Nesta Dissertação foi investigada a biodegradação de hidrogéis à base de alginato de sódio e quitosana em solo argiloso. O solo foi obtido de uma propriedade privada situada no município de Campos dos Goytacazes, região norte fluminense do Estado do Rio de Janeiro, promissora para a expansão agrícola de soja e milho. Foram realizados ensaios de biodegradação, onde o pH e a umidade do solo foram monitorados. Os hidrogéis degradados foram analisados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), espectroscopia Raman, termogravimetria (TG), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia confocal de varredura a laser (CLSM). Com o objetivo de se obter mais informações a respeito dos microrganismos responsáveis pela biodegradação dos hidrogéis, foi feito um estudo microbiológico do solo. Os ensaios de biodegradabilidade revelaram que os hidrogéis foram completamente biodegradados em seis semanas. O solo com hidrogel se manteve mais úmido do que o solo sem hidrogel, após sete dias, até oito semanas. Tais resultados indicaram o potencial do material como condicionador de solo. Por meio do FTIR e do Raman, foi possível identificar a quebra das cadeias poliméricas através da ligação glicosídica, mesmo com os polissacarídeos reticulados eletrostaticamente. Análises de SEM e de microscopia confocal evidenciaram a fragmentação da estrutura do hidrogel, alterando assim a sua morfologia. Os ensaios microbiológicos comprovaram que os hidrogéis à base de alginato de sódio e quitosana foram utilizados como fonte de carbono por fungos isolados do solo argiloso utilizado, com indicativos de que os fungos dos gêneros Aspergillus, Penicillium e Cunninghamella, além de leveduras, foram responsáveis, entre outros, por tal consumo.

Os fatores de crescimento armazenados na dentina têm papel fundamental no processo de reparo do complexo dentinho pulpar. O objetivo do presente trabalho foi investigar, ex vivo, a liberação dos fatores de crescimento TGF β1 e VEGF, armazenados na dentina, após condicionamento com os agentes quelantes: EDTA, Quitosana e Ácido etidrônico (HEBP). A remoção da camada da smear layer e o grau de erosão dos túbulos dentinários também foram analisados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Para confecção dos corpos de prova foram selecionados um total de setenta e dois dentes permanentes, unirradiculares, com canal único e sem cáries, fraturas, reabsorção e/ou tratamento endodôntico prévio. Os elementos dentários tiveram suas porções coronária e apical removidas para confecção de cilindros de dentina com oito mm de comprimento. O interior de cada cilindro foi preparado com broca de Gates Glidden número quatro para padronização do diâmetro interno em 1,0mm aproximadamente. Todos os corpos de prova foram irrigados inicialmente com 20 mL de 1,5% NaOCl durante 5 min e então distribuídos aleatoriamente em quatro grupos (n=9 para cada grupo) com diferentes protocolos de irrigação final: 17% EDTA (20mL/5 min), 0.2% Quitosana (20 mL/5 min), 9% HEBP (20 mL/ 5min) e, solução salina (20 mL/5 min). Após irrigação, trinta e seis corpos de prova foram armazenados em microtubos tipo Eppendorf de 1,5mL contendo meio de cultura α-MEM, 100 U/mL de penicilina e 100 U/mL de estreptocimicina a 37°C por vinte e quatro horas. Após este período o sobrenadante contido em cada microtubo foi coletado e a liberação dos fatores de crescimento foi quantificada utilizando-se o teste imunoenzimático ELISA. Não foi realizada análise estatística destes dados, pois não foi detectada a liberação dos fatores de crescimento TGF β1 e VEGF nos grupos testados. Os demais trinta e seis corpos de prova foram cortados no sentido mesio-distal para realização de fotomicrografias dos terços cervical, médio e apical com objetivo de comparar a eficácia dos diferentes agentes quelantes na remoção da smear layer e grau de erosão dos túbulos dentinários utilizando-se análise por MEV. Os dados foram submetidos ao teste não paramétrico de Kruskal-Wallis e Dunn com um nível de significância  = 0,05. A irrigação final com os agentes quelantes EDTA 17%, Quitosana 0,2% e HEBP 9% foi eficiente na remoção da camada de smear layer além de promover erosão dos túbulos dentinários, sem diferença significativa entre os grupos testados. Baseado na metodologia empregada e diante dos resultados obtidos neste estudo, pode-se concluir que: a) Não foi possível quantificar a liberação dos fatores de crescimento TGF β1 e VEGF com o Kit ELISA utilizado; b) Como todos agentes quelantes testados foram eficientes na remoção da camada de smear layer e promoveram algum grau de erosão dos túbulos dentinários, em todas as regiões analisadas, a Quitosana 0,2% pode ser um substituto natural ao EDTA 17%.

Algumas reações fotodegradativas, que são propostas como alternativa aos processos convencionais para o abatimento de corantes, podem ser mais eficientes nos chamados processos híbridos, como a fotoeletrocatálise. Quando o fotocatalisador está na forma de filme imobilizado em uma superfície condutora (substrato), formando o eletrodo de trabalho, dispensa etapas de separação, o que facilita sua remoção e reaproveitamento. A titânia (TiO2) é um dos semicondutores mais utilizados na fotodegradação de corantes têxteis, devido às suas propriedades físico-químicas e eficiência catalítica. Por outro lado, a quitosana apresenta características adequadas para obtenção de filmes compósitos, além de ser obtida a partir de rejeito, o que agrega interesse ambiental e baixo custo às suas qualidades. Deste modo, no presente trabalho, filmes compósitos de TiO2 e quitosana com diferentes proporções foram preparados e imobilizados em placas de aço e vidro para uso em processos fotodegradativos do corante têxtil Preto Reativo 5 (PR5). As reações de fotocatálise foram conduzidas por 2 h, a 25 °C, sob radiação UV, agitação e borbulhamento de ar. O filme com o melhor desempenho foi testado na fotoeletrocatálise, nas mesmas condições, mas sob um potencial de 0,75 V. A eficiência dos processos foi avaliada a partir da remoção de cor (por espectrofotometria UV/Vis) e de matéria orgânica (por carbono orgânico total, COT). Os filmes foram caracterizados quanto à morfologia, por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), ao comportamento térmico por TG/DTG, à absorção de radiação UV/Vis para determinação de band gap, por DRS, quanto à estrutura, por espectroscopia de absorção de radiação no infravermelho e para estudo do comportamento eletroquímico, por voltametria cíclica. Os resultados mostraram que os filmes ficam bem aderidos ao vidro, como substrato, mas sobre inox é necessário a aplicação de primer. Realizou-se reticulação da quitosana com glutaraldeído antes da obtenção dos filmes, pois ocorria solubilização parcial com aumento de COT. Os filmes compósitos têm boa condutividade sobre o aço, são eletricamente reprodutíveis e possuem elevada atividade fotocatalítica nas condições estudadas. Nestas mesmas condições, a aplicação do potencial ao sistema não causou uma mudança significativa na degradação do corante PR5 em 2 h de reação, mas abre possibilidades de novas investigações do sinergismo desse processo fotodegradativo, uma vez que a partir do sistema proposto o corante foi degradado, mesmo fazendo uso de uma massa muito pequena de catalisador e de um potencial relativamente baixo. Os melhores resultados de descoramento foram de 41 e 35% para a fotocatálise e fotoeletrocatálise, respectivamente.

Vulvovaginal candidiasis (VVC) is caused mainly by opportunistic fungus Candida albicans and its yeast to hyphae transition is considered the major virulence factor of this pathogen. The increased incidence of VVC has highlighted the importance of developing new therapeutic strategies. The objective of this study was to develop a mucoadhesive nanostructured system comprising miconazole, and farnesol within chitosan for the treatment of VVC. The drug showed the antifungal miconazole expected efficacy with minimal inhibitory concentration (MIC) of 1 μg/mL. The farnesol quorum-sensing molecule was capable of inhibiting hypha-transition yeast at levels greater or equal to 300 μM. When tested together, farnesol has no effect compared to the MIC obtained for miconazole. Nanoparticles of chitosan-containing miconazole and farnesol were prepared by ionic gelation and showed favorable characteristics for use on mucous membranes, such as diameter less than 300 nanometers (nm), polydispersion index (PDI) less than 0.3, positive zeta potential and acid pH. The encapsulation efficiency (EE) of the nanoparticles was on average 81.1% for miconazole, 31.9% farnesol and 32.7% and 70.0% for miconazole and farnesol when co-encapsulated, respectively. The nanoparticles showed instability as the diameter and PDI, but were stable compared to the EE. Regarding toxicity in cultured fibroblasts (Balb/ c 3T3) were considered non-toxic. The nanoparticles showed antifungal activity against C. albicans strain used, with MIC of 2.5 μg/mL and 2 μg/mL for nanoparticles with miconazole and miconazole/ farnesol, respectively. Nanoparticles containing farnesol inhibit yeast-hyphae transition at concentrations greater than or equal to 240 uM. The antifungal activity in vivo was assessed in the murine model for VVC. Although there is no statistically significant difference between treatments in relation to the counting of colony forming units (CFU), the results suggest that chitosan nanoparticles containing miconazole and farnesol were effective for inhibiting fungal proliferation and chitosan nanoparticles containing farnesol were capable of decreasing the pathogenicity of infection demonstrated by the absence of inflammation.

Dengue is an endemic disease that causes wide concern both the health systems and to the patients. Thus, it is important that studies aiming at diagnoses faster and with possibility of field application can be developed for the medical intervention happens early, avoiding the worsening of the cases. Therefore, the aim of this work was to develop an electrochemical biosensor based on the use of aptamer as a bioelement for recognition on the surface of the boron doped diamond electrode (BDD) for the detection of each of the four serotypes of the dengue virus. Previously to the development of the biosensor, the dot-blot and apta-PCR techniques were used as validation methods for the interaction between aptamer B07 and target, the 5'UTR region present in the viral genome. The cyclic voltammetry technique was used in the analysis of redox reactions on the surface of the BDD electrode with and without modification of its surface with chitosan film. Ferrocene was used as the redox mediator and electroactive indicator of hybridization of the DNA strands formed in the sensor. The peaks of current indicated that the electrode with chitosan film modification on its surface presented greater stability. The redox compound had higher affinity for the double chains hybridized on the surface of the electrode, showing current values for DENV 1, 2, 3 and 4 of were 0.73; 0.69; 0.79 and 1.03 μA, respectively. These values were higher than the current found for the single-stranded aptamer (ssDNA), which was 0.62 μA, as well as for the current obtained from the aptamer hybridized with its complementary strand (dsDNA) whose value was 0.91 μA. Analyzes with time variations were performed showing a reduction in current values as a function of time, probably due to the reduction of the interaction of the electroactive material in the sensor. The aptasensor developed here showed good detection distinction between nucleic acid sequences, presenting potential for application in the detection of dengue virus.

Clobetasol propionate is one of the most potent topical corticosteroids usually available and has been established the use in treatment of various skin pathology. However its systemic absorption may cause serious side effects. The use of lipids nanocarriers and application of iontophoretic current shown potential to further controlled release of clobetasol propionate and increase their retention in the stratum corneum, thus making its management more effective and safe. In this study an analytical method was developed and validated for quantification of clobetasol propionate in nanocarriers and pig skin, used as model membranes in vitro permeation studies. Nanostructured lipid carriers (NLC) were obtained by dilution of microemulsion and chitosan-coated NLC (NLC-Ch) by the dripping of NLC in chitosan solution. The developed nanocarriers were characterized to mean diameter, polydispersity index, zeta potential, drug loading, recovery and encapsulation efficiency. The in vitro release and permeation profile of clobetasol free and nanoencapsulated was evaluated using Franz cells. The nanocariers obtained of 125 nm and uniform size distribution, whit PdI 0,25. The increase in size of NLC-Ch and the inverting the value of zeta potential, suggest that there was a coating of the CLN by chitosan, though interaction of charges. The NLC and NLC-Ch showed recovery values greater than 80% and encapsulation efficiency than 90%. The release profile of clobetasol from the developed formulations showed a controlled release with 35% in 24 hours of study. The nanoenapsulation of clobetasol in the NLC-Ch and NLC resulted in retention increased in the stratum corneum of 9.2 an 7.8 fold, respectively, compared to free drug. The retention of the clobetasol in the stratum corneum was 4 and 2 times higher when electric current was applied to the formulation CLNQ, compared to the free drug and encapsulated in NLC, respectively. The accumulation of the drug in the stratum corneum, promoted by lipid carriers, shows that these systems are effective for potential topical delivery to minimize the permeation of the drug into the bloodstream and reduces the side effects.

Nanotechnology involves the creation and use of materials, devices and systems through control of matter on the manometer scale. It has positive impact on medicine involving the treatment and diagnosis. Drug delivery systems prepared with nanostructures have the ability to overcome biological barriers and optimizing drug release. However, one of the main challenges in the use of these systems is their internalization by macrophages. This study aims to prepare and characterize polymer nanoparticles formed by biodegradable polymers and investigate its impact on the function of macrophages in vitro by the observation of cell viability, phagocytic activity and cytokine production. Also, was investigate the cytokine profile in serum and splenocytes culture supernatant from Balb/C mice injected with chitosan nanoparticles. The chitosan and chitosan-containing magnetic nanoparticles were prepared by ionic gelation crosslinking, resulting in a morphology "nearly spherical" and positive zeta potential. The PLGA prepared by emulsification and solvent evaporation method presented spherical morphology and negative zeta potential. All preparations had a diameter smaller than 300 nanometers and polydispersity index lower than 0.5. Nanoparticles of chitosan and PLGA affected the viability of macrophages in vitro only at the highest concentration tested (4 mg/mL). The chitosan nanoparticles containing magnetic nanoparticles were internalized by macrophages after 4h and 24h of incubation. Different nanoparticles triggered high production of TNF- and low IL12p40 production and IL-10. Serum and splenocytes culture supernatant was observed in both the production of IFN- as IL-4. However, IL-4 production was higher than that of IFN-.

In this work the incorporation of polymeric nanoparticles containing lidocaine and chloramphenicol in biomembranes of chitosan, hyaluronic acid and glycerol was studied for the application of regenerative processes. The technique called guided tissue regeneration is used in the treatment of periodontal diseases. Two nanoparticle dispersions were prepared by the nanoprecipitation method, containing the drugs lidocaine and chloramphenicol, and characterized by the mean diameter, polydispersity index, encapsulation efficiency and in vitro release profile. Eight biomembranes of different compositions were divided into a group A (200 mg chitosan) and group B (70 mg chitosan), obtained by the casting method and characterized by visual aspect, thickness, mechanical properties, degradation assay, morphology, hydration profile, antimicrobial evaluation and cellular cytotoxicity. The nanoparticles of lidocaine and chloramphenicol nanoparticles had an average size of 200 nm with PdI of 0.2 and encapsulation efficiency of 77% and 82% for lidocaine and chloramphenicol, respectively. Drug releases occurred in 48 hours for nanoparticles containing lidocaine and 120 hours for nanoparticles containing chloramphenicol. Biomembranes showed significant differences in thickness. The tensile test showed that although the membranes do not present significant differences in the deformation and low resistance, they have enough mechanical resistance to act as a physical barrier. In the degradation assay the biomembranes M1 (group A) and M7 (group B) had the largest remaining mass after 28 days of testing with a 3 hour in vitro release of the nanoparticles by means of the biomembranes. The evaluation of antibacterial activity demonstrated that all bacteria were sensitive to formulations containing the antibiotic chloramphenicol and cytotoxicity tests indicated that biomembranes are safe for dental use. The results obtained showed that biomembranes incorporated with polymeric nanoparticles containing lidocaine and chloramphenicol are promising to be used as a physical barrier in the regenerative periodontal treatments, combining anesthesia, antimicrobial activity and tissue regeneration promoter.

O objetivo do trabalho foi investigar o efeito de diferentes soluções químicas auxiliares, em concentrações subcitotóxicas, na expressão de citocinas pró e anti-inflamatórias, quando em contato com células da linhagem de linfoma humano, diferenciadas em macrófagos, human macrophage-like (U937), através da adição de 125ng/mL de PMA. As concentrações, citotóxica e subcitotóxica, de cada solução, foram determinadas de acordo com padrão ISO, utilizando-se fibroblastos de camundongos (L929). As células L929 foram cultivadas em meio MEM completo e mantidas em placas de 96 poços. As células foram então colocadas em contato com as diluições das soluções químicas auxiliares (a partir das concentrações recomendadas para uso, NaOCL 5,25%; CHX 2%; Quitosana 0,2%; HEBP 18%; GSE de Vitis vinífera, 6,5%), por 24 horas a 37ºC em estufa de CO2. Em seguida, o meio de cultivo contendo 1mg/mL de MTT foi adicionado aos poços em triplicata, para avaliação da viabilidade celular e determinação das concentrações citotóxicas (30% de morte das células L929) e subcitotóxicas (15% de morte) por regressão linear por meio do programa GraphPad Prism versão 6.0. As concentrações subcitotóxicas foram colocadas em contato com as células human macrophage-like (U937) por 60 min. Os sobrenadantes da pré-incubação (controles sem substâncias químicas auxiliares), e incubação com as soluções químicas auxiliares em meio DMEM completo foram congelados em freezer ultrafrio ( 80ºC) e avaliados para as concentrações de dezessete citocinas através do kit Bio-Plex Pro Human Th17 Cytokine Panel® pelo método Luminex®. Foi possível obter valores de expressão de 7 citocinas pró-inflamatórias: IL-1β, TNFα, IL-6, IL-17A, IL-17F, IL-22 e IL-23. As substâncias com maior atividade citotóxica (padrão ISO para morte celular) foram em ordem de grandeza, a quitosana, a CHX, o NaOCl, o HEBP e o GSE de Vitis vinifera. As concentrações subcitotóxicas das soluções químicas auxiliares, CHX e NaOCl, induziram ao aumento da maioria das citocinas pró-inflamatórias, exceto para a IL-6. Quanto a IL-1β, a quitosana e a CHX, estas foram as que mais induziram a expressão pelas células U937 (P<0,05),enquanto o NaOCl induziu maior expressão de TNFα (P>0,05). Dentre as citocinas relacionadas ao fenótipo Th17, a CHX foi a que mais induziu a expressão de IL-17A (P<0,05), IL-17F e IL-23, seguido do NaOCl(P<0,05). O NaOCl induziu maior expressão de IL22 seguido da CHX (p<0,05). Quanto a IL-6, todas as substâncias modularam a sua expressão pelas células U937(p>0.05). O HEBP atuou como um excelente modulador da expressão de citocinas pró-inflamatórias, induzindo a redução da expressão de todas as citocinas testadas (P<0,05). O GSE de Vitis vinifera, apesar de ser o menos citotóxico não apresentou diferença estatística para o controle em nenhuma das situações avaliadas, exceto para a redução da IL-6 (assim como o HEBP e a quitosana) (p<0,05). A quitosana comportou-se de forma similar ao GSE de Vitis vinífera (p>0,05) exceto para a IL-1β. Conforme observado, as substâncias químicas auxiliares são capazes de induzir a expressão de citocinas pró-inflamatórias diversas. O HEBP foi o agente químico que melhor modulou a expressão de citocinas pró-inflamatórias.

Abdominal wall defects may require anatomical and functional reconstruction, what is usually achieved with the use of meshes. However these materials can trigger the formation of adhesions. To minimize or abolish this process one side of the mesh can be coated with a product that stands between this material and the visceral peritoneum forming a composite. The present study evaluated the systemic and tissue response to the implantation of composite polypropylene mesh-based film of chitosan 2QM (PQ group), compared to promoted by polypropylene mesh alone (group PP), intraperitoneally implanted in the abdominal cavity of pigs. After 28 days evaluation was performed by ultrasonography and video-laparoscopy. No significant difference was observed between the two groups of animals with respect to the formation of adhesions (P> 0.05). Systemic reactions were evaluated by means of the leukocyte count, C-reactive protein dosage, seric total protein, albumin and globulins which also showed no significant difference between groups (P1> 0.05). The systemic response was proportional to the composite response promoted by polypropylene mesh. However, the tissue inflammatory response was higher in the PP group (P = 0.0033). The number of polymorphonuclear cells increased statistically in the region of the implant in PQ group (P = 0.0068). Type I collagen and total collagen predominated in the implant regions in PP group (P = 0.0154 and P = 0.0037 respectively). It was concluded that the composite polypropylene mesh-chitosan based film has not promoted systemic response in animals, but the tissue inflammatory response was represented by a slow influx of polimornucleares. It can be inferred that the thickness of the chitosan based film was a factor that hindered the incorporation the composite by tissue receptor along with the slow degradation of the polysaccharide in vivo.