Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:34:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 230325.pdf: 1730397 bytes, checksum: f006b2053bdc1ffa997d2bfb8faa2605 (MD5) / Filmes de (poli(etileno-co-metil acrilato) (EMA) e EMA/poli(caprolactona-triol)(PCL-T) foram caracterizados em relação as suas características térmicas, mecânicas, de intumescimento, interações fármaco-polímero e aplicação na liberação controlada de fármacos. O aumento no teor de metil acrilato nos filmes de EMA promoveu redução da cristalinidade, diminuição da tensão máxima, aumento da capacidade de elongação e no módulo de elasticidade, aumento na capacidade de intumescimento dos filmes em etanol e favorecimento da permeação dos fármacos, paracetamol, ibuprofeno e cloridrato de diltiazem (DZ). A aumento da fração de etanol/água utilizado como solvente para solubilizar o fármaco promoveu aumento do coeficiente de permeabilidade do cloridrato de diltiazem fator influenciado pelo maior intumescimento do filme. Os resultados de DSC, FTIR e MEV demonstraram que os filmes de EMA/PCL-T variando em concentração de 100/0 até 60/40 são imiscíveis. O DZ quando incorporado aos filmes de EMA/PCL-T sofre redução progressiva do grau de cristalinidade com a adição de PCL-T. Este efeito é associado à interações da PCL-T com o grupamento iônico da amina terciária observados por FTIR. A progesterona (PG) quando incorporada aos filmes de EMA/PCL-T sofre redução para 5% de cristalinidade somente com a presença de EMA, a adição progressiva de PCL - T não promoveu efeito aditivo sobre esta propriedade. Os filmes EMA/PCL-T/DZ 80/0/20 e 70/10/20 apresentaram baixíssima liberação do fármaco incorporado, contudo os filmes 60/20/20 e 50/30/20 apresentaram mecanismo de liberação anômalo. Os filmes de EMA/PCL-T/PG, 80/0/20, 70/10/20, 60/20/20 e 50/30/20 apresentaram total liberação do fármaco incorporado em 48 horas e o mecanismo de liberação segue o comportamento descrito por HIGUCHI.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-05-19T04:04:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333310.pdf: 2571212 bytes, checksum: ec206db5183720c66c0dee0407f362ef (MD5) Previous issue date: 2015 / A crescente demanda por materiais poliméricos livres de resíduos tóxicos, oriunda dos setores médico, farmacêutico e alimentício, bem como os avanços tecnológicos na obtenção de enzimas como as lipases solvente tolerantes e/ou imobilizadas, permitindo sua reutilização tornou possível que, catalisadores biológicos e fluidos pressurizados outrora relegados a segundo plano, tornassem-se atualmente uma das alternativas mais promissoras na área de polímeros biorreabsorvíveis e biodegradáveis. Neste contexto, a policaprolactona (PCL), um polímero biorreabsorvível e biodegradável, bem como o dióxido de carbono supercrítico (scCO2) têm permeado, de forma separada ou conjunta, diversas áreas de interesse acadêmico e industrial, com aplicações nos setores biomédico, farmacêutico, alimentício, e ecológico. Da combinação destas tecnologias aliada à possibilidade de produção em larga escala de polímeros via sistemas contínuos, emerge um vasto território de possibilidades/oportunidades para o setor acadêmico e industrial. Neste contexto, o presente trabalho objetivou o estudo da polimerização enzimática por abertura de anel (e-ROP) da e-caprolactona (e-CL) em fluidos pressurizados pelo uso de um reator contínuo empacotado (PBR) com enzimas imobilizadas (Novozym 435), visando a definição das melhores condições para as reações de polimerização. Para tanto, inicialmente foram realizados experimentos em dióxido de carbono (CO2) de forma a avaliar a influência da pressão de operação (120 e 200 bar), da razão mássica solvente/monômero (S/M = 2:1 e 1:2) e dos diferentes tempos espaciais (t) do substrato dentro do PBR sobre o rendimento das reações (Y), massa molecular numérica média (Mn) e índice de polidispersão (IP). Este estudo também avaliou a produção de policaprolactona para longos tempos de reação com a mesma carga de enzimas, visando determinar a retenção da atividade enzimática por meio da constância nos valores das variáveis de resposta das reções de e-ROP (Y, Mn e IP). Os melhores resultados obtidos a partir destes experimentos iniciais foram de 60,1 % e 53,5 % de conversão monomérica (Y) e de 21700 Da e 35800 Da de massa molecular númerica (Mn) para os experimentos realizados com razão S/M de 2:1 e pressões de 120 e 200 bar respectivamente. No entanto, estes valores de Y e Mn diminuíram rápida e expressivamente com o processamento contínuo dos reagentes devido ao acumulo/adsorção de material polimérico sobre as enzimas. A partir destes resultados optou-se pelo uso de um solvente orgânico (diclorometano-DCM) comocossolvente para reações de polimerização com as melhores condições operacionais obtidas anteriormente. Neste sentido, o uso do DCM como cossolvente nas reações mostrou-se promissor resultando em altos valores de Y (93,3 %) e valores de Mn de cerca de 22500 Da para tempos espaciais de apenas 15 minutos em reações realizadas a 120 bar e razão S/MIX (MIX = 50 % de e-CL + 50 % de DCM). Além disso, os valores de Y permaneceram constantes até 6 t (90 min.), já os valores de Mn foram menos constantes. A partir destes resultados, diversas variáveis foram testadas visando melhorar a eficiência na produção de policaprolactona em sistema contínuo como: quantidade de água no meio reacional, tipo e concentração de cossolvente no meio, uso de ondas ultrassônicas nas reações de e-ROP e uso de n-butano como solvente pressurizado. Neste sentido rendimentos de até 98 % e massas moleculares (Mn) na faixa de 35000 (Da) foram obtidos. Algumas das melhores condições operacionais obtidas a partir destes experimentos foram utilizadas em reações de e-ROP realizadas para até 40 t (10 h de reação) usando a mesma carga de enzimas. Esta etapa resultou em valores de Y de 95,0 % e massas moleculares (Mn) de 20000 (Da), estes valores máximos mantiveram-se constantes por até 10 horas de reação com a mesma carga de enzimas. A partir dos resultados obtidos conclui-se que, tanto o equipamento quanto a metodologia desenvolvida no presente trabalho para a produção de PCL em modo contínuo mostraram-se promissores na busca por polímeros de alto valor agregado.<br> / Abstract: The rising demand for products free of toxic waste coming from the medical sectors, pharmaceutical and food industries, as well as technological advances in obtaining solvent-tolerant lipases and/or immobilized, allowing its reuse and economic feasibility, that made it possible, biological catalysts and fluids pressurized once relegated to the background to become currently one of the most promising in the field of biodegradable polymers. In this context, polycaprolactone (PCL), a biodegradable polymer and bioresorbable, and the scCO2, have permeated separately/together several areas of academic interest and industrial, with applications in the food, pharmaceutical, biomedical and ecological. From of the combination of these technologies coupled with the possibility of large scale production (polymer) from continuous systems, emerges a vast territory of possibilities/opportunities for the academic and industrial sectors. In this context, this work aims to study the enzymatic polymerization of ring opening (e-ROP) of e-caprolactone (e-CL) in pressurized fluids by use of a continuous reactor packed (PBR) with immobilized enzymes (Novozym 435) aimed at defining the best conditions for the polymerization reaction. To this end, experiments were performed in carbon dioxide (CO2) in order to assess the influence of the operating pressure (120 and 200 bar), the mass ratio solvent/monomer (S/M = 2:1 and 1:2) and different space times (t) of the substrate within the PBR on the income of Y reactions, number average molecular weight (Mn) and polydispersity index (PI). This study also evaluated the production of polycaprolactone for long time reactions with the same amount of enzymes, aiming to determine the retention of the enzymatic activity through constancy in the values of response variables of reactions of e-ROP (Y, Mn and IP). The best results obtained from of these initial experiments were of 60,1 (wt%) and 53,5 (wt%) of monomeric conversion (Y) and of 21700 Da and 35800 Da of numeric molecular weight (Mn) to the experiments carried out with the ratio S/M of 2:1 and pressures of 120 and 200 bar respectively. But these values of Y and Mn decreased fast and expressively with the continuous processing of the reagents due to accumulation/adsorption of polymeric material on the enzymes. From these results it was decided to use one organic solvent (dichloromethane-DCM) as cosolvent for polymerization reactions with the best operating conditions previously obtained. In this sense, the use of DCM as a cosolvent in the reactions proved to be promises resultingin high values of Y (93,3 wt%) and values of Mn around of 22500 Da for space times of only 15 minutes in reactions carried out at 120 bar and mass ratio S/MIX (MIX= 50 wt% of e-CL + 50 wt% of DCM). Moreover, the Y values remained constant even after 6 t (90 min.), while the Mn values remained constants less. From these results, several variables were tested aiming to improve the efficiency in the polycaprolactone production in continuous system, as: amount of water in the reaction medium, type and concentration of cosolvent in the medium, the use of ultrasonic waves in the e-ROP reactions and the use of n-butane as pressurized solvent. Some of the best operating conditions obtained from these experiments were used in e-ROP reactions carried out for up to 40 t (10 h reaction time) using the same load of enzymes. This step resulted in values of Y 95,0 (wt%) and molecular weight (Mn) of 20000 (Da) these maximum values remained constant up to 10 hours of reaction with the same load of enzymes. From the results obtained it is concluded that both the equipment and the methodology developed in this work for the production of PCL in continuous mode proved extremely promising in the search for polymers with high added value.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Quimica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T23:33:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 201893.pdf: 3745787 bytes, checksum: 8c4f5c9020c5a09e016a74ec21bb82f5 (MD5) / Neste trabalho, foi abordada a preparação de filmes de acetato de celulose (AC) com porosidade controlada, tendo como objetivo principal a obtenção de filmes que controlem a permeação de agentes ativos. Foram utilizadas duas estratégias: a adição de poli (caprolactona triol) (PCL-T) para atuar como plastificante e a adição de água como agente formador de poros. O trabalho envolveu a investigação do comportamento de fases entre AC/PCL-T/acetona, caracterização térmica, mecânicas e morfológicas dos filmes obtidos, além da determinação do coeficiente de permeação do fármaco modelo paracetamol. Os filmes de AC/PCL-T, contendo até 40 % do plastificante, são homogêneos. A PCL-T exerce forte efeito plastificante sobre os filmes reduzindo a Tg e a Tm. Entretanto, este efeito é menos evidente nos filmes porosos. Além disso, a presença dos poros diminui as propriedades mecânicas dos filmes. A permeação de paracetamol, através dos filmes formados a partir de soluções contendo 1,5 % de água, ocorre pela combinação da difusão, através da matriz de AC/PCL-T, e pela percolação, através dos poros dos filmes. Os filmes preparados na ausência de água são influenciados significativamente pela quantidade de plastificante. Dentre os filmes porosos analisados (1,5, 3,0 e 4,0 % de água), somente aqueles preparados com 1,5 % de água são influenciados pelo efeito da quantidade de PCL-T.

Orientadores: Marcos Akira d'Ávila, Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T04:11:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_SergioLopesFernandes_M.pdf: 1999649 bytes, checksum: 3668df0532fba5829156d8937f7ba8be (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O uso e pesquisa do polímero Policaprolactona (PCL) como biomaterial vem sendo amplamente difundido nas últimas décadas. Sua capacidade de interagir com o organismo, propriedades mecânicas e capacidade de reabsorção são as principais características que levaram a escolha deste material para o desenvolvimento de uma estrutura que aja como suporte celular para uso em Engenharia Tecidual. Neste trabalho, o objetivo foi produzir e caracterizar membranas de PCL obtidas pelo processo de eletrofiação ou "electrospinning". Este processo, que utiliza uma diferença de potencial para extrair "fios" a partir de uma solução polimérica eletricamente carregada, é relativamente novo e versátil, sendo capaz de produzir redes macrométricas a partir de um emaranhado de "fios" que variam de diâmetros nano até micrométricos. As amostras foram devidamente analisadas e caracterizadas utilizando Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Termogravimetria (TG), Infravermelho por Transformada de Fourrier (FTIR), Análise Dinâmico Mecânica (DMA) e ensaio in vitro com células tronco mesenquimais de tecido adiposo (MSCs). As membranas exibiram propriedade de biocompatibilidade, o que levou à crer que a porção de solvente utilizada para fabricação dos fios foi eliminada, possibilitando adesão, penetração e proliferação celular através da estrutura / Abstract: The Policaprolactone polymer has been widely investigated as cellular support for tissue engineering purposes. Its biocompatibility, adequate mechanical properties and resorption capability are the main aspects that has led to the choice of this material for a possible use as tissue engineering scaffolds. In this work, the objective was to prepare and characterize PCL non-woven fibrous networks obtained through the electrospinning process. This process, which uses electrical potential in order to extract fibers from a electrically charged polymer solution is relatively new and versatile, being capable to produce a macroscopic structure composed of non-woven networks of fibers varying from the nanoscale to the microscale range. The samples were characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM), Scanning Differential Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TG), Infrared Fourrier Transform (FTIR), Dynamic Mechanical Analysis (DMA) and in vitro tests with Mesenquimal Stem Cells (MSCs). The membranes were considered biocompatible, which led to believe that the solvent portion was eliminated during the process, enabling adhesion, penetration and cellular proliferation within the structure / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Atualmente, muitas pesquisas são realizadas com o objetivo de desenvolver novas formulações, sejam elas cosméticas ou farmacêuticas baseadas em nanocarreadores. Devido às suas características favoráveis, nanopartículas poliméricas são propostas como veículos tópicos, principalmente para fotoprotetores, com o intuito de prolongar o tempo de resistência dos filtros na pele, evitando assim o processo de fotodegradação. Filtros solares, de uma maneira geral, são formas cosméticas emulsionadas as quais são termodinamicamente instáveis. Para evitar este processo é necessário um componente capaz de manter esta estabilidade, isto é, um tensoativo. Em alguns sistemas, polissacarídeos ou proteínas atuam como tensoativos/estabilizantes em emulsões óleo/água (O/A). Neste contexto, a proposta deste trabalho é introduzir amidos modificados (catiônicos e aniônicos) e hidrolisados como tensoativo em uma formulação para a encapsulação da benzofenona-3 com uma matriz polimérica de poli(?-caprolactona) (PCL), avaliando a influência deste estabilizante nas características físico-químicas das nanopartículas. As nanopartículas foram preparadas mediante a técnica de deposição interfacial do polímero pré-formado, empregando-se um planejamento de experimentos de mistura. Previamente, foram avaliadas as condições da hidrólise enzimática, via planejamento de experimentos, para verificar quais parâmetros (tempo e concentração da enzima) maximizariam este processo reduzindo de maneira satisfatória a massa molar do amido para posterior aplicação como estabilizante. Foram realizados testes de tensão para avaliar a capacidade tensoativa das soluções aquosas dos amidos hidrolisados, para posterior aplicação na formulação de nanopartículas. Os resultados indicaram que dois lotes de amido, de quatro avaliados, podem ser empregados como tensoativos na formulação de nanopartículas, sem alterar significativamente propriedades, como diâmetro, polidispersão e teor de encapsulação. / Currently, many researches are conducted with the aim of developing new formulations, whether cosmetic or pharmaceutical-based nanocarriers. Due to its favorable characteristics, polymeric nanoparticles are proposed as topics vehicles, mainly for sunscreens, in order to prolong the resistance of the filters on the skin, thus preventing the photodegradation process. Sunscreens, in general, are emulsified cosmetic forms which are thermodynamically unstable. To avoid this process requires a component capable of maintaining this stability, i.e., a surfactant. In some systems, polysaccharides or proteins act as surfactants/stabilizers in oil-water emulsions (O/W). In this context, the purpose of this work is to introduce modified starches (cationic and anionic) and hydrolyzed as surfactant in a formulation for the encapsulation of benzophenone-3 with a polymer matrix of poly(?-caprolactone) (PCL), evaluating the influence of this stabilizer the physical-chemical characteristics of nanoparticles. The nanoparticles were prepared by interfacial deposition pre-formed polymer technique, using a design of experiments like mixture. Previously evaluated the conditions of enzymatic hydrolysis, by design of experiments to determine which parameters (time and enzyme concentration) to maximize this process satisfactorily reducing the molecular weight of the starch for subsequent use as a stabilizer. Tension tests were conducted to assess the ability of surfactant aqueous solutions of hydrolyzed starch for application in the formulation of nanoparticles. The results indicated that two batches of starch, four-valued, can be employed as a surfactant in the suspension of nanoparticles, without significantly altering properties such as diameter, polydispersity and the content of encapsulation.

Atualmente, muitas pesquisas são realizadas com o objetivo de desenvolver novas formulações, sejam elas cosméticas ou farmacêuticas baseadas em nanocarreadores. Devido às suas características favoráveis, nanopartículas poliméricas são propostas como veículos tópicos, principalmente para fotoprotetores, com o intuito de prolongar o tempo de resistência dos filtros na pele, evitando assim o processo de fotodegradação. Filtros solares, de uma maneira geral, são formas cosméticas emulsionadas as quais são termodinamicamente instáveis. Para evitar este processo é necessário um componente capaz de manter esta estabilidade, isto é, um tensoativo. Em alguns sistemas, polissacarídeos ou proteínas atuam como tensoativos/estabilizantes em emulsões óleo/água (O/A). Neste contexto, a proposta deste trabalho é introduzir amidos modificados (catiônicos e aniônicos) e hidrolisados como tensoativo em uma formulação para a encapsulação da benzofenona-3 com uma matriz polimérica de poli(?-caprolactona) (PCL), avaliando a influência deste estabilizante nas características físico-químicas das nanopartículas. As nanopartículas foram preparadas mediante a técnica de deposição interfacial do polímero pré-formado, empregando-se um planejamento de experimentos de mistura. Previamente, foram avaliadas as condições da hidrólise enzimática, via planejamento de experimentos, para verificar quais parâmetros (tempo e concentração da enzima) maximizariam este processo reduzindo de maneira satisfatória a massa molar do amido para posterior aplicação como estabilizante. Foram realizados testes de tensão para avaliar a capacidade tensoativa das soluções aquosas dos amidos hidrolisados, para posterior aplicação na formulação de nanopartículas. Os resultados indicaram que dois lotes de amido, de quatro avaliados, podem ser empregados como tensoativos na formulação de nanopartículas, sem alterar significativamente propriedades, como diâmetro, polidispersão e teor de encapsulação. / Currently, many researches are conducted with the aim of developing new formulations, whether cosmetic or pharmaceutical-based nanocarriers. Due to its favorable characteristics, polymeric nanoparticles are proposed as topics vehicles, mainly for sunscreens, in order to prolong the resistance of the filters on the skin, thus preventing the photodegradation process. Sunscreens, in general, are emulsified cosmetic forms which are thermodynamically unstable. To avoid this process requires a component capable of maintaining this stability, i.e., a surfactant. In some systems, polysaccharides or proteins act as surfactants/stabilizers in oil-water emulsions (O/W). In this context, the purpose of this work is to introduce modified starches (cationic and anionic) and hydrolyzed as surfactant in a formulation for the encapsulation of benzophenone-3 with a polymer matrix of poly(?-caprolactone) (PCL), evaluating the influence of this stabilizer the physical-chemical characteristics of nanoparticles. The nanoparticles were prepared by interfacial deposition pre-formed polymer technique, using a design of experiments like mixture. Previously evaluated the conditions of enzymatic hydrolysis, by design of experiments to determine which parameters (time and enzyme concentration) to maximize this process satisfactorily reducing the molecular weight of the starch for subsequent use as a stabilizer. Tension tests were conducted to assess the ability of surfactant aqueous solutions of hydrolyzed starch for application in the formulation of nanoparticles. The results indicated that two batches of starch, four-valued, can be employed as a surfactant in the suspension of nanoparticles, without significantly altering properties such as diameter, polydispersity and the content of encapsulation.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:51:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2801_1.pdf: 1012921 bytes, checksum: 60ffc7496e0b53170621edaa707dade5 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / A b-lapachona é uma orto-naftoquinona obtida a partir do lapachol, substância extraída do cerne da Tabebuia avellanedae (ipê-roxo). Este fármaco apresenta diversas propriedades farmacológicas, porém o maior interesse de se estudar esta molécula é o fato desta apresentar uma elevada atividade antineoplásica contra várias linhagens de células tumorais. No entanto, sua aplicação terapêutica é limitada por apresentar baixa solubilidade aquosa. Uma estratégia para aumentar sua solubilidade, e conseqüentemente, sua biodisponibilidade, seria incorporar a b-lapachona em nanocarreadores poliméricos, tais como as nanocápsulas. O objetivo do presente trabalho foi encapsular a b- lapachona em nanocápsulas de Poli(e-caprolactona) (PCL) e Poli(e-caprolactona)-polietilenoglicol (PCL-PEG), efetuar a caracterização físico-química destes sistemas e avaliar a cinética de liberação in vitro. Nanocápsulas contendo b-lapachona foram obtidas pelo método de deposição interfacial do polímero pré-formado. As formulações foram caracterizadas pelo tamanho médio de partículas, carga de superfície através do potencial zeta, taxa de encapsulação, infravermelho e e análise térmica através de calorimetria diferencial de varredura (DSC). O tamanho médio das partículas variou de 120 a 171 nm. As nanocápsulas apresentaram-se monodispersas (PDI < 0,3) e carga de superfície negativa em torno de -20 e -12 mV para as nanocápsulas de PCL e PCL-PEG, respectivamente. As nanocápsulas contendo b-lapachona apresentaram taxa de encapsulação acima de 95%. Os resultados de análise térmica mostram que o fármaco apresenta-se solubilizado no interior das nanocápsulas. O espectro de infravermelho das nanocápsulas contendo b-lapachona demonstrou banda de absorção em torno de 1727 cm-1 correspondente ao grupamento carbonila (C=O) presente no PCL. O perfil da liberação in vitro da b-lapachona a partir das nanocápsulas apresentou uma liberação rápida do fármaco (efeito burst) em torno de 45%, nas primeiras horas do processo cinético. Essa primeira etapa foi seguida de uma liberação lenta por 10 horas atingindo uma liberação máxima de 75% e 73% para as nanocápsulas de PCL-PEG e PCL, respectivamente. O presente trabalho demonstrou que a incorporação da b-lapachona nas nanopartículas de PCL e PCLPEG pode fornecer uma estratégia para superar a baixa solubilidade da molécula

Orientadores: Antonio Celso Fonseca de Arruda, Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T09:25:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_GuineaBrasilCamargo_M.pdf: 3592565 bytes, checksum: f97086f3c3d7b2f1c44e717c77abe11f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A engenharia tecidual, que tem como objetivo a reconstrução de tecidos de animais, enfrenta um desafio: a construção de suportes. Uma das propriedades relevantes desse eventual material é a sua taxa de absorção, que deve ser inversamente proporcional à taxa de crescimento tecidual. Nesse sentido, a poli ( -caprolactona) (PCL), que é um polímero biocompatível e bioreabsorvível, mostra-se ser um material promissor para reconstruções ósseas, já que possui uma taxa de reabsorção lenta. Esse polímero, por não ser capaz de atrair células osteoblásticas, deve ter a adição de cerâmicas bioativas com o propósito de fortalecer a estrutura do suporte. Adicionalmente, deve atuar como um condutor para a proliferação de células ósseas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver suportes tridimensionais de poli ( -caprolactona) com fibras ou whiskers de hidroxiapatita. A estrutura deve ser porosa de modo a permitir a vascularização dessa área e consequentemente a osteocondução. Foram sintetizados reagentes primários tais como monetita e carbonato de cálcio, para a sinterização de fosfato tricálcico ( -TCP), que ao ser hidrolisado resultou em whiskers de hidroxiapatita. As fibras de hidroxiapatita foram obtidas pelo método de molten salt utilizando a hidroxiapatita precipitada. As cerâmicas foram caracterizadas por análises de difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os suportes passaram por testes mecânicos de compressão e testes in vitro, além de MEV e DRX. Os resultados indicaram que os suportes poliméricos com adição de whiskers de hidroxiapatita apresentaram-se mais resistentes à compressão. A presença de whiskers, diferentemente das fibras, caracterizou-se como reforço na matriz polimérica. Os resultados do teste de imersão em fluído corpóreo mostraram que os suportes com whiskers de hidroxiapatita, diferentemente das fibras, resultaram em deposição de apatita em suas superfícies / Abstract: Tissue engineering, which aim is the reconstruction of animal tissues, faces a challenge: the building supports. One of the relevant properties of any material is its rate of absorption, which should be inversely proportional to the rate of tissue growth. Accordingly, to the poly ( -caprolactone) (PCL), which is a biocompatible polymer and bioresorbable shows to be a promising material for bone reconstruction since it has a slow rate of resorption. This polymer, for not being able to attract osteoblastic cells, should have the addition of bioactive ceramics in order to strengthen the supporting structure. Additionally, it should acts as an inducer for the proliferation of bone cells. The objective of this study was to develop three-dimensional scaffolds of poly ( -caprolactone) with fibers and whiskers of hydroxyapatite. The structure should be porous to allow vascularization of this area and consequently the osteoinduction. Were synthesized reagents such as monetita and calcium carbonate, for sintering of tricalcium phosphate ( -TCP), which when hydrolyzed results in hydroxyapatite whiskers. The fibers of hydroxyapatite were obtained by the method molten salt using precipitated hydroxyapatite. The ceramics were characterized by analysis of X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) and scanning electron microscopy (SEM). The scaffolds were tested by mechanical compression and in vitro tests, in addition to SEM and XRD. The results indicated that the scaffolds with the addition of hydroxyapatite whiskers were more resistant to compression. The presence of whiskers, unlike fiber, characterized as reinforcement in polymer matrix. The test results of immersion in body fluid showed that the scaffolds with hydroxyapatite whiskers, unlike fiber, aimed to the deposition of apatite on their surfaces / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Maria Isabel Felisberti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T21:04:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_SabrinadeSousa_M.pdf: 1156094 bytes, checksum: 5b56bbbe834e47047d9d7c14d74333c1 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Materiais poliméricos com propriedades como biodegradabilidade e biocompatibilidade, como o poli(hidroxibutirato) (PHB) e a poli(caprolactona), vêm sendo amplamente estudados para aplicações com alto valor agregado, como a área biomédica. A síntese de poliuretanas contendo blocos de PHB e PCL visa a obtenção de um material que mantenha as características de biodegradabilidade e biocompatibilidade e que possua propriedades mecânicas diferentes dos materiais de partida, o que viabiliza um aumento na gama de aplicações destes polímeros. Neste trabalho, polióis de PHB e PCL com massa molar inferior a 6000 g mol foram obtidos através de reações de glicólise. Diferentes rotas e condições experimentais, utilizando diferentes solventes, catalisadores, tempo e temperatura, foram testadas para esta reação. A caracterização destes oligômeros foi feita através de análise de RMN H e C, DSC, TGA, índice de hidroxila e GPC. Na segunda etapa do trabalho, foram realizadas reações dos oligômeros obtidos com hexametileno diisocianato (HDI), um isocianato de cadeia linear de baixo poder carcinogênico. As estruturas químicas das poliuretanas obtidas nesta reação foram caracterizadas por FTIR e RMN H e C, as propriedades térmicas caracterizadas por DSC, TGA e DMA, físicas através de GPC e teste de solubilidade para verificar existência de reticulação / Abstract:The synthesis of polyurethanes containing PHB and PCL blocks aims to obtain materials with controlled mechanical properties maintain biodegradable and biocompatible polymers such as poly(hidroxybutyrate) (PHB) and poly(caprolactone) (PCL) have been largely studied. The synthesis of polyurethanes containing blocks of PHB and PCL aims to obtain materials with controlled mechanical properties maintaing the biodegradability and biocompatibility. In this work, polyols of PHB and PCL with molar weight less than 6000 g mol were obtained from glicolise reactions with ethylene glycol. The polyols were characterizated by RMN H e C, DSC, TGA, hydroxyl index and GPC. Diferent routes and experimental conditions, using diferent solvents, catalysts, time and temperature were tested. In a second step of this research reactions between the polyols and hexamethylene diisocianate (HDI), an alifatic isocianate with low carcinogenic toxicity were conduced in order to obtin polyurethanes. The chemical structure of polyurethanes obtained was characterized by FTIR and RMN H e C, thermal properties were characterized by DSC, TGA and DMA em physical properties by GPC and solubility test / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Orientador: Marcos Akira D'Ávila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T13:08:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DavilaSanchez_JoseLuis_M.pdf: 7833063 bytes, checksum: 1e3a93b9b918ec86f9810207586b8fad (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A engenharia tecidual é uma linha de pesquisa que emerge como a sinergia entre diferentes ramos da ciência. É orientada à obtenção de estruturas com características semelhantes à matriz extracelular (ECM) de diferentes órgãos e tecidos, com o objetivo de reparar, regenerar ou restaurar tecido danificado. Surge como uma solução viável para diferentes problemas de saúde, que com tratamentos convencionais têm limitações, principalmente devido à pequena quantidade de doadores. As estruturas que imitam as características da ECM são chamadas de scaffolds. A manufatura aditiva permite fabricar scaffolds com geometria controlada e 100% de interconectividade, mediante a aplicação progressiva de camadas de material. Neste trabalho foram fabricados scaffolds de policaprolactona (PCL) e scaffolds de compósitos de matriz PCL reforçados com ? fosfato tricálcico (?-TCP) para aplicações em tecido ósseo. Foram utilizadas composições de 10, 20 e 30% em peso de reforço. Primeiramente foram definidos os parâmetros de processamento, além disso, foi realizada a caracterização reológica do PCL mediante reometria capilar. Seguidamente foram fabricados scaffolds utilizando o processo de impressão 3D por rosca de extrusão, desenvolvido no Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI). Para a fabricação dos scaffolds foi desenvolvido um software que permite gerar trajetórias de impressão contínuas em curtos tempos. Posteriormente, foram caracterizadas as propriedades térmicas mediante a análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), a morfologia dos scaffolds utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microtomografia computadorizada (Micro-CT), a presença do reforço mediante difração de raios-X (XRD) e a estrutura química mediante espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). A caracterização mecânica foi realizada mediante o ensaio de compressão e a caracterização das propriedades hidrofílicas mediante a medição do ângulo de contato. Finalmente foi feito o ensaio de citotoxicidade in vitro. Os scaffolds fabricados apresentaram boas características morfológicas e propriedades dentro da faixa de aplicações em tecido ósseo. O ensaio de citotoxicidade in vitro mostrou que os scaffolds fabricados têm potencial para serem utilizados em aplicações em tecido ósseo / Abstract: Tissue engineering emerges as the synergy between different scientific fields. Its main objective is to repair, regenerate or restore damaged tissues or organs through the fabrication of structures with similar characteristics to the extracellular matrix (ECM). It is a viable solution to health problems, because conventional treatments have limitations, mainly due to the small number of donors. Structures that mimic the ECM characteristics are known as scaffolds. Additive manufacturing enables the fabrication of scaffolds with controlled geometry and 100% of interconnectivity through the progressive application of material layers. In this work, polycaprolactone (PCL) and PCL composites reinforced with ? tricalcium phosphate (?-TCP) were manufactured for bone tissue applications. Compositions of 10, 20 and 30% by weight of ?-TCP were used. Initially, processing parameters were determined. Furthermore, rheological properties of PCL were obtained by capillary rheometry. Then scaffolds were fabricated by 3D mini-screw extrusion printing, which was developed at the Renato Archer Information Technology Center (CTI). To fabricate scaffolds in short times and with continuous path, generator software was developed. Subsequently, thermal properties were obtained by thermal gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), scaffolds morphology using computed microtomography (Micro-CT) and scanning electron microscopy (SEM), the reinforcement presence by X-ray diffraction (XRD) and chemical structure by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Mechanical characterization was performed by compression test and hydrophilic properties were studied by measuring the contact angle of water drops. Finally, cytotoxicity in vitro assay was performed. The fabricated scaffolds have good characteristics and suitable properties. Cytotoxicity in vitro assay shows that the scaffolds have potential for bone tissue applications / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica