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Collagen biostimulators are facial fillers that have the ability to act in the deeper portions of the skin, stimulating collagen production through localized subclinical inflammatory responses. They are considered safe materials because they have characteristics such as biocompatibility, biodegradation, production of minimal adverse effects, and satisfactory results. The aim of this article is to analyze the types and properties of semi-permanent stimulators available in the market, as well as their mechanisms of action, duration of effects, indications and contraindications. This is an integrative literature review, and articles from the last 5 years, related to the subject were searched in the PubMed, LILACS, Scielo and Google Schoolar databases with the following descriptors: (dermal fillers) AND (calcium hydroxyapatite); (dermal fillers) AND (poly l lactic acid); Sculptra; (dermal fillers) AND (polycaprolactone). By providing facial rejuvenation, treating expression lines and also promoting a filling of the face volume, allowing an improvement in the support and firmness of the skin, these materials are being preferred to invasive procedures such as plastic surgery. Los bioestimuladores de colágeno son rellenos faciales que tienen la capacidad de actuar en las partes más profundas de la piel, estimulando la producción de colágeno mediante respuestas inflamatorias subclínicas localizadas. Se consideran materiales seguros por tener características como la biocompatibilidad, la biodegradación, la producción de efectos adversos mínimos y resultados satisfactorios. El objetivo de este artículo es analizar los tipos y propiedades de los estimuladores semipermanentes disponibles en el mercado, así como sus mecanismos de acción, duración de los efectos, indicaciones y contraindicaciones. Se trata de una revisión bibliográfica integradora, y se buscaron artículos de los últimos 5 años, relacionados con el tema, en las bases de datos PubMed, LILACS, Scielo y Google Schoolar con los siguientes descriptores: (rellenos dérmicos) AND (hidroxiapatita de calcio); (rellenos dérmicos) AND (ácido poli láctico); Sculptra; (rellenos dérmicos) AND (policaprolactona). Al proporcionar el rejuvenecimiento facial, tratar las líneas de expresión y aún promover un relleno del volumen de la cara, lo que permite una mejora en el apoyo y la firmeza de la piel estos materiales están siendo preferibles a los procedimientos invasivos como la cirugía plástica. Os bioestimuladores de colágeno são preenchedores faciais que possuem a capacidade de agir nas porções mais profundas da pele, estimulando a produção de colágeno através de respostas inflamatórias subclínicas localizadas. São considerados materiais seguros por possuírem características como biocompatibilidade, biodegradação, produção de efeitos adversos mínimos e resultados satisfatórios. O objetivo deste artigo é analisar os tipos e propriedades dos estimuladores semipermanentes disponíveis no mercado, assim como seus mecanismos de ação, duração dos efeitos, indicações e contraindicações. Trata-se de uma revisão integrativa da literatura, e foram pesquisados artigos dos últimos 5 anos, relacionados ao assunto nas bases de dados PubMed, LILACS, Scielo e Google Schoolar com os seguintes descritores: (dermal filleres) AND (calcium hydroxyapatite); (dermal filleres) AND (poly l lactico acid); Sculptra; (dermal filleres) AND (policaprolactona). Por proporcionarem o rejuvenescimento facial, tratar linhas de expressão e ainda promover um preenchimento do volume da face, possibilitando que ocorra uma melhora na sustentação e firmeza da pele esses materiais estão sendo preferíveis a procedimentos invasivos como cirurgias plásticas.

Resumen Los residuos de madera son tratados comúnmente como desecho y existe un problema para su disposición. Actualmente, las fibras son utilizadas para producir papel, material de construcción y bioplásticos; aunque han sido desarrollados previamente materiales compuestos madera-plástico, no hay reportes de uno con matriz de policaprolactona. Durante la investigación se desarrollaron materiales compuestos policaprolactona-harina de madera de álamo que fueron caracterizados por medio de microscopía electrónica de barrido, espectroscopía infrarrojo por transformada de Fourier, biodegradación, prueba de captación de agua, propiedades mecánicas de flexión a tres puntos y barrido de temperatura. Las imágenes de microscopía electrónica de barrido mostraron materiales compuestos con uniformidad en la matriz, la espectroscopía evidenció interacción del grupo carbonilo de la policaprolactona y el enlace de estiramiento O-C-O con los grupos OH de la madera. Los materiales compuestos son resistentes a la degradación hidrolítica aún bajo los efectos de los rayos UV. De acuerdo con los resultados, se obtuvo un material apropiado para su uso en diseño de productos, por lo que finalmente fue generada una propuesta de diseño del mismo. Abstract Wood waste is commonly treated as waste, and there is a problem for its disposal. Currently, fibers are used to produce paper, building material, and bioplastics, although wood-plastic composite materials have previously been developed, there are no reports of one with a polycaprolactone matrix. During this research, polycaprolactone-poplar wood composite materials were developed that were characterized by scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, biodegradation, water uptake test, three-point bending mechanical properties, and temperature sweeping. Scanning electron microscopy images showed composite materials in a uniform matrix, spectroscopy showed the interaction of the carbonyl group of polycaprolactone and the stretch bond O-C-O with the OH groups of wood. Composite materials are resistant to hydrolytic degradation even under the effects of UV rays. According to the results, an appropriate material was obtained for product design, so a design proposal for it was eventually generated. Resumo A eliminação de resíduos de madeira, comumente tratados como desperdício, ocasiona problemas em seu processo de descarte. Atualmente, as fibras são utilizadas na produção de papel, material de construção e bioplásticos; embora materiais compostos de madeira-plástico tenham sido desenvolvidos anteriormente, não há relatos de algum com matriz de policaprolactona. Durante a presente pesquisa, foram desenvolvidos materiais compósitos de policaprolactona-farinha de madeira de choupo que foram caracterizados por meio de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier, biodegradação, teste de absorção de água, propriedades mecânicas de flexão em três pontos e varredura de temperatura. Imagens de microscopia eletrônica mostraram materiais compostos com uniformidade na matriz, a espectroscopia mostrou interação do grupo carbonil de policaprolactona e da ligação elástica O-C-O com os grupos de madeira OH. Os materiais compostos são resistentes à degradação hidrolítica mesmo sob os efeitos dos raios UV. De acordo com os resultados alcançados, foi obtido um material adequado para uso em projeto de produto, para o qual foi finalmente gerada uma proposta formal de design.

Grado en Ingeniería Química

La aplicación de polímeros de origen biológico en impresión 3D, así como su implementación en distintos sectores como el aeroespacial, textil, alimentario o biomédico es un campo de gran interés, no solo desde el punto de vista de la investigación académica sino desde la perspectiva ambiental y social. En este artículo se revisará la fabricación aditiva de biopolímeros, haciendo especial énfasis en una selección de materiales: celulosa, lignina, alginato, quitosano, ácido poliláctico y policaprolactona., Usage of biological polymers in 3D printing, as well as their implementation in different sectors such like aerospace, textile, food industry or biomedicine is a field of keen interest, not only under the point of view of the academic research, but from an environmental and social concern. In this article it will be gone over additive manufacturing of biopolymers, highlighting a variety of materials, namely, cellulose, lignin, alginate, chitosan, starch, polylactic acid, and polycaprolactone., Los autores agradecen el apoyo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Igualmente, este trabajo contó con el apoyo del Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) (Proyecto RTI2018-096328-B-I00) y de las plataformas temáticas interdisciplinares SUSPLAST+ y FAB3D. En particular, José Javier Relinque desea agradecer su vinculación contractual postdoctoral con financiación nacional Margarita Salas-Universidad de Cádiz 2021

Nas últimas duas décadas, a investigação sobre a aplicação de nanofibras poliméricas nas áreas dos têxteis inteligentes tem ganho cada vez mais interesse nomeadamente em sensores, engenharia de tecidos, comunicação e medicina. As nanofibras possuem características notáveis e com grande potencial, como a sua elevada área superficial, baixa porosidade, e excelentes propriedades mecânicas. A Electrofiação é um método simples, versátil e de baixo custo de produção, que tem sido amplamente utilizado por vários investigadores no fabrico de nanofibras para têxteis inteligentes. Esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de fibras condutoras à base de Acetato de Celulose e Policaprolactona produzidas por Electrofiação, dispostas sob a forma de membranas e fios. O Polipirrole foi o polímero condutor utilizado para conferir condutividade elétrica às fibras. Foi utilizada a polimerização in situ do pirrol de modo a revestir as membranas e fios produzidos e estes adquirirem propriedades condutoras. Assim, foi realizado um estudo detalhado dos melhores parâmetros de polimerização (vários tempos de imersão de agente oxidante (FeCl3) e de tempo de polimerização) de modo a maximizar a condutividade das membranas/fios sem afetar as suas propriedades mecânicas. Foram realizados ensaios de tração, para comparar as propriedades mecânicas (módulo de Young, resistência à fratura e percentagem de elongação) das membranas e fios com e sem revestimento. As membranas atingiram condutividades elétricas planares e transversais, de 2,3x10-2 S.cm-1 e 7,9x10-4 S.cm-1, respetivamente, enquanto os fios exibiram condutividades planares de 4,0x10-2 S.cm-1. In the last two decades, research on the application of polymeric nanofibers in the areas of smart textiles has gained increasing interest, namely in sensors, tissue engineering, communication and medicine. Nanofibers have remarkable characteristics and great potential, such as their high surface area, low porosity, and excellent mechanical properties. Electrospinning is a simple, versatile and low-cost production method that has been widely used by several researchers in the manufacture of nanofibers for smart textiles. This dissertation aims to develop conductive fibers based on Cellulose Acetate and Polycaprolactone produced by Electrospinning, arranged in the form of membranes and wires. Polypyrrole was the conductive polymer used to impart electrical conductivity to the fibers. In situ polymerization of pyrrole was used to coat the membranes and wires produced and these acquire conductive properties. Thus, a detailed study of the best polymerization parameters (various immersion times of oxidizing agent (FeCl3) and polymerization time) was carried out to maximize the conductivity of the membranes/wires without affecting their mechanical properties. Tensile tests were carried out to compare the mechanical properties (Young's modulus, fracture resistance and elongation percentage) of membranes and wires with and without coating. The membranes achieved planar and transverse electrical conductivities of 2,3x10-2 S.cm- 1 and 7.9x10-4 S.cm-1, respectively, while the wires exhibited planar conductivities of 4.0x10-2 S.cm-1.

In this investigation, the influence of gamma radiation in a therapeutic dose, such as the dose generally administered (on average) in two cycles of radiotherapy treatment, was evaluated for the chemical characteristics of nanocomposite films formed by polycaprolactone (PCL) with oxide nanoparticles of ZnO (ZnO NPs). The PCL nanocomposite films with ZnO NPs (PCL/ZnO NCs) were obtained via solvent casting method, using chloroform as solvent, with ZnO NPs mass contents in relation to polymer masses equal to: 02%; 0.4%; 0.6%; 0.8% and 1.0%. After this step, the films obtained were exposed to gamma radiation in a dose of 140 Gy in the presence of air and at room temperature. The influence of gamma radiation in a therapeutic dose on the chemical characteristics of nanocomposite films obtained through the solvent casting method, was accessed through absorption spectroscopy in the infrared region. Our results indicate that the chemical structure of PCL is preserved after exposure to gamma radiation at 140 Gy. En esta investigación se evaluó la influencia de la radiación gamma sobre la dosis terapéutica, como la dosis habitualmente utilizada (en promedio) en dos ciclos de tratamiento de radioterapia, sobre las características químicas de películas de nanocompuestos formadas por policaprolactona (PCL) con nanopartículas de óxido de ZnO (NP de ZnO). Las películas de nanocompuestos de PCL con NP de ZnO (PCL / ZnO NC) se obtuvieron mediante el método de fundición por solvente, utilizando cloroformo como solvente, con contenidos de masa de ZnO NP en relación a la masa de polímero igual a: 02%; 0,4%; 0,6%; 0,8% y 1,0%. Tras este paso, las películas obtenidas se expusieron a radiación gamma a una dosis de 140 Gy en presencia de aire y a temperatura ambiente. Se accedió a la influencia de la radiación gamma en dosis terapéutica sobre las características químicas de películas de nanocompuestos obtenidas mediante el método de fundición con solvente, mediante espectroscopía de absorción en la región infrarroja. Nuestros resultados indican que la estructura química del PCL se conserva después de la exposición a radiación gamma a 140 Gy. Nesta investigação, a influencia da radiação gama em dose terapeutica, como por exemplo, a dose costumeiramente utilizada (em media) em dois ciclos de tratamento radioterápico, foi avaliada sobre as características químicas de filmes de nanocompósitos formados pela policaprolactona (PCL) com nanopartículas de óxido de ZnO (ZnO NPs). Os filmes de nancompósitos da PCL com ZnO NPs (PCL/ZnO NCs) foram obtidos através do método de solvent casting, utilizando clorofórmio como solvent, com teores em masa de ZnO NPs em relação a massa do polímero iguais a: 02%; 0.4%; 0.6%; 0.8% e 1.0%. Apos essa etapa os filmes obtidos foram expostos a radiação gama na dose de 140 Gy em presenca de ar e em temperatura ambiente. A influência da radiação gama em dose terapeutica nas caracterísiticas químicas dos filmes de nanocompósitos obtidos através do médoto de solvent casting, foi acessada através da espectroscopia de absorção na região do infravermelho. Nossos resultados indicam que a estrutura química da PCL é preservada após a exposição a radiação gama em 140 Gy.

Dissertação de Mestrado em Bioquímica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia Infecções por bactérias multirresistentes são cada vez mais prováveis e são frequentemente um risco de vida. Uma das potenciais soluções para combater o aparecimento de é a introdução de péptidos antimicrobianos como antibióticos. Contudo, estes compostos têm limitações, como tempo de semi-vida demasiado curto ou efeitos secundários demasiado perigosos. Uma das soluções para os tornar mais eficazes é a sua modificação com polímeros, para alterar a sua farmacocinética e farmacodinâmica.Este trabalho teve por objectivo avaliar a eficácia da conjugação dos péptidos antimicrobianos polimixina B e polifemusina I com o polímero policaprolactona como potencial modificação para melhorar os seus efeitos. A polimixina B é um antibiótico de última linha e a polifemusina I mesmo não tendo uso medico, demonstrou em laboratório ser eficaz contra uma vasta gama de microrganismosProcurou-se verificar que 1) não há impacto no mecanismo de acção, nomeadamente a interacção entre membranas e os conjugados e 2) verificar que as micelas se mantém estáveis em água. Foram realizadas simulações de dinâmica molecular clássica com o campo de forças AMBER e analisada a estrutura e dinâmica dos compostos em água.Neste trabalho, apesar de dificuldades em estabelecer os sistemas para simular, conseguimos com sucesso criar uma micela estável com PCL e polimixina B e criar uma membrana modelo para testar a membrana. Também explicamos os métodos e algum código python que foram utilizados para estabelecer os modelos. Infections by multi-resistant bacteria are rising in frequency and are often life-threatening. One of the proposed solutions is the introduction of antimicrobial peptides as antibiotics. However, these compounds suffer from a short half-life and can display cytotoxic effects, particularly severe haemolytic activity. Polymeric modification of antimicrobial peptides is a strategy that can be used to increase in their effectiveness and therapeutic spectrum, by altering their pharmacokinetics and pharmacodynamics properties.In this work we evaluated the conjugation effectiveness with polycaprolactone as a modification to improve the AMPs, specifically polymyxin B and polyphemusin I. Polymyxin B is one an antibiotic of last resort and polyphemusin I, - while not in medical use has been shown to be effective against a broad spectrum of microorganisms.We intended to 1) verify the mechanism of action, particularly in the interaction between the cell membranes and the conjugates, is not negatively impacted and 2) check if the micelles remain stable in water. We have performed classical Molecular Dynamics simulations with AMBER force field and analysed their structure and dynamics in water.In this work, despite time consuming difficulties establishing the systems to simulate, we succeeded in creating a stable micelle with PCL and polymyxin B and prepared a membrane model to test the micelle. We also explained the metodos and some of the python code that were utilized to establish the models.

[ES] El sistema musculoesquelético posee una capacidad de regeneración limitada cuando se producen lesiones o fracturas de gran tamaño. Los trasplantes son el tratamiento más habitual, pero no consiguen una recuperación óptima de la estructura y funcionalidad del tejido. Surge con ello la necesidad de buscar alternativas, como la ingeniería tisular. Basada en la combinación de materiales biocompatibles, células y señales bioquímicas, la ingeniería tisular tiene como objetivo generar estructuras que reproduzcan el nicho biológico donde las células puedan proliferar y diferenciarse para regenerar el tejido dañado. Para ello, se emplean materiales biocompatibles y biodegradables, como polímeros, tanto de origen natural como sintético. Una aproximación interesante es la mezcla de polímeros hidrófobos (policaprolactona) e hidrófilos (alginato) para generar redes que presenten una combinación de las propiedades de sus componentes individuales: resistencia mecánica, absorción de agua, estabilidad térmica, etc. El presente trabajo se centra en el desarrollo de nuevas redes poliméricas semi-interpenetradas de policaprolactona (PCL) y alginato de sodio (SA) en forma de películas planas, donde el SA se entrecruza formando una red, y la PCL queda integrada en ella. Además, para dotar al biomaterial de propiedades electroactivas que estimulen la respuesta celular, se estudia la incorporación de nanopartículas conductivas basadas en nanomateriales de carbono, como es el óxido de grafeno reducido (rGO). Tras la preparación de las películas, se ha realizado una caracterización fisicoquímica y morfológica mediante calorimetría diferencial de barrido, termogravimetría, espectroscopía infrarroja, espectroscopía dieléctrica, absorción de agua, mojabilidad superficial y microscopía electrónica. También se ha llevado a cabo un ensayo de citotoxicidad donde se evalúa la biocompatibilidad del material con células musculares. Los resultados presentan una estructura homogénea y no citotóxica con una serie de propiedades fisicoquímicas que la hacen muy interesante para aplicaciones en ingeniería tisular. Palabras Clave: redes semi-interpenetradas, regeneración tisular, polímeros conductivos, alginato, policaprolactona, óxido de grafeno reducido., [EN] .

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Sistemas de liberação controlada de uso tópico têm sido amplamente estudados como alternativa à administração convencional e buscam fornecer soluções inovadoras a diversas aplicações, bem como tratamentos. Tecnologias de liberação de fármacos baseadas em nanofibras são destaque neste cenário e a eletrofiação de blendas poliméricas, em particular, consagrou-se como forma moderna de criar materiais biocompatíveis visando aplicações biomédicas. Efeitos adversos no sistema circulatório, trato gastrointestinal, rins e fígado estão comumente relacionados à administração oral convencional de diclofenaco de potássio (DP), portanto, o estudo de uma nova via de administração baseada em nanofibras eletrofiadas de Gelatina / Policaprolactona carregadas com DP é um biomaterial de potencial aplicação tópica de DP, visando a melhora da qualidade de vida dos pacientes. O trabalho descreve o desenvolvimento de nanofibras de Gelatina/Policaprolactona incorporadas com DP (5, 10 e 15 % m/m) utilizando o método de eletrofiação. MEV-EDS evidenciou sucesso na incorporação do fármaco, enquanto FTIR e DSC indicaram possível interação gelatina e DP. O estudo de biodegradação in vitro evidenciou a dissolução da gelatina e a análise de liberação in vitro revelou uma dependência do perfil de liberação com a concentração de DP e temperatura. O estudo de permeação in vitro utilizando pele suína e realizado com as nanofibras % m/m de DP identificou a presença do fármaco na epiderme e derme, indicando o direcionamento dérmico do DP que pode resultar na melhora do efeito farmacológico desse medicamento. Controlled release systems for topical use have been widely studied as an alternative to conventional administration and seek to provide innovative solutions for many applications as well as treatments. Nanofiber­based drug delivery technologies are highlighted in this scenario and the electrospinning of polymer blends, in particular, is a modern way to create biocompatible materials for biomedical applications. Adverse effects in the circulatory system, gastrointestinal tract, kidneys, and liver are commonly related to the conventional oral administration of diclofenac potassium (DP), therefore, the study of a new route of administration based on electrospun nanofibers of Gelatin / Polycaprolactone loaded with DP is a biomaterial with potential topical application of DP, aiming the patient's life quality improvement. The work describes the development of Gelatin/Polycaprolactone nanofibers incorporated with DP (5, 10, and 15 % m/m) using the electrospinning method. SEM­EDS evidenced success in the drug incorporation, while FTIR and DSC indicated a possible interaction between gelatin and DP. The in vitro biodegradation study showed gelatin dissolution and the in vitro release analysis revealed a dependence of the release profile on the DP concentration and temperature. The in vitro permeation study using porcine skin (nanofibers with 10 % m/m of DP) and identified the presence of the drug in the epidermis and dermis, indicating the dermal targeting of the DP, which can improve the pharmacological effect of this drug.

Made available in DSpace on 2022-01-11T17:17:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 8365_18017.pdf: 5006584 bytes, checksum: d48802eb11caaa388ac496a80fbbb4aa (MD5) Previous issue date: 2021-07-08

Agência 1 No presente trabalho foram produzidas matrizes híbridas com os polímeros polimetilmetacrilato (PMMA) ou policaprolactona (PCL) incorporadas com ácido fosfomolíbdico em diferentes concentrações a partir da técnica de eletrofiação, objetivando verificar a capacidade das matrizes na recuperação do íon Ag+ em soluções aquosas, por meio de processos de oxirredução. As análises de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR-ATR) foram utilizadas para identificar a interação entre a parte orgânica e a inorgânica das matrizes. Essa interação foi comprovada pelo deslocamento químico das bandas C=O do PMMA, C-O do PCL e -Mo-Ob-Mo do ácido fosfomolíbdico. Os aspectos morfológicos e de superfície das matrizes foram estudados com análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e medidas de ângulo de contato. A partir dos resultados de MEV observou-se que as fibras contendo ácido fosfomolíbdico apresentaram diâmetros menores em comparação com as fibras poliméricas puras. Já os resultados de ângulo de contato demonstraram a influência do ácido fosfomolíbdico na interação da superfície das matrizes de PMMA com água, constatando-se que a presença do composto inorgânico proporciona menor caráter hidrofóbico à matriz. Para confirmação da capacidade das matrizes na redução de íons Ag+, as fibras inicialmente foram irradiadas com luz ultravioleta e posteriormente imersas em solução contendo AgNO3 0,1 mol/L. Análises de espectroscopia eletrônica de absorção na região do UVVis foram realizadas para a quantificação da concentração de Ag+ remanescente em meio aquoso após processo de oxirredução, a partir das quais comprovou-se a eficiência das matrizes na redução/recuperação de íons Ag+. A presença de Prata na superfície das matrizes foi observada por meio da obtenção de imagens de MEV. Com os resultados verificou-se a presença de agregados na superfície das matrizes que indicam a presença da Ag metálica. In the present work were produced hybrid matrices of polymethylmethacrylate or polycaprolactone incorporated with phosphomolybdic acid in different concentrations by electrospun technique with the objective to verify the ability of the matrices to recover Ag+ ions in aqueous solutions by means of oxirreduction processes. Infrared spectroscopy was used to identify the interaction between the organic and inorganic parts of the matrices. This interaction was confirmed by the chemical shifting of the C=O bands of PMMA, C-O of PCL and Mo-Ob-Mo of phosphomolybdic acid. The morphological and surface aspects of the matrices were studied by scanning electron microscopy and contact angle measurements. From the microscopy results, it was observed that the fibers containing phosphomolybdic acid has smaller diameters compared to the pure polymeric fibers.The results of the contact angle demonstrated the influence of phosphomolybdic acid on the interaction of the surface of the PMMA matrices with water, showing that the presence of the inorganic compound provides less hydrophobic character to the matrices. To confirm the ability of the matrices to reduce Ag+ ions, the fibers were irradiated with ultraviolet light and subsequently immersed in a solution containing 0,1 mol/L AgNO3. UV-Vis absorption electron spectroscopy used to quantify the concentration of Ag+ remaining in aqueous solution after the oxirreduction process, from efficiency of the matrices in reducing/recovering Ag+ ions was proven. The presence of silver on the surface of the matrices was verified by scanning electron microscopy images. With the results obtained it was verified the presence of aggregates on the surface of the matrices that indicates the presence of metallic Ag.

Com oaumento de doenças e fraturas ósseascada vez existe mais interesse no desenvolvimento de biomateriais para aplicação em substituição e regeneração óssea. Materiais como a hidroxiapatite e policaprolactona são muito referidos na investigação de novos materiais compósitos biocompatíveis e bioativos para regeneração óssea.Neste trabalho aplica-setecnologia deimpressão 3Dpara fabricar estruturascompósitas com comportamento auxético. Estas estruturas 3D apresentama forma de um giróide, possuindo ainda um gradienteunidirecionalde densidades.A estrutura final foi produzida através de uma mistura sólida de 70% de hidroxiapatite e 30% policaprolactonae ainda uma mistura líquida de um solvente (diclorometano), deum surfactante (2-butoxietanol) e de um plastificante (dibutilftalato).Inicialmente, procedeu-se à otimização dasmisturasde modo a produzir uma estrutura 3Dcoesa e biocompatível. Em seguida, realizaram-se ensaios mecânicos de compressão, os quais demonstraram que as peças produzidas exibem comportamento semelhante ao de uma espuma, commódulo de Young igual a 15.9, 19.9e 15.5MPae tensão de colapsoigual a 0.340, 0.567e 0.891MPa,dependente daespessuradas paredes da estrutura, 0.6, 0.8 e 1.0 milímetros, respetivamente.Posteriormente aos ensaios de compressão, testou-se o compósito através de ensaios de bioatividade. Decorridos estes ensaios, as superfícies das amostras foram caracterizadas por Microscopia Eletrónica de Varrimento com Espectrometria de Energia Dispersiva de raios-X, SEM-EDS, para se avaliar e comparar a deposição de cristais apatíticos. Simultaneamente a estes testes, realizou-se ensaios de citotoxicidade para avaliação da biocompatibilidade. Os resultadosmostraram que os materiais são bioativos e não citotóxicos, mostrando potencial para aplicação como substitutos ósseos. xAbstractWith the intensification in bonediseases and fractures, there is an increasing interest in the development of biomaterials for application in bone replacement and regeneration. Materials such as hydroxyapatite and polycaprolactone are often referred to in the investigation of new biocompatible and bioactive composite materials for bone regeneration.In this work, 3D printing technology is applied to manufacture composite structures with auxetic behaviour. These 3D structures have the shape of a gyroid, and also have a unidirectional density gradient. The final structure was produced through a solid mixture of 70% hydroxyapatite and 30% polycaprolactoneand a liquid mixture of a solvent (dichloromethane), a surfactant (2-butoxyethanol) and a plasticizer (dibutyl phthalate).Initially,the mixtures were optimized in order to produce a cohesive and biocompatible 3D structure. Then, mechanical compression tests were performed, which demonstrated that the parts produced exhibit a behavior similar to that of foam, with Young's modulus equal to 15.9, 19.9and 15.5MPa and collapse stress equal to 0.340, 0.567and 0.891MPa, dependent the thickness of the structure's walls, 0.6, 0.8 and 1.0 millimetres, respectively.After the compression tests, the composite was tested through bioactivity tests. After these tests, the sample surfaces were characterized by Scanning Electron Microscopy with X-ray Dispersive Energy Spectrometry, SEM-EDS, to evaluate and compare the deposition of apatitic crystals. Simultaneously with these tests, cytotoxicity tests were performed to assess biocompatibility. The results showed that the materials are bioactive and non-cytotoxic, showing potential for application as bone substitutes.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O estudo da biomimética tem despertado grande interesse em vários campos da ciência, como por exemplo em aplicações médicas. Neste trabalho mantas de fibras poliméricas biodegradáveis foram produzidas com propriedades compatíveis com as encontradas em casulos da mariposa Rothschildia sp. Inicialmente, o casulo foi estudado através das técnicas de termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaios mecânicos de tração. Os resultados indicaram uma estrutura composta por fibras de fibroína em uma matriz de sericina, além da presença de hidroxiapatita. As mantas foram produzidas a partir de fibras de policaprolactona (PCL) e poli(ácido lático) (PLA), que apresentam estrutura química semelhante a fibroína, com a adição de hidroxiapatita (HA). A técnica de Solution Blow Spinning (SBS), ou fiação por sopro em solução, foi utilizada para a produção das fibras poliméricas com uma matriz multibicos e um coletor giratório. Após o processo de fiação, as mantas foram prensadas a quente, com temperatura de processamento e quantidade de camadas variando em cinco grupos, para formar uma matriz de PCL e produzir uma estrutura equivalente a do casulo. As mantas também foram caracterizadas por DSC, FTIR, MEV e ensaios mecânicos de tração. A composição química das mantas de PCL e PLA foi equivalente a encontrada no casulo, bem como a morfologia fibrosa resultante do processamento por SBS. As imagens de MEV confirmaram a formação de uma fase matriz de PCL que une as fibras de PLA após o processo de prensagem. A resistência mecânica a tração das mantas variou de acordo com a quantidade de camadas e temperatura de processamento utilizada. Os melhores resultados foram obtidos para mantas com seis camadas de PCL e PLA com HA, processadas em prensa à quente em temperatura de 90 °C, por 30 min. Apesar da resistência mecânica das mantas produzidas terem sido menores que a do casulo, os resultados indicaram que este material apresenta potencial para ser utilizado em meio biológico. There has been great interest in the study of biomimetics for several fields of science, such as medical applications. In this work, biodegradable polymeric fiber mats were produced with properties compatible with those found in cocoons of the moth Rothschildia sp. Initially, the cocoon was studied using techniques of thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and mechanical tensile tests. The results indicated a structure composed of fibroin fibers in a sericin matrix, in addition to hydroxyapatite. The mats were produced from polycaprolactone (PCL) and poly (lactic acid) (PLA) fibers, which have a chemical structure comparable to fibroin, with the addition of hydroxyapatite (HA). Solution Blow Spinning (SBS) technique was used to produce the polymeric fibers with a multinozzle matrix and a rotating collector. After the spinning process, the mats were hot pressed, with processing temperature and number of layers varying in five groups, to form a PCL matrix and produce a structure equivalent to that of the cocoon. The mats were also characterized by DSC, FTIR, SEM and mechanical tensile tests. The chemical composition of the PCL and PLA mats were equivalent to that found in the cocoon, as well as fibrous morphology resulting from the SBS processing. SEM images confirmed the formation of a PCL matrix phase that binds the PLA fibers after the hot press processing. Tensile strength of the mats varied according to the number of layers and processing temperature used. The best results were obtained for mats with six layers of PCL and PLA with the addition of HA, processed in a hot press at 90 ° C, for 30 min. Although the strength of the mats produced were lower than that of the cocoon, the results indicated that this material has a potential to be used in biological media.

ilustraciones, fotografías, graficas, tablas Esta investigación está basada en la síntesis de policaprolactona (PCL) y copolímeros de la misma, mediante la polimerización por apertura de anillo incorporando enzimas de tipo lipasa como catalizadores. En principio la síntesis de PCL se ha centrado en la acción de catalizadores químicos y altas demandas experimentales, que se contraponen a la salud ambiental y humana, haciendo evidente que se requieren alternativas que favorezcan la síntesis del poliéster y sus copolímeros, además del cuidado ambiental. Es por ello que se reconoce que la polimerización enzimática por apertura de anillo (eROP) empleando lipasas junto condiciones “suaves” de reacción, constituye la síntesis de copolímeros funcionalizados de PCL como un proceso amigable con el medio ambiente. La eROP a la fecha, aborda aspectos como los tipos de enzimas y su origen, además de los efectos de las condiciones experimentales (solvente, temperatura, iniciadores, etc.) sobre las propiedades del polímero y la estabilidad de las lipasas; es necesario recalcar que dichas exploraciones se centran en polímeros lineales y telequélicos, mientras que se demandan estructuras más versátiles y funcionales, siendo este un campo menos abordado por la polimerización enzimática. Inicialmente se comparó la actividad enzimática sobre la eROP de la caprolactona (ℇ-CL) a partir de dos lipasas con diferente origen y disposición, siendo la primera la lipasa Candida antartica tipo B (CALB) (N-435) y la segunda la lipasa pancreática porcina (PPL). Ambas enzimas en la eROP permitieron la apertura del anillo de ℇ-CL, la PPL evidenció una conversión del 26% y la formación de especies ácidas y oligómeros de tipo dímero y trímero en más de 36 horas de reacción, mientras que la conversión del 100% del monómero fue generado por la N-435 en 4 horas de reacción, con una PCL de alto peso molecular (Mn: 14,1 kDa). En este sentido, la N-435 demostró control de la polimerización y una mejor eficiencia frente la PPL, concordando con la mayor actividad demostrada en la hidrolisis de tri y monoglicéridos. Igualmente, la N-435 en micrografías SEM, exhibe que el soporte de la enzima se ve afectado mecánicamente y puede influir en la reutilización del catalizador. Posteriormente, las condiciones de reacción “suaves” que permitieron la síntesis de PCL con la N-435 y con altos rendimientos en su peso molecular y grados de conversión, fueron establecidas bajo comparación de variaciones en la temperatura, solventes y concentraciones con el catalizador. Se estipuló que la reacción a 70ºC, en tolueno y con una concentración del 10% de N-435 respecto el monómero, permiten el 100% de conversión de la ℇ-CL, buenas propiedades en la PCL y menores exigencias energéticas respecto los catalizadores químicos. Igualmente se señalan los efectos que tiene la variación de la temperatura, solventes y concentraciones, sobre el rendimiento de la reacción, hallando entre estas, alta polidispersión (Ð), disminución de los pesos moleculares y las conversiones. Con el compendio de las condiciones de reacción “suaves” y la alta actividad de la N-435, se obtuvo el copolímero α-azido-ε-caprolactona-co-caprolactona (Poli (α-N3-CL-co-CL)) a dos diferentes pesos moleculares (Mn: 14,7 y 9,5 kDa) y un 100% de conversión, demostrando el control de la N-435 sobre la polimerización. Este copolímero exhibió un comportamiento térmico diferente a la PCL pura, pues la presencia de grupos azida en la cadena de polímero, disminuye las temperaturas de fusión y por ende la cristalización. A causa de este efecto se estima que los cristales del copolímero son de menor tamaño y diferente forma, además del aumento en los dominios amorfos en el polímero, donde se centra la biodegradación del material. Por otro lado, mediante las reacciones de cicloadición (clic), se logró la conjugación de biomoléculas como el colesterol, ácido linoleico y oleico con el copolímero obtenido. Estas biomoléculas fueron adecuadas con grupos alquino para permitir la reacción con los grupos pendientes azido del copolímero; cada biomolécula requirió de halogenación y amidación. Los productos obtenidos fueron caracterizados por FTIR y RMN-1H constatando la presencia de la biomolécula y el copolímero. Finalmente bajó la técnica de nanoprecipitación se sintetizaron partículas cargadas de curcumina (curcuminoides), encontrando que estas poseen un tamaño entre 160 y 450nm y una estabilidad electrostática en solución, además de una concentración entre 10-30% de curcumina. También, se enuncian los efectos de la interacción entre el copolímero, las biomoléculas y la curcumina, proponiendo un modelo esférico injertado para estas preparaciones, que mostraron actividad antibacteriana en microorganismos Gram negativos y positivos. (Texto tomado de la fuente) This research is based on the synthesis of polycaprolactone (PCL) and copolymers thereof, by means of ring-opening polymerization incorporating lipase-type enzymes as catalysts. In principle, the synthesis of PCL has been focused on the action of chemical catalysts and high experimental demands, which are opposed to environmental and human health, making it evident that alternatives that favor the synthesis of polyester and its copolymers, in addition to environmental care, are required. That is why it is recognized that the enzymatic ring-opening polymerization (eROP) using lipases together with "mild" reaction conditions, constitutes the synthesis of functionalized copolymers of PCL as an environmentally friendly process. To date, eROP addresses aspects such as the types of enzymes and their origin, as well as the effects of experimental conditions (solvent, temperature, initiators, etc.) on polymer properties and lipase stability; it is necessary to emphasize that these explorations are focused on linear and telechelic polymers, while more versatile and functional structures are in demand, this being a field less addressed by enzymatic polymerization. Initially, the enzymatic activity on eROP of caprolactone (ℇ -CL) from two lipases with different origin and disposition were compared, the first being Candida antarctica type B lipase (CALB) (N-435) and the second porcine pancreatic lipase (PPL). Both enzymes in eROP allowed the opening of the ℇ-CL ring, PPL evidenced a 26% conversion and the formation of acidic species and dimer and trimer type oligomers in more than 36 hours of reaction, while 100% conversion of the monomer was generated by N-435 in 4 hours of reaction, with a high molecular weight PCL (Mn: 14.1 kDa). In this sense, N-435 showed control of polymerization and better efficiency versus PPL, agreeing with the higher activity demonstrated in the hydrolysis of tri- and monoglycerides. Likewise, N-435 in SEM micrographs, exhibits that the enzyme support is mechanically affected and can influence the reusability of the catalyst. Subsequently, the "mild" reaction conditions that allowed the synthesis of PCL with N-435 and with high yields in its molecular weight and degrees of conversion, were established under comparison of variations in temperature, solvents and concentrations with the catalyst. It was stipulated that the reaction at 70ºC, in toluene and with a 10% concentration of N-435 with respect to the monomer, allow 100% conversion of ℇ-CL, good properties in PCL and lower energy requirements with respect to chemical catalysts. The effects that the variation of temperature, solvents and concentrations have on the reaction performance are also pointed out, finding among these, high polydispersion (Ð), decrease of molecular weights and conversions. With the compendium of the "mild" reaction conditions and the high activity of N-435, the copolymer α-azido-ε-caprolactone-co-caprolactone (Poly (α-N3-CL-co-CL)) was obtained at two different molecular weights (Mn: 14.7 and 9.5 kDa) and 100% conversion, demonstrating the control of N-435 on polymerization. This copolymer exhibited a different thermal behavior than pure PCL, since the presence of azide groups in the polymer chain decreases the melting temperatures and therefore the crystallization. Because of this effect, it is estimated that the crystals of the copolymer are smaller in size and different in shape, in addition to the increase in the amorphous domains in the polymer, where the biodegradation of the material is centered. On the other hand, by means of cycloaddition reactions (click), the conjugation of biomolecules such as cholesterol, linoleic and oleic acid with the obtained copolymer was achieved. These biomolecules were fit with alkyne groups to allow reaction with the outstanding azido groups of the copolymer; each biomolecule required halogenation and aminolysis. The obtained products were characterized by FTIR and 1H-NMR confirming the presence of the biomolecule and the copolymer. Finally, using the nanoprecipitation technique, curcumin charged particles (curcuminoids) were synthesized, finding that they have a size between 160 and 450 nm and an electrostatic stability in solution, in addition to a concentration between 10-30% of curcumin. Also, the effects of the interaction between the copolymer, biomolecules and curcumin are enunciated, proposing a spherical grafted model for these preparations, which showed antibacterial activity in Gram negative and positive microorganisms. Maestría Magíster en Ciencias - Química Síntesis de polímeros

Biodegradable polymers market has rapidly increased, and polycaprolactone (PCL) has arisen as interesting option for the polymer industry and the scientific community. The present work aimed to evaluate the annealing effect on mechanical (impact, tensile, flexural and hardness), thermomechanical (thermal deflection temperature (HDT) and Vicat softening temperature (VST)) and thermal properties (differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG)) in PCL injected specimens. Elastic modulus, tensile strength, Shore D hardness, HDT, VST and thermal stability were improved after annealing at 50 °C; whereas impact strength and elongation at break decreased. Summing up, annealing improved PCL performance and can be considered as prosperous methodology to handle targeted properties for specific applications. El mercado de polímeros biodegradables ha aumentado rápidamente y la policaprolactona (PCL) ha surgido como una opción interesante para la industria de los polímeros y la comunidad científica. El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el efecto de recocido sobre las propiedades mecánicas (impacto, tracción, flexión y dureza), termomecánicas (temperatura de deflexión térmica (HDT) y temperatura de ablandamiento Vicat (VST)) y térmicas (calorimetría diferencial de barrido (DSC) y termogravimetría (TG)) en muestras inyectadas con PCL. El módulo elástico, la resistencia a la tracción, la dureza Shore D, HDT, VST y la estabilidad térmica se mejoraron después del recocido a 50ºC; mientras que la resistencia al impacto y el alargamiento a la rotura disminuyeron. En general, el recocido ha aumentado el rendimiento del PCL y puede considerarse como una metodología próspera en la manipulación de propiedades deseadas para aplicaciones específicas. A demanda do mercado por polímeros biodegradáveis tem aumentado rapidamente, e a policaprolactona (PCL) aponta como opção interessante para indústria e a comunidade científica. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do tratamento térmico de recozimento nas propriedades mecânicas (impacto, tração, flexão e dureza), termomecânicas (temperatura de deflexão térmica (HDT) e temperatura de amolecimento Vicat (TAV)) e térmicas (calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TG)), em corpos de prova injetados da PCL. Obteve-se aumento no módulo elástico, na resistência à tração, na dureza Shore D, na HDT, na TAV e na estabilidade térmica da PCL após tratamento térmico à 50°C. Enquanto, decréscimos foram verificados na resistência ao impacto e no alongamento na ruptura. No geral, o recozimento aumentou o desempenho da PCL e pode ser considerado como próspera metodologia na manipulação de propriedades almejadas para aplicações específicas.

Submitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2023-01-17T13:49:45Z No. of bitstreams: 1 2020 - Hellen Regina Oliveira de Almeida.pdf: 3203439 bytes, checksum: d6d43bfc198219587e61792c0d92e03a (MD5) Made available in DSpace on 2023-01-17T13:49:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2020 - Hellen Regina Oliveira de Almeida.pdf: 3203439 bytes, checksum: d6d43bfc198219587e61792c0d92e03a (MD5) Previous issue date: 2020-11-26 CAPES - Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior Schizophrenia, a complex chronic clinical syndrome, conditioned to the pathology of mental functioning, which expresses the modern notion of human insanity and mental illness. Despite the significant improvement in schizophrenia symptoms with the administration of antipsychotics, the occurrence of side effects associated with these drugs and the need for continuous treatment are important factors for patients' non-adherence to medication. Olanzapine (OLZ) is a prominent antipsychotic used for the treatment of schizophrenia due to the decrease in side effects, when compared to other antipsychotics. In order to prevent the first-pass effect that occurred by oral administration and to obtain an increase in the bioavailability of OLZ, it is necessary to develop new controlled-release systems for this type of drug, enabling better patient compliance with treatment. A good alternative is to develop the drug administration route via subcutaneous implant to, in some cases, increase the bioavailability of the active drug by up to 4-10 times and increase the medication administration interval. Subcutaneous implantable pharmaceutical systems consist of depositing drugs in the patient's subcutaneous tissue through minor surgery, using polymers or silicone as a matrix. Among the biodegradable polymers, the poly (lactic acid) (PLA) and the polycaprolactone (PCL), have stood out and are intensively investigated for biomedical applications, due to their bioreabsorbable characteristic, good cell adhesion and for taking months to years to degrade when exposed to the biological environment. Thus, this work aims at the production and characterization of filaments using PLA, PCL and PLA / PCL mixture loaded with OLA, using the hot extrusion method. The filaments produced in the cylindrical format carried with OLA were characterized by the techniques of scanning electron microscopy, X-ray diffraction, infrared spectrometry with Fourier transform and thermogravimetric analysis. According to the results obtained by these techniques, it was possible to conclude that the filament produced composed of PCL / OLA, was considered better for not presenting degradation of the drug. The release capacity of the PCL / OLA filament was carried out in phosphate buffer solution (pH = 7.4) at 37?C, rotation of 75 rpm in a dissolver and the release was recorded by UV-Vis spectroscopy at predetermined times for 4 days. The obtained result demonstrated that the drug was released in a prolonged way in the studied days and that initially the drug deposited on the surface occurs and then the drug is released by the erosion of the filament. According to the results of the analyzes carried out, it was concluded that the filaments composed of PCL / OLA have potential application in the treatment of schizophrenia, promoting the controlled release of drugs A esquizofrenia ? uma s?ndrome cl?nica cr?nica complexa que expressa a no??o moderna de insanidade e loucura humana. Mesmo com a melhora significativa dos sintomas da esquizofrenia com a administra??o de antipsic?ticos, a ocorr?ncia de efeitos colaterais associados a esses medicamentos e a necessidade de tratamento cont?nuo s?o fatores importantes de n?o-ades?o medicamentosa dos pacientes. A olanzapina (OLA), ? um antipsic?tico de destaque usado para o tratamento da esquizofrenia devido a diminui??o dos efeitos colaterais, quando comparado ? outros antipsic?ticos. De modo a prevenir o efeito de primeira passagem ocorrido pela administra??o oral e obter um aumento na biodisponibilidade da OLA, ? necess?rio desenvolver novos sistemas de libera??o controlada para este f?rmaco, possibilitando uma melhor ades?o do paciente ao tratamento. Uma boa alternativa ? a administra??o por via de implante subcut?neo, que, em alguns casos, aumenta a biodisponibilidade do f?rmaco em at? 4-10 vezes, al?m de aumentar o intervalo de administra??o do medicamento. Esses sistemas farmac?uticos s?o depositados no tecido subcut?neo do paciente por interm?dio de pequena cirurgia e utilizam como matriz pol?meros. Entre os pol?meros biodegrad?veis, o poli (?cido l?ctico) (PLA) e o policaprolactona (PCL), tem se destacados e s?o intensivamente investigados para aplica??es biom?dicas, devido sua caracter?stica bioreabsorv?vel, boa ades?o celular e por levar de meses a anos para degradar quando exposto ao meio biol?gico. Dessa forma, esse trabalho teve por objetivo a produ??o e a caracteriza??o de filamentos utilizando o PLA, o PCL e a mistura PLA/PCL carregados com OLA, atrav?s do m?todo de extrus?o ? quente. Os filamentos produzidos no formato cil?ndrico carreados com OLA foram caracterizados pelas t?cnicas de microscopia eletr?nica de varredura, difra??o de raios X, espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier e an?lise termogravim?trica. De acordo com os resultados obtidos por essas t?cnicas, foi poss?vel concluir que o filamento produzido composto de PCL/OLA, foi considerado melhor por n?o apresentar degrada??o do f?rmaco. A capacidade de libera??o do filamento PCL/OLA foi realizado em solu??o tamp?o fosfato (pH = 7,4) a 37?C, rota??o de 75 rpm em um dissolutor e registrado a libera??o por espectroscopia UV-Vis em tempos pr?-determinados por 4 dias. O resultado obtido demostrou que o f?rmaco foi liberado em duas etapas: inicialmente ocorre a libera??o do f?rmaco depositado na superf?cie e em seguida, o f?rmaco ? liberado pela eros?o do filamento. De acordo com os resultados das an?lises realizadas foi poss?vel concluir que os filamentos compostos por PCL/OLA tem potencial aplica??o no tratamento da esquizofrenia, promovendo a libera??o controlada de f?rmacos

Submitted by Diego Noé Rodriguez Sanchez (diego.noe@unesp.br) on 2020-11-02T17:45:25Z No. of bitstreams: 1 Rodríguez-Sánchez, D.N_Tese_Dr_Bot.pdf: 5672223 bytes, checksum: 58aeb47c419149ed45333e5e29f6779f (MD5) Approved for entry into archive by ROSANGELA APARECIDA LOBO null (rosangelalobo@btu.unesp.br) on 2020-11-04T19:42:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sanchez_dnr_dr_bot_par.pdf: 525459 bytes, checksum: 4a1bcc17b0fe2d85bf9b0e2837974bb2 (MD5) Made available in DSpace on 2020-11-04T19:42:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sanchez_dnr_dr_bot_par.pdf: 525459 bytes, checksum: 4a1bcc17b0fe2d85bf9b0e2837974bb2 (MD5) Previous issue date: 2020-10-19 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) As lesões traumáticas do sistema nervoso periférico (SNP) são altamente debilitantes, levando a déficits sensório-motores a longo prazo. A regeneração nervosa depende de um microambiente permissivo para o crescimento axonal, associado a presença de moléculas solúveis bioativas. Neste sentido, o uso das células estromais mesenquimais multipotentes derivadas do tecido adiposo (AdMSC) em combinação com condutos de orientação nervosa (NGC) poderiam acarretar estratégias promissoras para a regeneração nervosa. Ratos Wistar foram submetidos a lesão crítica do nervo isquiático (12 mm de gap) e divididos em grupos experimentais: Sham (abordagem do nervo isquiático sem alterações), GA (técnica de autoenxerto), GPCL (tubulação com NGC vazio), GPCL+MSCc (tubulação com NGC + 106 AdMSC de cão embebidas em biopolímero de fibrina) e GPCL+MSCr (tubulação com NGC + 106 AdMSC de rato embebidas em biopolímero de fibrina). Os NGC de policaprolactona (PCL) foram fabricados por impressão 3D. As AdMSC de cão foram caracterizadas in vitro e foi avaliado o potencial neuroregenerativo após a estimulação com INF-y (BDNF, GDNF, HGF e IL-10). Foram avaliados o índice de funcionalidade do nervo isquiático e tibial durante 12 semanas in vivo. A análise da marcha e a eletroneuromiografia foram avaliadas nas semanas 8 e 12. Foi realizada a morfometria post-mortem nas semanas 8 e 12 após o reparo nervoso. Trinta dias após a lesão nos grupos GPCL+MSCc e Sham, foram analisadas a expressão de fatores neurotróficos (BDNF, GDNF e o receptor p75NTR) e a reatividade das células de Schwann (S-100 e neurofilamento) pela imunofluorescencia, e a expressão gênica na medula espinhal (BDNF, GDNF, HGF, IL-6 e IL-10). A estimulação com INF-y aumentou a expressão gênica de BDNF, GDNF, HGF e IL-10 nas AdMSC de cão. Os grupos GPCL+MSCc e GPCL+MSCr apresentaram recuperação motora e eletrofisiológica quando comparados ao grupo GPCL em 8 e 12 semanas. Porém, os valores não foram superiores ao autoenxerto. Os achados foram relacionados a presença de fibras mielinizadas, maior expressão de BDNF, GDNF e P75NTR no nervo isquiático e a up-regulation de BDNF, GDNF e HGF na medula espinhal. Foi observada tendência a maior reatividade das células de Schwann e ramificação axonal no nervo isquiático. A combinação de NGC impressos em 3D e funcionalizados com AdMSC de cão e de rato mostraram efeitos neuroprotetores. A associação de AdMSC e biopolímero de fibrina suportaram o microambiente trófico e estimularam o estado pró-regenerativo na lesão crítica do nervo isquiático em ratos. Peripheral nervous injuries (PNS) are highly debilitating, leading to long-term motor and sensory deficits. Nerve regeneration depends of the permissive microenvironment for axonal growth associated to bioactive molecules. In this sense, the use of multipotent mesenchymal stromal cells adipose tissue derived (AdMSC) in combination with nerve guidance conduits (NGC) could be promising strategies for nerve regeneration. Wistar rats were submitted to critical sciatic nerve injury (12 mm gap) and divided into experimental groups: Sham, GA (autograft), GPCL (empty NGC), GPCL + MSCc (NGC + 106 plus canine AdMSC embedded in fibrin biopolymer), GPCL + MSCr (NGC + 106 plus rat AdMSC embedded in fibrin biopolymer). Polycaprolactone (PCL) NGC was manufactured by 3D printing. In vitro, regenerative potential was evaluated after INF- stimulation (BDNF, GDNF, HGF and IL-10). In vivo, were measure the sciatic ant tibial functional index for 12 weeks. Gait analysis and electroneuromyography were performed at 8 and 12 weeks. Post-mortem, morphometric analysis was made at 8 and 12 weeks after nerve repair. Thirty days after lesion in the GPLC+MSCc and Sham, were evaluated the expression of neurotrophins (BDNF, GDNF and p75NTR receptor), Schwann cells reactivity by immunofluorescence (S-100 and neurofilament) and gene expression in the spinal cord (BDNF, GDNF, HGF, IL-6 and IL-10). The stimulation with INF- increased gene expression on canine AdMSC in vitro for BDNF, GDNF, HGF and IL-10. The groups GPCL+MSCc and GPCL+MSCr showed functional motor and electrophysiological motor recovery when compared with the GPCL group at 8 and 12 weeks. However, the values were not superior to GA group. These findings were related to presence of myelinated fibers, increased of neurotrophins expression BDNF, GDNF and p75NTR on sciatic nerve and up-regulation of the BDNF, GDNF and HGF in the spinal cord. A trend towards greater reactivity of Schwann cells and axonal branching in the sciatic nerve were observed. The 4 combination of NGC 3D-printing and functionalized with canine and rat AdMSC showed neuroprotective effects. The association of canine or rat AdMSC and fibrin biopolymer support trophic microenvironment and stimulate a proregenerative state in severe sciatic nerve injury in rats. FAPESP: 2016/14364-2

A engenharia de tecidos combina células, biomoléculas e biomateriais para projetar estruturas para substituir ou regenerar tecidos ou órgãos danificados. Embora diversos substitutos da pele já estejam disponíveis no mercado, nenhum deles promove uma regeneração completa de lesões cutâneas graves. A matriz extracelular é a estrutura que suporta a adesão, diferenciação e proliferação celular. O objetivo deste estudo é produzir um scaffold tridimensional com características idênticas às da matriz extracelular que promova a regeneração dos tecidos. De forma a obter-se scaffolds com as caraterísticas desejadas, utilizou-se o processo de liofilização para produzir amostras de quitosano (CS), gelatina (GEL), policaprolactona (PCL) e de polioxietileno (PEO) em diferentes concentrações. Submeteram-se as amostras a diferentes tempos de reticulação através de desidratação térmica a 120 °C e posteriormente realizaram-se diversas caracterizações nomeadamente, perda de massa, espetroscopia de infravermelho por transformada de Fourier, microscopia eletrónica de varrimento e culturas celulares de forma a analisar as suas propriedades bem como a influência do tempo de reticulação. Os resultados dos estudos de liofilizados permitiram concluir que tempos de reticulação entre 24h e 72h permitem obter uma estrutura final mais satisfatória sendo mecanicamente forte preservando as propriedades dos polímeros utilizados. Quanto às concentrações testadas, as amostras de 0,6% de cada polímero em solução são as que apresentam um tamanho de poro adequado à adesão, proliferação e migração celular. O processo de eletrofiação foi utilizado para produzir fibras de PEO. O objetivo era obtenção de fibras suficientemente grandes que permitam, numa fase final de obtenção do scaffold, originar canais essenciais à migração de células. Utilizaram-se diferentes pesos moleculares de PEO: 100 kDa, 400 kDa, 900 kDa, 2 MDa e 8 MDa. No entanto não foi possível obter fibras com um diâmetro regular e na gama das dezenas de micrómetros em qualquer uma das condições de produção testadas. O desenvolvimento de um novo substituto de pele que promova a regeneração será uma solução viável ao qual todas as pessoas terão acesso, num futuro próximo. Tissue engineering combines cells, biomolecules and biomaterials to design structures to replace or regenerate damaged tissues or organs. Although different skin substitutes are already available on the market, none of them promote a full regeneration of serious skin injuries. The extracellular matrix is the structure that supports cell adhesion, differentiation and proliferation. The aim of this study is to produce a three-dimensional scaffold with characteristics similar to those of the extracellular matrix that promotes tissue regeneration. In this work, solution of chitosan (CS), gelatin (GEL), polycaprolactone (PCL) and polyethylene oxide (PEO) were produced at different concentrations using the freeze-drying process. CS and GEL samples were submitted to different crosslinking times through thermal dehydration (DHT) at 120 °C and subsequently characterized through mass loss, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and cell adhesion and proliferation in order to study their characteristics and the influence of the different crosslinking times. The results of the lyophilized studies allowed us to conclude that crosslinking times between 24h and 72h allow to obtain an adequate mechanically strong final structure preserving the properties of the polymers used. As for the concentrations tested, the samples of 0.6% are those that have a pore size suitable for cell adhesion, proliferation and migration. The electrospinning process was also used to produce PEO fibers with larger diameters in order to be used as sacrificial agent to create large pores in matrices composed by PCL, GEL and CS. PEO with different molar masses (100 kDa, 400 kDa, 900 kDa, 2 MDa e 8 MDa) were used. However, it was not possible to obtain fibers with regular diameters and in the range of tens of micrometers in any of the conditions tested. The development of new skin substitute that aids in healing will be a viable solution that soon everyone will have access to.

Submitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2022-10-18T12:51:23Z No. of bitstreams: 1 2020 - Debora Baptista Pereira.pdf: 2191500 bytes, checksum: ba51deb9e480726e604fe5f7fc5aa8cb (MD5) Made available in DSpace on 2022-10-18T12:51:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2020 - Debora Baptista Pereira.pdf: 2191500 bytes, checksum: ba51deb9e480726e604fe5f7fc5aa8cb (MD5) Previous issue date: 2020-02-18 CAPES - Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior Damage to cartilaginous and bone tissue is caused by several factors such as trauma, inflammation and aging and can lead to tissue loss with functional impairment. Because it is a fabric that has low or even no regenerative capacity, treatment and recovery is difficult. In an attempt to overcome these problems, researchers have developed and perfected different regenerative techniques based on the use of polymeric biomaterials. Along with these, it is of interest to use a drug with beneficial properties to assist the treatment of cartilage areas damaged by the wear and tear caused by inflammation and injury. Atorvastatin (ATV), a cholesterol-lowering statin, has shown interesting secondary actions in several studies, such as bone anabolism due to its prolonged use. However, high doses of this input are necessary for this purpose and the commercialized forms of this drug are tablets for oral use, with little direction for cartilage and bone tissue. Thus, the objective of the work was to develop and evaluate polymeric films for controlled release of atorvastatin. In this context, films composed of polycaprolactone (PCL), a biodegradable synthetic polymer containing ATV, were developed. The films were produced using the solvent casting technique using two different methodologies? without and with drug solubilization (methods 1 and 2 respectively) and with different drug / polymer proportions. These were characterized by scanning electron microscopy (SEM), SEM coupled to dispersive energy spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (DRX), Fourier transform infrared spectrometry (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry. (DSC). According to the results obtained by these techniques, it was possible to conclude that the films produced by method 2 were considered better because they present greater homogeneity in the dispersion of the drug. The release of the drug present in the best films was evaluated in a phosphate buffer solution (pH 7.4) at 37 ? C and rotation of 75 rpm in a dissolver with fiber optic sensors, recording the release at predefined times for 5 days. Through this test it was demonstrated that it was released in the studied time in a prolonged way, and that both the material morphology and the diffusion process have an influence on the release mechanism, suggesting that the material on the surface is released first and then, the film is eroded, making the drug available. The degradation of the films was observed through the SEM performed after the release, proving the erosion process. Therefore, the developed films have potential application for controlled release of drugs, and may in the future be used as a biomaterial for the regeneration of cartilage tissue Danos ao tecido cartilaginoso e ?sseo s?o causados por diversos fatores como traumas, inflama??es e envelhecimento e podem acarretar na perda tecidual com comprometimento funcional. Por ser um tecido que apresenta baixa ou at? mesmo nenhuma capacidade regenerativa, se torna dif?cil o tratamento e recupera??o. Na tentativa de superar estes problemas, pesquisadores t?m desenvolvido e aperfei?oado diferentes t?cnicas regenerativas baseadas na utiliza??o de biomateriais polim?ricos. Junto a esses, ? de interesse utilizar um f?rmaco com propriedades ben?ficas para auxiliar o tratamento das ?reas cartilaginosas danificadas pelo desgaste causado por inflama??es e les?es. A atorvastatina (ATV), estatina redutora de colesterol, tem exibido em diversos estudos a??es secund?rias interessantes, como anabolismo ?sseo devido ao seu uso prolongado. Entretanto, s?o necess?rias altas doses desse insumo para esse efeito e as formas comercializadas desse f?rmaco s?o comprimidos de uso oral, tendo pouco direcionamento para o tecido cartilaginoso e ?sseo. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi desenvolver e avaliar filmes polim?ricos para libera??o controlada de atorvastatina. Nesse contexto, foram desenvolvidos, filmes compostos por policaprolactona (PCL), um pol?mero sint?tico biodegrad?vel, contendo ATV. Os filmes foram produzidos atrav?s da t?cnica de solvent casting utilizando duas metodologias diferentes, sem e com solubiliza??o do f?rmaco (m?todos 1 e 2 respectivamente) e com diferentes propor??es f?rmaco/pol?mero. Esses foram caracterizados pelas t?cnicas de microscopia eletr?nica de varredura (MEV), MEV acoplado a espectroscopia de energia dispersiva (EDS), difra??o de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), an?lise termogravim?trica (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). De acordo com os resultados obtidos por essas t?cnicas, foi poss?vel concluir que os filmes produzidos pelo m?todo 2 foram considerados melhores por apresentarem maior homogeneidade na dispers?o do f?rmaco. A libera??o do f?rmaco presente nos melhores filmes foi avaliada em solu??o tamp?o fosfato (pH 7,4) a 37 0C e rota??o de 75 rpm em um dissolutor com sensores de fibra ?tica, registrando a libera??o em tempos pr?definidos por 5 dias. Atrav?s desse teste demonstrou-se que o mesmo foi liberado no tempo estudado de forma prolongada, e que tanto a morfologia do material quanto o processo de difus?o t?m influ?ncia no mecanismo de libera??o, sugerindo que o material na superf?cie ? liberado primeiro e em seguida, o filme sofre eros?o, disponibilizando o f?rmaco. A degrada??o dos filmes foi observada atrav?s do MEV realizada ap?s a libera??o, comprovando o processo de eros?o. Portanto, os filmes desenvolvidos t?m potencial aplica??o para libera??o controlada de f?rmacos, podendo futuramente ser utilizado como biomaterial para regenera??o do tecido cartilaginoso

En el presente trabajo de investigación se sintetizó una biblioteca de materiales basados en copolímeros en bloque anfifílicos de composiciones variables empleando monómeros biocompatibles y altamente biodegradables de ε-caprolactona (ε-CL) y 5-metil-5-propargiloxicarbonil-1,3-dioxan-2-ona (MCP). Los andamios poliméricos fueron bioconjugados con un número controlado de moléculas de 1,2-distearoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina (DSPE), ácido oleico o colesterol. La constatación de las estructuras se realizó empleando técnicas espectroscópicas de FT-IR y 1H-RMN. Sus distribuciones de peso molecular fueron obtenidas mediante cromatografía de permeación en gel (GPC). Las metodologías sintéticas propuestas resultaron ser viables para la obtención de materiales con pesos moleculares controlados y dispersiones estrechas, propiciando un control sobre la arquitectura de los copolímeros. Se evaluó la influencia de estas modificaciones estructurales en las propiedades morfológicas de los materiales empleando calorimetría diferencial de barrido (DSC). El estudio térmico de los copolímeros evidenció una disminución de la cristalinidad de los materiales bioconjugados y se determinó que la adición de estas biomoléculas en las estructuras permite modular las propiedades fisicoquímicas de los mismos. Mediante un análisis de componentes principales (ACP) se determinó que las propiedades de los copolímeros relacionadas con su potencial aplicación en el encapsulamiento de fármacos dependen de la naturaleza del segmento hidrofóbico y el número de unidades de carbonatos en las estructuras. De igual forma, se determinó que hay una gran influencia en la naturaleza de las biomoléculas conjugadas en las características de los materiales. Empleando la metodología de nanoprecipitación se obtuvo dispersiones micelares cuyos diámetros nanométricos fueron evaluados mediante dispersión dinámica de luz (DLS). Las nanopartículas autoensambladas a partir de copolímeros bioconjugados con DSPE demostraron tener carga superficial negativa y esta fue determinada mediante la medición de su potencial ζ. Estos nanotrasportadores demostraron ser sistemas termodinámicamente estables, evidenciado por una disminución drástica en los valores de concentraciones micelares críticas (CMC) de los sistemas bioconjugados. Adicionalmente, estos sistemas demostraron ser cinéticamente estables ya que sus transiciones térmicas en las cuales se evidenció una disminución de la cristalinidad de los copolímeros asociado a la presencia de grupos hidrofóbicos y voluminosos cuyas interacciones entre cadenas dificultan la formación de arreglos regulares obteniendo sistemas con un mayor volumen libre entre cadenas poliméricas en cuyos espacios se favorece el encapsulamiento de fármacos de baja hidrosolubilidad. Los copolímeros biomiméticos sintetizados en este trabajo de investigación corresponden a estructuras novedosas que aún no se encuentran reportadas en la literatura. Adicionalmente, los sistemas micelares obtenidos a partir del autoensamblaje de estos materiales en medio acuoso cumplen con los requerimientos para ser empleados en el transporte de fármacos y ofrecen perspectivas poderosas respecto del aumento de la magnitud sus interacciones de los copolímeros con la anfotericina B. In the present research a library of materials based on amphiphilic block copolymers of variable compositions was synthesized using biocompatible and highly biodegradable monomers of ε-caprolactone (ε-CL) and 5-methyl-5-propargiloxycarbonyl-1,3-dioxan -2-one (MCP). The polymeric scaffolds were bioconjugated with a controlled number of 1,2-distearoyl-sn-glycerol-3-phosphoethanolamine (DSPE), oleic acid, or cholesterol molecules. The verification of the structures was carried out using FT-IR and 1H-NMR spectroscopic techniques. Their molecular weight distributions were obtained by gel permeation chromatography (GPC). The proposed synthetic methodologies turned out to be viable for obtaining materials with controlled molecular weights and narrow dispersions, promoting control over the architecture of the copolymers. The influence of these structural modifications on the morphological properties of the materials was evaluated using differential scanning calorimetry (DSC). The thermal study of the copolymers showed a decrease in the crystallinity of the bioconjugated materials and it was determined that the addition of these biomolecules in the structures allows modulating their physicochemical properties. By means of a principal component analysis (PCA) it was determined that the properties of the copolymers related to their potential application in the encapsulation of drugs depend on the nature of the hydrophobic segment and the number of carbonate units in the structures. Similarly, it was determined that there is a great influence on the nature of conjugated biomolecules on the characteristics of the materials. Using the nanoprecipitation methodology, micellar dispersions were obtained whose nanometric diameters were evaluated by dynamic light scattering (DLS). Self-assembled nanoparticles from bioconjugated copolymers with DSPE were shown to have a negative surface charge and this was determined by measuring their potential ζ. These nano transporters proved to be thermodynamically stable systems, evidenced by a drastic decrease in the critical micellar concentration (CMC) values of the bioconjugated systems. Additionally, these systems proved to be kinetically stable since their thermal transitions in which a decrease in the crystallinity of the copolymers was evidenced, associated with the presence of hydrophobic and bulky groups whose interactions between chains hinder the formation of regular arrangements obtaining systems with a higher free volume between polymer chains in whose spaces the encapsulation of drugs of low water solubility is favored. The biomimetic copolymers synthesized in this research work correspond to novel structures that have not yet been reported in the literature. Additionally, the micellar systems obtained from the self-assembly of these materials in an aqueous medium meet the requirements to be used in the transport of drugs and offer powerful perspectives regarding the magnitude increase in their interactions of the copolymers with amphotericin B. COLCIENCIAS "Diseño de formulaciones orales de Anfotericina B encapsulada en nanopartículas poliméricas biodegradables y su eficacia frente a levaduras multi-drogo resistentes: Una aproximación a partir de las interacciones fármaco – polímero” Línea de Investigación: Síntesis de Polímeros. Maestría

La policaprolactona (PCL) es un polímero sintético alifático semicristalino , que posee una alta biocompatibilidad, una lenta biodegradabilidad, alta permeación de fármacos y propiedades mecánicas aplicables a los diferentes tejidos del organismo. Estas razones le han llevado a ser un polímero empleado en distintas formulaciones tanto para liberación controlada de fármacos, así como ingeniería de tejidos. Dos de las aplicaciones que posee este material es la generación de microesferas con capacidad de liberación de fármacos, así como la generación de fibras para soportes celulares por la técnica de electrohilado. El presente trabajo tiene como finalidad el combinar la capacidad de liberación de proteínas y el uso como soporte celular al realizar electrohilado de soluciones de PCL, mezcladas con microesferas de Insulina recubiertas con PCL y alcohol polivinílico. Los resultados de la síntesis de las microesferas permitieron obtener una eficiencia de síntesis del 80% y una eficacia de encapsulación del 45.9 %. El proceso de electrohilado de la PCL con las microesferas se realizó en concentraciones de 0,1,2 y 5 % de microesferas, obteniéndose los siguientes diámetros promedio de fibras de 578 ± 252.8 nm, 583.3 ± 279 nm y 719.1 ± 184 nm respectivamente para cada concentración usando como solvente una solución acuosa de ácido acético al 90%.

[ES] El objetivo central de la presente Tesina Final de Master es el desarrollo y optimización de nuevas formulaciones de materiales poliméricos biodegradables con mezclas de polihidroxibutirato hidroxihexanoato, PHBH policaprolactona, PCL. Además, este estudio se centra en la utilización de materiales sostenibles y biodegradables respetuosos con el medio ambiente, que minimicen la huella de carbono. El proyecto se plantea desde un punto de vista multidisciplinar en el que se incluyen las tareas de fabricación y caracterización avanzadas de los materiales compuestos obtenidos., [EN] The main objective of this Master Final Thesis is the development and optimization of new formulations of biodegradable polymeric materials with mixtures of polyhydroxybutyrate hydroxyhexanoate PHBH- policaprolactone PCL. In addition, this study focuses on the use of sustainable and biodegradable environmentally friendly materials that minimize the carbon footprint. The project is presented from a multidisciplinary point of view that includes the manufacturing and characterization tasks of the composite materials obtained.

La fabricació additiva (additive manufacturing, AM) obre un nou paradigma dins l’àmbit de la personalització dels productes, el prototipat ràpid, la complexitat geomètrica dels components i/o la combinació de possibles materials. Del gran ventall de tecnologies que inclou la fabricació additiva, el modelat per deposició fosa (Fused Deposition Modeling, FDM) permet obtenir peces ràpidament amb una gran diversitat de polímers, cadascun amb unes propietats adequades a l’aplicació que se li vulgui donar. Tal com indica el nom, la tecnologia FDM consisteix a dipositar capa a capa filament fos per tal de generar el model, sent una de les tecnologies de AM més implementades, senzilles i econòmiques. La fabricació additiva s’ha vist molt implementada a l’àmbit mèdic, i un dels materials que hi té més aplicacions és la Policaprolactona (PCL), a causa de la seva capacitat de ser utilitzada com a “scaffold” o estructura per a la regeneració de teixits Additive manufacturing (AM) opens a new paradigm in the field of customization of products, rapid prototyping, geometric complexity of components and/or the combination of possible materials. Of the wide range of technologies that includes the additive manufacturing, Fused Deposition Modeling (FDM) allows obtain parts quickly with a great diversity of polymers, each with certain properties suitable for the application you want to give it. As the name suggests, FDM technology consists of depositing molten filament layer by layer in order to generate the model, being one of the more implemented, simple and economical AM technologies. Additive manufacturing has widely implemented in the medical field, and one of the materials with the most applications is Polycaprolactone (PCL), due to its ability to be used as a "scaffold" or structure for tissue regeneration

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