0,5% e 1,0% m/m de NTC com e sem compatibilizante, tiveram um decréscimo no módulo de elasticidade e na dureza elástica. Não foram verificadas alterações significativas na resistência elétrica das amostras com a adição do compatibilizante, do PCL e dos NTCPM com 0,5% e 1,0% m/m. A localização seletiva dos NTCPM na fase PCL teve grande influência nas propriedades morfológicas, térmicas, mecânicas e elétricas dos nanocompósitos.