Le système barrière thermique (BT) est utilisé pour protéger les aubes de turbines à gaz aéronautiques. Aux températures de fonctionnement, une des causes de l'endommagement du système barrière thermique est la dégradation de la couche céramique isolante en zircone yttriée (8YPSZ : ZrO2 - 4% mol. Y2O3) par corrosion. Celle-ci est due à des dépôts d'oxydes à base de Ca, Mg, Al, Si, appelés CMAS provenant de diverses particules ingérées par le moteur. A haute température (~1200°C), le CMAS fond et s'infiltre dans la microstructure poreuse de la BT, se rigidifie au refroidissement provoquant, à terme, la délamination de la BT. A haute température, la BT subit une corrosion chimique induisant sa dissolution dans le CMAS liquide. L'ensemble de ces deux phénomènes conduit à la perte d'intégrité de la barrière thermique. Le présent travail s'est focalisé sur la compréhension des mécanismes de dégradation chimique en vue de proposer une solution de protection contre l'infiltration par les CMAS. Après expertise d'aubes de turbines de retour de vol, une reproduction de la corrosion de la barrière thermique par un CMAS modèle de type CAS et une étude thermodynamique et cinétique de la dissolution de différents oxydes des systèmes ZrO2 - Y2O3 et ZrO2 - Nd2O3 ont été menées dans le verre silicaté CAS pour comprendre le processus de dissolution de Zr et Y et définir une nouvelle composition de barrière thermique anti-CMAS. Le comportement en corrosion par le CAS de matériaux céramiques denses de compositions ZrO2 - 12% mol Nd2O3 et Zr2Nd2O7 ainsi qu'un revêtement déposé par EB-PVD ((La, Nd)2Zr2O7) a été testée. Les résultats obtenus font apparaître que : i) le CAS réplique le mécanisme de corrosion en service, soit la dissolution-re-précipitation. ii) l'oxyde ZrO2 se dissout progressivement et forme le zircon (ZrSiO4) dans le verre CAS, dès 30 min iii) les dopants (Nd2O3 et Y2O3) conduisent à la formation très rapide, de la phase apatite X8Ca2(SiO4)6O2 (X = Nd ou Y) après réaction avec le verre silicaté. En plus de la phase apatite, Y2O3 forme la phase Ca3Y2Si6O18, qui est instable entre 1300°C et 1400°C. iv) les composés dopés au néodyme (ZrO2 - 12% mol Nd2O3 et Zr2Nd2O7) se dissolvent et conduisent, quasi-spontanément, à la phase apatite Nd8Ca2(SiO4)6O2 ainsi qu'à la re-précipitation de grains de ZrO2 appauvris en néodyme. v) malgré la présence de Y2O3, les composés ZrO2 - 4% mol Y2O3, ZrO2 - 10% mol Y2O3 ne conduisent qu'à la re-précipitation de la zircone appauvrie en Y2O3. L'absence de phases secondaires notamment, la phase apatite, pourrait expliquer l'infiltration facile du CMAS dans la microstructure de la barrière thermique en zircone yttriée. vi) l'inhibition avérée de l'infiltration du CAS dans la microstructure poreuse de couches céramiques de nouvelles compositions semble être due à la formation rapide d'une couche superficielle fine et dense, constituée de zircone appauvrie en dopant et de phase apatite / Thermal barrier coating (TBC) system is used to protect aeronautical gas turbine blades. At operating temperatures, one of the damaging causes of thermal barrier system is the degradation of the insulating ceramic layer in zirconia (8YPSZ: ZrO2 - 4 mol %. Y2O3) by corrosion. The corrosion is due to calcium - magnesium alumino-silicates (CMAS) deposits from various particles ingested by the engine. At high temperature (~ 1200°C), the molten CMAS infiltrates the porous microstructure of the thermal barrier leads to i) the chemical dissolution of the thermal barrier zirconia and ii) the delamination of the TBC after cracking at low temperature due to the mismatch of CTE of the solid oxides constituting the CMAS and TBC. This study has contributed to understanding the mechanisms of chemical degradation in order to propose a solution to protect against infiltration by CMAS. After expertise of ex-service turbine blades, a reproduction of the thermal barrier corrosion by model CMAS (CAS) and thermodynamic and kinetic study of the solubility of different oxides of both ZrO2-Y2O3 and ZrO2-Nd2O3 systems were performed in the silicate glass (CAS) in order to understand the mechanism of Zr and Y dissolution and to define a new composition of TBC. The corrosion by the CAS of dense ceramic (ZrO2 - 12 mol% Nd2O3 and Zr2Nd2O7) and of a EB-PVD coating (La, Nd)2Zr2O7)was studied. The results obtained show that: i) CAS replicates the corrosion mechanism, i.e. dissolution-re-precipitation reaction ii) ZrO2 oxide dissolves gradually and forms zircon (ZrSiO4) in the glass after 30 min iii) (Nd2O3 and Y2O3) oxides lead very rapidly to the apatite X8Ca2(SiO4)6O2 (X = Nd, Y) phase formation, after reaction with silicate glass. In addition to the apatite phase, Y2O3 forms Ca3Y2Si6O18 phase, which is unstable at 1300°C and 1400°C iv) the compounds doped with Nd2O3 (ZrO2 - 12 mol% Nd2O3 and Zr2Nd2O7) dissolve and form almost spontaneously, the apatite Nd8Ca2(SiO4)6O2 phase and the ZrO2 depleted in Nd2O3 grains v) Although Y2O3 is a constitutent of the compounds ZrO2 - 4 mol% Y2O3, ZrO2 - 10 mol% Y2O3, the chemical corrosion of these compounds leads only to the re-precipitation of zirconia depleted Y2O3. The absence of secondary phases, particularly the apatite phase may explain the easy CMAS infiltration in the microstructure of the 8YPSZ thermal barrier vi) inhibition of CAS infiltration into the porous microstructure of ceramic layers of new compositions seems to be due to the rapid formation of a thin and dense layer, consisting in Nd-depleted zirconia and apatite phase

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A nistatina (NYS) é o fármaco de primeira escolha no tratamento da candidíase oral, que frequentemente acomete mais os indivíduos imunocomprometidos e pacientes com outras desordens (diabetes não tratada, neoplasias, imunodeficiências). No mercado brasileiro, a NYS é encontrada na forma de suspensão oral aquosa, onde o procedimento para sua administração consiste em bochechar o medicamento. Apesar de haver a indicação de que se mantenha o contato direto entre fármaco e a mucosa oral, na qual se encontra a Candida spp., o que aumentaria expressivamente o sucesso terapêutico, a suspensão não apresenta tal propriedade. Assim, a NYS que é fármaco com ação efetiva contra a candidíase oral, é considerada pertencente à Classe IV do Sistema de Classificação Biofarmacêutica, ou seja, apresenta baixa solubilidade e baixa permeabilidade. A baixa solubilidade pode comprometer sua disponibilidade na cavidade oral, e consequentemente, sua ação farmacológica. Diante desse quadro, o objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de dispersões sólidas de NYS para o tratamento da candidíase oral, e sua posterior incorporação em gel mucoadesivo oral, favorecendo a formulação no local de ação. As dispersões sólidas são sistemas farmacêuticos, onde um fármaco pouco solúvel em água encontra-se dispersado em um carreador, no estado sólido. Os carreadores normalmente são hidrofílicos, o que permite que esses sistemas sejam empregados para aumentar a solubilidade aquosa do fármaco. Assim, foram desenvolvidas as dispersões sólidas de NYS, pelo método de eliminação do solvente, empregando como carreadores, lactose, HPMC, poloxamer 407 e poloxamer 188. Essas foram submetidas à caracterização por análise térmica, usando os ensaios de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria/termogravimetria derivada (TG/DTG). Dentre essas dispersões sólidas, aquelas que se mostraram com comportamento térmico sugerindo a formação de um novo \"sistema\", foram analisadas por meio de ensaio de solubilidade. Dessa forma, a formulação NYS DS G2 (49) se destacou, pois apresentou maior solubilidade em água (4,484 mg/mL); em pH 5,5 (4,249 mg/mL) e em pH 7,0 (4,293 mg/mL), ou seja, houve um aumento de 1,426 vezes em água; 4,227 vezes em pH 5,5; e 2,743 vezes em pH 7,0. Essa formulação foi, por fim avaliada por difração de raio-X e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, técnicas que corroboraram com a análise térmica quanto à indicação de formação da dispersão sólida. Por sua vez, essa dispersão sólida foi incorporada em 4 bases de géis mucoadesivos de carbopol ® 934 PNF, alterando apenas a concentração do polímero (0,5; 1,0; 1,5; 2,0 %p/p). Foi observado que a liberação de NYS DS G2 (49) foi superior, quando comparada à liberação de NYS MP a partir do gel, e através do ensaio de mucoadesão, percebeu-se que os géis desenvolvidos apresentaram propriedades mucoadesivas compatíveis com relatos na literatura, independentemente da quantidade de carbopol ® empregada. As características reológicas foram distintas, e foi observado que as formulações Gel A e Gel B, que possuem menor quantidade de polímero, tiverem um indicativo de comportamento de fluido newtoniano, diferente dos demais, o que pode não ser desejado para esse tipo de forma farmacêutica tópica e semi-sólida. Ao final desse trabalho, pode-se concluir que foi possível desenvolver um sistema farmacêutico na forma de dispersão sólida com maior solubilidade que a NYS pura, e sua incorporação em uma forma farmacêutica mucoadesiva, e que a liberação da NYS na forma DS foi muito superior que o fármaco na forma \"convencional\", o que permite que a NYS esteja mais disponível na cavidade oral, e também junto à mucosa bucal, o que levaria a efeito farmacológico mais efetivo do antifúngico. / Nystatin (NYS) is the drug of first choice in the treatment of oral candidiasis that most often affect immunocompromised individuals, and patients with other disorders. In the Brazilian market, NYS is found in the form of aqueous oral suspension, a medication used in the form of mouthwash. Although there is an indication to maintain direct contact between the drug and the oral mucosa, where Candida spp. is found, as well as where therapeutic success would significantly be increased, the suspension has no such property. Thus, the NYS is an effective drug against oral candidiasis, and belongs to Class IV of the Biopharmaceutical Classification System, it has low solubility and low permeability. The low solubility can compromise its availability in the oral cavity, and consequently, its pharmacological action. Given this situation, the objective of this work was the development of solid dispersions of NYS for the treatment of oral candidiasis, and its subsequent incorporation into oral mucoadhesive gel, in order to facilitate its action. Solid dispersions are pharmaceutical systems, in which a solid drug poorly soluble in water is dispersed in a carrier. These carriers are usually hydrophilic, and this allows the systems to be employed in order to increase the aqueous solubility of the drug. Thus, the solid NYS dispersions were developed by the solvent evaporation method, employing lactose, HPMC, poloxamer 407 and poloxamer 188 as carrier. These samples were subjected to characterization by thermal analysis, using differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry / derivative thermogravimetry (TG / DTG). Among these solid dispersions, those samples which showed a specific thermal behavior suggesting the formation of new \"system\" were analyzed by solubility test. Thus, the NYS DS G2 formulation (49) stood out, once it showed greater solubility in water (4.484 mg/mL); at pH 5.5 (4.249 mg/mL) and pH 7.0 (4.293 mg/mL), in other words, an increase of 1,426 times in water; 4,227 times at pH 5.5; and 2,743 times at pH 7.0. This formulation was finally evaluated by X-ray diffraction, infrared spectroscopy with Fourier transform, techniques that corroborate the thermal analysis, indicating the formation of the solid dispersion. On the other hand, this solid dispersion was incorporated into 4 Carbopol ® 934 PNF mucoadhesive gels, with a variation of the polymer concentration. It was observed that NYS is improved of delivery from the gels, employing mucoadhesion test, and was also observed that the gels have mucoadhesive properties consistent with reports in the literature. However, the rheological characteristics are different, and it was observed that the Gel A and Gel B formulations, which has a lower amount of polymer behaved as a Newtonian fluid, which may not be desired for this type of topical gel. As conclusion, it was possible to develop a pharmaceutical system in the form of solid dispersion with greater solubility than the pure NYS, and their incorporation in a mucoadhesive dosage form and the release of NYS as DS was far superior wherein the drug in the \"conventional\" manner, which allows the NYS is longer available in the oral cavity, and also adjacent to the buccal mucosa, leading to more effective pharmacological effect of the antifungal agent.

A biodisponibilidade de um fármaco é o fator determinante da eficácia clínica e depende principalmente das seguintes etapas: liberação da substância ativa a partir da forma farmacêutica e absorção. Assim, o controle da extensão e da velocidade de absorção de um fármaco administrado por via oral depende basicamente de dois aspectos: solubilidade nos líquidos fisiológicos e permeabilidade através das membranas biológicas. Fundamentado nestas características, o Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB) foi proposto como ferramenta que permite a classificação dos fármacos e tem como finalidade auxiliar nas bioisenções e na predição da biodisponibilidade in vivo. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a solubilidade da estavudina e a permeabilidade intestinal de fármacos antirretrovirais por meio do modelo de perfusão in situ. Os meios empregados nos estudos de solubilidade e dissolução intrínseca foram: água purificada, tampão pH 1,2, tampão pH 4,5, tampão pH 6,8 e tampão pH 7,5. Para a determinação da solubilidade pelo método do equilíbrio (técnica shake-flask), quantidades conhecidas do fármaco foram adicionadas em cada meio até atingir a saturação e esta mistura foi submetida à agitação de 150 rpm por 72 horas a 37°C. Para os ensaios de dissolução intrínseca, quantidade conhecida de estavudina foi compactada na matriz do aparato de Wood e submetida à dissolução em cada meio, sob agitação de 50 rpm a 37°C. A determinação da permeabilidade dos antirretrovirais foi realizada empregando o modelo de perfusão in situ em ratos machos Wistar. Uma porção do jejuno foi isolada e a solução de perfusão (pH 6,5) contendo o fármaco foi perfundida a um fluxo de 0,2 mL.min-1 a 37°C por 120 minutos. Os resultados obtidos referentes à solubilidade da estavudina pelo método do equilíbrio foram (em mg.mL-1): 146,49 (água), 149,22 (pH 4,5), 139,43 (pH 6,8) e 130,15 (pH 7,5). A determinação da razão dose:solubilidade (D:S) em cada meio permitiu a obtenção dos seguintes resultados (em mL): 0,27 (água), 0,27 (pH 4,5), 0,29 (pH 6,8) e 0,31 (pH 7,5). Tais dados indicaram que este fármaco apresenta alta solubilidade nos meios utilizados no estudo, exceto em meio pH 1,2, onde a estavudina apresentou instabilidade demonstrada pela presença de coloração e odor alterados, inviabilizando a determinação da solubilidade nestas condições. Os ensaios de dissolução intrínseca da estavudina permitiram a determinação das taxas de dissolução intrínseca (TDI), as quais foram (em mg/min/cm²): 2,3570 (água), 2,7389 (pH 1,2), 2,7590 (pH 4,5) e 2,5947 (pH 6,8), demonstrando que este fármaco apresenta alta velocidade de dissolução nos meios utilizados. Com relação ao estudo de permeabilidade por meio do modelo de perfusão in situ, nas condições experimentais empregadas, os resultados obtidos foram (em cm.s-1): 3,96 x 10-5 (estavudina), 3,08 x 10-5 (lamivudina) e 4,17 x 10-5 (zidovudina) sugerindo que os fármacos estavudina e zidovudina apresentam alta permeabilidade. Para a lamivudina não é descartada a possibilidade de ser considerada como fármaco de alta permeabilidade, mesmo apresentando resultado ligeiramente abaixo em relação aos outros dois antirretrovirais utilizados no estudo. / Drug\'s bioavaliability is a determinant factor of clinical efficacy and it depends on the following steps: release of active ingredient from the dosage form and absorption. Thus, control of extend and rate of absorption of a drug orally administered depends on two aspects: the drug solubility in physiological fluids and permeability across biological membranes. Based on these characteristics, the Biopharmaceutical Classification System (BCS) was proposed as a tool that allows the drug\'s classification and it assists in biowaiver and in vivo bioavailability prediction. The aim of this study was to evaluate stavudine solubility and intestinal permeability of antiretroviral drugs through the in situ perfusion model. The means employed in the solubility studies and intrinsic dissolution were: purified water, buffer pH 1.2, buffer pH 4.5, buffer pH 6.8 and buffer pH 7.5. For solubility study by equilibrium method (shake-flask technique), known amounts of the drug were added in each media to reach saturation and the mixture was subjected to agitation of 150 rpm for 72 hours at 37°C. For intrinsic dissolution test, known amount of stavudine has been compressed in the matrix of Wood\'s apparatus and subjected to dissolution in each media with agitation of 50 rpm at 37°C. Permeability evaluation of antiretroviral drugs was performed using the in situ perfusion model in male Wistar rats. A portion of jejunum was isolated and perfusion solution (pH 6.5) with the drug was perfused at 0.2 mL/min at 37°C for 120 minutes. Results of stavudine solubility by equilibrium method were (in mg/mL): 146.49 (water), 149.22 (pH 4.5), 139.43 (pH 6.8) and 130.15 (pH 7.5). Dose:solubility (D:S) ratio determinations allowed to obtain the following results (in mL): 0.27 (water), 0.27 (pH 4.5), 0.29 (pH 6.8) and 0.31 (pH 7.5). These results indicate that stavudine has high solubility in the means employed in this study, except in buffer pH 1.2, where stavudine showed instability demonstrated by presence of stain and odor changed, which prevented the determination of solubility in these conditions. The intrinsic dissolution study allowed the determination of intrinsic dissolution rates (IDR), which were (in mg/min/cm²): 2.3570 (water), 2.7389 (pH 1.2), 2.7590 (pH 4.5) and 2.5947 (pH 6.8), demonstrating that this drug has a high dissolution rate in each media used. In permeability study through the in situ perfusion model, under experimental conditions adopted, the results obtained were (in cm/s): 3.96 x 10-5 (stavudine), 3.08 x 10-5 (lamivudine) and 4.17 x 10-5 (zidovudine), suggesting that stavudine and zidovudine have high permeability. It\'s possible that lamivudine might be considered high permeability drug, although its effective permeability result was slightly lower compared to effective permeability of stavudine and zidovudine.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o impacto de diferentes variáveis no ensaio de dissolução intrínseca de metronidazol. Inicialmente, as amostras, com diferentes graus de micronização, foram submetidas à caracterização físico-química, sendo realizados ensaios de solubilidade, tamanho de partícula, análise térmica (DSC/ TG), infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios X (DRX), análise de área superficial pelo método BET, microscopia óptica, densidade verdadeira e densidade compactada. Na sequência, foram realizados os ensaios de dissolução intrínseca segundo um planejamento experimental do tipo fatorial fracionado, sendo cada fator avaliado em três níveis. Para o delineamento, utilizou-se o programa Statistica 8.0. e os fatores estudados foram: velocidade de rotação, pressão utilizada na formação do compactado do fármaco, meio de dissolução e grau de micronização. Os resultados mostraram alteração nas propriedades reológicas do material conforme o aumento do grau de micronização, enquanto as demais propriedades não foram afetadas. Entre os fatores estudados no delineamento, a velocidade de rotação e o meio de dissolução, foram aqueles que exerceram influência significativa na dissolução intrínseca do metronidazol. Embora a solubilidade do fármaco não sofra influência do tamanho de partícula, valores superiores foram observados em HCl 0,1 M, meio em que também foram obtidas as mais elevadas velocidades de dissolução intrínseca (VDIs). / The purpose of this study is to evaluate the impact of different variables in the intrinsic dissolution test of metronidazol. Initially, the samples, with different levels of micronization, underwent physicochemical characterization, whereby they were tested for solubility, particle size, thermal analysis (DSC/TG), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, X-ray diffractometry (DRX), surface area analysis by the BET method, optical microscopy, true density and tapped density. Then, intrinsic dissolution tests were carried out according to fractional factorial experimental planning, with each factor being evaluated on three levels. The Statistica 8.0 software program was used for design, and the factors studied were: rotational velocity, pressure used in the formation of the compressed drug, dissolution medium and level of micronization. The results indicated alterations in the rheological properties of the material, as the level of micronization increased, while the remaining properties were unaffected. Among the factors studied in the design, the rotation speed and the dissolution medium were the factors that exercised the most significant influence on the intrinsic dissolution of metronidazol. Although the solubility of the drug is not influenced by particle size, higher values were observed in HCl 0.1 M, the medium in which the highest intrinsic dissolution rates (IDRs) were also obtained.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-08-12T13:22:56Z No. of bitstreams: 1 dissertacao andreia assis carvalho.pdf: 1800077 bytes, checksum: 9621151283f1dec9c48115c5ac9df906 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-12T13:22:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao andreia assis carvalho.pdf: 1800077 bytes, checksum: 9621151283f1dec9c48115c5ac9df906 (MD5) Previous issue date: 2010-02-18 / The use of composite resin (CR) in dental restorations is a common practice, however, in the oral environment, these polymers are subject to hygroscopic and hydrolytic effects, and strength of occlusion and mastication. This study aimed to evaluate in vitro the influence of different light sources, energy densities and polymerization techniques on sorption, solubility and biaxial flexural strength (RFB) of an RC. 240 specimens were fabricated (2mm x 8 MMO) RC (Esthet-X), shade A2. Two groups were obtained, depending on the instrument used: halogen lamp and light emitting diodes (LED) and subdivided according to the energy density (16 J/cm2 and 20 J/cm2), polymerization (conventional pulse I stopped and interrupted pulse II) and type of permeant (water and ethanol 75%). The methodology for the development of sorption and solubility test was based on ISO 4049:2000. Then the specimens were tested for RFB (ASTM F 394-78). We used ANOVA and Tukey test for parametric data and Kruskal-Wallis and Mann-Whitney test for data nãoparamétricos (? = 0.05). It was observed that in general there was no statistically significant differences when comparing the sources of light and the polymerization techniques (p> 0.05). Energy density of 16 J/cm2 and pulse interrupted technique II was possible to observe that the LED generated higher values of sorption and solubility of the halogen light and, in the conventional technique, lower RFB (p> 0.05 ). The ethanol produced higher values of sorption and solubility, and lower RFB compared with water. In general, light sources, energy densities and polymerization techniques did not influence the values of sorption, solubility and RFB / O uso de resina composta (RC) em restaurações odontológicas são uma prática frequente, entretanto, no meio bucal, esses polímeros estão sujeitos a efeitos higroscópicos e hidrolíticos, além de forçaa da oclusão e mastigação. Este trabalho teve como objetivo avaliar, in vitro, a influência de diferentes fontes de luz, densidades de energia e técnicas de polimerização na sorção, solubilidade e resistência flexural biaxial (RFB) de uma RC. Foram confeccionados 240 espécimes (2mm x 8 mmØ) de RC (Esthet-X), cor A2. Dois grupos foram obtidos, em função do aparelho utilizado: lâmpada halógena e luz emitida por diodo (LED); e subdivididos de acordo com a densidade de energia (16 J/cm2 e 20 J/cm2), técnica de polimerização (convencional, pulso interrompido I e pulso interrompido II) e tipo de permeante (água deionizada e etanol 75%). A metodologia utilizada para o desenvolvimento do teste de sorção e solubilidade foi baseada na ISO 4049:2000. Em seguida, os espécimes foram testados quanto à RFB (ASTM F 394-78). Foram utilizados os testes ANOVA e Tukey para os dados paramâtricos e os testes Kruskal-Wallis e Mann-Whitney para os dados não paramétricos ( =0,05). Foi observado que, em geral, não houve diferenças estatisticamente significantes quando comparados as fontes de luz e as técnicas de polimerização (p>0,05). Na densidade de energia de 16 J/cm2 e na técnica por pulso interrompido II foi possível observar que o LED gerou maiores valores de sorção e solubilidade do que a lâmpada halógena e, na técnica convencional, menores valores de RFB (p>0,05). O etanol gerou maiores valores de sorção e solubilidade, e menores de RFB quando comparado com a água. Em geral, as fontes de luz, densidades de energia e técnicas de polimerização não influenciaram nos valores de soção, solubilidade e RFB

Submitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-09-19T19:05:02Z No. of bitstreams: 2 Silva, Cameron-2014-dissertação.pdf: 4685861 bytes, checksum: 35a25c14813b0206d3d9c8fa6c8bfdaf (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-09-19T19:05:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Silva, Cameron-2014-dissertação.pdf: 4685861 bytes, checksum: 35a25c14813b0206d3d9c8fa6c8bfdaf (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-19T19:05:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Silva, Cameron-2014-dissertação.pdf: 4685861 bytes, checksum: 35a25c14813b0206d3d9c8fa6c8bfdaf (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-03-06 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Co-crystallization of active pharmaceutical ingredients has been widely studied lately in order to improve the solid state features of such compounds, for example solubility, and also to protect the intellectual property of such compounds. Multicomponent molecular crystals can be prepared from both supramolecular synthon and screening approaches, which involve the variation of crystallization conditions. In this way, molecular crystal engineering is a strategy to improve solid state properties of drugs related to their efficacies. One branch of the lamivudine crystal engineering deals with its protonable pyrimidine-based nitrogen being a recipe of crystallization with carboxylic acids. Such strategy has yielded several pharmaceutical co-crystals and salts of APIs that have lamivudine-like heterocyclic nitrogens by choosing suitable carboxylic acids as a salt/co-crystal former. In this context and in relation to the drug antiretroviral nucleoside reverse transcriptase inhibitor lamivudine, four new crystalline phases thereof were prepared, their crystal structures were determined by X-ray diffraction by single crystal, and their solubility in water were measured. For the first time it was observed an in-plane pairing of lamivudine with the carboxylate and carboxyl functionalities of a same salt former unit giving rise to a trimer and a tetramer in the structures of lamivudine hydrogen phthalate hemihydrate and lamivudine hydrogen 4,5-dichlorophthalate, respectively. Besides, a new synthon have been found in the first salt. All lamivudine salts were less soluble than the lamivudine form II (free base). The unexpected heterosynthon can be related to the slightly higher solubility of lamivudine hydrogen 4,5-dichlorophthalate when compared to the other salts prepared in this study. / Co-cristalização de insumos farmacêuticos ativos tem sido largamente estudada ultimamente a fim de melhorar as propriedades do estado sólido, como, por exemplo, a solubilidade, e também manter a propriedade intelectual de tais compostos. Cristais moleculares multicomponentes podem ser preparados a partir da abordagem de sínton supramolecular e também através de métodos sistemáticos de investigação laboratorial, o que envolve a variação de condições de cristalização dos fármacos. Neste sentido, a engenharia de cristais moleculares é uma estratégia para aperfeiçoar as propriedades de estado sólido relacionadas às eficácias dos fármacos. Um ramo da engenharia de cristais de lamivudina lida com sua base nitrogenada pirimidina, a qual pode ser protonada, sendo assim um alvo de co-cristalização com ácidos carboxílicos. Tal estratégia tem rendido vários co-cristais e sais de insumos farmacêuticos ativos que possuem nitrogênio heterocíclico como a lamivudina pela escolha adequada de ácidos carboxílicos como um formador de sal/co-cristal. Nesse contexto, e com relação ao fármaco antirretroviral inibidor nucleosídeo de transcriptase reversa, a saber, lamivudina, quatro novas fases cristalinas foram preparadas, suas estruturas cristalinas foram elucidadas por difração de raios X por monocristal, e suas solubilidades em água foram aferidas. Nesse estudo, pela primeira vez foi observado um duplo pareamento da droga com ambas as funcionalidades ácidas do contra-íon originando uma tríade e um tetrâmero planar nas estruturas de biftalato de lamivudina hemidratado e 4,5-diclorohidrogenoftalado de lamivudina, respectivamente. Além disso, um novo sínton foi encontrado no primeiro sal. Todos eles foram menos solúvel do que a forma II da lamivudina (base livre). O inesperado heterosínton pôde ser correlacionado com a solubilidade ligeiramente maior do 4,5-diclorobiftalato de lamivudina quando comparado com os demais sais preparados.

Proteins play a major role in living systems and present a wide spectrum of functionalities. Many different types of proteins are involved into biological processes, such as the catalysis of biochemical reactions, cellular membrane transport, immune system response and DNA replication. However, some proteins and peptides might become harmful to living organisms; for example, their abnormal aggregation causes neurodegenerative disorders including Alzheimer disease (AD). One of the causes of AD is the presence of amyloid beta peptides Aβ(1-42), Aβ(1-40), which self-assemble into insoluble fibrils and plaques, which surround neuronal cells impeding synapsis. The number of AD patients is increasing, but a cure has not been founded yet. Therefore, it is crucial to investigate the mechanisms underlying amyloid aggregation and screening for compounds able to prevent this irreversible process. Microfluidics permits characterising the physicochemical properties of proteins, investigate their aggregation and study their interactions with other molecules. Chemical kinetics allows studying the microscopic events occurring during protein self-assembly. The combination of these two techniques provides a powerful tool for the identification of compounds inhibiting the aggregation process. In this thesis by using microfluidics, chemical kinetics and other biophysical assays, I have investigated the proteins isoelectric point (pI) and the inhibition of aberrant Aβ(1-42) self-assembly process. Firstly, I describe the development of a microfluidic platform allowing for the measurement of the protein pI, in a gradient-free manner. This approach overcomes a fundamental limitation of convectional techniques that is the achievement of a stable and well-controlled pH gradient. Secondly, I investigate the inhibiting effect of llama nanobodies on Aβ(1-42) aggregation. The findings from this study show that nanobodies target monomeric species with high affinity whereas interactions with fibril surfaces are weak. Finally, I discuss the use of other compounds inhibiting specific nucleation stages. These include the chaperones clusterin and brichos, as well as soot and pure carbon nanoparticles. Importantly, the addition of both chaperones to Aβ(1-42) solutions has an additive inhibitory effect on aggregation. My findings will improve the characterization of the physicochemical properties of proteins as well as providing promising candidates for the inhibition of specific stages of amyloid beta aggregation opening the way to possible cures for AD disease.

A obtenção de amostras de nanotubos de carbono monodispersas em diâmetro e quiralidade é uma etapa importante para sua aplicação nas diversas áreas de nanotecnologia. Um recente método publicado por Arnold e colaboradores consiste em solubilizar nanotubos em água com o auxílio de surfactantes e centrifugar a solução em um gradiente de densidade. Observa-se, por medidas absorção no infravermelho, que nanotubos de diâmetro maior se encontram na região de maior densidade e aqueles de menor diâmetro, na região de densidade mais baixa. Esse resultado é oposto ao que se esperaria da densidade de cilindros ocos, que deve diminuir quando o diâmetro aumenta. Neste trabalho buscamos explicar essa aparente discrepância através de um modelo em que os surfactantes utilizados no processo de seleção - dodecil sulfato de sódio e colato de sódio - podem ser atraídos para cavidade hidrofóbica do nanotubo e arrastar moléculas de água consigo, invertendo a relação entre densidade e diâmetro. Testamos esse modelo através de simulações de mecânica molecular e dinâmica molecular clássica. Mostramos que existe um diâmetro crítico, que depende do surfactante, a partir do qual ele passa a ter mais afinidade com o interior da cavidade do nanotubo que com sua superfície externa. Mostramos também a existência de um diâmetro ótimo, em que a afinidade do surfactante com o interior do nanotubo é máxima. Simulações de dinâmica molecular acusaram a existência de uma força que atrai moléculas de surfactante para o interior do tubo e lá as aprisiona. Moléculas de água aderidas ao surfactante também são arrastadas para o interior do tubo. Através de dinâmica molecular também notamos que mesmo em solução aquosa há preferência de surfactantes maiores em tubos maiores. Calculamos a densidade de nanotubos vazios, preenchidos somente com água e preenchidos com água e surfactante. Na ausência de uma camada de surfactante encapsulando os nanotubos, mostramos que não há separação por diâmetro em gradiente de densidade se os nanotubos estiverem preenchidos. A existência de uma camada de surfactante viabiliza a separação por diâmetro de nanotubos preenchidos e explica a distribuição crescente de diâmetros em função da densidade. / Obtaining carbon nanotube samples which are monodisperse in diameter and chirality is an important step for its successful application in various nanotechnology areas. A recent procedure published by Arnold and collaborators consists in solubulizing carbon nanotubes in water with the help of surfactants and centrifuging the resulting solution in a density gradient. It is then observed, via infrared absorbance spectra, that larger diameter nanotubes are found in the larger density area while those smaller in diameter are found in lower density areas. This result is opposite to what one would expect from empty cylinders, in which the density decreases with increasing diameter. In this work we seek explanation to this discrepancy through a model in which surfactants used in the selection process - sodium dodecyl sulfate and sodium cholate - can be attracted towards the nanotube\'s hydrophobic cavity and drag water molecules with them, thus inverting the density/diameter relationship. We tested this model via molecular mechanics and classical dynamics simulations, showing that there is a critical diameter, which depends on the surfactant, at which the binding energy between the surfactant and the tube cavity exceeds that with the tube\'s outer surface. We also obtained an optimal diameter, which maximizes surfactant\'s binding energy with the tube interior. Molecular dynamics simulations showed the presence of a force which attracts surfactant molecules towards the nanotube cage and imprisons it there. Water molecules adhered to the surfactant are also dragged to the cage. We also noted, via molecular dynamics, that even in aqueous solutions larger surfactant molecules are preferred inside larger diameter tubes. We calculated the density of nanotubes in three conditions: empty, filled with water and filled with a mixture of water and surfactants. In the absence of a surfactant layer encapsulating the tubes we show that there is no separation by diameter via density gradient of the tubes are filled. The surfactant layer makes possible density gradient separation of nanotubes by diameter if the tubes are filled and explains the density increase with increasing diameter.

O emprego de solventes no processo de obtenção de óleos de sementes oleaginosas é um processo amplamente empregado, sendo o hexano o solvente tradicionalmente adotado. O objetivo principal desta dissertação de mestrado foi avaliar a viabilidade da substituição do hexano por etanol no processo de extração de óleo de soja. A utilização de etanol apresenta vantagens bastante atrativas como: menor toxicidade, boa seguridade operacional além deste ser obtido de fonte biorenovável. A produção de etanol em larga escala no Brasil torna, ainda, o processo vantajoso do ponto de vista econômico, além de ser um solvente facilmente recuperado para posterior reutilização no processo devido às suas características físico-químicas. Desta forma, neste trabalho foram realizados experimentos de cinética de extração e experimentos de extração sólido-líquido na condição de equilíbrio, nos quais foram avaliadas as variáveis: temperatura (40 a 90 °C) e hidratação do solvente (0 a 12%). Através da execução destes experimentos e a avaliação estatística dos resultados foi possível determinar os rendimentos de óleo e proteína, monitorar o comportamento dos compostos minoritários (ácidos graxos livres) e da água presente na matéria-prima, avaliar a qualidade da fração proteica resultante do processo de extração, além da composição química dos óleos obtidos. Assim, os resultados mostraram que o aumento do teor de água no etanol suprimiu fortemente a extração de óleo enquanto que a elevação da temperatura favoreceu a extração. Já a proteína exibiu um comportamento contrário ao óleo, sendo que o aumento da hidratação do solvente elevou a extração destes compostos e o aumento da temperatura diminuiu o teor de proteínas na fase extrato. Quanto à hidratação da fase extrato, pôde-se notar que esta foi independente da temperatura e que existe um equilíbrio entre a umidade do sólido e o nível de hidratação do etanol. A elevação da temperatura também aumentou a extração de ácidos graxos livres e a avaliação do perfil químico e da composição em AGL dos óleos obtidos via etanol mostrou que estes apresentaram composição típica de óleo de soja, independente da condição adotada. A qualidade da fração proteica resultante da extração do óleo, avaliada na forma de solubilidade de nitrogênio e análise térmica (DSC), mostrou que a proteína também foi fortemente influenciada pela presença da água no solvente e pelo aumento da temperatura, apresentando menores valores de solubilidade conforme o aumento do teor de água no etanol e da temperatura do processo. Diante dos resultados, pode-se inferir que é viável tecnicamente a utilização de etanol no processo de extração de óleo de soja, no entanto as condições de hidratação do solvente e temperatura devem ser consideradas devido à influência destas sobre as características da fração proteica do farelo desengordurado. / The use of solvents in the extraction of oil from oilseeds is a widely employed process and the hexane is the solvent traditionally adopted. The aim of this work was to evaluate the feasibility of replacing hexane by ethanol in the soybean oil extraction process. The use of ethanol has very attractive advantages such as: low toxicity, good operational security, as well as being obtained from a biorenewable source. The large scale production of ethanol in Brazil also makes the process advantageous from the economics point of view, besides being a solvent easily recovered for reuse in the process due to its physicochemical characteristics. Thus, in this work were performed experiments of kinetics of extraction and experiments of solid-liquid extraction in equilibrium condition in which the variables evaluated were: temperature (ranging from 40 to 90 °C) and solvent hydration (0 to 12% of water). The accomplishment of these experiments and the statistical evaluation of the results made possible to determine the yields of oil and protein, monitor the behavior of minor compounds (free fatty acids) and of the water present in raw material, evaluate the quality of the protein fraction resulting from oil extraction process, and the chemical composition of the extracted oils. Then, the results showed that increasing in water content of ethanol suppresses strongly the extraction of oil while the increase of temperature increases the extraction. About protein, it exhibits an opposite behavior to the oil, with the rise in water content of the solvent increasing the extraction of such compounds and the rise of temperature decreases in the protein content of extract phase. Regarding the hydration of the extract phase, it can be seen that this is temperature independent and that there is equilibrium between the solid matrix and the moisture level of the solvent ethanol. The increase in temperature also increases the extraction of free fatty acids and the evaluation of the chemical profile and composition in FFA of oils obtained via ethanol showed that they had typical composition of soybean oil, regardless the condition adopted. The quality of the protein fraction resulting from oil extraction evaluated as nitrogen solubility and thermal analysis (DSC) showed that the protein is also strongly influenced by the presence of water in the solvent and by increasing the temperature, with lower values of solubility with increasing water content in the ethanol and the process temperature. From the results, it can be inferred that it is technically feasible to use ethanol in the soybean oil extraction process, however hydration conditions of the solvent and temperature must be considered due to the influence of these on the protein fraction characteristics of the defatted meal.