Dissertations / Theses: 'Polímeroa biodegradáveis'

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Silva, Emerson Alves da. "Desenvolvimento e caracterização de blendas de polímeros biodegradáveis e polipirrol." Universidade de São Paulo, 2009. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-06042009-151839/.

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Abstract:

Neste trabalho, desenvolvemos blendas de polímeros biodegradáveis e polímeros condutores com objetivo de avaliar o potencial destes materiais para uso em aplicações biomédicas. O polímero condutor polipirrol (PPY) e os polímeros biodegradáveis poli(-caprolactona) (PCL) e poli(3-hidróxido de butirato) (P3HB) foram escolhidos devido à comprovada biocompatibilidade apresentada por cada um destes três polímeros. O PPY foi sintetizado via polimerização em emulsão, utilizando-se o dodecil sulfato de sódio (SDS) como surfactante e o FeCl3 como oxidante e dopante. A morfologia do polímero obtido foi estudada por microscopia eletrônica de varredura e por microscopia eletrônica de transmissão. O PPY se apresentou como agregado de partículas aproximadamente esféricas, com dimensões da ordem de 80 a 200nm. Verificamos que ocorre uma redução significativa do tamanho das partículas formadas, proporcionalmente ao aumento da concentração de SDS. Os ensaios de microanálise por energia dispersiva (EDS) e de espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR) demonstraram a incorporação de SDS ao PPY, o SDS atuando como contra-íon deste polímero. Isto está de acordo com os resultados de condutividade elétrica obtidos para o polímero sintetizado sem o SDS (1.9S/cm) e com 100mM de SDS (23.3S/cm). A seguir, foram preparadas as blendas, dispersando-se as partículas de PPY em matrizes poliméricas de PCL ou de P3HB, sendo a morfologia destas blendas estudada por microscopia eletrônica de varredura. Em blendas de PCL, as partículas de PPY localizam-se principalmente entre os esferulitos da matriz, devido ao processo de cristalização da PCL. Diferentemente, nas blendas de P3HB estas partículas agruparam-se em várias regiões, e não foram localizadas na superfície dos filmes produzidos. A condutividade elétrica obtida para as blendas de PCL e de P3HB, ambas contendo 15% de PPY, foi respectivamente, 20.8mS/cm e 5.5mS/cm. Esta diferença de valores encontrada, parece estar relacionada à formação de uma rede de partículas de PPY na matriz de PCL. Medidas do ângulo de contato da superfície das blendas de PCL e de P3HB mostraram que elas se tornam progressivamente mais hidrofílicas com o aumento da proporção de PPY. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que estas blendas podem ser biocompatíveis, justificando o prosseguimento de novos estudos envolvendo métodos de ensaio in vivo, para uma avaliação mais adequada.
Polymers blends making use of two biodegradable polymers, and a conductive one, were synthesized and characterized in the laboratory, aiming at the development of a new material that would combine adequate properties of biodegradability and electrical conductivity. As such, these blends would be suitable for making special devices to be used in biomedical applications. The well known conducting polymer polypyrrole (PPY), was synthesized, then blended with either poly(-caprolactone) (PCL) and poly(3-hydroxybutyrate) (P3HB), both biodegradable, therefore biocompatible, polymers. PPY particles were obtained along the polymerization route, in which SDS (sodium dodecyl sulfate) acted as a surfactant and FeCl3 as the oxidizing and dopant agent. The PPY samples were characterized by scanning and transmission electron microscopy, as spherical particles having 80-200nm in diameter; it was found that final particle size was inversely related to the concentration of SDS used in the synthesis pathway. The particles were further characterized by energy dispersive microanalysis (EDS) and infrared spectroscopy (FTIR), to demonstrate incorporation of the SDS into the PPY. SDS actually behaves as a counterion of the polymer, according to electrical conductivity results of polymer synthesized without SDS (1.9S/cm) or with 100mM SDS (23.3S/cm). This PPY polymer was then blended with either PCL or PHB matrices. The microstructure of the two resulting blends, as investigated by scanning electron microscopy demonstrates PPY particles mostly located within the interstices of spherulites in the PCL blends, whereas in P3HB blends, they formed irregular patches along the matrix. Electrical conductivity for blends containing 15% PPY were: 20.8mS/cm for PCL blends and 5.5mS/cm for P3HB blends. It can be concluded therefore, that these different values obtained for electrical conductivity were related to the particle distribution within the two matrices. Also, hydrophilic properties of the two blends, according to contact angle measurements, seem to correspond to the content of PPY.

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Soares, Maria João Coelho. "Novos polímeros sustentáveis para embalagens biodegradáveis." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2016. http://hdl.handle.net/10773/21216.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Química
Os polímeros invadiram literalmente o nosso quotidiano na medida em que são utilizados massivamente na produção de diversos materiais, nomeadamente na produção de embalagens plásticas. Contudo, hoje em dia os polímeros ainda são maioritariamente produzidos com base em recursos fósseis, o que acarreta uma série de problemas ambientais. Neste sentido, o ácido 2,5-furanodicarboxílico (FDCA) tem tido um papel crucial na síntese de poliésteres mais sustentáveis, já que pode ser obtido a partir de uma fonte renovável, a biomassa vegetal. Um dos mais promissores poliésteres produzidos com base no FDCA é, sem dúvida, o poli(2,5-furanodicarboxilato de etileno), comumente designado por PEF. Este polímero de alta performance tem aplicações na área de embalagens para bebidas, contudo carece de biodegradabilidade, como aliás a maioria dos poliésteres furânicos desenvolvidos até agora. Torna-se, então premente o desenvolvimento de poliésteres furânico biodegradáveis, mas que mantenha boas propriedades térmicas e mecânicas, adequadas à sua utilização em embalagem. Neste sentido, o objetivo principal deste trabalho é precisamente sintetizar um poliéster baseado em monómeros de origem renovável e que seja simultaneamente biodegradável. Para isso usou-se o FDCA, que pode ser sintetizado através dos açúcares das plantas, e o 1,20-icosanodiol (ICD), que provem de óleos vegetais. O homopoliéster obtido, o poli(2,5-furanodicarboxilato de icosileno) (PC20F), foi detalhadamente caracterizados por RMN de 1H e 13C, FTIR, difração de raios-X e análise elementar, e as suas propriedades térmicas avaliadas por TGA e DSC. O PC20F exibe carácter semi-cristalino e hidrofóbico apresentando temperatura de transição vítrea e temperatura de fusão de aproximadamente 7 e 106 ºC respetivamente. Para além disso demonstra elevada estabilidade térmica, sendo estável até aproximadamente 355 ºC. Adicionalmente estudaram-se as características de sorção de água do PC20F uma vez que estas são fundamentais para aplicações em embalagens, em especial no domínio alimentar, pois a água tem um papel crucial na preservação dos alimentos embalados. O PC20F tem um teor de humidade de equilíbrio muito próxima de 0%. Finalmente foram realizados ensaios de (bio)degradação, o material demonstra ter uma perda de massa de ~7 % em contacto com uma solução tampão de fosfato (degradação hidrolítica) e uma perda de massa de ~12.5 % em contacto com a solução tampão de fosfato e enzima pancreática suína (degradação enzimática). Assim poder-se-á antever o potencial do PC20F como um material adequado ao seu uso em embalagens alimentares devido às suas propriedades térmicas, características de sorção, bem como de biodegradabilidade.
Polymers are everywhere in everyday life, in fact they are massively used in the production of several commodity plastics including in packaging materials. However they are still mainly produced from fossil resources, thus raising several environmental problems. In this vein, 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) has played a crucial role in the synthesis of sustainable polyesters, because FDCA can be synthesized from an inexhaustible and renewable resource, the vegetable biomass. One of the most promising renewable-based polyesters is poly(ethylene 2,5-furandicarboxylate), commonly referred to as PEF. This polymer of high performance has several potential applications, especially in the field of packaging for beverages. However, PEF lacks on biodegradability, as the majority of the furanic-based polyesters developed so far. Hence, it urges to develop a polyester which can be simultaneously from renewable resource and biodegradable, preferably having a good thermal and mechanical properties. The present study was precisely conducted with the specific aim of developing a novel polyester based in renewable resources and that can be simultaneously biodegradable. Hence, FDCA that can be synthesized by the sugar plants and 1,20-eicosanediol which comes from vegetable oils were used to synthesize a new polyester. The ensuing poly(eicosilene 2,5-furandicarboxylate) (PC20F), was thoroughly characterized by 1H and 13C NMR, FTIR, X-ray and elemental analyses and their thermal features were measured by TGA and DSC. The PC20F displays semi-crystalline and hydrophobic character, exhibited glass transition and melting temperatures at approximately 7 and 106 ºC, respectively. Furthermore, PC20F showed high thermal stability, being stable to up to a temperature of ~355 ºC. Additionally, the water sorption isotherm at a constant temperature of 27 ºC was studied. The water sorption characteristics of a material with packaging applications, especially in the food domain, are fundamental, as water plays a crucial role in the preservation of packaged foods, being associated with microbiological, chemical and physical deterioration. PC20F has an equilibrium moisture-sorption uptake very near 0%. Finally (bio)degradation tests were performed, the material demonstrates a mass loss of ~ 7% in contact with a phosphate buffer solution (hydrolytic degradation) and a mass loss of ~12.5% in contact with the buffer solution of phosphate and porcine pancreatic enzyme (enzymatic degradation) Hence, the potential of PC20F can be envisaged as a suitable material for use in food packaging, due to its sorption characteristics in addition to its suitable thermal properties and biodegradability.

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Buzanello, Rosana Aparecida da Silva. "Nanoencapsulação de curcumina em polímeros biodegradáveis/biocompatíveis." Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2013. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2148.

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Abstract:

CAPES; CNPq
A curcumina tem potencial para substituir corantes artificiais considerados nocivos à saúde humana, contudo sua aplicação industrial se torna um desafio devido à sua sensibilidade frente a agentes externos e sua baixa solubilidade em água. O processo de nanoencapsulação em polímeros biodegradáveis e biocompatíveis é uma alternativa promissora para viabilizar a utilização da curcumina. Neste trabalho, a técnica de miniemulsificação/evaporação do solvente foi utilizada para obtenção de nanopartículas de polímeros biodegradáveis/biocompatíveis (poli(L-ácido lático) (PLLA) e Eudragit S100 (poli(metacrilato de metila-co-ácido metacrílico)) contendo curcumina. Um planejamento fatorial completo (2k) para quatro variáveis experimentais foi realizado a fim de avaliar o diâmetro médio e índice de polidispersão de tamanhos das nanopartículas de PLLA sem adição da curcumina. Os resultados demonstram a existência de interações complexas entre as variáveis avaliadas e que, de um modo geral, a polidispersão de tamanhos é menos sensível às mudanças nas condições experimentais do que o diâmetro médio. A metodologia de quantificação por espectrofotometria UV-Vis foi avaliada quanto às figuras de mérito em relação à linearidade, especificidade, exatidão, precisão e limites de detecção e quantificação. Os estudos de validação possibilitaram garantir com segurança os resultados obtidos para os valores de recuperação percentual e de eficiência de encapsulação da curcumina nas nanopartículas. Para a nanoencapsulação da curcumina, foi avaliada a influência da concentração de curcumina, do tipo de surfatante e dos polímeros encapsulantes (PLLA e Eudragit S100) sobre a morfologia das nanopartículas, eficiência de encapsulação e a recuperação percentual, parâmetro este que mede a perda de curcumina durante o processo de encapsulação. A adição de curcumina acima de 3%massa levou a menores recuperações percentuais, contudo sem prejudicar a eficiência de encapsulação. O uso de lecitina de soja, um surfatante biocompatível, levou a eficiências de encapsulação superiores do que quando comparado com o lauril sulfato de sódio. Da mesma forma, a recuperação de curcumina diminuiu quando foi utilizado Eudragit S100 em comparação ao PLLA, possivelmente devido à baixa interação entre os grupos polares de ácido metracrílico e a curcumina. As análises de espectroscopia de infravermelho e de calorimetria diferencial de varredura sugeriram que a curcumina foi encapsulada no interior das nanopartículas e se encontram dispersas na matrix polimérica em sua forma amorfa. O processo de miniemulsificação/evaporação do solvente se mostrou uma técnica robusta para a obtenção de nanopartículas contendo curcumina já que altos valores de eficiência de encapsulação foram encontrados para diferentes condições experimentais.
Curcumin can potencially substitute synthetic dyes considered harmful to human health. However, its susceptibility to external agents and very low water solubility turn its industrial application into a challenge. The nanoencapsulation of curcumin in biocompatible, biodegradable polymers is a promising alternative to enable the use of curcumin. In this work, the miniemulsification/solvent evaporation technique was used to obtain nanoparticles composed by biodegradable/biocompatible polymers (poly(L-lactic acid) (PLLA) and Eudragit S100 (poly(methyl methacrylate-co-methacrylic acid)) containing curcumin. A full factorial experimental design (2k) to four variables was carried to evaluate the Z-average diameter and polydispersity index of PLLA nanoparticles without curcumin. Results demonstrated the existence of complex relationships between the experimental variables and also that the polidispersion index is less sensitive to the change in the experimental conditions than the particles diameter. The methodology for quantification by UV-Vis spectrophotometry was evaluated in respect to the figures of merit: linearity, specificity, accuracy, precision and limits of detection and quantification. Curcumin recovery and the encapsulation efficiency can be safely determined by this methodology. The curcumin nanoencapsulation was studied and the influence of curcumin concentration, type of surfactant and the encapsulant polymers (PLLA and Eudragit S100) on the nanoparticles morphology, encapsulation efficiency and curcumin recovery (defined as the lost of curcumin during the encapsulation process) were evaluated. The addition of curcumin above 3%weight led to low recovery values but there was no effect on the encapsulation efficiency. The use of soybean lecithin a biocompatible surfactant led to encapsulation efficiencies higher than when sodium lauryl sulfate was used. Similarly, the curcumin recovery decreased when Eudragit S100 were used probably due to the low interaction between the polar groups of methacrylic acid and curcumin. Infrared spectroscopy and differencial scanning calorimetry strongly suggested that curcumin was encapsulated within the nanoparticles and is dispersed in the polymer matrix in as amorphous state. Results demonstrated that miniemulsification/solvent evaporation is a robust technique to obtain nanoparticles containing curcumin since high encapsulation efficiencies were achieved for different experimental conditions.

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Zalloum, Neife Lilian. "Fotofísica de compostos aromátaicos em microesferas de polímeros biodegradáveis." [s.n.], 2007. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/249476.

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Abstract:

Orientador: Teresa Dib Zambon Atvars
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química
Made available in DSpace on 2018-08-16T13:58:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zalloum_NeifeLilian_D.pdf: 6371493 bytes, checksum: 34b58b4e3f06b8bb42b89ffa183838c1 (MD5) Previous issue date: 2007
Resumo: Desenvolveu-se, neste trabalho, uma metodologia que permitiu conhecer detalhes intermoleculares da microencapsulação, fundamentais na definição de parâmetros que controlam este processo. Foram preparadas microesferas biodegradáveis de poli(hidroxibutirato-hidroxivalerato) (P(HB-HV)), por meio de emulsificação o/w com evaporação de solvente, de interação controlada com os marcadores fluorescentes. Os estudos foram conduzidos de forma a se avaliar como o polímero e alguns parâmetros afetam as propriedades finais das microesferas, tais como concentração de PVA, velocidade de agitação da emulsão, número de ciclos de lavagem durante a centrifugação, presença do ativo a ser encapsulado (cumarina, cumarina-6 e pireno), e massa molar do polímero (130 e 450 kg mol). As microesferas poliméricas foram submetidas à análise de microscopia eletrônica de varredura para análise morfológica e de distribuição de tamanho de partículas; de potencial-zeta para análise da carga superficial; de microscopia de fluorescência confocal para confirmar a encapsulação; estudos fotofísicos e de liberação. Os parâmetros que mais afetaram o diâmetro médio e a distribuição de tamanhos das microesferas foram a concentração de PVA e a velocidade de agitação durante a emulsificação. Medidas de potencial-zeta permitiram colocar as intensidades de carga superficial na ordem microesferas+pireno < micropartículas vazias < microesferas+cumarina-6. As eficiências de encapsulação (de 95% e 17% para as microesferas contendo cumarina-6 e pireno, respectivamente) indicaram a ocorrência de diferentes tipos de interações polímero-fluoróforo. Imagens de microscopia de fluorescência confocal confirmaram a formação de agregados de cumarina-6 no interior das microesferas, ao contrário do pireno, que formou excímeros nas camadas mais externas das partículas. Estudos de liberação mostraram que as microesferas de P(HB-HV) são polares e que a difusão da cumarina-6 depende do tamanho das micropartículas e das interações eletrostáticas entre polímerofluoróforo. A difusão do pireno depende somente das interações hidrofóbicas com o polímero
Abstract: In this research was developed a methodology, which allowed microencapsulation intermolecular details knowledge, essential in the definition of the parameters that controls the process. The work aimed to prepare biodegradable poly(hydroxybutyrate-hydroxyvalerate) (P(HB-HV)) microspheres through oil-in-water emulsion solvent evaporation technique, having controlled interaction with fluorescent probes. The study was conducted to evaluate how the polymer and some process parameters affect the final microspheres properties, such as polyvinyl alcohol (PVA) concentration, stirring speed emulsification, number of washing cycles during centrifugation, presence of the active compound to be encapsulated (coumarin, coumarin-6 and pyrene) and polymer molecular weight. The polymeric microspheres were evaluated by scanning electronic microscopy for their morphology analysis and size distribution; zeta-potential for their surface charge; confocal laser scanning microscopy for their encapsulation confirmation through coumarin-6 and pyrene localization; photophysics and release studies. From the results, it was found that the parameters most affected microsphere size were surfactant concentration (PVA) in the emulsion water phase, and the stirring speed of emulsification. Zeta-potential results were microsphere+pyrene< unloaded microsphere< microspheres+coumarin 6 in surface charge. Drug loadings (95% and 17%, m/m, to coumarin 6 and pyrene microparticles, respectively) indicated the occurrence of different interactions between polymer and fluorophore. Confocal fluorescence microscopy images confirmed the coumarin-6 aggregate formation inside the microsphere, while pyrene appeared as excimers in more external layers of the microparticles. Release behavior showed that the polymeric microspheres are polar and the coumarin-6 diffusion depends on the microparticles radius and the electrostatics interactions between polymer and fluorophore. Pyrene diffusion depends, only, on the hydrophobic interactions with the polymer
Doutorado
Físico-Química
Doutor em Quimica

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Cristino, Tomás Iria. "Seleção de culturas produtoras de polímeros biodegradáveis em reatores SBR." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2015. http://hdl.handle.net/10773/15379.

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Abstract:

mestrado em Engenharia do Ambiente
Com a realização deste trabalho pretende-se obter biopolímero a partir de resíduos/subprodutos orgânicos usando culturas mistas provenientes de sistemas de tratamento de lamas ativadas existentes em ETARs e selecionadas em reatores SBR. Recorreu-se a uma alimentação rica em ácidos orgânicos voláteis como fonte de carbono para as culturas mistas em regime de fome/fartura, para que estas acumulem polihidroxialcanoatos (PHA) e ao mesmo tempo testar o nível de tratamento através de análises de CQO. Neste estudo foram assim utilizados dois tipos de substratos: FORSU e soro de leite acidificados e obtidos previamente por fermentação anaeróbia. Numa primeira fase de seleção das culturas produtoras de PHA obtiveram-se níveis de remoção de CQO que chegaram a ultrapassar os 95% o que denota grandes eficiências de tratamento. O estudo dos ciclos dos reatores SBR em termos de evolução de oxigénio dissolvido levou a uma melhor compreensão do regime fome/ fartura, que é uma estratégia preponderante na fase de seleção das culturas mistas acumuladoras de PHA. Numa segunda fase, foram efetuados ensaios batch de acumulação de PHA, onde foram testadas três condições distintas (pH, carga orgânica e rácio C:N:P), tendo-se atingido o valor máximo de acumulação de PHA de 41,97% (w/w) de PHA /biomassa, para o ensaio com uma carga orgânica de 2 gCQO/L.d e com limitação do azoto adicionado. Comparando as duas alimentações em estudo, o soro de leite acidificado apresentou os melhores resultados nas diversas condições, comparativamente à FORSU acidificada. Em termos de conversão de CQO em PHA, os ensaios que se revelaram mais eficientes na acumulação de PHA, para cada tipo de substrato adicionado, foram os que tinham limitação do azoto adicionado e/ou pH mais elevado na alimentação.
With this work it was intend to obtain biopolymers from waste/by-products using mixed cultures from activated sludge treatment systems existing in WWTP and selected in SBR reactors. It was used a substrate rich in volatile organic acids as a carbon source for the mixed cultures through a famine/ abundance strategy, in order to produce polyhydroxyalkanoates (PHA) and at the same time test the degree of treatment, using COD analysis. In this study it was used two types of substrates: acidified OFMSW and acidified milk whey previously obtained by anaerobic fermentation. At a first stage of PHA-producing microrganisms selection, it was obtained COD removals that reached levels exceeding 95%, which indicates great treatment efficiencies. The study of the performance cycle of the SBR reactors in terms of dissolved oxygen evolution has led to a better understanding of famine/abundance regime, which is a major strategy in the selection phase of PHA accumulating mixed cultures. In a second stage, batch assays were performed for PHA accumulation, and were tested three different conditions (pH, organic load and C:N:P ratio), having reached a maximum value of PHA accumulation of 41.97% (w/w) of PHA/biomass, for the assay with an organic load of 2 gCQO / Ld and a limitation of the added nitrogen. Comparing the two different substrates used in the study, the acidified whey showed the best results for the different conditions compared to the results obtained for the acidified OFMSW. In terms of COD conversion to PHA, the assays which proved to be most efficient for PHA accumulating, for each type of substrate added, were the ones which had a limitation in the added nitrogen and/or a higher feeding pH.

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Francisca, da Silva Santos Renata. "Estabilização radiolítica do polímero biodegradável poli (hidroxibutirato) (PHB)." Universidade Federal de Pernambuco, 2007. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/10002.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:17:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9150_1.pdf: 1264743 bytes, checksum: 2fd32c26b44f2c0109e0b16f365b063c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007
O poli(hidroxibutirato), PHB, é um poliéster termoplástico sintetizado por vários tipos de bactérias. O PHB é de especial interesse na fabricação de utensílios médicos esterilizáveis por radiação gama, devido às características extraordinárias como sua grande biocompatibilidade e biodegradabilidade. Entretanto, radiação ionizante causa cisões na cadeia principal do PHB, reduzindo sua massa molecular. Destarte, o escopo deste estudo foi investigar a estabilização radiolítica na estrutura e propriedades do PHB nacional, por meio de aditivos comerciais utilizados na estabilização foto e termo-oxidativa de polímeros convencionais. Inicialmente, foram preparados filmes contendo cinco aditivos diferentes, na concentração de 0,5% da massa total do sistema polimérico. Os filmes foram irradiados com dose de 25 kGy e as mudanças na massa molecular viscosimétrica média (Mv) foram analisadas para a seleção do melhor aditivo. Dentre os aditivos testados, um designado aditivo E, do tipo antioxidante, proporcionou uma ótima radio-estabilização. O estabilizante escolhido foi estudado com mais detalhes. Novas amostras de filmes poliméricos foram preparadas com o aditivo E, cujas concentrações (%m/m) foram 0,3; 0,5; 0,7 e 1,0. Neste caso, os filmes foram submetidos a doses de irradiação que variaram de 15 a 50 kGy. Análises viscosimétricas foram realizadas com o propósito de avaliar cisões na cadeia principal induzidas pela radiação. O valor G (cisões/100 eV de energia transferida ao sistema) também foi obtido por técnica de viscosidade. O aditivo E, na concentração de 0,5% (m/m), promoveu uma redução no valor G de 8,6 para 1,5 no intervalo de dose de 0-35 kGy. As demais análises foram todas realizadas com filmes de PHB contendo o aditivo E na concentração de 0,5% (m/m). Análises espectroscópicas (FT-IR, RMN (1H)) mostraram que o aditivo E não modifica a estrutura do PHB. A análise de difração de raios-X mostrou que o aditivo E não influencia na cristalinidade do PHB. Também foi verificado que o grau de cristalinidade dos filmes permaneceu praticamente constante com a irradiação gama. Foi constatado por meio do teste de biodegradação aeróbia que o aditivo E reduz a biodegradabilidade dos filmes de PHB. Provavelmente, a presença do aditivo no sistema polimérico inibiu o metabolismo microbiano

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Carli, Larissa Nardini. "Nanocompósitios poliméricos biodegradáveis à base de poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato)." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2012. http://hdl.handle.net/10183/61256.

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Abstract:

O objetivo deste trabalho foi a obtenção de nanocompósitos de poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) com diferentes filossilicatos – montmorilonita (OMMT) e haloisita (HNT), na proporção de 1, 3 e 5% em massa, através de processamento no estado fundido. A influência do tipo e teor de nanopartícula, das condições de processamento e da modificação com organosilanos sobre a morfologia e propriedades térmicas e mecânicas dos nanocompósitos foi avaliada. A cristalização dos nanocompósitos apresentou dependência no tipo de nanopartícula: a OMMT dificultou a formação dos esferulitos, enquanto que a HNT promoveu a formação de estruturas mais regulares e orientadas, com maior temperatura de fusão. Os nanocompósitos preparados com teores mais elevados de nanopartículas e em maior intensidade de cisalhamento apresentaram melhor dispersão, o que foi refletido em um aumento nas propriedades mecânicas e de barreira. As nanopartículas modificadas apresentaram diferentes resultados, dependendo do grau de interação do grupo funcional com o polímero. Interações mais fracas promoveram aumento na ductilidade e tenacidade dos nanocompósitos. Por outro lado, a degradação da matriz na presença de sais de amônio quaternário ou de aminosilanos influenciou negativamente o desempenho térmico e mecânico dos nanocompósitos. O conjunto de resultados revelou o potencial da haloisita comparada à montmorilonita. Os nanocompósitos com HNT não modificada apresentaram melhores características de processamento e balanço de propriedades, com aumento no alongamento na ruptura e resistência ao impacto, mantendo elevada rigidez, além de uma diminuição de 93% nos valores de permeabilidade ao oxigênio.
In this work, poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) nanocomposites were prepared by melt intercalation process using 1, 3 and 5 wt% of different phyllosilicates – montmorillonite (OMMT) and halloysite (HNT). The effect of the clay type and content, as well as the processing conditions and the modification with organosilanes on the morphology and thermal and mechanical properties of the nanocomposites were evaluated. The crystallization characteristics of the nanocomposites were dependent on the clay type: OMMT prevented the formation of the spherulites, while HNT promoted the formation of a regular and oriented structure with higher melting temperature. The nanocomposites prepared with high clay content and high shear intensity presented a better dispersion, which resulted in an improvement in the mechanical properties and barrier property. The modified nanoparticles presented different results, depending on its degree of interaction with the polymer matrix. For weak interactions, it was observed an increase in ductility and toughness of the nanocomposites. The degradation of the polymer matrix in the presence of aminosilanes or quaternary ammonium salts negatively influenced the thermal and mechanical performance of the nanocomposites. The set of results revealed the potential of halloysite in comparison to montmorillonite. The nanocomposites with unmodified HNT presented the best set of properties, with improved processing characteristics, strain at break and impact strength while maintaining a high stiffness, and a reduction of 93% in the oxygen permeability.

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Coltro, Monise Cristina Ribeiro Casanova. "Síntese e caracterização de polímeros biodegradáveis para liberação controlada de dexametasona." Universidade Federal de Goiás, 2014. http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/4167.

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Abstract:

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-02-06T14:24:54Z No. of bitstreams: 2 Tese - Monise Cristina Ribeiro Casanova Coltro - 2014.pdf: 2363437 bytes, checksum: c570d900344418055e735c453f546be0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5)
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Made available in DSpace on 2015-02-19T14:15:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Monise Cristina Ribeiro Casanova Coltro - 2014.pdf: 2363437 bytes, checksum: c570d900344418055e735c453f546be0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-12-01
Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
Bioabsorbable and biodegradable polymers are extremely importante in medical applications such as sutures and controlled drug realease systems because they do not produce toxic products. In this sense, several researches prepare and characterize polylactic acid but do not apply it or vice-versa. The present work aimed to prepare and characterize polylactic acid and perform in vitro and in vivo tests in inflammaded knees of sheeps. In this work, the polymers PLLA and PDLLA were sinthesized by melt policondensation method. In order to reach a higher molecular weight of polymers, catalysts were used based on zinc and tin supported on sulfonated styrene-divinylbenzene (Sty-DVB) copolymers. The Sty-DVB copolymer was synthesized through suspension polymerization in the presence of inert diluents. The Sty-DVB copolymer was sulfonated with concentrated sulfuric acid in the presence of dichloroethane. The original and sulfonated copolymer, as well, the supported catalysts were characterized by nitrogen physical adsorption, FTIR, EDS, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, atomic absorption spectrometry and thermogravimetric analysis. PLLA and PDLLA were characterized by inherent viscosity measurements, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis and nuclear magnetic resonance of 1H and 13C. PDLLA nanospheres were prepared through nanoprecipitation method without and with the incorporation of dexamethasone, an anti-inflammatory drug. The polymeric nanospheres were characterized by dynamic light scattering to measure medium diameter and polydispersity index, as well, zeta potential The encapsulation efficiency, the drug loading, the yield as well as controlled release drug profile in dialyses membrane were obtained by high performance liquid chromatography analyzes. Tin was supported on sulfonated Sty-DVB copolymer as SnO2, while zinc was detected by EDS analysis without the possibility of compound type identification. Tin supported catalyst was more efficient than zinc containing catalyst. PDLLA nanospheres containing encapsulated dexamethasone with medium diameter of 80 nm and polydispersity index near 0.110 were obtained with excellent reproducibility. Encapsulation efficiency, dexamethasone load in PDLLA and yield were 75 %, 3.5 % and 78 %, respectively. In vivo tests showed the visual apparence on recuperation of inflamed sheep knees treated with PDLLA nanoespheres were excelente compared to the ones treated with comercial dexametasone.
Polímeros biodegradáveis e bioabsorvíveis são de extrema importância em aplicações médicas em suturas ou como carreadores de fármacos devido a produção de resíduos não tóxicos. Neste sentido, vários trabalhos sintetizam e caracterizam o poliácido lático mas não fazem nenhuma aplicação in vitro e in vivo e vice-versa. Assim este trabalho visou sintetizar e caracterizar o poliácido lático e realizar testes de liberação in vitro e testes de liberação in vivo em joelhos inflamados por ruptura de ligamento de ovelhas. Neste trabalho sintetizou-se os polímeros PLLA e PDLLA pelo método de policondensação em estado fundido. Para garantir o alcance de um peso molecular maior, fez-se o uso de catalisadores de zinco e estanho suportado em copolímero estireno-divinilbenzeno (Sty-DVB) sulfonado. O copolímero Sty-DVB foi preparado por polimerização em suspensão na presença de diluentes inertes. O copolímero Sty-DVB foi sulfonado com ácido sulfúrico concentrado na presença de dicloroetano. O copolímero original e sulfonado, bem como, os catalisadores suportados foram caracterizados por medidas de adsorção física de nitrogênio, espectroscopia na região de infravermelho, espectrometria de energia dispersiva (EDS), microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X, espectrometria absorção atômica e termogravimetria. Os polímeros PLLA e PDLLA foram caracterizados por medidas de viscosidade inerente, difração de raios X, termogravimetria e ressonância magnética nuclear de 1H e 13C. Nanoesferas de PDLLA foram preparadas pelo método de nanoprecipitação sem e com o farmáco anti-inflamatório dexametasona. As nanoesferas foram caracterizadas por espalhamento de luz dinâmico para medir o diâmetro médio e o índice de polidispersão, bem como, o potencial zeta. A eficiência de encapsulamento do fármaco, a carga do fármaco, o rendimento bem como o perfil de liberação do fármaco em teste in vitro em membrana de diálise foram obtidos por análises de cromatografia líquida de alta eficiência. O estanho foi suportado no copolímero Sty-DVB sulfonado na forma de SnO2, enquanto para o zinco a sua presença foi detectada pela análise de EDS sem que fosse possível identificar o tipo de composto adsorvido. O catalisador com estanho suportado foi mais eficiente que o catalisador contendo zinco. Nanoesferas de PDLLA contendo dexametasona encapsulada com diâmetro médio de 80 nm e polidispersão de aproximadamente 0,110 foram obtidas com excelente reprodutibilidade. A eficiência de encapsulamento, a carga de dexametasona no PDLLA e o rendimento form 75%, 3,5% e 78 %, respectivamente. Os testes in vivo preliminares mostraram que a aparência visual da recuperação do ligamento em joelhos tratados com nanoesferas de PDLLA com dexametasona foram extremamente melhores que os joelhos tratados com dexametasona comercial.

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Casarin, Suzan Aline. "Desenvolvimento e caracterização de blendas e de compostos empregando polímeros biodegradáveis." Universidade Federal de São Carlos, 2004. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/831.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340.pdf: 3564477 bytes, checksum: 3549bde0ca074e2d0a50a87e42dfacb9 (MD5) Previous issue date: 2004-10-25
Universidade Federal de Minas Gerais
This work presents theoretical information and experimental data on the behavior of biodegradable polymers and blends of biodegradable PHB polymer with copolyesters that are also biodegradable. Binary mixtures were made of the biodegradable polymer poly(hydroxybutyrate) PHB and biodegradable copolyesters, Eastar Bio® and Ecoflex®, in the following PHB/copolyester compositions: 100/0, 90/10, 75/25, 50/50, and 0/100. For the PHB/copolyester blend of 75/25, modifications with 30% of wood powder in two different grain sizes were studied. The polymeric blends were prepared and their mechanical and thermal properties and morphology evaluated. An analysis of their biodegradation in soil was also made. It was found that the mechanical properties of PHB polymer are improved by incorporating 50% of copolyester into the polymeric blend. Analyses of the melt flow index also revealed that the three polymers studied here are unstable and degrade along time, a behavior displayed particularly strongly by Easter Bio. A thermal analysis by Differential Scanning Calorimetry indicated that these polymers have a very slow crystallization rate. A Dynamic Mechanical Thermal Analysis of the blends indicated they are immiscible, as indicated by two different Tg peaks very close to the Tg of the pure polymers. All the polymers subjected to the soil biodegradation tests underwent degradation with a loss in mass, although only superficial alterations which did not interfere in their mechanical properties occurred during the 90-day evaluation period.
Este trabalho apresenta informações teóricas e dados experimentais sobre o comportamento de polímeros biodegradáveis e de blendas do polímero biodegradável com copoliésteres também biodegradáveis. Efetuou-se a mistura binária do polímero biodegradável poli(hidroxibutirato) PHB e copoliésteres biodegradáveis, Eastar Bio® e Ecoflex®, nas composições PHB/copoliéster (100/0, 90/10, 75/25, 50/50, 0/100). Para a blenda PHB/copoliéster (75/25) foram estudadas modificações com 30% de pó-de-madeira, em duas granulometrias diferentes. Após preparadas, as blendas poliméricas foram avaliadas segundo as propriedades mecânicas e térmicas, e a morfologia. Foi realizada também análise de biodegradação em solo. Foi verificado que para melhorar as propriedades mecânicas do polímero PHB é necessário incorporar 50% de copoliéster na blenda polimérica. Verificou-se também através das análises de índice de fluidez, que os três polímeros estudados são instáveis e degradam ao longo do tempo, sendo que para o Eastar Bio este comportamento é muito acentuado. Através da análise térmica por Calorimetria Exploratória Diferencial notou-se que os polímeros possuem uma taxa de cristalização bem lenta. Pode-se perceber que as blendas formadas são imiscíveis, caracterizando-as pela técnica de Análise Térmica Dinâmico-Mecânica, isto é, há formação de dois picos de Tg distintos e bem próximos aos valores de Tg dos polímeros puros. Nos ensaios de biodegradação em solo, pode-se verificar que todos os polímeros submetidos ao teste degradaram-se com perda de massa, porém, para o tempo avaliado (90 dias) somente houve alteração superficial, não interferindo em suas propriedades mecânicas.

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Perotti, Gustavo Frigi. "Nanocompósitos orgânico-inorgânicos de polímero biodegradável e estruturas lamelares." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-06082013-081235/.

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Abstract:

O presente trabalho de Doutorado tem como objetivo investigar a influência de materiais lamelares prístinos e modificados e a influência de diferentes rotas sintéticas nas propriedades físico-químicas do amido termoplástico, utilizando glicerol como plastificante. Para tanto, empregou-se para a produção dos materiais híbridos uma argila sintética da família das hectoritas (Laponita RD) na forma prístina e também modificada com íons berberine e carnosina, além de um hidróxido duplo lamelar (HDL) constituído por íons Zn2+/Al3+ intercalado com carboximetilcelulose (CMC). O amido e o material lamelar foram combinados, utilizando as metodologias de casting e extrusão, nas concentrações de 2,5 e 5,0 % (m/m) de argila ou HDL com relação ao polissacarídeo. Já quantidade de plastificante empregada foi variável, dependendo da rota de preparação empregada, sendo de aproximadamente 20 % (m/m) via casting e 30 % (m/m) via extrusão com relação ao amido. Conforme mostram os difratogramas de raios X dos filmes obtidos pelo método casting, todos os filmes contendo argila em sua composição exibem um sinal largo de difração na região de baixo ângulo de 2θ, embora pouco intenso, indica a existência de certa quantidade de nanocompósito do tipo intercalado. Já para os materiais obtidos via extrusão, os sinais de difração em baixo ângulo são consideravelmente alargados e muito pouco intensos. A propriedade térmica do amido termoplástico foi piorada em todos os casos estudados nos materiais contendo argila ou HDL em sua composição. A presença de carga inorgânica na formulação dos materiais híbridos preparados não retardou o processo de decomposição não-oxidativo do amido. A presença de uma maior quantidade de glicerol nos materiais obtidos por extrusão resultou em uma antecipação ainda maior no principal evento de perda de massa, em comparação com os mesmos materiais obtidos via casting. Devido à alta característica hidrofílica do amido, materiais lamelares intercalados com espécies que possuem maior caráter hidrofílico, como a Laponita prístina (contendo apenas íons Na+) e a carnosina mostraram uma melhor dispersão pela matriz polimérica, através da análise por técnicas de microscopia. Adicionalmente, observou-se uma melhor homogeneidade de distribuição da fase lamelar na fase polimérica nos filmes obtidos por casting em comparação com os materiais obtidos por extrusão. Os resultados mecânicos de todos os materiais híbridos analisados mostram tendências pouco conclusivas com relação ao amido termoplástico. Em geral, observa-se uma melhora muito sutil na máxima resistência a tração com a presença de material lamelar na composição dos materiais testados, além de uma diminuição na elongação máxima. Da mesma forma, a permeabilidade a gases dos filmes contendo argila ou HDL em sua composição mostrou resultados pouco conclusivos com relação ao amido termoplástico, geralmente exibindo uma redução modesta na permeabilidade. A investigação do perfil de biodegradação dos materiais contendo fase lamelar em sua composição mostrou que apenas a amostra contendo Laponita modificada com carnosina obtida por extrusão foi capaz de retardar significativamente a conversão do carbono das cadeias poliméricas em CO2, com relação ao amido termoplástico.
This present Thesis aimed to investigate the influence of pristine and modified layered materials and the influence of different preparation routes on the physicochemical properties of thermoplastic starch, using glycerol as plasticizer. To reach this goal, it was used to produce hybrid materials a synthetic clay belonging to the hectorite family (Laponite RD) in both pristine form and modified with berberine and carnosine ions and also a layered double hydroxide (LDH) comprised of Zn2+/Al3+ ions intercalated with carboxymethylcellulose (CMC). Both starch and the layered material were combined using casting and extrusion methodologies, using concentrations of 2.5 and 5.0 % (w/w) of clay or LDH relative to starch. The amount of plasticizer utilized was variable, depending on the preparation route employed. It was used approximately 20 % (w/w) of glycerol on casting route and 30 % (w/w) on extrusion route relative to starch. According to X ray diffractograms of the films obtained by casting route, all hybrid films that contain clay in their composition exhibit a large diffraction signal at low 2θ angle values, albeit its low intensity, indicates the existence of a certain contribuition of a intercalated nanocomposite. On the other hand, the hybrid materials obtained through extrusion method, these low angle diffraction signals are very broad and possess very low intensity. The thermal properties of thermoplastic starch were worsened in all studied cases after combined with clay or LDH. The presence of inorganic filler on the formulation of hybrid materials does not postpone the beginning of the non-oxidative decomposition process of starch. A higher amount of glycerol on the final materials obtained through extrusion resulted in an even greater anticipation on the main mass loss event in comparison to the analogous materials obtained using casting technique. Due to the high hydrophilic nature of starch, layered materials intercalated with ionic species that show higher hydrophilicity such as pristine Laponite (containing solely Na+ ions) and carnosine exhibited better dispersion through the polymer matrix, after being analyzed with microscopic techniques. Additionaly, it was observed a higher homogeneity of distribution of the layered phase over the polymer phase on the films obtained through casting in comparison to the materials obtained through extrusion. The tensile tests of all analyzed hybrid materials show a poorly conclusive trend in comparison to thermoplastic starch. In general, it was observed a subtle improvement on the maximum tensile strength of the materials containing layered material in their composition and also a decrease in the maximum elongation. In a same trend, gas permeability of the films was poorly conclusive in comparison to thermoplastic starch, generally resulting in a subtle reduction of permeability values. The investigation of biodegradation profile of the materials containing inorganic filler show that only Laponite modified with carnosine ions was able to postpone significatively the conversion of carbon from the polymer chains to CO2 in comparison to thermoplastic starch.

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Junior, Ivan Taiatele. "Compostagem e hidrólise abiótica de blendas entre amido e outros polímeros biodegradáveis." Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, 2017. http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000214297.

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Abstract:

Sacolas plásticas feitas de filmes biodegradáveis se mostram uma possível solução para acondicionar resíduos orgânicos cujo destino é a compostagem municipal. Estudos que avaliem a compostabilidade de filmes produzidos a partir de diferentes polímeros biodegradáveis são necessários. O presente estudo teve como objetivo analisar a degradação via compostagem e via hidrólise abiótica de filmes produzidos a partir de poli(adipato-co-tereftalato de butileno) (PBAT), ácido polilático (PLA), álcool polivinílico (PVA) e de suas blendas com amido termoplástico (TPS). Duas etapas não simultâneas de compostagem de resíduos orgânicos com podas de árvores foram conduzidas: (1) com inserção dos filmes obtidos a partir dos polímeros puros, e duração de 49 dias; e (2) com inserção das blendas, por 70 dias. Ensaios de hidrólise foram então conduzidos para os seis filmes em estudo, os quais foram incubados em meio aquoso e estéril, a 55 ºC, por 28 dias. A inserção dos filmes não prejudicou o processo de compostagem, em ambas as etapas, quando analisados os parâmetros temperatura, pH, condutividade elétrica, série de sólidos, relação C/N e reduções de volume e massa. Os teores de macro e micronutrientes dos compostos finais não atingiram o mínimo exigido para todos os parâmetros visando a comercialização. As blendas degradaram mais drástica e rapidamente do que seus respectivos polímeros puros durante a compostagem. Entre os filmes de polímeros puros, destaca-se o PBAT como o que mais se degradou, e entre as blendas, o PLA/TPS e o PBAT/TPS. Os ensaios de hidrólise abiótica mostraram resultados semelhantes: as blendas com amido degradaram mais que os polímeros puros. O destaque entre as blendas foi o PVA/TPS e entre os polímeros puros, o PLA. Concluiu-se que, de modo geral, a hidrólise constitui uma etapa essencial da biodegradação via compostagem, mas que não proporciona degradação tão intensa dos polímeros quando testada isoladamente, em meio estéril. Além disso, algumas embalagens são mais suscetíveis à hidrólise, como o PLA e o PVA/TPS, o que auxilia na assimilação dos oligômeros resultantes pelos microrganismos envolvidos no processo de compostagem, favorecendo, assim, um maior grau de compostabilidade.
Plastic bags made of biodegradable films are a possible solution to store organic waste which is destined to municipal composting. Studies that assess the compostability of films manufactured from different biodegradable polymers are necessary. This study aimed to analyse the degradation via composting and via abiotic hydrolysis of films manufactured from poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT), polylactide acid (PLA), polyvinyl alcohol (PVA) and from theirs blends with thermoplastic starch (TPS). Two non-simultaneously composting stages using organic waste and tree pruning were conducted: (1) with insertion of the films obtained from neat polymers, and duration of 49 days; and (2) with insertion of the blends, for 70 days. Hydrolysis tests were then conducted for all six films in study, which were incubated in aqueous and sterile medium, at 55 ºC, for 28 days. The insertion of the films did not impair the composting process, for both stages, when analysed the parameters temperature, pH, electric conductivity, solids, C/N ratio and volume and mass reductions. Macro and micronutrients contents of the final composts did not reach the minimum required for all parameters when commercialization is aimed. The blends degraded faster and more drastically than their respective neat polymers during composting. Among the neat polymers films, PBAT stands out as the one which degraded most, and among the blends, PLA/TPS and PBAT/TPS. Abiotic hydrolysis tests showed similar results: blends with starch degraded more than neat polymers. The highlight among the blends was PVA/TPS and among the neat polymers, PLA. It was concluded that, generally, hydrolysis constitutes an essential step of biodegradation via composting, although it does not provide polymer degradation as intense as it does when tested singly, on sterile medium. Moreover, some packaging are more susceptible to hydrolysis, such as PLA and PVA/TPS, which helps the assimilation of resulting oligomers by microorganisms responsible for the composting process, and hence favours a higher compostability degree.

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Pereira, Ildeu Helenio Lazarini. "Síntese e avaliação preliminar de citotoxidade de polímeros injetáveis fotopolimerizáveis e biodegradáveis." Universidade Federal de Minas Gerais, 2009. http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8MTF9U.

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Abstract:

Foram sintetizados poliuretanos (PU) com potencial para serem aplicados na área de biomateriais. Nestes elastômeros foram utilizados poli(propileno glicol) (PPG) e/ou poli(-caprolactona) (PCL) como segmento macio. O segmento rígido foi baseado no reagente isoforona diisocianato (IPDI). Os PUs foram modificados com hidroxi-etil metacrilato (HEMA) para formar poliuretanos com grupos acrilatos (PUA) com potencial para serem fotopolimerizáveis (PUA-PPG e PUA-PCL). O PCL é um poliéster alifático biodegradável. O grau de ligações de hidrogênio, avaliado por espectroscopia no infravermelho (FTIR), foi usado para investigar o processo de separação de microfases nos PU. Testes mecânicos de tração avaliaram as propriedades mecânicas destes materiais, assim como testes de inchamento e injetabilidade. Estes testes preliminares mostraram a capacidade desses novos materiais sintetizados de se classificarem como poliuretanos com grupos acrilatos (PUAs) injetáveis, biodegradáveis no PUA-PCL e fotopolimerizáveis. Como grupo controle foram usadas microesferas de poli(metacrilato de metila) (PMMA). Testes preliminares in vitro e in vivo foram realizados. No estudo in vitro, a citotoxicidade dos materiais foi analisada através de testes de viabilidade celular MTT, dosagem de colágeno e expressão de fosfatase alcalina, quantificando a proliferação de células tronco mesenquimais não diferenciadas quando em contato com os biomateriais sintetizados. Estudos in vivo foram relacionados com os estudos in vitro. Cortes histológicos dos biomateriais foram realizados e avaliados em microscopia óptica. As análises dos estudos in vitro e in vivo demonstraram que o poliuretano derivado de PCL e do PPG são biocompatíveis quando em contato com células tronco mesenquimais não diferenciadas e estas células podem aderir e proliferar no material. Tais materiais são extremamente atrativos e demonstraram ter potencial para serem utilizados como poliuretanos biomédicos.

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Spier, Vivian Cristina. "Caracterização espectroscópica e cromatrográfica de copoliésteres biodegradáveis." Universidade do Estado de Santa Catarina, 2005. http://tede.udesc.br/handle/handle/1596.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Capa.pdf: 33668 bytes, checksum: d1e9564709d38250640540f84c86c175 (MD5) Previous issue date: 2005-07-29
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The recycling of poly(ethylene terephthalate) (PET) can be carried through by different techniques, one of them is the chemical recycling, where new aliphatic-aromatic copolymers are synthesized from melt reaction of the PET post-consumer with aliphatic homopolymers. The aliphatic polyesters, such as the poly(ethylene adipate) (PEA) are biodegradable. The synthesis of aliphatic-aromatic copolymers reveals a good alternative. Varying the composition of each polymer; it can be gotten materials with superior properties to either of the pure components and possibly biodegradable in soil can be obtained. In this work we characterized these aliphatic aromatic copolyesters in different compositions before and after soil biodegradation tests by infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetric (DSC), thermal analysis (TGA), gel permeation chromatography (GPC) and proton nuclear magnetic ressonance spectroscopy 1H NMR. In addition a new methodology for GPC analyses to aliphatic-aromatic copolyesters at room temperature is being proposal. The results of FTIR characterization did not show any alteration in the samples composition before and after 7 months of soil biodegradation. The samples were analyzed by DSC and TGA to evaluate the alterations in the thermal behavior. DSC curves of samples without degradation showed, through the values of Tg, that samples with higher percentage of PEA are more flexible, while those with higher PET content are more rigid. The TGA results showed that the thermal stability of the copolymers increase with the PET content. No changes were observed to material after degradation tests. GPC analysis showed a significative change in Mn and Mw results for PET-co-PEA 50-50, indicating that the copolymer suffered greater degradation in this composition. The new methodology proposal for GPC analyses demonstrated excellent performance in the attainment of the molar mass results for aliphatic-aromatic copolymers The 1H-NMR results showed that the adipate and terephthalate composition from copolymers are different from the copolymers before degradation.
A reciclagem do poli(tereftalato de etileno) (PET) pode ser realizada por diferentes técnicas, uma delas é a reciclagem química, em que podem ser sintetizados novos copolímeros alifático-aromáticos através da reação em massa do PET pós-consumo com homopolímeros alifáticos. A síntese de copolímeros alifático-aromáticos mostra-se como uma boa alternativa, pois variando os teores de cada componente, pode-se obter materiais com propriedades mecânicas e térmicas superiores aos polímeros puros, passíveis de sofrerem biodegradação em solo. Neste trabalho foi realizada a caracterização do copolímero PET-co-PEA, nas diferentes composições obtidas antes e após testes de biodegradação em solo compostado, através das análises de espectroscopia no infravermelho (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), cromatografia de permeação em gel (GPC) e ressonância magnética nuclear de prótons (1H NMR). Também é proposta uma metodologia alternativa para análises de GPC a temperatura ambiente para poliésteres alifático-aromáticos. Os resultados de caracterização por FTIR não mostraram alterações na composição das amostras antes e depois de 7 meses de biodegradação em solo. As amostras foram analisadas por DSC e TGA para avaliar as alterações no comportamento térmico. As curvas de DSC das amostras sem degradação mostraram, através dos valores de Tg, que as amostras com maior porcentagem de PEA são mais flexíveis, enquanto àquelas com maior conteúdo de PET são mais rígidas. As análises de TGA mostraram que a estabilidade térmica dos copolímeros aumenta com o teor de PET. Não se observa alterações antes e após teste de biodegradação nas amostras que apresentam somente um estágio de degradação.Os resultados das análises GPC mostraram uma diferença significativa nos valores de Mn e Mw para a composição de PET-co-PEA 50-50, indicando que foi nesta proporção que o copolímero sofreu maior degradação. A nova metodologia proposta para análises GPC demonstrou ótimo desempenho na obtenção dos resultados de massas molares para os copolímeros alifático-aromáticos. Os resultados de 1H-NMR obtidos mostraram que a composição em adipato e em tereftalato dos copolímeros é diferente daquela dos copolímeros antes da degradação.

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Zehetmeyer, Gislene. "Desenvolvimento e caracterização de embalagens ativas compostas de PBAT com incorporação de nisina." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2016. http://hdl.handle.net/10183/143867.

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Abstract:

Neste trabalho foram preparados filmes biodegradáveis de poli(butileno adipato-co-tereftalato) (PBAT) com incorporação de um aditivo antimicrobiano (nisina), utilizando três diferentes metodologias. A primeira consiste na preparação dos filmes contendo nisina a partir do processamento no estado fundido utilizando uma extrusora dupla-rosca. A segunda fundamenta-se na preparação dos filmes utilizando a técnica de eletrofiação. Já a terceira, consiste na preparação de filmes bicamada como materiais de embalagens ativas. A morfologia destes filmes foi avaliada, bem como, as propriedades térmicas, estruturais, mecânicas e antimicrobianas. Além disso, a biodegradabilidade dos filmes extrudados foi investigada. As micrografias para todas as metodologias mostraram que a nisina apresentou-se bem dispersa na matriz do polímero, apresentando alguns aglomerados em amostras com maiores concentrações do aditivo. A temperatura de transição vítrea (Tg) e a temperatura de fusão (Tm) não foram afetadas pela incorporação da nisina nos filmes. A adição da nisina não causou modificação na resistência à tração dos filmes, por outro lado, a presença da bacteriocina causou uma pequena diminuição no alongamento na ruptura para as amostras mais concentradas de nisina quando comparadas àquelas do polímero puro. O módulo elástico foi alterado com a adição de nisina nos filmes, sugerindo uma leve redução na rigidez destes materiais. Os filmes ativos demonstraram inibição contra a bactéria Gram-positiva Listeria monocytogenes. A atividade antimicrobiana dos filmes foi investigada em soluções simulantes de alimentos e todas as amostras foram mais ativas em soluções contendo o surfactante Tween 20 ou ácido acético, aumentando até 48 h. A presença da nisina aumentou as propriedades de barreira ao oxigênio para os filmes de PBAT/nisina. A evolução da biodegradação pôde ser confirmada logo no decorrer de 30 dias, os filmes apresentavam indícios de biodegradação e mudança de coloração (manchas marrons) que indicam a ação de fungos. Os filmes bicamada apresentaram propriedades mecânicas elevadas em função da combinação dos filmes extrudados e eletrofiados. Por conseguinte, os filmes de PBAT/nisina apresentaram resultados promissores, indicando que estes novos materiais podem ser possivelmente empregados como materiais de embalagem ativa na indústria de alimentos visando o melhoramento da segurança alimentar e prolongando a vida de prateleira do produto embalado.
In this study biodegradable films were developed composed by poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) using an antimicrobial additive (nisin) at different concentrations through three different methodologies. In the first method, films were prepared from the melt processing technique using a twin-screw extruder. The second method was based on electrospinning technique. Finally, the third methodology consists of the preparation of active bilayer films composed by extruded and electrospun matrices. The film morphology was evaluated, as well as the structural, mechanical, thermal and antimicrobial properties. Furthermore, the biodegradability of the extruded films was investigated. The micrographs for films processed by extrusion and electrospinning showed that nisin was well dispersed in the polymer matrix, presenting some agglomerates when the nisin concentration was increased. The glass transition temperature (Tg) and melting temperature (Tm) were not affected by nisin incorporation. Besides, the addition of nisin did not change the tensile strength of the films. However, the presence of nisin in higher concentration caused a decrease in elongation at break. The Young’s modulus changed with presence of nisin, suggesting a slight reduction in stiffness of these materials. The active films demonstrated inhibition against Gram-positive bacteria Listeria monocytogenes. Antimicrobial activity of the films was investigated in food simulant solutions, all samples were more active in the surfactant solutions containing Tween 20 or acetic acid, increasing until 48 h. The presence of nisin increased oxygen barrier properties to PBAT/nisin films. The biodegradation was detected after 30 days, when the films showed changes on visual aspect, then confirming the fungi action. The bilayer films showed high mechanical properties due to the synergism of the films. Therefore, PBAT/nisin films showed promising results, indicating that these new materials may be possible used as active packaging materials in food industry aiming enhanced food safety and extending the shelf life of the packaged product.

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Montagna, Larissa Stieven. "Desenvolvimento de polipropileno ambientalmente degradável." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2014. http://hdl.handle.net/10183/96383.

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Abstract:

Devido aos problemas decorrentes da disposição inadequada dos resíduos poliméricos, não recicláveis, principalmente aqueles de vida útil curta, como fraldas descartáveis e absorventes higiênicos, o uso de polímeros biodegradáveis torna-se uma alternativa atraente e imprescindível para amenizar a geração de resíduos poliméricos de difícil degradação, e consequentemente, diminuir os danos que esses possam causar ao meio ambiente. Polímeros termoplásticos convencionais contendo em sua composição agentes pró-degradantes podem tornar-se biodegradáveis, pela ação oxidativa do aditivo que acelera a cisão das macromoléculas, que leva a biodegradação destas por micro-organismos. Neste trabalho, foram utilizados dois grades de polipropileno (PP) que são empregados na fabricação de materiais descartáveis, no qual foram aditivados com agente pró-degradante orgânico, contendo um grupo 1,2-oxi-hidroxi, e suas características e propriedades foram avaliadas, na tentativa de desenvolver um polímero ambientalmente biodegradável. Com o intuito de comparar a eficiência deste aditivo orgânico, foi utilizado o d2w®, aditivo pró-degradante comercial já utilizado no mercado, que apresenta características semelhantes ao aditivo orgânico, porém apresenta metal de transição em sua composição. Desta forma amostras de PP foram aditivadas com 1, 2 e 3% de pró-degradante orgânico e comercial (d2w®) e submetidas à degradação por processos abióticos (natural e acelerado) e bióticos (compostagem e biodegradação em meio aquoso e em solo). A monitoração da degradação das amostras foi acompanhada utilizando-se técnicas FTIR, DSC, MEV, Mv e a quantificação de CO2 gerado. A amostra de PP com pró-degradante comercial foi mais sensível a termodegradação, porém as amostras de PP com pró-degradante orgânico apresentaram maior nível de degradação. Em ambas as amostras ocorreram aumento da cristalinidade após a degradação devido à redução da massa molar, e a modificação morfológica da superfície dos corpos de prova, devido à fotodegradação (natural e acelerada) e degradação biótica. A degradação abiótica das amostras de filme de PP por ação da radiação ultravioleta (270 horas), favoreceu o processo de biodegradação em meio aquoso (100 dias). Neste estudo constatou-se que o pró-degradante orgânico não apresentou efeitos toxicológicos ao solo, pois possibilitou o cultivo de plantas, através do desenvolvimento sadio das raízes.
Due to problems resulting from the inadequate disposal of polymeric waste, non-recyclable, especially those with short shelf life, as disposable diapers and sanitary napkins, the use of biodegradable polymers becomes an attractive and necessary alternative to minimize the generation of waste polymeric difficult degradation and, consequently, reduce the damage that they can cause to the environment. Conventional thermoplastic polymer containing in their composition pro-degrading agents may become biodegradable by the oxidative action of the additive which accelerates the cleavage of macromolecules, which leads to degradation by these microorganisms. In this study, two crates of polypropylene (PP), which are used in the manufacture of disposable materials, which were additivated with organic pro-degrading agent containing a 1,2-oxo-hydroxy group and their characteristics and properties were evaluated used were in an attempt to develop an environmentally biodegradable polymer. In order to compare the efficiency of organic additive, d2w®, pro-degradant additive already used in the commercial market, which has similar characteristics to the organic additive was used, however with the transition metal in their composition. This form of PP samples were additivated with 1, 2 and 3% of pro-degrading organic and commercial (d2w ®) and subjected to degradation by abiotic processes (natural and accelerated) and biotic (composting and biodegradation in an aqueous medium and soil). Monitoring of the degradation of the samples was monitored using techniques FTIR, DSC and SEM, Mv and quantification of CO2 generated. A sample of PP with pro-degrading commercial was more sensitive to thermodegradation, but the PP samples with pro-degrading organic had higher degradation. In both samples there was an increase in crystallinity after degradation due to the reduction of the molar mass and morphological modification of the surface of the test specimens due photodegradation (natural and accelerated) and biotic degradation. The abiotic degradation of samples of PP film by the action of ultraviolet radiation (270 hours), favored the biodegradation process in aqueous medium (100 days). In this study it was found that the organic pro-degrading soil showed no toxic effects, because it allowed the cultivation of plants, through the development of healthy roots.

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Gomes, Vera Marta Almeida. "Encapsulação de ciprofloxacina em nanopartículas de poli(ácido láctico)." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2009. http://hdl.handle.net/10773/3094.

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Abstract:

Mestrado em Química Analítica e Controlo de Qualidade
O objectivo geral deste trabalho consiste no estudo e avaliação de algumas técnicas de encapsulação de princípios activos utilizando polímeros biodegradáveis. No presente caso, pretende-se, desenvolver e aperfeiçoar a encapsulação de uma fluoroquinolona, a ciprofloxacina, utilizando a técnica de emulsão e evaporação do solvente. O poli(ácido láctico) (PAL) foi o polímero seleccionado para tal efeito. A fase inicial do trabalho consiste em verificar os efeitos das variáveis experimentais que têm uma maior influência na metodologia em causa. As variáveis analisadas foram a concentração da fase orgânica, a concentração da fase aquosa e a razão entre os volumes das fases contínua (aquosa) e dispersa (orgânica). A caracterização das partículas obtidas foi efectuada em termos de tamanho e eficiência de encapsulação, parâmetros fundamentais na análise de um perfil de libertação controlada de um princípio activo. Na segunda fase desta dissertação pretende-se estudar a eficiência de encapsulação em termos estatísticos, de modo a descrever e prever o comportamento das variáveis no intervalo escolhido. Para tal, recorreuse ao planeamento experimental compósito central circunscrito, com cinco níveis de variáveis e α=1,682. Na modelação dos dados experimentais utilizou-se o ajuste de modelos e as redes neuronais artificiais, sendo possível, com esta última descrever o comportamento em causa. ABSTRACT: The main goal of this work is the study and evaluation of some encapsulation techniques of drugs using biodegradable polymers. In the present case, the development and improvement of the encapsulation of a fluoroquinolone (ciprofloxacin), using the poly(lactic acid), by emulsion solvent evaporation method was pursued. In initial part of the work consisted in testing the effects of the experimental variables that have a greater effect in the methodology under study. Various process parameters, such as polymer concentration (organic phase), surfactant concentration (aqueous phase) and continuous phase/dispersed phase ratio were analyzed. The obtained particles were characterized by size and encapsulation efficiency – two key parameters to study in a drug release. In the second part of this dissertation, the study of the drug release in statistical terms, to describe and predict the behavior of these variables in the chosen interval, was achieved. For that, the experimental central composite circumscribed was used at five levels and α=1,682. With that purpose in mind, the experimental planning of a group of analyses was then exploited, extracting its relevant information and respective modeling. In the experimental data modeling, the models adjustment and the artificial neuronal nets were used – being possible, with this last one, to describe the referred behavior.

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Alcobia, Daniel de Souza. "Produção de nanofibras alinhadas de polímeros biodegradáveis para crescimento e regeneração de células neurais." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-16012014-085947/.

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Abstract:

A eletrofiação é uma celebrada técnica de processamento de polímeros, capaz de produzir fibras de diâmetro nanométrico. A montagem comum do sistema de eletrofiação permite a captação de fibras aleatórias sob a forma de um não-tecido. Diversas modificações nessa montagem permitem a obtenção de diferentes morfologias de fibras. Tais modificações são revisadas e discutidas neste trabalho. Na produção de suportes de crescimento de células neurais, é interessante que seja incorporada alguma anisotropia no meio. Assim, um aparato de eletrofiação, capaz de produzir fibras alinhadas, foi construído e a variação dos parâmetros de seu processamento permitiu a obtenção de diferentes qualidades de alinhamento das fibras para dois polímeros biodegradáveis. Diversos parâmetros influenciaram a qualidade desse alinhamento, porém a velocidade de captação das fibras mostrou ser o mais impactante, em acordo com dados reportados na literatura. A morfologia das fibras foi avaliada quanto ao seu diâmetro, com o auxílio de micrografias de MEV e do software de edição de imagens ImageJ. Adicionalmente buscou-se avaliar a qualidade do alinhamento de tais fibras. Para tanto, foi desenvolvida uma metodologia de quantificação de qualidade de alinhamento de fibras, baseado nas micrografias e na ferramenta de FFT do ImageJ. A metodologia proposta foi capaz de ordenar de maneira objetiva e consistente a qualidade do alinhamento das fibras obtidas, mesmo quando a análise visual (usada como referência) se provava ineficiente. A metodologia proposta foi incorporada num plugin para ImageJ, via algoritmo computacional escrito em Java. Com o uso do plugin, foi possível processar diversas micrografias, obtidas em diferentes pontos das malhas eletrofiadas e com variadas magnificações, a fim de se criar uma estatística dos resultados obtidos para qualidade de alinhamento das fibras, algo inédito na literatura. Malhas eletrofiadas com diferentes qualidades de alinhamento de suas fibras foram utilizadas como substrato na cultura de células precursoras neurais, provenientes de neuroesferas. Foi feita a cultura de células progenitoras neurais, provenientes de neuroesferas, tendo como substrato malhas eletrofiadas com diferentes qualidades de alinhamento, a fim de se avaliar o impacto dos contatos físicos das fibras sobre a migração e diferenciação de tais células.
Electrospinning is a celebrated technique of polymer processing, able to produce fibers with nanometric diameter. Common assembly of electrospinning apparatus allows collection of random fibers in a non-woven matt. Several modifications on this assembly enable different fiber morphologies to be obtained. Such modifications are revised and discussed in this work. In the production of cell growth scaffolds, its interesting that some anisotropy is incorporated in the medium. Therefore, an electrospinning apparatus capable of producing aligned fibers was constructed. Variation of processing parameters of said apparatus enabled different alignment qualities of fibers to be attained for two biodegradable polymers. Many parameters influenced on the quality of said alignment; fiber collection speed, however, proved more impacting, in accordance with literature data. Fiber morphology was assessed in regard to its diameter with the aid of MEV micrographs and ImageJ software. Furthermore, assessment of fiber alignment quality was sought. For this matter, it has been developed a quantification methodology for fiber alignment quality, based on micrographs and ImageJ\'s FFT tool. The proposed methodology was able to objectively and consistently rank fiber alignment quality, even when visual analysis (used as reference) failed to do so. This methodology was incorporated in a plugin for ImageJ, via Java script algorithm. With the aid of this plugin it was feasible to process several micrographs, taken from electrospun mats at different spots and magnifications. This helped create statistics about obtained results of fiber alignment quality, on an unprecedented approach in written literature. Electrospun mats with varying quality in fiber alignment were used as substrate in the culture of neural precursor cells from neurospheres to assess the influence of contact guidance on migration and differentiation of such cells

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Mistura, Daniel Vinícius. "Síntese, caracterização e adesão celular de uma nova classe de hidrogéis injetáveis, termo sensíveis e biodegradáveis." Universidade Federal de São Carlos, 2014. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/1181.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MISTURA_Daniel_2014.pdf: 2003467 bytes, checksum: 5581d79f572369db3735d9706f07423d (MD5) Previous issue date: 2014-03-10
Universidade Federal de Sao Carlos
Hydrogels have been widely studied, especially as injectable materials for applications as biomaterials. These hydrogels may possess thermosensitive features near body temperature (LCST Lower Critical Solution Temperature around 37ºC), rapid gelation, carry drugs, cells or cell growth factors. The current challenge is to make these materials biodegradables and mechanical properties optimized for their use in cardiac tissue engineering. The aim of this study was to synthesize hydrogels of poly(N-iropropylacrylamide) (PNIPAAm) from a new class of macromer consisting of 2-hydroxyethyl methacylate (HEMA), poly(L-co-D,L lactic acid) and trimethylene carbonate (PLDLA-co-TMC) in order to give the hydrogel biodegradation characteristics and mechanical properties suitable for future applications in cardiac tissue engineering. Hydrogels were synthesized by free radical polymerization, the macromer having concentrations ranging from 5%, 10% and 15% (w/w) to evaluate the influence in chemical, mechanical and thermal properties. Macroscopic evaluation showed that the hydrogels exhibit characteristics of injectable and thermosensibility. Swelling tests showed swelling hydrogels with absorption of 20, 29 and 63% of water for compositions. Nuclear Magnetic Resonance (NMR 13C e 1H) confirmed the copolymerization of HEMA with PLDLA-co-TMC as well as the copolymerization of hydrogel PNIPAAm-co-AAc-co-HEMAPLDLA-co-TMC. Infrared spectroscopy (FTIR) corroborated the data found in (NMR 13C e 1H). Differential Scanning Calorimetry (DSC) showed a glass transition temperature of 114ºC, 130ºC and 98ºC for hydrogels, near those found in literature, moreover, showed the LCST for samples at 29ºC, 30ºC and 24ºC, temperatures being lower than 37ºC, indicating these hydrogels may be used in the human body. Scanning electron microscopy (SEM) showed hydrogels without interconnected pores. Mechanical tensile tests showed hydrogels with Young s Modulus of 531, 922 and 725 kPa, and over 500% strain in all synthesized compositions. Degradation of materials followed by weight loss and gel permeation chromatography (GPC) demonstrated stability of hydrogel during first 4 weeks and after 10 weeks showed the onset of weight loss. Finally, the biological interactions assays showed the material as cytocompatible and non-toxic to Vero cells. Thus, the synthesized hydrogels are promising for future applications in cells carriers for tissue engineering.
A classe de hidrogéis vem sendo amplamente estudada, principalmente como materiais injetáveis para aplicações como biomateriais. Estes hidrogéis podem possuir características de termo sensibilidade próximos à temperatura corporal (LCST Lower Critical Solution Temperature em torno de 37ºC), solidificarem rapidamente, carregarem fármacos, células ou fatores de crescimento celular. O desafio atual é tornar esses hidrogéis biodegradáveis e com propriedades mecânicas otimizadas à sua utilização. O objetivo deste estudo foi sintetizar hidrogéis de poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAAm) a partir de uma nova classe de macrômero composto por 2-hidróxietil metacrilato (HEMA), poli(L-co-D,L ácido lático) e trimetileno carbonato (PLDLA-co-TMC), a fim de conferir ao hidrogel características de biodegradação e propriedades mecânicas adequadas para futuras aplicações em engenharia tecidual cardíaca. Os hidrogéis foram sintetizados através da polimerização via radical livre, com concentrações do macrômero variando de 5%, 10% e 15% (m/m) visando avaliar a influência nas propriedades químicas, mecânicas e térmicas do hidrogel sintetizado. A avaliação macroscópica mostrou que os hidrogéis apresentam características de materiais injetáveis e termo sensíveis. Os ensaios de intumescimento apontaram hidrogéis com absorção de 20, 29 e 63% de água para as composições estudadas. As análises de ressonância magnética nuclear (RMN 13C e 1H) comprovaram a copolimerização do HEMA com o PLDLA-co-TMC bem como a copolimerização do hidrogel de PNIPAAm-co-AAc-co-HEMAPLDLA-co-TMC. As análises de espectroscopia do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) corroborou os dados encontrados na técnica de RMN 13C e 1H. A técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) apontou temperaturas de transição vítrea dos hidrogéis 114ºC, 130ºC e 98ºC próximas as encontradas na literatura, além disso, mostrou o comportamento LCST para as amostras nas temperaturas de 29ºC, 30ºC e 24ºC, temperaturas sendo menores que 37ºC, indicando que as mesmas podem ser utilizadas no organismo. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) apontou hidrogéis com poros sem interconectividade. Os ensaios mecânicos de tração apontaram hidrogéis com módulo de elasticidade de 531, 922 e 725 kPa e deformações superiores a 500% em todos as composições sintetizadas. A degradação dos materiais foi medida pela perda de massa, bem como por cromatografia de permeação em gel (GPC) apontou estabilidade dos hidrogéis nas primeiras 4 semanas, e após 10 semanas houve o início da perda de massa. Por fim, os ensaios de interação biológica apontaram o material como citocompátivel e não tóxico às células Vero. Sendo assim, os hidrogéis sintetizados são materiais promissores para futuras aplicações em sistemas de carregamento celular para engenharia tecidual.

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Rossanezi, Gustavo. "Micropartículas poliméricas biodegradáveis contendo cetorolaco como estratégia tecnológica para liberação controlada intra-ocular /." Araraquara : [s.n.], 2012. http://hdl.handle.net/11449/102464.

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Abstract:

Orientador: Anselmo Gomes de Oliveira
Banca: Leticia Norma Carpentiere Rodrigues
Banca: Osvaldo de Freitas
Banca: Maria Helena Andrade Santana
Banca: Marcos Antonio Corrêa
Resumo: Neste projeto, em continuidade a projetos anteriores, temos como objetivo desenvolver micropartículas biodegradáveis contendo o anti-inflamatório não esteróide cetorolaco (CT) para administração intra-ocular. As micropartículas foram baseadas na estrutura matricial, na qual o fármaco está homogeneamente distribuído na matriz polimérica seca. A técnica de obtenção utilizada no estudo foi a secagem por o Spray drying, a qual pode proporcionar partículas homogêneas e com dimensões apropriadas para a utilização pretendida. Foram obtidas micropartículas com várias proporções fármaco:polímero para evidenciar possíveis interações entre esses componentes. Estudos anteriores permitiram-nos definir que o polímero PLGA 85:15, é o polímero mais apropriado ao tempo de liberação necessário ao uso oftalmológico do cetorolaco. As condições inicias de operação do Spray drier foram estabelecidas em estudos anteriores em nosso grupo. As micropartículas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, pela determinação dos diâmetros médios, por Espectroscopia de Infravermelho (IV), por Análise Térmica (DSC, TG/DTG, DTA) e por Difração de Raios X (DRX). A análise quantitativa do fármaco microencapsulado ou não foi realizada por Espectroscopia UV-Vis. Finalmente, a eficiência terapêutica será verificada in vivo através de estudos de biodisponibilidade em coelhos albinos, conforme protocolos estabelecidos juntamente com as equipes de oftalmologia do Hospital de Olhos de Araraquara e do Departamento de oftalmologia da Universidade Federal de São Paulo-Unifesp. A metodologia proposta mostrou-se eficiente na preparação de micropartículas de PLGA contendo CT nas concentrações de 15%, 25%, 35% e 50%, entretanto a partir da concentração de 35% as partículas não assumem forma definida... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: In this project, continuing the previous projects, we aim to develop biodegradable microparticles containing the NSAID ketorolac (CT) for intraocular administration. The microparticles were based on the matrix structure, in which the drug is homogeneously distributed in the dried polymer matrix. The technique of obtaining used in this study was dried by the spray drying, which can provide the particles with homogeneous dimensions appropriate for the intended use. Microparticles were obtained with various ratios drug: polymer for evidence of possible interactions between these components. Previous studies have enabled us to establish that the PLGA 85:15 polymer, the polymer is more appropriate to the release time necessary for the ophthalmic use of ketorolac. The initial conditions of operation of the spray drier were established in previous studies in our group. The microparticles were characterized by scanning electron microscopy, by determining the average diameter by infrared spectroscopy (IR) for Thermal Analysis (DSC, TG / DTG, DTA) and X-Ray Diffraction (XRD). Quantitative analysis or microencapsulated drug has not been performed by UV-Vis spectroscopy. Finally, the therapeutic effectiveness is verified through in vivo bioavailability studies in rabbits, according to established protocols with the teams of Ophthalmology, Hospital de Olhos de Araraquara and Department of Ophthalmology, Federal University of São Paulo- UNIFESP. The proposed method was effective in the preparation of PLGA microparticles containing CT in concentrations of 15%, 25%, 35% and 50%, but at concentrations of 35% particles do not assume a defined shape, while at lower concentrations than the predominant form is spherical with a tendency to agglomerate. The average particle diameter increases as... (Complete abstract click electronic access below)
Doutor

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Gama, Bruno Elias Pereira Nogueira da. "Preparação e caracterização do polímero biodegradável poli-butileno adipato cotereftalato, associado aos polímeros semicondutores poli-o-etoxianilina e poli-ometoxianilina e ao óxido de estanho e índio." reponame:Repositório Institucional da UFOP, 2014. http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3602.

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Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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A utilização de diversos tipos de materiais pelo homem inicia-se desde os primórdios, quando estes passaram a dominar o fogo. O emprego de materiais como pedras, madeira, terra dentre outros foi de suma importância para o seu desenvolvimento social e científico. Inicialmente estes foram utilizados como ferramentas e/ou armas para a subsistência do homem primitivo. O desenvolvimento de novos materiais se tornou cada vez mais constante devido à necessidade crescente por compostos que visam atender uma sociedade industrializada, utilizando materiais associados. Com o avanço científico e tecnológico acelerado, o uso de materiais associados a recursos naturais, passou a ter uma posição de destaque devido à preocupação ambiental. Desta forma, o emprego de materiais que geram um menor impacto ambiental passa a fazer parte do cotidiano acadêmico-tecnológico. Várias são as pesquisas que têm sido realizadas com o emprego de materiais biodegradáveis associados a outros materiais que favorecem diversas aplicações para a sociedade em geral. Um exemplo desta utilização está na associação de polímeros a materiais de engenharia que possuem propriedades mecânicas, químicas e elétricas. Neste contexto, a utilização de polímeros semicondutores associados a materiais biodegradáveis tem grandes possibilidades de aplicações na área de dispositivos eletrônicos descartáveis. O objetivo deste trabalho consiste na preparação e caracterização de materiais híbridos utilizando como matriz o polímero biodegradável poli(butileno adipato co-tereftalato) (PBAT), associado aos polímeros condutores poli-o-metoxianilina (POMA), poli-o-etoxianilina (POEA) e ao óxido de estanho e índio (ITO). Medidas elétricas realizadas nos compósitos PBAT/POMA/ITO e PBAT/POEA/ITO mostraram que o acréscimo de óxido no sistema, aumenta sua condutividade elétrica. Medidas de microscopia de força atômica mostraram que a dispersãodo óxido na matriz do polímero PBAT influencia na uniformidade e condutividade elétrica destes compósitos. As medidas de Infravermelho mostraram que não houve interação química forte entre os polímeros biodegradável e semicondutor. Os compósitos apresentam características biodegradáveis em sua matriz, favorecendo sua utilização como dispositivos descartáveis, com consequente redução no impacto ambiental. O interesse deste material híbrido está na sua possível aplicação em dispositivos amperométricos. __________________________________________________________________________________________
ABSTRACT: The use of various types of materials by man starts since the beginning, when they came to dominate the fire. The use of materials such as stone, wood, earth and others was of paramount importance to the social and scientific development. Initially these were used as tools and / or weapons to the livelihoods of primitive man. The development of new materials has become increasingly constant due to the growing need for compounds that aim to meet an industrialized society, using associated materials. With the rapid technological and scientific advances, the use of materials associated with natural resources, now has a prominent position due to environmental concerns. Thus, the use of materials that generate less environmental impact becomes part of the academic-technological everyday. There are several studies that have been conducted with the use of biodegradable materials associated with other materials that encourage diverse applications for society in general. An example of this use is in combination of polymers to engineering materials that have mechanical, chemical and electrical properties. In this context, the uses of semiconducting polymers associated with biodegradable materials have great potential for applications in the area of disposable electronic devices. The objective of this work is the preparation and characterization of hybrid materials using as template the biodegradable poly (butylenes adipate co-terephthalate) (PBAT), associated with conducting polymer poly-omethoxyaniline (POMA), poly-o-ethoxyaniline (POEA) and indium tin oxide (ITO). Electrical measurements performed on composite PBAT / POMA / ITO and PBAT / POEA / ITO showed that the addition of oxide in the system increases its electrical conductivity. Atomic force microscopy measurements showed that the oxide dispersion in the polymer matrix influences the PBAT uniformity and electrical conductivity of these composites. Infrared measurements showed no strong chemical interaction between biodegradable polymers and semiconductor. The biodegradable composites exhibit characteristics in its matrix, favoring their use as disposables, with consequent reduction in environmental impact. The interest of this hybrid material is in its possible application to amperometric devices.

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Oliveira, Janaíne Mônica de. "Obtenção e caracterização de compósitos biodegradáveis de Poliácido Láctico (PLA) reforçados com fibras de curauá." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2016. http://repositorio.unb.br/handle/10482/22120.

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Abstract:

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016.
Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-10-13T15:43:26Z No. of bitstreams: 1 2016_JanaíneMônicadeOliveira.pdf: 2911863 bytes, checksum: 95541ce450b0f025cfbc84ccd1d90e0c (MD5)
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Made available in DSpace on 2017-01-09T15:55:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_JanaíneMônicadeOliveira.pdf: 2911863 bytes, checksum: 95541ce450b0f025cfbc84ccd1d90e0c (MD5)
Com o advento da tecnologia moderna, ocorreu um aumento descontrolado no uso das reservas naturais, o que tem causado efeitos negativos ao meio ambiente provocados pela utilização de forma destrutiva dos recursos pelos homens. Nos últimos anos a busca por tecnologias que possibilitem a utilização de produtos com menor impacto ambiental tem crescido significativamente, dentro disto o equilíbrio entre o homem e a natureza passou a ter uma consideração especial no desenvolvimento de produtos. Em busca de solucionar este problema, várias pesquisas e trabalhos foram e estão sendo realizados nesta área, e uma alternativa aos polímeros convencionais são os compósitos poliméricos de matriz biodegradável reforçados com fibras naturais. O presente trabalho estuda as características mecânicas, térmicas e morfológicas de compósitos de PLA reforçados com fibras de curauá. Foram avaliados compósitos com dois teores diferentes de fibra de curauá, 10 e 20% m/m, puras ou tratadas superficialmente. A fim de melhorar a interface entre matriz e reforço, as fibras de curauá foram submetidas a duas rotas de tratamento, a primeira consistiu em uma lavagem da fibra com água a 80°C por 2 horas e sua posterior mercerização com solução de NaOH 5% m/v. A segunda rota de tratamento consistiu na lavagem da fibra de curauá com NaClO em temperatura ambiente por 5 horas e sua posterior mercerização em solução de NaOH 5% m/v. Os compósitos foram processados em extrusora e os corpos de prova de tração, flexão e impacto foram injetados. Foram produzidos compósitos de PLA/Curauá com a fibra in natura, com a fibra resultante da rota de tratamento com água e mercerização e com a fibra resultante da rota de tratamento com NaClO e mercerização. As fibras de curauá in natura e após cada etapa de tratamento foram avaliadas quanto aos teores lignocelulósicos, cristalinidade, morfologia e comportamento térmico por meio das técnicas de Termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raio-x (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O comportamento térmico e cristalinidade dos compósitos foram obtidos por meio das técnicas TGA e DSC e o comportamento mecânico avaliado por meio de ensaios de tração, flexão e impacto. Foi determinado o índice de fluidez para o compósito e a seção de ruptura dos corpos de prova de tração foram estudadas por meio de micrografias de MEV. Os resultados mostraram que a lavagem da fibra com água não retira componentes estruturais da fibra de curauá, enquanto que com a lavagem da fibra com NaClO ocorre a retirada de componentes estruturais. A maior cristalinidade das fibras foi obtida para as fibras lavadas com NaClO. A adição da fibra na matriz de PLA causou uma pequena diminuição na estabilidade térmica do material. O compósito de PLA/curauá lavado com água e mercerizado (20% m/m) apresentou o melhor resultado no comportamento mecânico, tanto nos ensaios de tração quanto flexão. Este compósito aumentou em 57% no módulo de elasticidade e 29% da resistência à tração em relação ao polímero puro. ___________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT
With the advent of modern technology, there was an uncontrolled increase in the use of natural resources, which has caused negative effects to the environment by the use of resources in a destructive way by men. In recent years the search for technologies that enable the use of products with less environmental impact has grown considerably within this balance between man and nature have been given special consideration in product development. In seeking to solve this problem, various researches and studies have been and are being conducted in this area, and an alternative to conventional polymers are biodegradable polymeric matrix composites reinforced with natural fibers. This paper studies the mechanical, thermal and morphological properties of PLA composites reinforced with fibers curauá. Composites were evaluated with two different curauá fiber content, 10 and 20% wt pure or surface treated. In order to improve the interface between matrix and reinforcement, the curauá fibers were subjected to two treatment routes, the first consisted of a fiber water wash at 80 ° C for 2 hours and subsequent mercerizing with NaOH 5% w/v. The second treatment route consisted of curauá fiber washing with NaClO at room temperature for 5 hours and subsequent mercerization NaOH solution 5% w/v. The composites were processed in twin screw corrotating extruder and tensile, bending and impact test specimens were injection molded into mini-injector. Composites were prepared with the fiber in nature, with the resulting fiber treatment with water and mercerizing and the resulting fiber treatment with NaClO and mercerizing. The fibers curauá in natura and after each treatment step were evaluated for lignocellulosic content, crystallinity, morphology and thermal behavior by means of Thermogravimetry techniques (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The thermal behavior and crystallinity of the composites were obtained by the TGA and DSC techniques and the mechanical behavior evaluated through tensile, bending and impact. It was determined the melt flow index for the composite and the break section of the tensile test specimens were studied by SEM micrographs. The results showed that the fiber of the water wash does not remove structural components of curauá fiber, while with the fiber washing with NaClO removes structural components. The higher crystallinity of the fibers was obtained for the fibers washed with NaClO, because these showed lower levels of amorphous components. The addition of fiber in the PLA matrix caused a small decrease in thermal stability of the material. The composite PLA/curauá washed with water and mercerized (20% w/w) showed the best result in the mechanical behavior, both in tensile and bending tests. All composites showed an improvement in mechanical properties compared to pure polymer. The simplest surface treatment has increased the strength and crystallinity to the composite.

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Bogdawa, Heique Marlis. "Análise do polímero PHA em Saccharomyces cerevisiae recombinante : superexpressão de phaG, e a contribuição in vivo das enzimas auxiliares envolvidas na beta-oxidação de ácidos graxos insaturados em peroxissomos." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2005. http://hdl.handle.net/10183/7451.

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Abstract:

Os polímeros do tipo poli-hidroxialcanoatos (PHAs) são poliésteres bacterianos que apresentam as propriedades de termoplásticos e elastômeros biodegradáveis. A síntese deste polímero em plantas de interesse agroindustrial tem sido vista como uma área promissora dentro da biotecnologia de polímeros para a produção em grande escala com baixos custos. Contudo, esta tarefa requer o aprimoramento de diferentes metodologias bioquímicas e moleculares, além de maximizar os processos de extração destes polímeros biológicos. A produção de PHAs em peroxissomos ou no citoplasma de Saccharomyces cerevisiae, por meio da expressão de uma PHA-sintase bacteriana, pode servir como indicador e modulador do fluxo de carbonos que percorre vias biossintéticas como a síntese de novo de ácidos graxos e a β-oxidação. Esta levedura tem sido usada como eucarioto modelo para manipular as rotas envolvidas na síntese de PHAs do tipo MCL (PHA com um número médio de carbonos), um polímero menos cristalino e com menor ponto de fusão quando comparado ao PHA-SCL (PHA com um número pequeno de carbonos). A enzima PhaG (3-hidroxidecanoil-ACP-CoA transacilase) é responsável pela conexão entre a síntese de ácidos graxos e a produção de PHA-MCL em bactérias do gênero Pseudomonas, em meios de cultura contendo uma fonte de carbono nãorelacionada como gliconato, etanol ou acetato. Para tentar estabelecer esta rota metabólica em S. cerevisiae, o presente trabalho avaliou a coexpressão de PhaGPa e PhaC1Pa (PHA-sintase) de P. aeruginosa para a síntese de PHA-MCL a partir de uma fonte de carbono não-relacionada em leveduras. Contudo, a presença de PhaGPa não alterou a composição ou a quantidade de PHA-MCL em relação à cepa controle contendo apenas PhaC1Pa citoplasmática ou direcionada ao peroxissomo, independentemente da fonte de carbono utilizada (rafinose ou ácido oléico). Este resultado permite sugerir que a ligação entre a síntese de ácidos graxos e a produção de PHA-MCL em S. cerevisiae não foi estabelecida, provavelmente devido à ausência de algum passo enzimático que limita o desvio de substratos da síntese de ácidos graxos para a produção de PHA-MCL em organismos que não são capazes de acumular naturalmente este polímero quando cultivados em fontes de carbono não-relacionadas.A levedura S. cerevisiae tem sido usada como um sistema modelo para estudar a β-oxidação de ácidos graxos insaturados em peroxissomos. A produção de PHA-MCL pela expressão de PhaC1Pa em peroxissomos de cepas selvagens e mutantes nulos de S. cerevisiae para as enzimas auxiliares da β-oxidação (Eci1p, Sps19p e Dci1p), multiplicadas em meio de cultivo contendo um ácido graxo insaturado como fonte de carbono, permitiu monitorar o fluxo de carbonos que percorre as vias dependente de isomerase, redutase e di-isomerase. Desta forma, o presente estudo permitiu avaliar a β- oxidação in vivo dos ácidos graxos linoléico conjugado, 9-cis,11-trans-CLA (ácido rumênico) ou 10-cis,13-cis-nonadecadienóico, para determinar a contribuição das vias alternativas na degradação destes substratos pela utilização de cepas selvagens, mutantes nulos e linhagens contendo um plasmídio multicópia para os genes ECI1 (Δ3- Δ2-enoil-CoA isomerase), SPS19 (2,4-dienoil-CoA redutase) e DCI1 (Δ3,5-Δ2,4-dienoil- CoA isomerase). As linhagens selvagens foram capazes de sintetizar PHA-MCL quando cultivadas em ácido rumênico, mas a atividade da enzima Eci1p foi essencial para a degradação deste CLA, indicando que a via dependente de isomerase é a única rota in vivo necessária para a β-oxidação do ácido rumênico em peroxissomos de S. cerevisiae. A contribuição da enzima di-isomerase (Dci1p) para a degradação do ácido 10- cis,13-cis-nonadecadienóico foi avaliada em cepas selvagens, mutantes nulos dci1Δ e linhagens de S. cerevisiae contendo os plasmídeos multicópia. De acordo com o conteúdo e a quantidade de PHA formado, a β-oxidação de ácidos graxos cisinsaturados em um carbono ímpar é, in vivo, independente da di-isomerase. Embora este resultado possa indicar o mesmo padrão de envolvimento de Dci1p na degradação de ácidos graxos cis-insaturados em um carbono ímpar em mitocôndrias de mamíferos, esta via alternativa deve ser mais bem investigada em eucariotos superiores.

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Boscaro, Mateus Eugenio. "Determinação de elementos químicos em plásticos biodegradáveis naturais e sintéticos." Universidade de São Paulo, 2014. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64134/tde-26012015-144429/.

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Abstract:

Preocupações com o acúmulo de lixo plástico e seu consequente impacto ambiental levaram os cientistas e a indústria química, nas últimas décadas, a uma busca por plásticos biodegradáveis e plásticos produzidos com matérias-primas de fontes renováveis. Entre eles, encontram-se o poli(ácido lático), o poli(?-caprolactona), os poli(hidroxialcanoatos), os polímeros de amido e os polímeros sintéticos que recebem aditivos que facilitam a degradação, conhecidos como oxi-biodegradáveis. Em decorrência dos processos de produção e uso de aditivos e corantes, os plásticos podem conter constituintes que não fazem parte das moléculas do polímero. Por esta razão, o objetivo do trabalho foi determinar os elementos químicos presentes em amostras de polímeros biodegradáveis, sacolas oxi-biodegradáveis e sacolas de amido distribuídas em supermercados, empregando-se análise por ativação neutrônica instrumental (INAA) e espectroscopia de fluorescência de raios X (XRF). A identificação dos polímeros das sacolas de supermercado foi realizada por espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os resultados das análises químicas dos polímeros não processados evidenciaram baixas concentrações dos elementos químicos. Já os plásticos das sacolas apresentaram altas concentrações de cálcio, sódio, zinco e titânio, provenientes do uso de cargas minerais, corantes e outros aditivos. Em algumas amostras, as concentrações de zinco, cobalto, cromo, molibdênio e chumbo excederam os limites estabelecidos pela norma ABNT NBR 15448-2:2008 para polímeros biodegradáveis. As análises também indicaram que os aditivos pró-oxidantes utilizados nas sacolas oxi-biodegradáveis são baseados em compostos químicos que contêm ferro. Os resultados obtidos comprovam que os plásticos biodegradáveis podem ser utilizados de forma segura em embalagens e outras aplicações, desde que se evitem os aditivos contendo elementos químicos tóxicos e outras substâncias perigosas
Concerns about the accumulation of plastic waste and its consequent environmental impact have led scientists and chemical industry, in recent decades, to search for biodegradable plastics and plastics made with renewable raw materials. Among them are included poly (lactic acid), polycaprolactone, polyhydroxyalkanoates, starch polymers and synthetic polymers having additives which facilitate degradation, known as oxo-biodegradable. Due to production processes and use of additives and dyes, plastics may contain small amounts of chemical elements that are not part of the polymer molecules. For this reason, the objective of this study was to determine chemical elements in samples of biodegradable polymers, oxy-biodegradable and starch bags distributed in supermarkets by instrumental neutron activation analysis (INAA) and X-ray fluorescence spectroscopy (XRF). The polymers of plastic bags were identified by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Results of chemical analysis of unprocessed polymers have shown low concentrations of chemical elements. On the other hand, plastic bags have high concentrations of calcium, sodium, zinc and titanium, from the use of mineral fillers, dyes and other additives. In some bag samples, the concentration of zinc, cobalt, chromium, molybdenum and lead exceeded the limits established by the ABNT NBR 15448-2:2008 for biodegradable polymers. The analysis also indicated that the pro-oxidant additives used in the oxy-biodegradable bags are based on chemical compounds that contain iron. These results demonstrate that biodegradable plastics can be safely used in packaging and other applications, provided additives containing toxic chemical elements and other hazardous substances are avoided

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SILVA, Barbara Dumas Santos. "Ação antimicrobiana de enzimas hidrolíticas produzidas por Trichoderma asperellum e imobilizadas em blendas de polímeros biodegradáveis." Universidade Federal de Goiás, 2011. http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tde/1254.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:16:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Mestrado FINAL.pdf: 1488636 bytes, checksum: c1d993759439dd885efc25277ad9b4d3 (MD5) Previous issue date: 2011-01-28
The hydrolytic activity of enzymes produced by Trichoderma asperellum, immobilized biodegradable films, as growth inhibitor of microorganisms was tested. The inhibitory activity was demonstrated on Aspergillus niger, Penicillium sp. and Sclerotinia sclerotiorum, microorganisms usually related to the attack and/or food contamination at the field or packaged. We used two polymer blends with different compositions, cassava starch and poly-butylene adipate-co-terephthalate (Ecoflex®, BASF Chemical Company) and other composed for polyvinyl alcohol (PVA) and polysaccharide cashew gum (PEJU). T. asperellum was induced to produce enzymes involved in the attack mycoparasite (N-acetylglucosaminidases, β-1,3-glucanases, chitinases and proteases) by the addition of crude chitin in the growth medium. The enzymes produced in major quantity were N-acetylglucosaminidase and chitinase. The pool of enzymes produced in the experiments was then used for immobilization tests. The immobilization process was performed in films by two methods: covalent and ionic bonding. In both methods, the presence of immobilized hydrolytic enzymes resulted in reduced growth of microorganisms, but the covalent immobilization of the results were more expressive. S.sclerotiorum was the microorganism most sensitive, followed by A. niger and Penicillium sp. To confirm the action of hydrolytic enzymes produced by T. asperellum and evaluate the effects they produce cell wall of microorganisms and other structures, the films with enzyme immobilized by covalent bonding were subjected to scanning electron microscopy. The structures most affected were hyphae and spores. Overall, the synergistic action of all enzymes produced by T. asperellum, reduced the growth of microorganisms when immobilized on the surface of the films Starch-Ecoflex® and PVA-PEJU. Moreover, the polymer blends tested exhibited desirable characteristics for future use in food packaging and most importantly, also provide efficient systems for the immobilization of enzymes.
O trabalho foi conduzido com o objetivo de testar a ação de enzimas hidrolíticas produzidas por Trichoderma asperellum, imobilizadas em filmes biodegradáveis, como agente inibidor do crescimento de microrganismos. A atividade inibitória foi testada sobre Aspergillus niger, Penicillium sp. e Sclerotinia sclerotiorum, microrganismos geralmente relacionados com o ataque e, ou, contaminação de alimentos, seja no campo ou embalados. Foram utilizadas duas blendas poliméricas de diferentes composições, uma a base de amido de mandioca e poli-butileno-adipato-co-tereftalato (Ecoflex®; BASF Chemical Company) e outra a base de álcool polivinílico (PVA) e polissacarídeo de caju (PEJU). T. asperellum foi induzido a produzir as enzimas envolvidas no processo de ataque micoparasita (N-acetilglicosaminidases, β-1,3-glicanases, quitinases e proteases) pela adição de quitina bruta no meio de crescimento. As enzimas produzidas em maior quantidade foram N-acetilglicosaminidases e quitinases. O pool de enzimas produzidas foi então utilizado nos experimentos de imobilização. O processo de imobilização foi realizado nos filmes por dois métodos: ligação covalente ou ligação iônica. Em ambos os métodos, a presença de enzimas hidrolíticas imobilizadas resultou em redução do crescimento dos microorganismos, porém na imobilização por ligação covalente os resultados foram mais expressivos. S.sclerotiorum foi o microrganismo mais sensível, seguido por A. niger e Penicillium sp. Para confirmar a ação hidrolítica das enzimas produzidas por T. asperellum e avaliar os efeitos por elas produzidos na parede celular e demais estruturas dos microrganismos, os filmes com enzima imobilizada por ligação covalente foram submetidos à microscopia eletrônica de varredura. As estruturas mais afetadas foram hifas e esporos. De forma geral, a ação sinérgica de todas as enzimas produzidas por T. asperellum reduziu visivelmente o crescimento dos microrganismos quando imobilizadas na superfície dos filmes Amido-Ecoflex® e PVA-PEJU. Além disso, as blendas poliméricas testadas apresentaram características desejáveis para futuro uso em embalagens de alimentos e principalmente, também constituem sistemas eficientes para imobilização de enzimas.

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Pataro, Andre Luiz. "Avaliação biológica de compósitos de polímeros biodegradáveis em uma matriz de biocerâmica com adição de tetraciclina." Universidade Federal de Minas Gerais, 2005. http://hdl.handle.net/1843/ZMRO-7GYKE7.

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Abstract:

Calcium phosphate bioceramics have been demonstrated a good alternative for bone replacing, due its intrinsic bioativity, despite some manipulation difficulties. A significant amount of scaffolds for tissue engineering are made from biodegradable polymers such as PLGA and PLA, known by its plasticity and degrability. Thus, this two kinds of biomaterias could have its proprieties optimized by forming composites. Additionaly, tetracycline (TCN) is well known for its large spectrum antibiotic, anti-inflamatory and other non-antimicrobial activities. The objective of the present work was to evaluate the biological response of composites of biodegradable polymers (PLA, PLGA) dispersed in a bioceramic matrix (Osteosynt® - BC) with tetracycline addition. It were performed direct contact test (ASTM F-813), eluation test (USP XXIII) and biocompatility test by macroscopic and microscopic analyses on outbread swiss mice 1, 7, 13, 21, 28 and 56 days after subcutaneus implantation. It was verified low citotoxicity in vitro of the composites PLA:BC and PLGA:BC when compared to the controls. It was observed a low to moderate inflammatory response for most of the groups. The tissue showed normal pattern after 21 days for all the groups. It could be noted angiogesesis and celular adsortion. TCN addition favorably interfered in the in vitro biological response. Macroscopic observations showed that the composites with PLGA degradated much faster than those with PLA, as same as the controls PLGA and PLA. In conclusion, the composites were biocompatible, promising possible application for bone tissue engineering.
Biocerâmicas de fosfato de cálcio (BC) e polímeros biodegradáveis, compósitos, reconstrução óssea, tetraciclina biocerâmica têm se mostrado materiais interessantes para a engenharia de tecidos óssea. As biocerâmicas de fosfato de cálcio apresentam características físico-químicas e arquitetônicas importantes que possibilitam respostas biológicas como osteocondutividade e osteoindutividade intrínseca. Por outro lado, os polímeros biodegradáveis têm sido utilizados como andaimes na engenharia de tecidos, principalmente pela cinética previsível de biodegradação e plasticidade. No entanto, a formação de compósitos parece otimizar a resposta biológica reparadora. Todavia, a tetraciclina apresenta propriedades farmacológicas e biológicas favoráveis para a reconstrução óssea, como antibiótico de amplo espectro, atividade anticolagenásica, inibição de reabsorção de osso, ação antiinflamatória e uma habilidade para promover a adsorção de fibroblastos e tecido conectivo em superfícies radiculares. Os objetivos desse trabalho foram avaliar a influência da associação de polímeros biodegradáveis em uma matriz biocerâmica, adicionando-se ou não tetraciclina, mediante: (1) graus de citotoxicidade in vitro; (2) padrões de resposta inflamatória in vivo; (3) características da superfície dos biomateriais; e (4) padrões de degradação. Os compósitos foram preparados utilizando-se os polímeros biodegradáveis D,L Poli (Ácido Lático-Glicólico) (PLGA) 50:50 ou D,L Poli (Ácido Lático) (PLA) (Birminghan Polymers, Inc.) dispersos em uma matriz da biocerâmica Osteosynt® de granulometria 80x60 Mesh (Einco Biomaterial Ltda.), na proporção 1:3 p/p respectivamente, adicionando-se ou não cloridrato de tetraciclina (Merck) 0,01% p/p para os testes in vitro e 0,1% p/p para os testes in vivo. Os materiais foram conformados em pastilhas de aproximadamente 7mm de diâmetro sob pressão constante de 250 kg/m2 por 5 minutos e esterilizados por óxido de etileno. Estabeleceram-se os grupos teste: PLGA:BC, PLGA:BC + TCN, PLA:BC, PLA:BC + TCN e controle: BC, PLA, PLGA, tecido de animal apenas incisionado e tecido de animal hígido. Realizaram-se: (1) testes de citotoxicidade in vitro pelo contato direto dos mesmos com células de camundongo (fibroblastos tumorigênicos L-929) (ASTM F-813; ISO 10993-5) e testes de eluição a partir de extratos dos materiais (USP XXIII; ISO 10.993-5) assim como (2) resposta biológica in vivo através de análises macro e microscópicas (MO e MEV) após 1, 7, 13, 21, 28 e 56 dias de implantação dos materiais nos camundongos machos Swiss (aprovado pelo Comitê de Ética em Experimentação Animal da UFMG, parecer 014/04) (ISO 10993-6; MHW 1995). Os resultados mostram baixa citotoxicidade in vitro dos compósitos quando comparados aos controles, sendo que o compósito PLA:BC apresentou um índice resposta melhor que o PLA e a BC isoladamente. O compósito PLGA:BC apresentou baixa citotoxicidade, semelhantemente ao PLGA e à BC. In vivo, a maioria dos compósitos e dos controles apresentou um infiltrado inflamatório de leve a moderado com predomínio de PMNs do 1o ao 7o , a partir do qual se observou a presença de um infiltrado inflamatório mononuclear. A resposta tecidual ao compósito PLGA:BC exibiu um acúmulo moderado de células inflamatórias mononucleares por mais tempo. Em todos os grupos, ao 21o dia, o padrão de organização tecidual demonstrou-se próximo da normalidade. A adição de tetraciclina influenciou favoravelmente a resposta biológica dos materiais, apresentando menor grau de inflamação. A adsorção de células a partir do 1o dia de implantação, assim como angiogênese, foram verificadas microscopicamente por MEV e MO, sendo que a angiogênese foi observada também macroscopicamente. As superfícies dos materiais implantados apresentaram uma microestrutura semicristalina, com os grânulos de BC recobertos por uma fase contínua e plástica de polímero em íntimo contato com os mesmos. As pastilhas sofreram erosão, principalmente as formadas por PLGA, diminuindo a porção superficial de polímero com aumento da exposição das partículas de biocerâmica, as quais apresentaram-se com formato mais arredondado. A porosidade dos compósitos foi aumentando em relação ao tempo. Os materiais testados apresentaram biocompatibilidade aceitável, demonstrando baixos graus de citotoxicidade para os testes in vitro e uma resposta inflamatória aguda inicial in vivo, a qual diminuiu progressivamente. Os resultados in vivo corroboram os in vitro, de forma que possibilitam a continuação da avaliação da biocompatibilidade, como em sítios ortotrópicos de outros modelos animais e humanos. As propriedades de modelagem do compósito sugerem o seu possível uso como material para reposição óssea, embora maiores testes sejam necessários para a comprovação desses usos.

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Ferreira, Rui Manuel Cordeiro. "Solubilidade de polímeros biodegradáveis em solventes verdes : equlíbrio líquido-líquido de álcoois fluorados e líquidos iónicos." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2007. http://hdl.handle.net/10773/2971.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Química
A degradação das condições de vida do planeta aumentou a um ritmo assustador no último século. O efeito de estufa, aumento do buraco da camada de ozono, redução da qualidade da água dos cursos naturais e o aumento da produção/acumulação de resíduos sólidos são alguns dos principais problemas ambientais. Uma vez que a eliminação total de emissões nocivas é praticamente impossível, a solução passa por uma gestão ambiental eficiente: redução das emissões ou substituição de compostos nocivos por outros que apresentem um risco ambiental inferior. A sustentabilidade ambiental associada à “volatilidade” e globalização dos mercados, a competitividade e a inovação tecnológica ocasionam alterações revolucionárias na indústria mundial. É neste contexto que a investigação de novos materiais/tecnologias benignas para o ambiente se tornaram num factor cada vez mais valorizado. O presente trabalho tem como objectivo caracterizar, do ponto de vista termodinâmico e termofísico, materiais emergentes como por exemplo líquidos iónicos, polímeros biodegradáveis e álcoois fluorados e suas misturas. Os compostos estudados neste trabalho possuem um conjunto de propriedades peculiares que tornam a sua aplicação atraente, quer do ponto de vista ambiental quer do ponto de vista do processo químico e do produto final. No entanto, a sua aplicação carece ainda de dados experimentais que permitam a sua caracterização completa. Este trabalho encontra-se dividido em duas partes: a primeira sobre solubilidades mútuas de álcoois fluorados (1H,1H,7H-Fluoroheptanol, 1H,1HFluorooctanol, 1H,1H,2H,2H-Fluorooctanol, 1H,1H-Fluoronanol e 1H,1HFluorodecanol) em líquidos iónicos e a segunda devotada ao estudo solubilidade de ácido poliláctico (PLA 98:2 e PLA 82:18) em solventes verdes. Para os sistemas que apresentaram equilíbrio líquido-líquido foram medidos os respectivos diagramas de fase T-x, à pressão atmosférica, por turbidimetria. Os resultados experimentais foram modelados recorrendo a modelos termodinâmicos do estado da arte como a equação de estado PC-SAFT para o sistema ácido poliláctico e lactato de etilo, e o COSMO-RS para os sistemas de 1H,1H,2H,2H-Fluorooctanol e líquidos iónicos. ABSTRACT: In the last century, there has been an exponential increase in the quality of life in terms of commodities that are accessible to anyone but also an exponential decrease in the quality of life in terms pollution with the phenomena such as green house effect, ozone layer depleting, low water quality, massive solid waste production becoming major environmental problems. Since the complete elimination of hazardous gases emission is an almost impossible task, the development of more efficient environmental management programs are of special importance. Environmental sustainability associated to globalization, competitivity and technological innovation lead to revolutionary changes in world industry always with new goals to pursue. This scenario makes the research of new material/technologies which are environmental benign a more and more valuable factor in industry. The aim of this work is to further characterize new materials, from the thermodynamics and thermophysics point of view. The materials studied in this work comprise ionic liquids, biodegradable polymers and fluorinated alcohols as well as their mixtures. All these materials have peculiar properties which makes their application attractive from the environmental and industrial process point of view. However, their application depends on the experimental data available which allows a more detailed characterization. This work can be divided in two parts: The first one about mutual solubilities of fluorinated alcohols (1H,1H,7H-Fluoroheptanol, 1H,1H-Fluorooctanol, 1H,1H,2H,2H-Fluorooctanol, 1H,1H-Fluoronanol and 1H,1H-Fluorodecanol) in ionic liquids and the second one devoted to the solubility of polylactic acid (PLA 98:2 and PLA 82:18) in green solvents. T-x phase diagrams were measured by turbidimetry for the systems where liquid-liquid equilibria was found. The obtained experimental results were modelled with state of the art thermodynamic models: PC-SAFT for the PLA+ ethyl lactate system and COSMO-RS for the systems involving 1H,1H,2H,2H-Fluorooctanol and ionic liquids.

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Casarano, Romeu. "Copolímeros biodegradáveis com potencial uso como biomateriais." Universidade de São Paulo, 2009. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46135/tde-17062009-140238/.

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Abstract:

Visando a obtenção de uma nova classe de copoliésteres biodegradáveis com propriedades aprimoradas resíduos monoméricos de succinato de isosorbídeo (IS) foram incorporados à cadeia molecular de poli(L-lactídeo), PLLA. Quatro copolímeros, três em bloco e um aleatório, de baixas massas molares médias, miscíveis e com maior caráter hidrofóbico e temperatura final de degradação térmica que PLLA, foram obtidos por meio de diferentes enfoques. Estudos adicionais envolvendo a incorporação de resíduos de IS ou LLA à cadeia polimérica de poli(3- hidroxibutirato), PHB, foram realizados. A introdução de resíduos de IS na cadeia principal de PHB proporcionou resultados similares. Partindo-se de um dos enfoques, com condições de síntese melhoradas e utilizando um extensor de cadeia polimérica, copolímeros em bloco miscíveis de altas massas molares médias foram obtidos com diferentes composições dos meros de LLA e IS. Os filmes obtidos a partir do copolímero apresentaram propriedades mecânicas ligeiramente superiores àquelas de PLLA. Os resultados de degradação hidrolítica em meio ácido (pH = 2) e alcalino (pH =12) para os filmes dos copolímeros e PLLA foram comparáveis. Os copolímeros são passíveis de formar fibras por fiação do fundido, necessária para aplicações que visem a obtenção de suturas biodegradáveis e bioabsorvíveis. Malhas de não-tecido, com potencial uso como suportes para crescimento celular e dispositivos para liberação controlada de fármacos, foram obtidas com sucesso por eletrofiação, a partir das soluções desses copolímeros. A introdução de resíduos de succinato de isosorbídeo na cadeia polimérica de PLLA aumentou significativamente a adesão celular das malhas de não-tecido obtidas a partir dos copolímeros.
With the goal of obtaining a new class of biodegradable copolyesters with improved properties isosorbide succinate (IS) moieties were incorporated into the poly(L-lactide), PLLA, backbone. Three miscible block copolymers and one miscible random copolymer with both hydrophobic character and final degradation temperature higher than PLLA and possessing low average molar masses were obtained through different approaches. Additional investigations involving the incorporation of IS or LLA residues into poly(3-hydroxybutyrate), PHB, backbone were performed. The incorporation of IS moieties into PHB main chain imparted similar results. Starting from one of the approaches, with improved synthesis conditions and using a chain extensor, miscible block copolymers with high average molar masses were obtained with different mer compositions of LLA and IS. Films obtained from the copolymer presented mechanical properties slightly greater than those from PLLA. Acid (pH = 2) and alkaline (pH = 12) hydrolytic degradation data for the copolymers and PLLA films were comparable. The copolymers are capable of forming fibers by melt spinning, needed for applications that aim at the production of biodegradable and bioresorbable sutures. Non-woven mashes, with potential use as cell growth scaffold and drug-controlled delivery devices, were successfully obtained from the copolymer solutions by electrospinning. The introduction of isosorbide succinate moieties into PLLA main backbone increased significantly the cell adhesion of the non-woven mashes attained from the copolymers.

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Ojeda, Telmo Francisco Manfron. "Biodegradabilidade de materiais polimérios." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2008. http://hdl.handle.net/10183/17265.

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Abstract:

Materiais poliméricos termoplásticos são largamente utilizados pela população devido a suas propriedades mecânicas e baixo custo. Essas propriedades conferem ao material baixa biodegradabilidade, causando persistência e acúmulo no ambiente. Alternativamente, tem sido proposta a utilização de materiais de maior degradabilidade, entre eles os intrinsecamente biodegradáveis, os hidro-biodegradáveis e os oxi-biodegradáveis. O custo mais elevado destes materiais ocasionou o surgimento no mercado de inúmeros polímeros, supostamente biodegradáveis. Assim, este trabalho teve como objetivo identificar as melhores condições metodológicas para expressar o potencial de biodegradação desses polímeros e avaliar o desempenho daqueles três tipos de materiais poliméricos biodegradáveis, com destaque para os oxi-biodegradáveis, que apresentam propriedades e custo muito próximos aos termoplásticos tradicionais. O trabalho constou da avaliação prévia da metodologia e das condições ótimas para a degradação, sendo posteriormente avaliados quatorze polímeros classificados como biodegradáveis, e, por último, da avaliação de dois polímeros oxibiodegradáveis (polietileno e poliestireno). Verificou-se que o emprego de composto maduro e perlita misturados com o polímero, a 58ºC e a 50% de umidade foram as melhores condições encontradas para os testes respirométricos. Entre os polímeros testados, foi observada a maior mineralização nos polissacarídeos de celulose e amido e nos poliésteres lineares poli(ácido lático), poli(e-caprolactona) e poli(3-hidróxi-butirato). Com mineralização intermediária, destacaram-se os poliésteres alifático-aromáticos poli(butileno-succinato-tereftalato) e poli(butileno-adipato-tereftalato) e sua blenda com amido; poli(álcool vinílico); poli(3-hidróxi-butirato-3-hidróxi-valerato) e a blenda de lignina com fibras vegetais. As mais baixas mineralizações foram observadas, além de um poliuretano, nos polímeros oxi-biodegradáveis polietileno e poliestireno. O polietileno aditivado apresentou mineralização de até 12,5 % em três meses de incubação, ao passo que o poliestireno espumado foi mineralizado em até 5 %. Estas mineralizações foram dependentes das condições prévias de degradação oxidativa e da formulação empregada. Para estes materiais, existem grandes potenciais para melhorar a sua degradação biótica e abiótica. Conclui-se que já existem no mercado polímeros apresentando alta biodegradabilidade, assim como materiais de baixo custo e de propriedades físicas e químicas plenamente satisfatórias, mas de baixa biodegradabilidade.
Thermoplastic polymeric materials are largely used by the population due to their good mechanical properties and low cost. Those properties confer to the material low biodegradability, causing persistence and accumulation in the environment. Alternatively, the use of materials of higher degradability has been proposed, among them the intrinsically biodegradable, the hydro-biodegradable and the oxo-biodegradable polymers. The higher cost of these materials lead to the uprising of many polymers, supposedly, biodegradable. This work had as objective to identify the best methodological conditions to express the biodegradation potential of these polymers and to evaluate the performance of these three types of biodegradable polymeric materials, with distinction to the oxo-biodegradable ones, which present properties and cost close to the traditional thermoplastic materials. The work consisted of the previous evaluation of the methodology and of the optimal conditions for the degradation, followed by the evaluation of fourteen polymers classified as biodegradable, and at last, of the evaluation of two oxo-biodegradable polymers (polyethylene and polystyrene). It was verified that the use of mature compost and perlite mixed with the polymers, at 58ºC and 50% humidity were the best conditions found for the respirometric tests. Among the polymers tested, the largest mineralization was observed in the polysaccharides cellulose and starch and in the aliphatic polyesters poly(e-caprolactone), poly(lactic acid) and poly(3- hydroxy-butyrate). A group showing intermediate mineralization was represented by the aliphatic-aromatic polyesters poly(butylene-succinateterephtalate), and poly(butylene-adipate-terephtalate) and its blend with starch; by poly(vinyl alcohol); by poly(3-hydroxy-butyrate-3-hydroxy-valerate) and by the blend of lignin and vegetal fibers. The lowest mineralization were observed, apart from polyurethane, for oxo-biodegradable polyethylene and foamed polystyrene. The polyethylene with pro-degrading additives presented mineralization of up to 12,5% in three months of incubation, while the polystyrene was mineralized in up to 5%. These mineralizations were dependent on the previous conditions of oxidative degradation and on the formulation used. For these materials, there are great potentials to improve their abiotic and biotic degradability. It is concluded that there are already in the market polymeric materials showing high biodegradability as well as low cost materials with adequate physical and chemical properties, but with slow biodegradation.

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Garcia, Ricardo Fernandes. "Incorporação do hormônio do crescimento humano recombinante (rhGH) em matriz de polímero biodegradável." Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 2013. http://hdl.handle.net/10923/1088.

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Abstract:

Submitted by Ginamara Lima (ginaj@pucrs.br) on 2013-05-27T17:49:17Z No. of bitstreams: 1 448352.pdf: 2234936 bytes, checksum: 8f2dcd05e3619f61d684fbf373e529c4 (MD5)
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Objetivo: Incorporar o hormônio de crescimento recombinante humano em um polímero biodegradável o poli ácido láctico glicólico ( PLGA ) para utilização na área de cirurgia e traumatologia bucomaxilofacial. Materiais e Métodos: Foi utilizada mistura de dois solventes, metanol e o diclorometano numa proporção em massa de 1,5 : 5,0 para dissolver o PLGA. Foi feita outra solução com o rhGH (hormônio de crescimento humano recombinante), acetato de zinco e água deionizada. As duas misturas foram então misturadas sob agitação mecânica e vertidas em moldes de silicone circular de 01cm de diâmetro e aproximadamente 02mm de espessura. Essa mistura foi deixada na câmara de evaporação de solvente por 48 horas. As matrizes, então, foram degradadas in vitro em PBS (solução tampão fosfato salino) com pH 7.4, em banho termostatizado. As amostras foram retiradas do banho no intervalo de 01, 02, 03, 04, 07, 10, 14 dias. Foi aferida a perda de massa, variação do pH e concentração do hormônio liberado em função do tempo. Resultados: A concentração do hormônio liberado em função do tempo foi aumentando ate o terceiro dia. No quarto dia, houve uma queda e, no sétimo, ocorreu um aumento do hormônio liberado, estendendo-se até o décimo dia, no décimo quarto dia houve queda novamente. O pH teve uma queda brusca de 7.4 para 3.2 no primeiro dia e mantendo uma pequena queda até o décimo quarto dia. A perda de massa foi gradual, em relação ao tempo, como já era esperado. Conclusão: O PLGA é um bom biomaterial para esses fins. Revelou-se possível incorporar o rhGH nessa matriz, de modo a, então, desenvolver-se um possível material que sirva como enxerto em tecido ósseo.
Objective: To incorporate recombinant human growth hormone in a biodegradable polymer (PLGA) Material and Methods: It was used a blend of two solvents, methanol and dichloromethane in a ratio by weight of 1.5: 5.0 for dissolving the PLGA. Another solution was made with rhGH, zinc acetate and deionized water. The two mixtures were then mixed together under mechanical stirring and poured into silicone molds circular of 01cm in diameter and around 02mm of espessur. This mixture was left in the evaporation chamber of solvent for 48 hours. The matrices were then degraded in vitro in PBS pH 7.4, thermostatted bath. The samples were removed from the bath in the range of 01, 02, 03, 04, 07, 10, 14 days. Was measured weight loss, pH and concentration of hormone released versus time. Results: The concentration of hormone released versus time was increased until the third day. On the fourth day had a fall and on the seventh day there have been increased hormone released by the tenth day, the fourteenth day was falling again. The pH had a sharp drop from 7.4 to 3.2 on the first day and keeping a small drop until the fourteenth day. The mass loss was a gradual loss in relation to time as was to be expected. Conclusion: The PLGA is a good biomaterial for making this type of device. You can incorporate the rhGH this array to get a possible material that may serve as a bone graft.

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Silva, Ana Francisca Osório de Almeida Coelho e. "Bioproduction of polyhydroxyalkanoates from olive oil mill effluents." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2012. http://hdl.handle.net/10773/10710.

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Abstract:

Mestrado em Biotecnologia
O objetivo deste trabalho incidiu no desenvolvimento de um processo multi-stage económico para a produção de polímeros biodegradáveis, polihidroxialcanoatos (PHA), por culturas microbianas mistas, usando como matéria-prima águas residuais de lagares de azeite. Neste processo foram utilizadas águas residuais de lagares de azeite pré-fermentadas, nas quais 60% do conteúdo de CQO (Carência Química de Oxigénio) solúvel foi convertido em ácidos gordos voláteis (AGV) que são substratos mais directos para a produção de PHA. Esta corrente rica em AGV foi utilizada como alimento na fase sucessiva do processo, efetuada num reator descontínuo sequencial (SBR) à escala laboratorial. O objetivo desta etapa foi a selecção e enriquecimento da cultura mista microbiana em microrganismos com capacidade de acumulação de PHA elevada e estável, recorrendo ao regime de “fome e fartura”. Foram testadas duas cargas orgânicas diferentes no SBR – 2.37 e 4.74 g L-1 d-1 (referentes a CQO solúvel) – diluindo as águas residuais pré-fermentadas com meio mineral. A resposta de acumulação da cultura selecionada com a carga orgânica mais elevada foi estudada na etapa seguinte, tendo como objetivo o aumento do conteúdo intracelular de polímero na biomassa, através de uma estratégia de alimentação por pulsos sucessivos das águas residuais (as quais possuem baixo conteúdo de azoto) não diluídas. O polímero produzido consistia no poli β-hidroxibutirato-hidroxivalerato [P(HB-HV)] contendo entre 10 e 15% (w/w) de HV. Por fim foi desenvolvido o processo de extração do PHA obtido através de um processo de separação sólido-líquido seguido de digestão química com hipoclorito de sódio. Este estudo permitiu determinar o potencial do processo proposto para transformar resíduos orgânicos, como águas residuais de lagares de azeite, em produtos de valor acrescentado.
The aim of this research was the development of a low-cost multi-stage process for the production of biodegradable polymers, polyhydroxyalkanoates (PHAs), by using mixed microbial cultures (MMCs) and olive oil mill effluents (OMEs) as feedstock. Prefermented OMEs were used, in which about 60% of the soluble chemical oxygen demand (COD) had been transformed into volatile fatty acids (VFAs) that are more direct substrates for PHA storage. This VFA-rich stream was fed to a successive stage performed in a lab scale sequencing batch reactor (SBR), 1 L working volume. The aim of this stage was to select and enrich MMCs in microorganisms with high and stable storage ability through the establishment of “feast and famine” regime. Two different organic loading rates (OLRs) – 2.34 and 4.74 g L-1 d-1 (referred to the soluble COD) – were assayed in the SBR by diluting the fermented OMEs (soluble COD = 23.7 ± 1.1 g L-1) with mineral medium. The storage response of the microbial culture selected at the higher investigated OLR was analyzed in a following stage, aimed at maximizing the intracellular PHA content in the biomass by successive pulse feeding of no diluted OME (whose nitrogen content is very low). The produced polymer was a poly β-hydroxybutyrate-hydroxyvalerate [P(HB-HV)] with an HV content between 10 and 15 % (w/w). Finally, the attention has been paid at developing the further PHA recovery stage which consisted in a solid-liquid separation followed by chemical digestion using sodium hypochlorite. In conclusion, this study pinpoints the great potential of the proposed process to convert organic wastes, such as OMEs, into valuable products.

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Cardoso, Elisabeth Carvalho Leite. "Desenvolvimento de espumas parcialmente biodegradáveis a partir de blendas de PP/HMSPP com polímeros naturais e sintéticos." Universidade de São Paulo, 2014. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-30092014-082533/.

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Abstract:

Os polímeros são usados em numerosas aplicações e em diferentes segmentos industriais, gerando enormes quantidades de rejeitos no meio ambiente. Entre os vários componentes de resíduos nos aterros sanitários estão os materiais poliméricos, entre eles o Polipropileno que contribuem com 20 a 30% do volume total de resíduos sólidos. Como os materiais poliméricos são imunes à degradação microbiana, permanecem no solo e nos aterros sanitários como um resíduo semipermanente. A preocupação ambiental no sentido de redução de resíduos se voltou para o desenvolvimento de polímeros renováveis para a fabricação de materiais que se decompõem na natureza, entre eles estão às espumas poliméricas biodegradáveis. Os polímeros espumados são considerados materiais do futuro, com um leque abrangente de aplicações; as espumas estruturais, de alta densidade, são usadas principalmente na construção civil, em substituição a metais, madeiras e concreto com a finalidade básica de reduzir custos com materiais. O objetivo deste trabalho foi a incorporação de blendas da matriz polimérica PP/HMSPP com bagaço de cana-de-açúcar, PHB e PLA, na produção de espumas estruturais. A degradação via tratamento térmico, nas temperaturas 100º, 120º e 160º C não foi suficiente para induzir a biodegradabilidade; já a degradação via irradiação gama, nas doses 50, 100, 150, 200 e 500 kGy se mostrou eficaz para indução da biodegradabilidade. As composições com bagaço, irradiadas, também sofreram deterioração superficial, favorecendo a absorção de água, e, consequentemente, uma maior biodegradação.
Polymers are used in various applications and in different industrial areas providing enormous quantities of wastes in environment. Among diverse components of residues in landfills are polymeric materials, including Polypropylene, which contribute with 20 to 30% of total volume of solid residues. As polymeric materials are immune to microbial degradation, they remain in soil and in landfills as a semi-permanent residue. Environmental concerning in litter reduction is being directed to renewable polymers development for manufacturing of polymeric foams. Foamed polymers are considered future materials, with a wide range of applications; high density structural foams are specially used in civil construction, in replacement of metals, woods and concrete with a final purpose of reducing materials costs. At present development, it was possible the incorporation of PP/HMSPP polymeric matrix blends with sugarcane bagasse, PHB and PLA, in structural foams production. Thermal degradation at 100, 120 and 160°C temperatures was not enough to induce biodegradability. Gamma irradiation degradation, at 50, 100, 150, 200 and 500 kGy showed effective for biodegradability induction. Irradiated bagasse blends suffered surface erosion, in favor of water uptake and consequently, a higher biodegradation in bulk structure.

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CARDOSO, ELISABETH C. L. "Desenvolvimento de espumas parcialmente biodegradáveis a partir de blendas de PP/HMSPP com polímeros naturais e sintéticos." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2014. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/10635.

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Abstract:

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Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear)
IPEN/T
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

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Gomes, Alinne Damásia Martins. "Desenvolvimento e estudos biológicos de dispositivos de liberação controlada de antitumorais utilizando polímeros biodegradáveis e materiais magnéticos." Universidade Federal de Minas Gerais, 2015. http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9V6Q2K.

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Abstract:

In this work, magnetic nanosystems of iron oxide cores coated by the PLGA biodegradable polymer containing the antitumor rhodium(II) citrate or daunorubicin hydrochloride obtained was characterized and evaluated in cancer cell lines and/or murine sponge implant model for assessing inflammation and angiogenesis. Magnetic iron oxides can offer particularly features as an alternative to conventional cancer treatment because they are biocompatible materials that can be used as the core of an antitumor device. An external magnetic field can be applied, attracting these particles, and decreasing their circulation in the blood, which favors the accumulation in the tumor site, increasing their efficacy and decreasing the systemic side effects. Examples are nanoparticles (NPs) produced from iron salts (Fe2+ or Fe3+) or salts of these chlorides with other transition metals such as nickel and zinc, called ferrites (FR). These nanoparticles exhibit biocompatibility and can be used in combination with magnetically carrier polymers for biomaterials. Substances having antitumor activity can be used with these ferrites in order to be guided to the site of action via a magnetic field. As examples, it has been rhodium(II) citrate, an inorganic compound obtained of RhCl3, very effective in cancer cells, daunorubicin hydrochloride (DNR), member of the group of anthracycline, chemotherapeutic drug widely used for the treatment of tumors, but have cytotoxic effects in normal cells, the short half-life and the non-selectivity for cancer cells. In this study, rhodium(II) citrate nanosystem was synthesized and daunorubicin with ferrites and poly-lactic-co-glycolic acid (PLGA), have been tested in cancer cells and/or in vivo angiogenesis model. These nanosystems were characterized by physicochemical techniques such as absorption spectroscopy in the infrared (FTIR), thermal analysis (TG and DTA), electronic microscopy (EM), saturation magnetization at room temperature (Msat), among others, and the in vitro release kinetics was evaluated. The synthesis of rhodium(II) citrate was efficient according with the literature. The complex synthesized nanosystem was prepared with PLGA and ferrites loaded with rhodium(II) had diameters of about 250.0 to 300.0 nm, surface charge (zeta potential) of -24.7 mV and a paramagnetic behavior. Furthermore, the daunorubicin nanosystem was prepared from the free drug, PLGA and ferrites, and had the same diameters of about 160.0 to 200.0 nm, zeta potential value of -32.4 mV and superparamagnetic behavior. Kinetics profiles plotted using phosphate buffered saline (PBS) as the middle temperature of 37 0C, conditions that mimic the biological fluids. Rhodium(II) citrate from nanosystem showed a release profile controlled without the presence of burst effect and the release is maintained for about 70 h. The release of daunorubicin from the nanosystem showed a burst effect and acquired a controlled release profile up to 350 h. Both systems were tested with a magnet and visually attracted to the field. The nanosystem containing rhodium(II) citrate exhibited similar toxicity to free rhodium(II) in vitro assays with tumor cell lines and the daunorubicin nanosystem exhibited cytotoxicity in vitro in cancer cells about 50 times greater, when compared to free daunorubicin. In vivo studies of the daunorubicin nanosystem showed that the system had antiangiogenic effect on sponge model, measured by hemoglobin; in addition acute and chronic inflammatory responses based on levels of cytokines such as VEGF and TNF- were measured suggesting a nanosystem lower inflammation. From these results, one could concluded that the release systems of daunorubicin and rhodium(II) citrate from the polymer matrix with the magnetic core, were cytotoxic against cancer cells and shown antiangiogenic properties.
Neste trabalho, nanopartículas magnéticas com núcleos de óxidos de ferro recobertos por polímero biodegradável PLGA, contendo os antitumorais citrato de ródio(II) ou daunorrubicina foram obtidos, caracterizados e avaliados em linhagens de células cancerosas e/ou modelo murino de implante de esponja para avaliação de inflamação e angiogênese. Os compostos magnéticos como os óxidos de ferro podem ser uma alternativa ao tratamento convencional do câncer porque são materiais biocompatíveis que podem ser utilizados como carreadores de um dispositivo antitumoral. Um campo magnético externo pode ser aplicado, atraindo essas partículas, e diminuindo a sua circulação sistêmica, o que favorece a acumulação no local do tumor, aumentando a sua eficácia e diminuindo os efeitos secundários sistêmicos. Exemplos são nanopartículas (NPs) produzidas a partir de sais de ferro (íons Fe2+ ou Fe3+) ou desses com outros metais de transição, como o níquel e o zinco, chamadas ferritas (FR). Substâncias com atividade antitumoral podem ser usadas com essas ferritas para que possam ser guiadas até o local de ação através de um campo magnético. Como exemplos, tem-se o citrato de ródio(II), um complexo inorgânico obtido de RhCl3, muito eficaz em células cancerosas, e cloridrato de daunorrubicina (DNR), do grupo das antraciclinas, fármaco quimioterápico muito utilizado para tratamento de tumores, mas com efeitos citotóxicos em células normais, curto tempo de meia-vida e não-seletividade para células cancerosas. Neste estudo, foram sintetizadas nanossistema de citrato de ródio(II) e daunorrubicina com ferrita de óxidos de ferro e/ou ferrita de óxidos de níquel/zinco/ferro e ácido poli-lático-co-glicólico (PLGA), que foram testados em células cancerosas in vitro e/ou em modelo de angiogênese in vivo. Ambos foram caracterizados por técnicas físico-químicas, tais como espectroscopia de absorção na região do infravermelho (IV), análise térmica (TG e DTA), microscopias eletrônicas (ME), magnetização de saturação à temperatura ambiente (Msat), entre outras, e as cinéticas de liberação in vitro foram avaliadas. A síntese do citrato de ródio(II) foi reproduzida segundo dados da literatura. A partir do citrato de ródio(II) sintetizado, foram preparados nanossistemas com PLGA e ferritas, que apresentaram diâmetros de, aproximadamente, 250,0 a 300,0 nm, potencial zeta de -24,7 mV e comportamento superparamagnético. Nanossistemas de daunorrubicina foram preparados a partir do fármaco puro, PLGA e ferrita, apresentaram diâmetros de cerca de 160,0 a 200,0 nm, potencial zeta de -32,4 mV e comportamento superparamagnético. Foram traçados os perfis cinéticos de liberação dos fármacos, utilizando tampão fostato (PBS) como meio e temperatura de 37 0C, condições que mimetizam os fluidos biológicos. O citrato de ródio(II), a partir do nanossistema, mostrou um perfil de liberação controlada sem a presença de efeito explosão e a liberação se manteve por cerca de 70 h. A liberação de daunorrubicina a partir do nanossistema mostrou um efeito explosão nas primeiras 8 h e liberou o fármaco por até 350 h. Ambos os sistemas foram testados com um ímã e visualmente atraídos pelo campo. O nanossistema de citrato de ródio(II) apresentou toxicidade semelhante à do ródio(II) livre nos ensaios in vitro em células tumorais e o de daunorrubicina exibiu citotoxicidade cerca de 50 vezes maior, quando comparado com a daunorrubicina livre. Os estudos in vivo demonstraram que o nanossistema contendo daunorrubicina apresentou efeito antiangiogênico em modelo de implante de esponja, mensurado através da dosagem de hemoglobina; bem como as citocinas inflamatórias agudas e crônicas, VEGF e TNF-a foram inibidas sugerindo pouca inflamação. A partir desses resultados, concluiu-se que os nanossistemas de liberação de daunorrubicina e citrato de ródio(II) foram caracterizados como dispositivos magneticamente dirigidos, citotóxicos frente as células tumorais e se mostraram antiantigênicos.

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Abreu, Flávia Oliveira Monteiro da Silva. "Síntese e caracterização de hidrogéis biodegradáveis à base de quitosana com morfologia controlada com potencial aplicação como carreadores de fármacos." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2008. http://hdl.handle.net/10183/15030.

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Abstract:

Neste trabalho, hidrogéis a base de quitosana (QUI) com alginato (ALG), com morfologia controlada (micro e nanoesferas) foram obtidos através de complexação polieletrolítica, buscando-se otimizar os parâmetros de reação para produção de hidrogéis com propriedades adequadas para liberação controlada de fármacos. Os fatores principais e secundários foram definidos em um estudo preliminar na investigação da formação dos hidrogéis sob diferentes condições de reação (composição relativa do hidrogel, massa molar da quitosana dos polímeros, pH da solução e método de adição dos componentes) e o efeito destas nas propriedades finais dos hidrogéis. Através da seleção apropriada das variáveis independentes, foram obtidos hidrogéis com morfologia esférica e com tamanho de partícula em torno de 5,0 ± 2,0 micrômetros, com grau de inchamento mínimo de 708% em pH 1,2. Posteriormente, propôs-se a modificação química da quitosana através da inserção de grupamentos carboxila na estrutura para maior solubilidade em meio neutro, condição necessária para encapsulamento de peptídeos e proteínas. Complexos polieletrolíticos de quitosana carboximetilada (CMQUI) com alginato foram desenvolvidos em condições otimizadas de reação e tiveram suas propriedades comparadas com as dos hidrogéis ALG-QUI. Os resultados mostraram que os hidrogéis ALG-CMQUI apresentaram menor tamanho de partícula (2,3 ± 0,5 micrômetros), menor grau de inchamento em pH 1,2 (314%), e maior estabilidade térmica. Os hidrogéis com melhor balanço de propriedades foram avaliados utilizando-se um fármaco-modelo. O efeito das diferentes técnicas de produção dos hidrogéis na eficiência de encapsulamento e nos perfis de liberação do fármaco modelo foi avaliado sendo apontado o melhor sistema para utilização em sistemas de liberação controlada. Os hidrogéis apresentaram baixos valores de encapsulamento para os peptídeos avaliados devido à forte natureza hidrofílica destes. Como resultado deste estudo, um novo método de produção de complexos polieletrolíticos em emulsão foi proposto, levando-se em conta a natureza hidrofílica do fármaco, para a produção de hidrogéis nanoparticulados com morfologia controlada e excelente grau de encapsulamento (acima de 80%), sendo um método alternativo para o encapsulamento de fármacos hidrofílicos.
In this study, alginate-chitosan hydrogels were produced in aqueous medium with controlled morphology through polyelectrolyte complexation, aiming to establish the optimum reaction parameters for producing hydrogels with improved properties for drug delivery applications. A preliminary study settled the main and secondary factors to be evaluated and ALG-CHI hydrogels were obtained under different reaction conditions (hydrogel relative composition, chitosan molecular weight, pH and the components addition method). The hydrogels presented spherical shape an average diameter around 5.0 ± 2.0 micrometers, and the swelling degree and point of zero surface charge showed a linear dependence on the alginate content. The appropriate parameters have leaded to hydrogels with minimum swelling degree of 708% in pH 1,2. The chitosan chemical modification through carboxymethylic group’s insertion favored higher solubility in neutral aqueous media, and provided mild conditions for proteins and peptides’ encapsulation. Polyelectrolyte complexes made of carboxymethylchitosan (CMCHI) and ALG were produced following the previous established optimized reaction conditions and had their properties compared with ALG-CHI hydrogels. Results showed that ALG-CMCHI hydrogels presented smaller and more homogeneous microparticles (2.3 ± 0.5 micrometers), significantly lower swelling degree in pH 1,2 (314%) and superior thermal stability. The hydrogels with best properties balance were used to encapsulated a model peptide, and the parameters were evaluated regarding to encapsulation efficiency and peptide release profile and the best hydrogel-peptide system for employment in drug delivery systems was pointed out. The hydrogels presented low peptide encapsulation efficiency due to the hydrophilic nature of these. A new water-in-oil emulsion method was developed for nanoparticle hydrogels production with controlled morphology and improved encapsulation efficiency (over 80%) for encapsulation of hydrophilic drugs.

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Daitx, Tales da Silva. "Obtenção e caracterização de sistemas poliméricos biodegradáveis de poli(hidroxibutirato) (PHB) utilizados na liberação controlada de fertilizantes do tipo NPK." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2016. http://hdl.handle.net/10183/142138.

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Abstract:

O presente trabalho visa o desenvolvimento de sistemas de liberação controlada de fertilizantes utilizando poli(hidroxibutirato) (PHB) como matriz, através de processamento no estado fundido. Foram preparados sistemas contendo PHB e fertilizantes do tipo NPK puro (5 e 10% em massa) e incorporado em nanopartículas de bentonita modificadas (m-Bent) (15 e 30% em massa). Os sistemas foram avaliados quanto a suas propriedades térmicas e dinâmico-mecânicas, e quanto à liberação dos compostos ativos e biodegradação. As propriedades dos materiais obtidos sofreram mudanças dependentes da espécie ativa estar livre ou incorporada na nanopartícula, o que se refletiu sobre a taxa de liberação destes compostos. Sistemas contendo m-Bent apresentaram uma manutenção das propriedades do polímero e alcançaram grande controle e diminuição nos níveis de compostos liberados, enquanto os sistemas contendo NPK puro geraram um decréscimo de propriedades com uma liberação mais rápida em relação ao sistema com m-Bent. Enquanto que o fertilizante puro libera todos os seus componentes em água em aproximadamente 24 horas, os sistemas contendo NPK e m-Bent liberam em 30 dias até 50% e 26% da quantidade de componentes. Além da liberação em solução, os sistemas apresentam degradação em solo com diminuição de até 77% de sua massa em 90 dias, liberando os componentes gradativamente na medida em que o polímero se fragmenta.
The aim of this work is to develop controlled release systems of fertilizers using poly(hydroxybutyrate) (PHB) as a matrix through melt processing. The systems were prepared with PHB and NPK fertilizers (5 to 10 wt %), or NPK incorporated in to modified nanoparticles of bentonite (m-Bent) (15 to 30 wt %). The systems were evaluated by its thermal and dynamic mechanical properties, and on the release of the active compounds and biodegradation. The properties of the materials were dependent on the active species to be free or incorporated into the nanoparticle, and this was reflected on the rate of release of these compounds. The systems containing m-Bent maintained the polymer properties and achieved a great control and a decrease in the levels of released compounds. The systems containing NPK presented a decrease of PHB properties with a faster release than the system containing m-Bent. While neat NPK releases all its components in water in approximately 24 hours, the systems containing NPK and m-Bent release 50% and 26% of components in 30 days. Besides this, the systems presents degradation in soil with a decrease of up to 77% of its mass in 90 days, thus gradually releasing components as the polymer is fragmented.

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Lionzo, Maria Ismenia Zulian. "Micropartículas de p(hbhv) e de blendas de p(hbhv):pcl contendo dexametasona ou acetato de dexametasona como modelos de fármacos : caracterização físico-química e perfis de liberação in vitro." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2006. http://hdl.handle.net/10183/7614.

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Abstract:

Tendo em vista o controle da porosidade da matriz polimérica de micropartículas constituídas por blendas de poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) [P(HBHV)] e de poli- ε-caprolactona (PCL), o presente trabalho objetivou verificar a possibilidade de controle da liberação de fármacos associados a esses sistemas. Foram preparadas micropartículas constituídas de blendas de P(HBHV):PCL nas proporções de 100:0, 90:10 e 80:20 (m/m) pelo método de emulsificação/evaporação de solvente, variandose o volume de fase orgânica. Os modelos de fármacos utilizados foram a dexametasona e o acetato de dexametasona. As micropartículas obtidas apresentaram rendimento e eficiência de encapsulação satisfatória, entretanto, através de análises por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura foi evidenciada a ocorrência de cristais de fármaco não encapsulado. Os diâmetros de partícula permaneceram em torno de 100 a 200 μm e variaram em função do volume de fase orgânica. A área superficial foi afetada pelo percentual de PCL na blenda e pela presença de cristais do fármaco nas formulações. A análise térmica das amostras demonstrou que o processo de obtenção alterou a estrutura cristalina do P(HBHV) e que a encapsulação dos fármacos levou à variação da sua temperatura de transição vítrea e cristalinidade. Os perfis de dissolução da dexametasona a partir das micropartículas apresentaram ajustes adequados ao modelo monoexponencial e foram semelhantes aos perfis apresentados pelo fármaco não encapsulado. Nas formulações contendo acetato de dexametasona houve liberação sustentada do fármaco por até 250 horas quando associado aos sistemas e a modelagem matemática indicou ajuste dos perfis ao modelo biexponencial. Evidenciou-se um aumento nos valores das constantes de liberação dos fármacos conforme o acréscimo do conteúdo de PCL na blenda.

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Vieira, Marília Motomura Gonçalves. "Desenvolvimento de compostos poliméricos biodegradáveis modificados com cargas e fibras naturais vegetais." Universidade Federal de São Carlos, 2010. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/812.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3214.pdf: 4921534 bytes, checksum: d87faa3483733bbd817db7f43d1e6547 (MD5) Previous issue date: 2010-08-02
Due to environmental and economical concerns, the study and utilization of raw materials coming from natural renewable resources have grown significantly in the last years. The utilization of biodegradable polymers has shown to be a complementary alternative to those materials used in short term applications, due to the fact that they can be biodegraded in soil after thrown away. Besides that, the development of composite materials made of biodegradable polymers and natural fibers reinforcements is a recent object of study and has received great acceptance to disposable applications because these are considered the least aggressive materials to the environment. Taking this into consideration, this work aimed to develop and characterize compounds of biodegradable polymer (Ecobras®) filled and/or reinforced with natural vegetable fillers or fibers (cassava peel, micronized coconut fiber and wood flour). The compounds were characterized in respect to their properties: rheological; thermal; mechanical; structural; morphological and in respect to their biodegradation behavior. The incorporation of the fillers raised the viscosity of the polymeric matrix, making it a bit more difficult to be processed; and changed the mechanical properties of the compounds, without changing their thermal properties. By adding the fillers to the polymeric matrix, the elastic module of the compounds rose at least 50% in respect to the one of the matrix; and the elongation at break decreased. The fillers were considered inert when it comes to thermal properties. However, the fillers showed a poor interfacial adhesion with the polymeric matrix which can be improved by using compatibilizers agents or making superficial treatment to the fillers. All compounds presented great biodegradation rate, which appeared to be dependent on the addition of fibers and fillers (that postpone biodegradation).
Em virtude de preocupações de caráter ambiental e também econômico, o estudo e a utilização de matérias-primas naturais de fontes renováveis vêm crescendo de forma muito significativa nos últimos anos. A utilização de polímeros biodegradáveis tem mostrado ser alternativa complementar aos materiais utilizados em aplicações de vida útil curta, pelo fato de poderem ser biodegradados em solo após o seu descarte. Ainda, o desenvolvimento de compósitos fabricados com matrizes de polímeros biodegradáveis e reforços de fibras naturais é objeto de estudo recente e tem recebido bastante aceitação para aplicações descartáveis, visto que são considerados os materiais menos agressivos ao meio ambiente. Levando esses fatores em consideração, o presente trabalho visou desenvolver e caracterizar compostos de polímero biodegradável (Ecobras®) carregado e/ou reforçado com cargas ou fibras naturais vegetais (casca de mandioca, fibra de coco micronizada e farinha de madeira). Os compostos foram caracterizados reologicamente, termicamente, mecanicamente, estruturalmente, morfologicamente e quanto à sua biodegradação. A incorporação das cargas aumentou a viscosidade da matriz, tornando seu processamento mais difícil, e modificou as propriedades mecânicas dos compostos, sem alterar suas propriedades térmicas. A adição das cargas elevou o módulo de elasticidade dos compostos em pelo menos 50% em relação à matriz pura, diminuindo, contudo, a sua deformação na ruptura. Diante do comportamento térmico da matriz e dos compostos, as cargas naturais foram consideradas inertes. No entanto, as cargas apresentaram pobre adesão interfacial com a matriz polimérica o que pode ser melhorado através da utilização de agentes compatibilizantes ou do tratamento superficial das cargas. Todos os compostos apresentaram boa taxa de biodegradação, que se mostrou dependente da adição das cargas naturais (que retardam a biodegradação).

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Freitas, Jorge Dinis Câmara. "Production of PHB by Escherichia coli." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2013. http://hdl.handle.net/10773/12070.

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Abstract:

Mestrado em Biotecnologia - Biotecnologia Industrial e Ambiental
Para a comercialização de polihidroxialcanoatos (PHA), polímeros biossintéticos e biodegradáveis, têm sido feitos esforços consideráveis para reduzir os custos de produção, através do desenvolvimento de estirpes bacterianas e processos de fermentação e de recuperação mais eficientes e ainda da utilização de fontes de carbono baratas. Desde a descoberta dos genes responsáveis pela via metabólica dos PHA, muitos foram recolhidos a partir de uma vasta multiplicidade de organismos e clonados em Escherichia coli. A ampla variedade de microrganismos produtores de PHA corresponde a um vasto leque de condições intracelulares às quais as várias enzimas têm de se adaptar de modo a optimizar o processo. O presente trabalho teve como objectivo estudar a produção de polihidroxibutirato (PHB) a partir de Escherichia coli AF1000 transformada com o plasmídeo pCJY02 que contém, os genes phbA e phbB de Cupriavidus necator e o gene phaC de Pseudomonas stutzeri 1317. A quantidade máxima de PHB obtida foi de 0,917 g.L-1, o conteúdo de PHB intracelular foi de 3,65 %, a biomassa activa de 23,0 g.L-1 e a taxa de formação de produto de 0,489 g.g-1.h-1, após cultivo em fed-batch.
With the purpose of commercializing polyhydroxyalkanoates (PHA), a biosynthetic and biodegradable plastic, considerable effort is being dedicated to reduce the production costs through the development of bacterial strains, more efficient fermentation and recovery processes and the use of cheap carbon sources. Since the discovery of phb genes, many genes encoding enzymes from the PHA pathway have been cloned from different organisms to hosts like Escherichia coli. The broad variety of PHA-producing microbes represent a vast spectrum of different intracellular conditions to which the enzymes should be adapted in order to optimize the production of PHB. The present work is within this purpose and its goal was to study the polyhydroxybutyrate (PHB) production, by Escherichia coli AF1000 strain transformed with plasmid pCJY02 harboring, phbA, phbB genes from Cupriavidus necator and phaC gene from Pseudomonas stutzeri 1317, cultivated in minimal medium supplemented with glucose. The maximum amount of PHB obtained was 0.917 g.L-1, PHB content of 3.65 %, active biomass 23.0 g.L-1 and specific production rate of 0.489 g.g-1.h-1, after test in a fed-batch reactor

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Raicher, Gil. "Análise econômica da produção de polímeros biodegradáveis no contexto de uma biorefinaria a partir de cana-de-açúcar." Universidade de São Paulo, 2011. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-27092011-155657/.

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Abstract:

Polihidroxialcanoatos são polímeros biodegradáveis, sintetizados por bactérias a partir de fontes de carbono renováveis. Este trabalho se concentra na produção de P3HB a partir de xilose no contexto de uma usina padrão de álcool e açúcar que produz energia através de cogeração, utiliza resíduos agrícolas de cana-de-açúcar e passaria a produzir etanol de segunda geração a partir do bagaço. A produção de PHAs a partir de xilose, hoje descartada, poderá viabilizar a geração de etanol de segunda geração. Variou-se a produtividade (0,28 e 1,11 g/L.h), o preço (R$ 4,50 R$ 9,00), o custo do fermentador (três cenários entre US$ 475 - 3.013 mil) e a capacidade produtiva da planta (dez cenários de 1.000 a 35.000 mil t/ano). As visões de resultado oferecem a margem de contribuição, lucratividade líquida da operação, bem como o ponto de breakeven. Recomenda-se redirecionar parte dos esforços de pesquisa voltados a um aumento do teor de P3HB na célula para a melhoria da produtividade do processo, que é o fator-chave para que o processo se torne economicamente mais atrativo.
Polyihydroxyalkanoates are biodegradable polymers, synthetized by bacteria from renewable sources of carbon. This thesis focuses on production of P3HB from xylose in the context of a standard sugar and ethanol plant, cogenerates steam and electrical energy utilizing sugarcane bagasse and agricultural residues. PHAs production from xylose, discarded in most mills nowadays, may enable profitability of 2nd generation bioethanol. Productivity varied from 0,28 to 1,11 g/L.h, and PHB price ranged from R$ 4,50 to R$ 9,00 per kilo. Fermentor cost was studied in 3 scenarios from US$ 475 to 3.013 thousand and the production capacity was analyzed in ten different scenarios, from 1,000 to 35,000 thousand tonnes/year. Result reviews offer contribution margin, net operational profit, as well as breakeven point analysis. Recommended is to redirect part of the research efforts from improving P3HB yields to process productivity improvement, which turned out to be the key factor to economic feasibility.

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Gama, Renata de Oliveira. "Controle do comportamento hidrofílico/hidrofóbico de polímeros naturais biodegradáveis através da decoração de superfícies com nano e microcomponentes." Universidade Federal de Minas Gerais, 2014. http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9LFMQ8.

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Abstract:

In this research, films of thermoplastic starch (TPS) and blends of TPS/ LDPE (low density polyethylene) were prepared and had their surfaces decorated to alter the hydrophilic character of these biodegradable polymers. Initially, films of starch and blends with LDPE containing 25%, 50 % and 75 % of starch by weight were produced. Then, micro and nanocomponents were deposited on the surface of these substrates, such as: spongolite, short glass fibers, glass beads, polystyrene microspheres 2 - aminoethyl (MPS) and the polycaprolactone (PCL) nanofibers with silver sulfadiazine (SULFA), dexamethasone (DEXA), polyaniline (PANI) and bioactive glass nanoparticles. The deposition processes were performed by aspersion of alcoholic dispersions and electrospinning. The characterization of the prepared surfaces were done to show the structure of micro / nano components on the surface of the material taking into account the proposed models for superhydrophobic surfaces by Wenzel and Cassie/Baxter. Scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy and atomic force microscopy (AFM) were able to visualize the distribution of micro / nano components on the surfaces of TPS/LDPE. The deposition processes as well as the types of components enabled the manipulation of the contact angle of the substrates. High values of contact angle (AC) and low values of contact angle hysteresis were measured for the modified surfaces, including AC higher than 150° and hysteresis lower than 10°. Therefore, it was proved that the intrinsically hydrophilic surfaces of biodegradable natural polymers can be altered by creating topographical patterns through the decoration with nano/microcomponents to generate hydrophobic and even superhydrophobic features that can be useful in minimizing the water absorption of these materials.
Neste trabalho, foram sintetizados filmes de amido termoplástico (TPS) e blendas de TPS e polietileno de baixa densidade (PEBD), com uma metodologia de decoração para alterar o caráter hidrofílico exibido pela superfície do polímero biodegradável utilizado. Inicialmente foram processados os filmes de amido e as blendas com 25%, 50% e 75% de amido em peso com o polietileno de baixa densidade (PEBD). Em seguida, depositou-se micro/nanocomponentes nas superfícies destes substratos, como: espongilito, fibra de vidro, microesfera de vidro, microesferas de poliestireno 2- aminoetil (MPS) e nanofibras de policaprolactona (PCL) puro e com incorporação de sulfadiazina de prata (SULFA), dexametasona (DEXA), polianilina (PANI) e vidro bioativo. As deposições foram realizadas por aspersão de dispersões alcoólicas e por electrospinning. A caracterização dessas superfícies permitiu verificar a estruturação dos micro/nanocomponentes na superfície do material levando em consideração os modelos propostos para superfícies super-hidrofóbicas de Wenzel e Cassie/Baxter. A microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia ótica (MO) e a microscopia de força atômica (AFM) foram utilizadas para visualizar a distribuição dos micro/nano componentes sobre as superfícies TPS/PEBD. Os processos de deposição, assim como os tipos de componentes depositados possibilitaram o controle do ângulo de contato dos substratos, com a obtenção de valores elevados de ângulo de contato (AC) e baixos valores de histerese de ângulo de contato, incluindo AC superiores a 150° e histereses do ângulo de contato menores que 10°. Assim sendo, provou-se que a superfície de polímeros biodegradáveis naturais e blendas polietileno/amido, que são intrinsicamente hidrofílicos, podem ter as características de suas superfícies alteradas via criação de padrões topográficos através da decoração com micro/nanocomponentes para gerar superfície hidrofóbicas e super-hidrofóbicas úteis para minimizar a absorção de água por estes materiais.

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Scheibel, Jóice Maria. "Curativos biodegradáveis à base de poli (butileno adipato-co-tereftalato) com incorporação de gentamicina." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2017. http://hdl.handle.net/10183/180655.

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Abstract:

Tradicionalmente, no tratamento de feridas graves o antimicrobiano tópico deve ser aplicado uma a duas vezes ao dia na área lesada para reduzir as infecções. No entanto, os pacientes geralmente sofrem desconforto com a aplicação de drogas tópicas e com a troca de curativos. Nesse contexto, o desenvolvimento de sistemas curativos biodegradáveis contendo fármaco antimicrobiano são fundamentais para a promoção de ações terapêuticas, reduzindo as infecções causadas por microrganismos e podendo substituir os curativos convencionas que não possuem polímeros biodegradáveis em sua composição. Para ir de encontro com essa necessidade, filmes de PBAT e PBAT/gentamicina foram preparados por meio de duas abordagens. Na primeira abordagem filmes de PBAT obtidos por casting foram funcionalizados por radiação UV durante 90 minutos na presença de O2 atmosférico para posterior inserção de gentamicina na superfície através de soluções tampões contendo EDC e gentamicina. A superfície das amostras foi analisada pelo WCA, FTIR-ATR e XPS. A análise antimicrobiana dos filmes também foi realizada. Os resultados para os filmes de PBAT por casting mostram que o tempo de irradiação produziu superfícies altamente hidrofílicas com grupos oxigenados enxertados na superfície do polímero (C=O e C-OH). A análise antimicrobiana indicou que a gentamicina não ligou covalentemente com o PBAT, porém observou-se a presença de nitrogênio na superfície das amostras pela análise de XPS Na segunda abordagem foram preparadas fibras de PBAT e PBAT/gentamicina a partir da eletrofiação. As soluções utilizadas no processo de eletrofiação foram preparadas com diferentes concentrações de gentamicina e passaram por análises de condutividade e viscosidade. As fibras de PBAT e PBAT/gentamicina foram caracterizadas quanto a suas propriedades físico-químicas, morfológicas, térmicas, antimicrobianas e biológicas. Nos resultados obtidos para as fibras de PBAT e PBAT/gentamicina observou-se que não houve mudança nos espectros após a mistura dos materiais, uma vez que as bandas de absorção foram preservadas e não houve o aparecimento de novos picos. A presença da gentamicina modificou a morfologia das amostras, diminuindo o diâmetro das fibras. O grau de intumescimento foi alterado com o acréscimo de gentamicina e houve modificação da morfologia das fibras após 48 horas de imersão em PBS, porém as fibras mantiveram-se presentes. A gentamicina aumentou o grau de molhabilidade das fibras PBAT. As fibras de PBAT/gentamicina possuem atividade antimicrobiana frente às cepas de E. coli e não apresentaram citotoxicidadede acordo com o padrão ISO 10993-5. Estes resultados reforçam que o PBAT pode ser usado como um sistema curativo com incorporação de fármaco, mostrando ser uma alternativa interessante de curativo/adesivo para uso tópico.
Traditionally in the treatment of serious wounds, topical antimicrobial should be applied 1–2 times daily to the injured area to reduce infections. However, patients often suffer from discomfort with the application of topical drugs and with the exchange of dressings. In this context, the development of biodegradable curative systems containing antimicrobial drug are fundamental for the promotion of therapeutic actions, reducing the infections caused by microorganisms and being able to substitute conventional dressings that there aren’t biodegradable polymers in their composition. To meet this need, PBAT and PBAT/gentamicin films were prepared using two approaches. In the first approach PBAT films obtained by casting were functionalized by UV radiation for 90 minutes in the presence of atmospheric O2 for subsequent insertion of gentamicin on the surface through buffer solutions containing EDC and gentamicin. The surface of the samples was analyzed by the WCA, FTIR-ATR and XPS. Antimicrobial analysis of the films was also performed. The results for the PBAT films by casting show that the irradiation time produced highly hydrophilic surfaces with oxygenated groups grafted onto the polymer surface (C=O and C-OH). Antimicrobial analysis indicated that gentamycin did not bind covalently with PBAT, but nitrogen was observed on the surface of the samples by XPS analysis In the second approach, PBAT and PBAT/gentamicin fibers were prepared from the electrospun. The solutions used in the electrospun process were prepared with different concentrations of gentamicin and underwent conductivity and viscosity analyzes. The PBAT and PBAT/gentamicin fibers were characterized as their physical-chemical, morphological, thermal, antimicrobial and biological properties. In the results obtained for the PBAT and PBAT/gentamicin fibers, it was observed that there was no change in the spectra after the materials were mixed, since the absorption bands were preserved and there were no new peaks. The presence of gentamicin modified the morphology of the samples, reducing the diameter of the fibers. The degree of swelling was altered with the addition of gentamicin and there was a change in the morphology of the fibers after 48 hours of immersion in PBS, but the fibers remained present. Gentamicin increased the degree of wettability of PBAT fibers. PBAT/gentamicin fibers have antimicrobial activity against E. coli strains and did not present cytotoxicity according to ISO 10993-5 standard. These results reinforce that PBAT can be used as a curative system with drug incorporation, proving to be an interesting dressing/adhesive alternative for topical use.

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Valente, Cristhiane Alvim. "Síntese de nanofibras de polipirrol para potencial aplicação em conduto biodegradável para regeneração nervosa." Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 2014. http://hdl.handle.net/10923/6856.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-10-15T02:01:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000462029-Texto+Completo-0.pdf: 6506501 bytes, checksum: ac4fdb8832287abddfd8e14f596d52a1 (MD5) Previous issue date: 2014
Injury of peripheral nerves of accidents at work or home are common carriers and scallfolds of biodegradable polymers with temporary structural function to assist in the regeneration of damaged living tissue are being explored. Conducting polymers such as polypyrrole (PPy), have also been explored because of biocompatibility to various cell types and ease of synthesis. Artificial Nerve Guidance Conduits with multifunctional growth factors (GF) have been studied to improve the regeneration of injured peripheral nerves. The main objective is to prepare polymer composites of poly (lactic - co - glycolic acid) - (PLGA) with PPy nanofibers able to act as a conduit in peripheral nerve regeneration. PPy nanofibers were synthesized via chemical oxidative polymerization with different dopants. Films PLGA / nanofiber PPy / tacrolimus (FK506) were prepared by sandwich solvent casting method. The PPy nanofibers were characterized by FTIR, SEM, electrical impedance spectroscopy and TGA. In vitro degradation of PLGA/PPy composite films was also evaluated. PPy nanofibers of electrically condutive 8. 10-4 S / cm were obtained with dopant p-toluenesulfonic acid (PTSA) in the ratio [dop]: [Py] = 4 and 0 ° C. Films PLGA / PPy-nanofibers exhibit irregular surface morphology with voids that can serve as framewoks for cell growth guided. The degradation of PLGA / PPy films did not alter the pH of the buffer solution, an increase of thickness and mass loss was in the range of 7-21% until 28 days of degradation reviews. The addition of nanofibers favored the process of mass loss of about 4% for the PLGA / PPy thicker (≥ 0. 6g of PLGA) films and 6% for thinner films (0. 2 g PLGA) until 28 days degradation.
Lesões dos nervos periféricos por acidentes de trabalho ou doméstico são comuns e suportes de polímeros biodegradáveis com função estrutural temporária para auxiliarem na regeneração de tecidos vivos lesados vêm sendo explorados. Polímeros condutores, como o polipirrol (PPy), também têm sido investigados devido facilidade de síntese e biocompatibilidade. Condutos Artificiais de Orientação Neural multifuncional com fatores de crescimento (FC) vêm sendo estudados para aperfeiçoar a regeneração de feridas em nervos periféricos. O objetivo principal deste trabalho é preparar compósitos poliméricos de poli (ácido láctico-co-ácido glicólico) - (PLGA) com nanofibras de PPy capazes de atuarem como conduto guia na regeneração de nervos periféricos. Nanofibras de PPy foram sintetizadas via polimerização química oxidativa com diferentes agentes dopantes. Filmes de PLGA/nanofibras PPy/Tacromilus (FK506) foram preparados pelo método do sanduíche por evaporação do solvente. As nanofibras de PPy foram caracterizadas por FTIR, MEV, espectroscopia de impedância elétrica e TGA. Também foi avaliada a degradação in vitro dos filmes compósitos de PLGA/PPy. As nanofibras de PPy com condutividade elétrica de 8. 10-4 S/cm foram obtidas com dopante ácido p-toluenosulfônico (APTS) na razão [dop]:[Py] = 4 e na temperatura de 0°C. Filmes de PLGA/PPy-nanofibras apresentam morfologia superficial irregular fibrosa com poros aleatórios que podem servir de arcabouços para o crescimento celular. A degradação dos filmes PLGA/PPy não alteraram o pH do meio, houve aumento de espessuras e as perdas de massas ficaram na faixa de 7-21 % até os 28 dias de degradação avaliados. A adição das nanofibras favoreceu o processo de perda de massa cerca de 4% para os filmes PLGA/PPy mais espessos (≥ 0,6g de PLGA) e 6% para filmes mais finos (0,2 g de PLGA) até os 28 dias de degradação.

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Cremonez, Paulo André. "Digestão anaeróbia de polímero orgânico a base de fécula de mandioca." Universidade Estadual do Oeste do Parana, 2015. http://tede.unioeste.br:8080/tede/handle/tede/791.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoPauloCremonez.pdf: 2171148 bytes, checksum: 995ec964a2e225fff5ce8c4199d9738e (MD5) Previous issue date: 2015-02-09
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The increase in the generation and accumulation of solid residues mainly compounds for packaging, led to a search for development technologies of plastics and biodegradable films eligible for treatment by conventional processes used for organic materials. Currently, various plastics, expanded polystyrene and biodegradable films are produced from the most diverse forms. The present work aims to evaluate primarily anaerobic degradation of biodegradable polymers based on manioc starch. The dissertation is divided into two chapters, the first aims at assessing the anaerobic digestion of organic polymer based on manioc starch diluted in residual water of pigs in various concentrations. Meanwhile, the second chapter aims to compare the cassava-based biodegradable polymer with other material widely studied as an additive in the biodigestion process, the glycerol. The anaerobic biodigestion process proves to be effective in the degradation and stabilization of polymeric materials based on cassava and guarantee high rates of production of biogas, rich in methane that can be used for multiple purposes, ensuring energy savings in production processes. The polymer can still be considered interesting additive on digestion processes of other agro-industrial waste aimed at quickly increased production of biogas and showing superior results to other widely used additives as glycerol. Nevertheless, for easy and quick production material degradability of volatile acids, the addition of high concentrations of polymer is not indicated by the possibility of acidification of the reactors.
O aumento na geração e acúmulo de resíduos sólidos compostos principalmente por embalagens, acarretou uma busca por tecnologias de desenvolvimento de plásticos e filmes biodegradáveis passíveis de tratamento a partir de processos convencionais utilizados para materiais orgânicos. Atualmente, diversos plásticos, poliestireno expandido e filmes biodegradáveis, são produzidos das mais diversas formas, sendo que o presente trabalho visa avaliar principalmente a degradação anaeróbia de polímeros biodegradáveis à base de fécula de mandioca. A dissertação é dividida em dois capítulos sendo que o primeiro visa avaliar a digestão anaeróbia de polímero orgânico à base de fécula de mandioca diluído em água residual de suínos em diversas concentrações. Enquanto isso, o segundo capitulo tem por finalidade comparar o polímero biodegradável à base de mandioca com outro material largamente estudado como aditivo no processo de biodigestão, o glicerol. As utilizações de processos de biodigestão anaeróbia mostram-se eficientes na degradação e estabilização de materiais poliméricos a base de mandioca e garantem elevadas taxas de produção de biogás rico em metano, podendo ser utilizado com diversas finalidades energéticas, garantindo economia em processos produtivos. O polímero ainda pode ser considerado interessante aditivo em processos de digestão de outros resíduos agroindustriais visando-se rápido aumento da produção de biogás e apresentando resultados superiores a outros aditivos largamente empregados como o glicerol. Apesar disso, pela fácil degradabilidade do material e rápida produção de ácidos voláteis, a adição de altas concentrações de polímero não é indicada pela possibilidade de acidificação dos reatores

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Perlatti, Bruno. "Avaliação do potencial biotecnológico de microorganismos associados ao inseto-praga diabrotica speciosa na produção de polímeros biobaseados e biodegradáveis." Universidade Federal de São Carlos, 2016. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/8560.

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Abstract:

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-02-23T14:32:27Z No. of bitstreams: 1 TeseBP.pdf: 10262484 bytes, checksum: fba14b7c525ee723da7badf4144c7db2 (MD5)
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Technological development and market pressure turned polymers into widely used structural materials for several different applications, being manufactured by a wide range of monomers. However, traditional polymers usually show some drawbacks regarding environmental aspects, as most used polymers are produced with nonrenewable feedstock and generate huge amounts of non-biodegradable residues. Therefore it is imperative the sustainable development of new bio-based and biodegradable polymeric materials. The use of microorganisms for obtaining biopolymers is a very promising reality. However, in order to achieve viable production in industrial scale it is necessary to overcome economic barriers, by using microbes with good assimilation of low-cost substrates and high biopolymer yields. As such, the objective of this work was the isolation and identification of bacteria associated with the insect Diabrotica speciosa, as well as the evaluation microbial capacity of biopolymer production. The insect presented great microbial diversity, identified as an underexplored niche with tremendous biotechnological potential for the investigation of novel species and/or strains. In an attempt to find bacterial isolates effective on the production of two classes of biopolymers, polyhydroxyalkanoates (PHA) and exopolysaccharides (EPS), it was obtained 73 strains of bacteria associated with Diabrotica speciosa. These bacteria were identified at genus level by genetic techniques using 16S rDNA sequencing and by proteomic techniques using MALDI-TOF MS. Both characterization methods yielded 100% convergence on results. It was found 17 different bacterial genera, which were submitted to qualitative screening assays in order to identify strains producing PHA using Nile Red dye method, as well as for EPS by using the bacterial spot test. Promising strains on both assays were selected for further quantitative studies and structural characterization of the obtained biopolymers. Quantitative analyses for PHA production corroborated satisfactorily with qualitative results, especially to bacteria from genera Aurantimonas and Delftia which demonstrated high PHA production capacity with 50 and 90% polymer yield on dry mass, both strains being strains able to use substrates such as glucose, acetate and glycerol. GC-MS analyses indicated that Aurantimonas sp. produced mostly a homopolymer of polyhydroxybutyrate (PHB), while Delftia sp. was able to produce a copolymer having butyrate and valerate (PHBV), with up to 10% (w/w) of valerate. Regarding EPS production, the screening showed that the isolates were able to produce polymers in variable amounts, with vast and complex structural variations. Strains from genera Acidovorax, Aurantimonas and Luteibacter were further selected for quantitative analysis of EPS production and analytical characterization of the obtained biopolymer. After analyses using NMR, MALDI-TOF, SEC-UV-ELSD and GC-MS, bacteria from genus Luteibacter produced a highly complex polymer rich in mannose, glucose, fucose and xylose; genus Acidovorax produced a glucomannan-type EPS with a high degree of branching; and genus Aurantimonas was able to produce up to 2 g.L-1 of a water insoluble EPS. In face of these results, it was possible to conclude that D. speciosa microbiota showed to be extremely rich in bacterial species viable for exploratory studies with biotechnological context of biopolymer production. Investigated strains showed promising characteristics to be further evaluated in larger scale (fermenters), especially the bacteria Aurantimonas sp., able to produce PHBV and EPS.
O desenvolvimento tecnológico e a pressão de mercado fizeram com que os polímeros se tornassem materiais estruturais amplamente utilizados em uma grande variedade de aplicações, sendo manufaturados a partir de uma ampla gama de monômeros. Entretanto, estes materiais geralmente apresentam algumas desvantagens do ponto de vista ambiental, pois os polímeros mais utilizados são produzidos com matérias-primas não renováveis e geram grandes volumes de resíduos não biodegradáveis. Assim, torna-se necessário o desenvolvimento sustentável de novos materiais biobaseados e biodegradáveis. O uso de microorganismos para a obtenção deste tipo de polímero é uma realidade bastante promissora. Todavia, para a produção viável em escala industrial é necessário superar barreiras econômicas, através do uso de cepas com boa assimilação de substratos de baixo custo, proporcionando uma alta produtividade. Assim, este trabalho teve por objetivo o isolamento e identificação de bactérias associadas ao inseto Diabrotica speciosa, bem como a avaliação da capacidade microbiana de produção de biopolímeros. O inseto apresentou uma grande diversidade em sua microbiota, mostrando ser este um nicho subexplorado e com enorme potencial para a investigação de novas espécies e/ou isolados. Com o propósito de encontrar isolados eficientes na produção de duas classes de biopolímeros, polihidroxialcanoatos (PHAs) e exopolissacarídeos (EPS), foram obtidos 73 isolados bacterianos do inseto praga Diabrotica speciosa. Todas as cepas foram identificadas em nível de gênero pelo uso de técnicas genéticas, através do sequenciamento de 16S rDNA parcial e por análises proteômicas, avaliando-se o perfil proteico obtido via MALDI-TOF MS. Ambas as técnicas de identificação apresentaram 100% de convergência entre os resultados. Foram encontrados no total 17 gêneros de bactérias, que foram submetidas a ensaios qualitativos de triagem para identificação de isolados produtores de PHAs pelo método do corante vermelho de Nilo, bem como para EPS pelo método do teste de ponto bacteriano. Isolados promissores em ambos os ensaios foram selecionados para estudos quantitativos e caracterização estrutural dos polímeros obtidos. As análises quantitativas para a produção de PHA corroboraram satisfatoriamente com os resultados qualitativos, com destaque para as bactérias do gênero Aurantimonas e Delftia que apresentaram alta capacidade de produção de PHA, com rendimentos de 50 e 90% de polímero em massa seca, respectivamente, sendo ambas as cepas capazes de utilizar substratos como glicose, acetato e glicerol. Análises por GC-MS realizadas após metanólise do polímero indicaram que Aurantimonas sp. produziu majoritariamente homopolímero de polihidroxibutirato (PHB), enquanto Delftia sp. foi capaz de produzir um copolímero contendo monômeros do tipo butirato e valerato (PHBV), contendo até 10% em massa de valerato. Com relação à produção de EPS, a triagem indicou que os isolados se mostraram capazes de produzir polímeros em quantidade variáveis, com uma grande e complexa variação estrutural. Isolados dos gêneros Acidovorax, Aurantimonas e Luteibacter foram selecionados para avaliação quantitativa da produção de EPS e caracterização estrutural do biopolímero. Após análises por NMR, MALDI-TOF, SEC-UV-ELSD e GC-MS, o gênero Luteibacter produziu um polímero altamente complexo contendo manose, glicose, fucose e xilose, o gênero Acidovorax produziu um EPS do tipo glucomanana altamente ramificado;= e o gênero Aurantimonas foi capaz de produzir até 2 g.L-1 de um EPS insolúvel em água. Deste modo, foi possível concluir que a microbiota de D. speciosa se apresentou extremamente rica em isolados microbianos viáveis para estudos exploratórios no contexto biotecnológico de produção de biopolímeros. Os isolados investigados apresentaram características promissoras para serem futuramente avaliadas em escalas maiores (fermentadores), especialmente a bactéria Aurantimonas sp., que foi capaz de produzir tanto PHBV, quanto EPS.

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Tomé, Liliana Sofia Carvalho. "Preparação e avaliação da permeabilidade de substratos de celulose modificados." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2008. http://hdl.handle.net/10773/3041.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Química
O presente trabalho tem como principal objectivo a modificação química heterogénea controlada de dois substratos celulósicos, celofane e celulose bacteriana, com derivados de ácidos gordos (cloretos de hexanoílo e dodecanoílo) de modo a aumentar o carácter hidrofóbico destes substratos e consequentemente o seu leque de aplicações. Para esterificar os substratos celulósicos sem que ocorra degradação dos mesmos foi necessário optimizar as condições de tempo e temperatura de reacção, verificando-se que as condições mais adequadas são: 30 min a 80ºC para os filmes de celofane com cloreto de hexanoílo, 50 min a 80ºC para os filmes de celofane com cloreto de dodecanoílo, e 50 min a 115ºC para a celulose bacteriana com cloreto de hexanoílo. A ocorrência da modificação química foi confirmada por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier com Reflectância Total Atenuada (FTIR-ATR), Análise Elementar (EA) e determinação de ângulos de contacto. A Análise Termogravimétrica (TGA) indicou que os substratos celulósicos esterificados são menos estáveis que os não esterificados, apesar da modificação ter ocorrido essencialmente à superfície, como comprovado pelos baixos graus de substituição e pela preservação do padrão de difracção de Raio-X típico dos substratos não modificados. A permeabilidade ao vapor de água (WVP) dos substratos celulósicos modificados com os derivados de ácidos gordos diminui consideravelmente em relação aos não modificados, o que também comprova o aumento da hidrofobicidade após a modificação. A WVP do celofane não modificado e do celofane modificado com cloreto de hexanoílo aumenta com o aumento da humidade relativa, não existindo no entanto uma relação monótona. A avaliação da permeabilidade aos gases, medida através do método de “timelag”, demonstrou que a modificação química superficial do celofane com cloreto de hexanoílo não influencia a permeabilidade ao dióxido de carbono, em condições de 0% de humidade relativa, sendo o seu valor muito reduzido. Não se observou diferença entre permeabilidade ao oxigénio relativamente à permeabilidade ao dióxido de carbono para celofane esterificado com cloretos de hexanoílo. Este trabalho permitiu demonstrar que a modificação química heterogénea controlada do celofane e da celulose bacteriana com derivados de ácidos gordos, representa um exemplo interessante de preparação de novos materiais poliméricos biodegradáveis, obtidos a partir de fontes renováveis, para possíveis aplicações na indústria de embalagem alimentar. ABSTRACT: The main objective of the present work is to study the controlled heterogeneous chemical modification of two cellulose substrates, cellophane and bacterial cellulose, with fatty acid derivatives (hexanoyl chlorides and dodecanoyl), in order to increase their hydrophobic character and consequently their range of applications. To esterify the cellulose substrates without degradation it was necessary to optimize the time and temperature reaction conditions. The most adequate conditions found are 30 mins at 80ºC for celophane film with hexanoyl chloride: 50 mins at 80ºC for celophane film with dodecanoyl chloride and 50 mins at 115ºC for bacterial cellulose with hexanoyl chloride. The chemical modification was followed by FTIR-ATR spectroscopy, elemental analyses (EA) and contact angles measurements. The Thermogravimetric Analysis (TGA) showed that the esterified cellulose substrates are less stable than the non-esterified ones, even though the modification occurred only at surface, fact that has been proved by the low substitution degree and by the unchanged pattern of x-ray diffraction of the non-modified substrates. As expected, the permeability to water vapour (WVP) of the modified cellulose substrates with fatty acids derivatives decreases considerably in relation to the non-modified, confirming the increase of the hydrophobocity after the modification. The WVP of non-modified cellophane and modified with hexanoyl chloride increases with the relative humidity (RH) content, in a non-continuous manner. The permeability of gases measured with the time-lag method indicated that the superficial chemical modification of the cellophane with hexanoyl chloride does not influence its permeability to carbon dioxide at 0% of RH and its value is very low. Furthermore, no difference was found between the permeability to oxygen and carbon dioxide for esterified cellophane with hexanoyl chlorides. In conclusion, this research shows that the controlled heterogeneous chemical modification of the cellophane and bacterial cellulose with fatty acid derivatives is an interesting example of preparation of new biodegradable polymeric materials obtained from renewable resources, for possible application in the food packaging industry.

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Maria, de Oliveira Letícia. "Efeitos da radiação Gama no polímero biodegradável Poli(Hidroxibutirato) e no copolímero Poli(Hidroxibutiarto-co-Hidroxivalerato)." Universidade Federal de Pernambuco, 2006. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/9707.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:15:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9105_1.pdf: 2165602 bytes, checksum: 2eac0a4e54cbb69b13db7084310a9063 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006
O Poli(hidroxibutirato), PHB, de fabricação nacional, é um polímero biodegradável produzido pela bactéria Alcaligenes eutrophus a partir da biosíntese da sacarose da cana de açúcar. A presença massiva dos plásticos de origem petrolífera no meio ambiente tem atraído a atenção dos pesquisadores para os plásticos biodegradáveis. O PHB é um termo-plástico dotado de algumas boas propriedades, o que o torna um excelente candidato nas aplicações de uso comum. Este polímero, no entanto, também apresenta um grande potencial em aplicações médicas e farmacológicas. Diante disso, é importante conhecer os efeitos químicos e físicos induzidos pelos processos de esterilização, em particular, pela radiação gama. Neste trabalho, os efeitos químicos da radiação gama sobre o PHB nacional e seu copolímero, o poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato), P(HB-co-HV), com 6,3 mol% de HV foram analisados. Este estudo foi divido em: amostras 1, isto é, PHB-1 e P(HB-co-HV)-1; e amostras 2, PHB-2 e P(HB-co-HV)-2, correspondentes a dois conjuntos distintos de amostras do mesmo fabricante. PHB-1 e P(HB-co-HV)-1 apresentaram valores G (cisões/100 eV) bastante elevados, enquanto PHB-2 e P(HB-co-HV)-2 apresentaram maior resistência radiolítica, com valores G dezenas de vezes menores que os valores encontrados para as amostras 1. Os valores G encontrados para os filmes de PHB-1 e PHB-2, no intervalo de 0 25 kGy, sem quaisquer tratamentos foram 26,8 e 7,0 (cisões/100 eV), respectivamente. Por meio da técnica de cromatografia gasosa associada à espectroscopia de massa (GC-MS) foi observada a presença de ácidos orgânicos residuais no PHB-1, os quais seriam os grandes responsáveis pela alta degradação desta amostra. Estes ácidos não foram encontrados no PHB-2. Devido a estas diferenças, os dois conjuntos de amostras foram analisados individualmente, e o PHB-2, por apresentar melhores resultados, foi estudado também quanto as suas propriedades físicas. As análises de espectroscopia, de amostras irradiadas e não irradiadas, incluindo FT-IR, UV-visível e principalmente RMN (1H) mostraram a formação de grupos terminais insaturados, induzida pela irradiação gama, e a ocorrência de cisões preferencialmente nos grupos ésteres do polímero. As análises térmicas mostraram que a temperatura de fusão cristalina, Tm, diminui com a dose e que o PHB-2 apresenta picos endotérmicos duplos. O aumento da porção cristalina do material foi observado em medidas térmicas (DSC) e confirmado com a análise de difração de raios-X. Esta análise também permitiu o cálculo dos parâmetros de rede do PHB nacional, bem como, as mudanças nestes parâmetros com a irradiação gama. As propriedades mecânicas do PHB-2, resistência à tração, alongamento na ruptura e resistência ao impacto Izod foram bastante afetadas com a radiação, enquanto a propriedade módulo de elasticidade sofreu alterações apenas em doses acima de 100 kGy

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Rozo, Yeimy Paola Galindo. "Bioprospecção de genes relacionados à biossíntese de polímeros biodegradáveis a partir de uma biblioteca metagenômica de solo de Mata Atlântica." Universidade de São Paulo, 2011. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-30052012-084230/.

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Abstract:

O presente estudo teve como objetivo realizar a triagem de PHA sintases numa biblioteca metagenômica de solo de Mata Atlântica, empregando duas técnicas de busca: o método de detecção fenotípica e a técnica de PCR. Resultados positivos foram obtidos com este último, empregando iniciadores descritos na literatura e iniciadores descritos neste trabalho. Em 10.67% dos clones da biblioteca foram obtidos amplicons, dos quais 7 foram seqüenciados, apresentando similaridade para os genes phaC dos tipos II e IV. Adicionalmente, 67 clones positivos para a classe III foram obtidos e 4 destes foram seqüenciados. Duas das seqüências obtidas mostraram alta similaridade com o gene codificador da enzima glutamina sintetase tipo I, outro deles para a proteína hipotética conservada pertencente à família de enzimas oxidoredutases e a outra para o componente D do gene hidrogenase-4. A partir da análise dos resultados, iniciadores mais específicos são propostos. Assim, a técnica de PCR foi mais eficiente na detecção de genes da biossíntese de PHA na biblioteca metagenômica estudada.
To perform a PHA synthase screening in a metagenomic library from Atlantic forest soil two search methods were applied: phenotypic detection and PCR. Positive results with PCR were obtained by using primers described in the literature and proposed in this study. Amplicons were obtained in 10.67% of the library, 7 of them were sequenced showing similarity with class II and IV phaC genes. In addition, 67 positive clones for class III were obtained and 4 of them were sequenced. Two of these sequences showed high similarity to the glutamine synthase gene type I, the third one showed similarity to the conserved hypothetical protein of the reductase family, and the forth presented similarity to the component D of the hidrogenase-4. According to the results, more specific primers are suggested. Therefore, PCR was more efficient in the detection of PHA biosynthesis genes in the studied metagenomic library.

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Gomes, Alex Linardi 1976. "Síntese e caracterização de misturas poliméricas condutoras para aplicação em membranas biodegradáveis e dispositivos eletroluminescentes." [s.n.], 2012. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266661.

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Orientador: João Sinézio de Carvalho Campos
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
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Resumo: As propriedades elétricas apresentadas por alguns polímeros condutores e suas misturas têm contribuído para o avanço tecnológico de diversas áreas como a da medicina e a da microeletrônica. As técnicas de síntese fotoquímica e de obtenção de membranas por deposição em centrífuga tipo spinner usando polímeros de sacrifício têm possibilitado a preparação de misturas poliméricas com boas propriedades condutoras. Este trabalho teve como objetivo preparar misturas poliméricas condutoras de Poli(3-tiofeno acetato de metila)/Poli(butileno succinato) PT3MA/PBS e compósitos de Poli(3-tiofeno acetato de metila)/Poli(fluoreto de vinilideno)/Silicato de zinco dopado com manganês Zn2SiO4:Mn "PT3MA/PVDF/Zn2SiO4:Mn" para obtenção, respectivamente, de membranas ultrafinas biodegradáveis condutoras e filmes aplicáveis a dispositivos eletroluminescentes. Um estudo paralelo sobre as propriedades elétricas das misturas poliméricas obtidas por síntese fotoquímica constituídas por Politiofeno/Poli(fluoreto de Vinilideno) foi realizado para avaliar condutividade dos filmes. Os novos materiais foram caracterizados usando as técnicas de Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia Raman, Ultravioleta Visível, Ressonância Magnética Nuclear, Perfilometria, Elipsometria, Microscopia Óptica, Microscopia Eletrônica Exploratória, Microscopia de Força Atômica, Difração de Raios-X, Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC) e Análises Termogravimétricas (TGA). Os resultados das medidas de condutividade elétrica das membranas ultrafinas biodegradáveis de PT3MA/PBS 80:20 mostram uma condutividade de ~10-4 a ~10-5 S/cm conforme a espessura, valores dentro da faixa de normalidade para politiofenos semicondutores. Os valores de condutividade elétrica apresentadas pelas membranas constituídas pela mistura polimérica Poliânion Poli(tiofeno ácido acético)/Poli(fluoreto de vinilideno) PT3AA-K/PVDF obtida por síntese fotoquímica, apontam um aumento de condutividade de até 10-4 na matriz PVDF. O comportamento óptico-elétrico dos dispositivos monocamadas constituídos por filmes do compósito PT3MA/PVDF/ZnSiO4:Mn foi avaliado por medidas de absorção e emissão em UV-visível e por Curvas Características Tensão x Corrente. As medidas de intensidade de energia luminosa comprovam a capacidade de luminescência do novo material e seu potencial para uso como camada ativa de dispositivos óptico-eletroluminescentes
Abstract: The electrical properties of some conducting polymers and their blends have contributed to the technological advancement in various areas such as medicine and microelectronics. Recently, photochemical synthesis and spinner techniques have been using to prepare polymeric blends with good conducting properties. In this study we report the preparation of conducting polymer blends composed of poly (3-thiophene methyl acetate)/Poly (butylene succinate) PT3MA/PBS and composites of poly (3-thiophene methyl acetate)/Poly (vinylidene fluoride)/manganese doped with zinc silicate "PT3MA/PVDF/Zn2SiO4:Mn" for obtaining, respectively, conducting biodegradable nanomembranes and films applicable to electroluminescent devices. A parallel study on the electrical properties of polymeric blends obtained by photochemical synthesis composes of polythiophene / poly (vinylidene fluoride) was conducted to evaluate the conductivity of the films. The new materials were characterized using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Raman Spectroscopy, Visible Ultraviolet, Nuclear Resonance Magnetic (1H NMR), Profilometry, Ellipsometry, Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (MEE), Atomic Force Microscopy (AFM), X-Ray Diffraction, Differential Scanning Calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) techniques. The electrical conductivity measurements of the 80:20 PT3MA/PBS biodegradable nanomembranes show conductivity from 10-4 to 10-5 S/cm depending on the thickness, values within the range typical found for semiconducting polythiophenes. The conductivity values shown by the membranes composed of PT3AA-K/PVDF poly (thiophene acetic acid) polyanion/poly (vinylidene fluoride) blends obtained by photochemical synthesis, indicate an increase in conductivity of up to 10-4 at PVDF matrix. The optical electric behavior of the monolayer devices formed by PT3MA/PVDF/ZnSiO4:Mn composite films was monitored by absorption and emission measurements in UV-visible and by (I-V) Characteristic Curves. The luminous energy intensity measurements show the luminescence ability of the new material and its potential for use as active layer in electroluminescent optical devices
Doutorado
Ciencia e Tecnologia de Materiais
Doutor em Engenharia Química

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Fernandes, Tânia Freitas. "Preparação e caracterização de novos materiais compósitos baseados em fibras de celulose." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2008. http://hdl.handle.net/10773/3028.

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Abstract:

Mestrado em Materiais Derivados de Recursos Renováveis
O objectivo deste trabalho consistiu no estudo das propriedades térmicas e mecânicas de materiais compósitos utilizando fibras de celulose, na forma de pasta kraft de Eucalyptus globulus branqueada, como elementos de reforço, e um polímero alifático biodegradável, o poli(sebacato de etileno) PSE, como matriz. Para promover a compatibilidade entre ambos os componentes, as fibras de celulose foram submetidas a uma modificação heterogénea controlada com derivados de ácidos gordos (cloretos de hexanoílo e dodecanoílo) de modo a aumentar o seu carácter hidrofóbico. A ocorrência da modificação química foi confirmada por Análise Elementar (EA), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIRATR) e determinação de ângulos de contacto. A Análise Termogravimétrica (TGA) indicou que a esterificação com estes derivados de ácidos gordos incrementou o carácter hidrofóbico das fibras; porém, diminuiu a sua estabilidade térmica. Após modificação, a cristalinidade e morfologia das fibras foram preservadas em grande extensão, como confirmado por Difracção de Raios-X (XRD) e Microscopia Electrónica de Varrimento (SEM), respectivamente. Materiais compósitos com 15 e 30% de fibras não modificadas e esterificadas foram preparados numa misturadora apropriada, processados por injecção e as suas propriedades térmicas, mecânicas e morfológicas avaliadas. A incorporação da fibra na matriz polimérica aumentou consideravelmente o módulo de elasticidade; contudo, surpreendentemente, os compósitos com fibras não modificadas revelaram melhores propriedades mecânicas. Este comportamento foi explicado pela formação de agregados de fibras que, possívelmente, contribuiu para este resultado inesperado. De facto, análises de TGA e SEM confirmam uma baixa dispersão e adesão interfacial na matriz. Pelo contrário, observou-se uma excelente compatibilidade fibra/matriz, no caso dos sistemas modificados. Estudos por Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC) e Termogravimetria (TGA) mostraram que a presença de fibras de celulose não afectou significativamente a cristalinidade e a decomposição térmica da matriz de PSE, respectivamente. Finalmente, estudos de absorção de água pelos diferentes materiais compósitos foram levados a cabo e demonstraram que, como esperado, as amostras modificadas apresentam menor afinidade pela água. Esta investigação permitiu mostrar que os compósitos PSE/fibras de celulose representam um exemplo interessante e viável de novos compósitos poliméricos biodegradáveis com boas propriedades mecânicas. ABSTRACT: The aim of this work was to study the thermal and mechanical performance of composite materials using cellulose fibers, from Eucalyptus globulus bleached kraft pulp, as reinforcing fillers, and a biodegradable aliphatic polymer, polyethylene sebacate PSE, as matrix. To improve the compatibility between both components, the cellulose fibers were submitted to controlled heterogeneous modification with fatty acids derivates (hexanoyl and dodecanoyl chlorides) in order to increase the hydrofobicity of the biofibers. The occurrence of chemical modification was confirmed by Elemental Analysis (EA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and contact angle measurements. The Thermogravimetric Analysis (TGA) indicated that the esterification with these fatty acids derivates enhanced the hydrophobic character of the fiber, but decreased their thermal stability. The cristallinity and morphology of the fiber was preserved to a great extent, after the modification, as confirmed by X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM), respectively. Composite materials with 15 and 30% of unmodified and esterified fibers were prepared in an appropriate mixer, processed by injection moulding and their thermal, mechanical and morphogical properties evaluated. The incorporation of fibers in the polymeric matrix increased considerably the tensile modulus; however, surprisingly, the composites with unmodified fibers showed better mechanical properties. This behaviour could only be explained by the formation of fiber aggregates that could contribute to this unexpected result. In fact, the TGA and SEM analysis confirmed the poor dispersion and interfacial adhesion to the matrix. Conversely, an excellent fiber/matrix compatibility was observed in the case of the esterified fibers. Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetric Analysis (TGA) showed that the presence of cellulose fibers did not significantly affect the crystallinity or thermal decomposition of the PSE matrix, respectively. Finally, water up-take studies for the different composite specimens were carried out and showed, as expected, that the modified samples displayed the lowest water affinity. This investigation provided ample evidence that cellulose fibers/PSE-based composites represent a viable choice for biodegradable polymer composites with good overall performances.

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Ferreira, Andreia Filipa Sousa. "Filmes à base de quitosana enriquecidos com extratos de bagaço de uva." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2012. http://hdl.handle.net/10773/11302.

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Abstract:

Mestrado em Biotecnologia Alimentar
Os filmes obtidos a partir de recursos naturais e renováveis têm sido alvo de inúmeros estudos nos últimos anos. Entre estes, os constituídos à base de quitosana, um polissacarídeo derivado da quitina que apresenta propriedades importantes para a aplicação na área alimentar, nomeadamente, atividade antioxidante e antimicrobiana, propriedades biofuncionais e biocompatíveis, biodegradabilidade, não toxicidade e capacidade de formar filmes com boas propriedades mecânicas. O bagaço de uva, constituído pelas grainhas, películas e engaços, é o principal subproduto da indústria vinícola. Este subproduto, que geralmente é descartado, é constituído por compostos de interesse como triacilglicerídeos, tocoferóis e polifenóis. O principal objetivo deste trabalho foi desenvolver filmes à base de quitosana com extratos do bagaço de uva incorporados, de forma a melhorar as suas propriedades antioxidantes e de insolubilidade, mantendo as propriedades mecânicas e antimicrobianas dos filmes. Neste estudo foram obtidas três frações do bagaço de uva: 1) o extrato obtido com água quente constituído por 72 % de polissacarídeos, 20 % de proteínas e 6 % de compostos fenólicos totais, 2) as ceras extraídas com clorofórmio e 3) o óleo, obtido por extração com n-hexano, constituído por cerca de 70 % de ácido linoleico (C18:2) e 18 % de ácido oleico (C18:1). Os três extratos foram incorporados na solução de quitosana (1,5 % m/v) e os filmes foram obtidos por evaporação do solvente. A solubilidade dos vários filmes foi determinada em água (pH=6,5) e numa solução hidro-alcoólica ácida (pH=3,5). Os filmes com os óleos incorporados na proporção de 1:5 (óleo:quitosana) obtiveram uma redução de 27 % de perda de massa na solução ácida em relação ao filme controlo constituído apenas por quitosana. Os restantes filmes não apresentaram diferenças significativas de solubilidade em relação ao filme de quitosana. A atividade antioxidante dos filmes foi determinada por diferentes métodos (ABTS, DPPH, FRAP e pelo método do poder redutor). Os filmes de quitosana com polissacarídeos, ceras e óleo demonstraram uma atividade antioxidante que pode ser até 3 vezes superior, dependendo do método, relativamente ao controlo, demonstrando a importância da incorporação destes extratos nos filmes. Os ensaios mecânicos permitiram demonstrar que a incorporação dos vários extratos não prejudica as características mecânicas dos filmes de quitosana. Os filmes de quitosana e quitosana com óleo incorporado demonstraram atividade antimicrobiana de fungos no pão e de bactérias no sumo de maçã. Em conclusão, os filmes de quitosana produzidos por incorporação dos extratos obtidos do bagaço de uva, principalmente o das ceras e do óleo, parecem ser promissores para futuras aplicações alimentares.
The study of the films obtained from natural and renewable sources have greatly increased in recent years. From these, those composed by chitosan, a polysaccharide derived from chitin which has important properties for food industry such as antioxidant, antimicrobial, biocompatible, biofunctional, biodegradability, non-toxicity and the great ability to form films with good mechanical properties. The grape pomace, which includes seeds, skins and stems, is an important by-product of winemaking industry. This wine by-product is usually discarded thought containing valuable compounds such as triglycerides, tocopherols and polyphenols, which could have application in the food industry. The aim of this work was to develop chitosan-based films with incorporation of grape pomace extracts in order to improve their insolubility and antioxidant properties, keeping their mechanical and antimicrobial properties. In this study, three fractions were obtained from grape pomace: 1) hot water extract consisting of 72 % polysaccharides, 20 % proteins and 6 % total phenolic compounds, 2) waxes, extracted with chloroform and 3) oil, obtained with n-hexane, comprising about 70 % linoleic acid (C18:2) and 18 % oleic acid (C18:1). These three extracts were added to a chitosan solution (1.5% w / v) and the films were obtained by solvent casting. The solubility of the chitosan-based films was determined in water (pH=6,5) and in an acidic hydro-alcoholic solution (pH=3,5). The chitosan-based films with incorporation of the oil in a ratio of 1:5 (oil:chitosan) showed a decrease of 27 % of weight loss in acidic solution comparing with control chitosan films. The remaining films did not show significant differences comparing with the solubility of the control film. The antioxidant activity of the chitosan-based films was determined by four different methods (ABTS, DPPH, FRAP and the reducing power essay). The chitosan-based films with polysaccharides, wax and oil demonstrated an antioxidant activity that can be up to 3 times higher, relative to the control, depending on the method of analysis. These results demonstrated the importance of incorporating these extracts in the chitosan films. Mechanical tests showed that the incorporation of the three extracts in chitosan films did not affect significantly the mechanical properties. Also, the chitosan-based films demonstrated antimicrobial activity against fungi on bread and bacteria in apple juice. In conclusion, the chitosan-based films prepared by incorporation of extracts obtained from grape pomace, mainly waxes and oil, seem to be promising for food applications.

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Dissertations / Theses on the topic 'Polímeroa biodegradáveis'

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