Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2005. / Härtill 4 uppsatser.

Neste trabalho foram estudadas algumas propriedades de sistemas miméticos de tensoativos pulmonares (TP) constituídos de dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) e DPPC/colesterol e suas interações com o material particulado (MP) proveniente da queima da palha da cana-de-açúcar, reconhecido por meio de estudos clínicos como agente agravador de diversas patologias respiratórias. O MP utilizado neste trabalho foi analisado por meio de uma série de técnicas: espalhamento dinâmico de luz (DLS), microscopia eletrônica de varredura acrescida do uso de análise de energia dispersiva de raios X (MEV e MEV-EDX) e espectroscopia de absorção na região do infravermelho. Os valores médios de tamanho e potencial zeta das partículas foram 250 nm e -27 mV, respectivamente. Isotermas de pressão superficial versus área por molécula de DPPC e DPPC/colesterol foram estudadas na ausência e presença de partículas e trouxeram informações a respeito da inserção das partículas nas monocamadas. O sistema DPPC/colesterol apresentou variações menores de área mínima por molécula com o aumento da concentração de MP, indicando que o colesterol atua como agente organizador da monocamada. Reologia superficial dilatacional dinâmica foi estudada pelo método de oscilação harmônica da gota pendente. Concentrações pequenas de MP aumentam a fluidez das monocamadas, enquanto concentrações mais elevadas aumentam a rigidez das mesmas. A presença de colesterol potencializa o efeito provocado pelo MP. Os dados de módulo de compressibilidade obtidos das isotermas se mostraram próximos daqueles obtidos nos estudos reológicos em frequências elevadas. As monocamadas foram transferidas para substratos sólidos por meio da técnica de Langmuir-Blodgett (LB). Os filmes LB resultantes foram analisados por meio de microscopia de força atômica (AFM) e microscopia do tempo de vida de fluorescência (FLIM). Ambas as técnicas mostraram que as partículas se depositam juntamente com o filme e que o sistema DPPC/colesterol dispõe de um arranjo mais homogêneo para as partículas. Imagens de FLIM mostraram que provavelmente esse arranjo se dá devido à preferência do colesterol em se alocar em regiões periféricas às partículas, conferindo estabilidade às mesmas na interface. O trabalho permitiu concluir que o MP proveniente da cana-de-açúcar possui efeito sobre algumas propriedades superficiais estudadas nos sistemas modelos de TP e que essas propriedades devem ter o potencial de interferir no perfeito funcionamento desses sistemas nos meios biológicos. / This work presents some of the properties of mimetic systems of pulmonary surfactants (PS) composed of dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) and DPPC/cholesterol and their interactions with particulate material (PM) originated from the burning of sugar cane leaves which is known by clinical studies as an injurious agent of the respiratory airways. The PM described in the present work was analyzed by different techniques: Dynamic Light Scattering (DLS), Scanning Electron Microscopy (SEM) with EDS (Energy Dispersive Spectrometry) and Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR). The average values of size and zeta potential were 250 nm and -27 mV, respectively. DPPC and DPPC/cholesterol -A isotherms were studied in the absence and presence of particles and it brought some information about the particle insertion in the monolayers. The DPPC/cholesterol system showed smaller changes in the minimum area per molecule with the increase of PM concentration which indicates the cholesterol acts as an organizer in the monolayer. Dilatational surface rheology data indicated that smaller PM concentrations increase the fluidity of the monolayers while the higher PM concentrations increase their rigidity. Cholesterol enhances the effects provoked by PM. Compressional modulus data obtained from the isotherms showed to be very close to those obtained from the rheological studies performed at higher frequencies. The transferred monolayers, using Langmuir-Blodgett technique, to solid supports were analyzed by Atomic Force Microscopy (AFM) and Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM) which showed that the particles are deposited together with the film and the DPPC/cholesterol system presents a more homogeneous particle arrangement. FLIM images showed that most likely this arrangement is due to the preference of cholesterol to allocate in regions surround the particles, granting stability to them in the monolayers. The study allowed concluding that PM originate from burned sugar cane leaves has an effect over some features of PS model systems and those properties have the potential to interfere in the perfect performance of these systems in biological environments.

O surfactante pulmonar é uma mistura complexa de fosfolipídios e proteínas, e encontra-se presente na interface ar-líquido dos alvéolos pulmonares. O seu papel principal é reduzir a tensão superficial para manter os alvéolos estáveis. A deficiência ou disfunção do surfactante leva ao colapso alveolar, provocando a falta de oxigenação que ocorre devido ao edema ou a resposta inflamatória nos pulmões. Em recém-nascidos, a imaturidade pulmonar, pela deficiência do surfactante, pode causar a Síndrome de Desconforto Respiratória (SDR). Nos adultos, a Síndrome de Desconforto Respiratório Agudo (SDRA) é a manifestação mais grave da Lesão Pulmonar Aguda (LPA), o tratamento para estas doenças inclui a utilização de surfactantes exógenos. Para entender a funcionalidade do surfactante é necessário caracterizá-lo biofisicamente. A principal característica observada neste estudo foi o espalhamento e recuperação do surfactante na subfase, para a interface ar-líquido. O espalhamento e recuperação foram quantificadas observando o trabalho feito em sucessivos ciclos de compressão e expansão na balança de Wilhelmy. Analisou-se o decaimento do trabalho ao longo dos ciclos até a sua estabilização. Os parâmetros obtidos neste ajuste do decaimento exponencial foram utilizados para a caracterização de dois surfactantes exógenos, o Curosurf® e o Survanta®. As comparações entre eles foram segundo a concentração, as subfases e das velocidades de barreira. O decaimento exponencial do trabalho nos ciclos só ocorreu para concentrações menores de surfactante. Quando em subfase de solução salina ocorreu a melhora na recuperação do surfactante para a interface ar-líquido, em comparação a subfase de água ultrapura. A melhor velocidade de barreira encontrada para otimização da recuperação do surfactante foi 120 mm/min. Foi observado nesse estudo que as propriedades de recuperação do Curosurf® foram melhores em relação ao Survanta®, os parâmetros se mostraram de acordo com os dados clínicos encontrados na literatura, a caracterização da dinâmica do surfactante foi feita de forma diferente de todos os métodos encontrados / Lung surfactant is a complex mixture of phospholipids and proteins, found at the airliquid interface of pulmonary alveoli. The main role is to reduce the surface tension to keep alveoli stable. Surfactant deficiency, or dysfunctional, leads to alveolar collapse, causes a lack of oxygen and it may be due to edema or inflammatory response in the lungs. In newborn babies, pulmonary immaturity, caused by surfactant deficiency, may cause Respiratory Distress Syndrome (RDS). In adults, the Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) is the gravest manifestation of Acute Lung Injury (ALI), and the treatment includes Mechanical Ventilation (MV) and exogenous surfactants. To understand surfactant functionality, it is necessary to characterize them biophysically. The main characteristic observed in this work was the mobility and recovery of surfactant in the subphase to the air-liquid interface. The mobility and recover were quantified observing the work done in successive cycles of compression and expansion in a Wilhelmy plate tensiometer. The work decay was analyzed over cycles until its stabilization. The parameters obtained for the exponential fitting of decay were used for characterization of two exogenous surfactants, Curosurf® and Survanta®. The comparisons between them were done under concentration, subphases and barrier speeds. The exponential decay of the cycle work only happened for lower concentrations of surfactant. Saline solution subphase improved the surfactant recovery to the air-liquid interface over ultrapure water subphase. A suitable barrier speed founded to optimize surfactant recovery was 120 mm/min. In this study were observed that recovery properties of Curosurf® were better than Survanta®, the parameters agrees with clinical data from the literature, and the dynamic characterization of surfactant was done of different way than founded methods

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 1999. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 136-145).

Neste trabalho foram estudadas algumas propriedades de sistemas miméticos de tensoativos pulmonares (TP) constituídos de dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) e DPPC/colesterol e suas interações com o material particulado (MP) proveniente da queima da palha da cana-de-açúcar, reconhecido por meio de estudos clínicos como agente agravador de diversas patologias respiratórias. O MP utilizado neste trabalho foi analisado por meio de uma série de técnicas: espalhamento dinâmico de luz (DLS), microscopia eletrônica de varredura acrescida do uso de análise de energia dispersiva de raios X (MEV e MEV-EDX) e espectroscopia de absorção na região do infravermelho. Os valores médios de tamanho e potencial zeta das partículas foram 250 nm e -27 mV, respectivamente. Isotermas de pressão superficial versus área por molécula de DPPC e DPPC/colesterol foram estudadas na ausência e presença de partículas e trouxeram informações a respeito da inserção das partículas nas monocamadas. O sistema DPPC/colesterol apresentou variações menores de área mínima por molécula com o aumento da concentração de MP, indicando que o colesterol atua como agente organizador da monocamada. Reologia superficial dilatacional dinâmica foi estudada pelo método de oscilação harmônica da gota pendente. Concentrações pequenas de MP aumentam a fluidez das monocamadas, enquanto concentrações mais elevadas aumentam a rigidez das mesmas. A presença de colesterol potencializa o efeito provocado pelo MP. Os dados de módulo de compressibilidade obtidos das isotermas se mostraram próximos daqueles obtidos nos estudos reológicos em frequências elevadas. As monocamadas foram transferidas para substratos sólidos por meio da técnica de Langmuir-Blodgett (LB). Os filmes LB resultantes foram analisados por meio de microscopia de força atômica (AFM) e microscopia do tempo de vida de fluorescência (FLIM). Ambas as técnicas mostraram que as partículas se depositam juntamente com o filme e que o sistema DPPC/colesterol dispõe de um arranjo mais homogêneo para as partículas. Imagens de FLIM mostraram que provavelmente esse arranjo se dá devido à preferência do colesterol em se alocar em regiões periféricas às partículas, conferindo estabilidade às mesmas na interface. O trabalho permitiu concluir que o MP proveniente da cana-de-açúcar possui efeito sobre algumas propriedades superficiais estudadas nos sistemas modelos de TP e que essas propriedades devem ter o potencial de interferir no perfeito funcionamento desses sistemas nos meios biológicos. / This work presents some of the properties of mimetic systems of pulmonary surfactants (PS) composed of dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) and DPPC/cholesterol and their interactions with particulate material (PM) originated from the burning of sugar cane leaves which is known by clinical studies as an injurious agent of the respiratory airways. The PM described in the present work was analyzed by different techniques: Dynamic Light Scattering (DLS), Scanning Electron Microscopy (SEM) with EDS (Energy Dispersive Spectrometry) and Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR). The average values of size and zeta potential were 250 nm and -27 mV, respectively. DPPC and DPPC/cholesterol -A isotherms were studied in the absence and presence of particles and it brought some information about the particle insertion in the monolayers. The DPPC/cholesterol system showed smaller changes in the minimum area per molecule with the increase of PM concentration which indicates the cholesterol acts as an organizer in the monolayer. Dilatational surface rheology data indicated that smaller PM concentrations increase the fluidity of the monolayers while the higher PM concentrations increase their rigidity. Cholesterol enhances the effects provoked by PM. Compressional modulus data obtained from the isotherms showed to be very close to those obtained from the rheological studies performed at higher frequencies. The transferred monolayers, using Langmuir-Blodgett technique, to solid supports were analyzed by Atomic Force Microscopy (AFM) and Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM) which showed that the particles are deposited together with the film and the DPPC/cholesterol system presents a more homogeneous particle arrangement. FLIM images showed that most likely this arrangement is due to the preference of cholesterol to allocate in regions surround the particles, granting stability to them in the monolayers. The study allowed concluding that PM originate from burned sugar cane leaves has an effect over some features of PS model systems and those properties have the potential to interfere in the perfect performance of these systems in biological environments.

O surfactante pulmonar é uma mistura complexa de fosfolipídios e proteínas, e encontra-se presente na interface ar-líquido dos alvéolos pulmonares. O seu papel principal é reduzir a tensão superficial para manter os alvéolos estáveis. A deficiência ou disfunção do surfactante leva ao colapso alveolar, provocando a falta de oxigenação que ocorre devido ao edema ou a resposta inflamatória nos pulmões. Em recém-nascidos, a imaturidade pulmonar, pela deficiência do surfactante, pode causar a Síndrome de Desconforto Respiratória (SDR). Nos adultos, a Síndrome de Desconforto Respiratório Agudo (SDRA) é a manifestação mais grave da Lesão Pulmonar Aguda (LPA), o tratamento para estas doenças inclui a utilização de surfactantes exógenos. Para entender a funcionalidade do surfactante é necessário caracterizá-lo biofisicamente. A principal característica observada neste estudo foi o espalhamento e recuperação do surfactante na subfase, para a interface ar-líquido. O espalhamento e recuperação foram quantificadas observando o trabalho feito em sucessivos ciclos de compressão e expansão na balança de Wilhelmy. Analisou-se o decaimento do trabalho ao longo dos ciclos até a sua estabilização. Os parâmetros obtidos neste ajuste do decaimento exponencial foram utilizados para a caracterização de dois surfactantes exógenos, o Curosurf® e o Survanta®. As comparações entre eles foram segundo a concentração, as subfases e das velocidades de barreira. O decaimento exponencial do trabalho nos ciclos só ocorreu para concentrações menores de surfactante. Quando em subfase de solução salina ocorreu a melhora na recuperação do surfactante para a interface ar-líquido, em comparação a subfase de água ultrapura. A melhor velocidade de barreira encontrada para otimização da recuperação do surfactante foi 120 mm/min. Foi observado nesse estudo que as propriedades de recuperação do Curosurf® foram melhores em relação ao Survanta®, os parâmetros se mostraram de acordo com os dados clínicos encontrados na literatura, a caracterização da dinâmica do surfactante foi feita de forma diferente de todos os métodos encontrados / Lung surfactant is a complex mixture of phospholipids and proteins, found at the airliquid interface of pulmonary alveoli. The main role is to reduce the surface tension to keep alveoli stable. Surfactant deficiency, or dysfunctional, leads to alveolar collapse, causes a lack of oxygen and it may be due to edema or inflammatory response in the lungs. In newborn babies, pulmonary immaturity, caused by surfactant deficiency, may cause Respiratory Distress Syndrome (RDS). In adults, the Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) is the gravest manifestation of Acute Lung Injury (ALI), and the treatment includes Mechanical Ventilation (MV) and exogenous surfactants. To understand surfactant functionality, it is necessary to characterize them biophysically. The main characteristic observed in this work was the mobility and recovery of surfactant in the subphase to the air-liquid interface. The mobility and recover were quantified observing the work done in successive cycles of compression and expansion in a Wilhelmy plate tensiometer. The work decay was analyzed over cycles until its stabilization. The parameters obtained for the exponential fitting of decay were used for characterization of two exogenous surfactants, Curosurf® and Survanta®. The comparisons between them were done under concentration, subphases and barrier speeds. The exponential decay of the cycle work only happened for lower concentrations of surfactant. Saline solution subphase improved the surfactant recovery to the air-liquid interface over ultrapure water subphase. A suitable barrier speed founded to optimize surfactant recovery was 120 mm/min. In this study were observed that recovery properties of Curosurf® were better than Survanta®, the parameters agrees with clinical data from the literature, and the dynamic characterization of surfactant was done of different way than founded methods

Doctorat en sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Air and saline P-V curves were run on the excised lungs of rats starved 1-4 days. Stability estimates based on % of maximum volume retained on deflation tended toward decreases, but atelectasis was not increased according to buoyancy measurements. Compliance was not significantly affected, with whatever trend existed being toward increases. Average air P-V curves for day 3 and 4 of starvation were essentially superimposable on control curves. Surface tension of lung lavage fluid was measured (Surfactometer) during cyclic compression and expansion of the film. Min and max γ were elevated, and the activity index (s) depressed, but the area of the hysteresis loop was relatively unchanged. It is concluded that despite increases in γ of lung washings, pulmonary mechanics was little affected by 1-4 days of food deprivation. The effects on surface tension may be due to a decrease in quantity of surfactant extractable, without any change in composition.

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