Avaliação e elucidação do mecanismo de ação de polímeros naturais modificados utilizados na agricultura / Evaluation and mode of action elucidation for modified natural polymers used in agriculture

Atualmente a agricultura ocupa um papel de extrema importância na conjuntura global e nacional e está inserida em um contexto de enormes desafios devido ao aumento da população mundial e maior demanda por alimentos. Ao mesmo tempo, é o setor mais afetado pelos impactos negativos das mudanças climáticas, que têm espalhado suas consequências de maneira cada vez mais frequente e intensa. Um dos principais efeitos é a alteração do regime de chuvas ao redor do globo, ocasionando estiagens intensas e duradouras, capazes de reduzir a produtividade de safras e comprometer a produção alimentícia. As abordagens atualmente existentes no mercado para mitigar as consequências negativas da escassez hídrica demandam alto investimento de implementação e manutenção, ou possuem um perfil ecotoxicológico insatisfatório. Polímeros de origem natural modificados quimicamente foram avaliados em termos de desempenho e capacidade de prover às plantas uma maior disponibilidade de água através de retenção hídrica. Os resultados alcançados demonstraram que os polímeros modificados com grupos iônicos foram capazes de promover um melhor gerenciamento hídrico no microambiente ao redor de sementes e entregar ganhos de produtividade a lavouras de soja. O mecanismo de ação da tecnologia estudada foi elucidado através de ensaios de determinação de capacidade de campo, análise de elipsometria, microscopia de força atômica, ensaios de germinação de soja sob estresse hídrico e implementação de áreas de soja a céu aberto a partir da aplicação em tratamento de sementes e sulco de plantio. As interações intra e intermoleculares entre as partículas de solo, moléculas de polímero e de água se mostraram ponto chave para a mudança de patamar de desempenho de polímeros naturais modificados utilizados na agricultura, quando comparados com os grupos controle. A tecnologia aqui estudada é, portanto, recomendada para utilização na agricultura, com capacidade de potencializar o efeito de tecnologias dependentes de água, resultando em maior produtividade na colheita

Nowadays agriculture occupies an extremely important role both in the global and national scenarios. Its included in a very challenging context due to the forecast of increased world population and consequent higher demand for food. At the same time, it is the most affected economic sector by the climate change effects, which have been causing frequent and harsh impacts. One of the main effects is the change in the rainfall pattern worldwide, which causes severe and long-lasting droughts, responsible for causing crops to fail and therefore putting food production at risk. The current available mitigation measures to address hydric scarcity require a huge investment for implementation and maintenance or do not present a satisfactory and safe ecotoxicological profile. Chemically modified natural polymers have been evaluated in terms of performance and ability to provide the plants with higher water availability through hydric retention. The results obtained show that such ionic group modified polymers are able to promote better water management in a given microenvironment surrounding the seeds and ultimately delivery a higher yield to soy crops. The technology's mode of action has been elucidated through field capacity determination trials, ellipsometry, atomic force microscopy, soy germination trials under hydric stress and, finally, implementation of soy areas under actual field conditions by applying the polymers via seed treatment and in-furrow methods. Both intra- and intermolecular interaction between soil particles, polymer and water molecules have been proven as key to understanding the agricultural performance improvement of the modified polymers when compared to the control. The technology is recommended for agricultural applications due to its ability to boost the effect of water-dependent technologies, promoting higher yields

Effect of carrier materials on the properties of the andrographolide solid dispersion

Abstract In the work the andrographolide (AG)-solid dispersions (SDs) were prepared by the spray-drying method, using polyethylene glycol 8000 (PEG8000), Poloxamer188, polyvinylpyrrolidone K30 (PVPK30), Soluplus® as carrier materials. The effect of different polymers as carrier materials on the properties of the AG-SDs were studied. The results showed obvious differences in intermolecular interaction, thermal stability, drug state, powder properties, dissolution behavior, and so on of AG-SDs prepared using different polymers as carrier materials. AG-PEG8000-SD was a partial-crystalline and partial-amorphous powder with smaller surface area and pore volume, but it was easy to wetting and did not swell in contact with dissolved medium. AG-Soluplus®-SD was completely amorphous powder with larger specific surface area and pore volume, but it swelled in contact with water. Therefore, the dissolution profile of AG in AG-PEG8000-SD was similar to that in AG-Soluplus®-SD. Soluplus® and PEG8000 were suitable polymers to design AG-SDs, considering both physicochemical properties and dissolution behaviors. The results of this reseach showed that when selecting carrier materials for SD, we should not only consider the state of drugs in SD and the powder properties of SD, but also consider whether there is swelling when the carrier materials are in contact with the dissolution medium.

Polymer blend: a new approach for eliminating curing effect of aqueous dispersion coatings

The aim of present work was to investigate blends of Eudragit® NE 30D with Aquacoat® ECD using different ratios to eliminate curing effect associated with individual polymers. Propranolol HCl 10% w/w was layered onto sugar cores using 5% w/w HPMC as a binder. Drug-layered-cores were coated either with pure or blends of Aquacoat® ECD: Eudragit® NE 30D in a fluidized bed coater to obtain 20% w/w coating level. Talc 35% w/w was used as anti-tacking agent. The pellets were characterized for in vitro dissolution studies, morphology, water uptake-weight loss, osmolality and adhesion of coating after curing at 60 °C or 60 °C/75% RH for 24 h. The findings revealed that Aquacoat® ECD coated pellets showed curing effect due to further gradual coalescence of polymeric particles which resulted into better film formation upon curing. In contrast, the curing effect of Eudragit® NE 30D coated pellets was caused by decrease in adhesion of coatings after curing which provided entirely different swelling behavior of uncured (localized swelling) and cured (uniform swelling) pellets. The undesired curing effect of individual polymers was eliminated by using their blends in appropriate ratio.

Ameliorating the antitumor activity of lenalidomide using PLGA nanoparticles for the treatment of multiple myeloma

Abstract Lenalidomide (LND) is an anti-cancer drug and an effective derivative of thalidomide used for multiple myeloma therapy. Because of its poor solubility in water, LND is known to cause low oral bioavailability (below 33%), and as a direct consequence of this, the dosing frequency is extended thus increasing risk of toxicity. To improve its bioavailability and sustained release, the present study aims to formulate polymeric nanoparticles (NPs) for LND using [Poly (lactic-co-glycolic acid)] (PLGA) as a polymer. The polymeric NPs were evaluated for particle size, SEM, XRD, drug content, entrapment efficiency (EE), in vitro release studies and in vivo bioavailability studies in rats. The formulated NPs possessed a size of 179±0.9 nm and a zeta potential of -24.4 ± 0.2 mV. The drug loading and EE of the optimized formulation was 32 ± 0.37 % and 78 ± 0.92% respectively. After oral administration of LND PLGA-NPs, the relative bioavailability was enhanced about 3.67-fold compared to LND. This study demonstrates the novel drug delivery for LND with PLGA-NPs as effective drug delivery system for sustained delivery of LND.

Estudo da eficiência bactericida do biocida policloreto de dialildimetilamônio em materiais usados para confecção de próteses orais e faciais / Study of the bactericidal efficiency of the biocide poly(diallyldimethylammonium chloride) used in materials for the manufacture of oral and facial prostheses

As próteses faciais e intraorais tem um importante papel na devolução da estética e de algumas funções para os pacientes. Por meio da restauração da imagem corporal é possível reintegrá-lo a sociedade, resgatando assim a identidade do indivíduo. A boa condição dessas próteses é primordial para que estas possam exercer suas funções adequadamente e manter o local, onde estão inseridas, livre de infecções e inflamações. Portanto, a não formação de colônias e biofilmes bacterianos em materiais eleitos para confecção dessas próteses, trarão benefícios aos pacientes reabilitados. Visando isso, a presente dissertação verificou a capacidade de inclusão e a eficiência bactericida do biocida policloreto de dialildimetilamônio (PDADMAC) em resina acrílica autopolimerizável (RAAQ) e termopolimerizável (RAAT), e silicone de uso médico. Os resultados mostraram que o biocida PDADMAC quando dissolvido no tetrahidrofurano apresentou boa incorporação tanto nas resinas acrílicas, quimicamente ativas e termo ativas, quanto no silicone de uso médico e que apenas os corpos de prova que receberam 2 mililitros do PDADMAC em massa polimérica tiveram uma resposta bactericida eficaz.

The facial and intraoral prosthesis has an important role in the aesthetics and return of some functions to patients. Through restoration of the body image can reistante to can society , thus recovering the individual's identity . The good condition of these prostheses is essential so they can perform their function properly and maintain the the area where the prostheses are inserted free of infection and inflammation. Therefore, no formation of bacteria colonies and biofilms in the chosen materials for making these prostheses , will bring benefits to patients rehabilitated. The present work evaluated the capability of inclusion and the bactericidal efficiency of the biocide poly(diallyldimethylammonium chloride) ( pDADMAC ) of acrylic resin autopolymmerized ( RAAQ ) and thermal polymerized ( RAAT ) , and silicone medical use. The results showed that the biocide pDADMAC when dissolved in tetrahydrofuran presented a good incorporation in both acrylic resins and in the medical grade silicone and that only the samples that received 2 ml of pDADMAC in polymer had an effective bactericidal response.

Arrranjos supramoleculares de lípide catiônico, antibióticos e polímeros: preparação, caracterização e atividade contra bactérias multirresistentes e micobactérias de crescimento rápido / Supramolecular assemblies of cationic lipid, antibiotics and polymers: preparation, characterization and activity against multidrug resistant bacteria and fast growing mycobacteria

Arranjos supramoleculares combinando o lípide catiônico brometo de dioctadecildimetilamônio (DOD) com polímeros, como carboximetilcelulose (CMC) e cloreto de poli(dialildimetilamônio) (PDDA), foram preparados na forma de nanopartículas (NPs), na ausência ou presença de antimicrobiano tradicional, como a claritromicina (CLA). NPs preparadas por atração eletrostática entre os fragmentos de bicamada (BF) de DOD, CMC e PDDA foram avaliadas, in vitro, quanto à atividade contra isolados clínicos de micro-organismos multirresistentes (MR) a antimicrobianos, como Pseudomonas aeruginosa MR, Klebsiella pneumoniae produtora da enzima carbapenemase do tipo KPC, Staphylococcus aureus resistente à meticilina/oxacilina (MRSA) e Candida albicans resistente ao fluconazol, através do método de plaqueamento e contagem de viáveis. As NPs de DOD BF/CMC/PDDA apresentam alta atividade de amplo espectro contra micro-organismos MR, em que o PDDA é o componente responsável pela excelente atividade biocida das NPs. O mecanismo de ação antimicrobiana indica a dissociação dessas NPs na presença dos micro-organismos, com a remoção de biopolímeros da parede celular microbiana pelo PDDA, conforme visualizado por microscopia eletrônica de varredura, ocorrendo lise da membrana microbiana e liberação de compostos fosforilados para o meio extracelular. Também foram desenvolvidas neste trabalho NPs carreadoras de CLA à base de DOD e polímeros. Solução etanólica contendo CLA/DOD foi injetada em solução aquosa de CMC, formando arranjos coloidalmente estáveis e aniônicos, que posteriormente foram adicionados de solução de PDDA, para a obtenção de arranjos estáveis e catiônicos. CLA/DOD/CMC e CLA/DOD/CMC/PDDA NPs incorporaram CLA em quantidade suficiente para inibir o crescimento de M. abscessus no interior de macrófagos bem como evitar a formação de biofilmes, sendo que altas doses de CLA foram tóxicas aos macrófagos, enquanto doses menores apresentaram baixa toxicidade e boa atividade antimicrobiana. NPs catiônicas carreando CLA foram tóxicas aos macrófagos nas concentrações de PDDA testadas. A natureza particulada das CLA NPs possivelmente aumenta a retenção intracelular de CLA em comparação com CLA livre, podendo prolongar atividade da CLA contra patógenos intracelulares. Desta maneira, arranjos supramoleculares combinando lípide e polímeros, com ou sem antimicrobianos tradicionais poderão encontrar diversas aplicações nas áreas farmacêutica, médica, alimentícia e biotecnológica

Supramolecular assemblies combining cationic lipid dioctadecyldimethylammonium bromide (DOD) and polymers, such as sodium carboxymethylcellulose (CMC) and poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA), were prepared as nanoparticles (NPs), in the absence or presence of traditional antibiotic, such as clarithromycin (CLA). NPs prepared by electrostatic attraction between DOD bilayer fragments (BF), CMC and PDDA were evaluated against clinical strains of multidrug resistant (MDR) microorganisms, such as Pseudomonas aeruginosa MDR, Klebsiella pneumoniae producer of KPC carbapenemase enzyme, methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Candida albicans fluconazole resistant, by plating and colony forming unities counting. DOD BF/CMC/PDDA NPs display high and broad-spectrum activity against MDR microrganisms, and PDDA is the excellent biocidal component in the NPs. The mechanism of antimicrobial action shows that NPs disassembly in the presence of microrganisms, with biopolymers withdrawn from the cell wall, as observed by scanning electron microscopy, consecutively lysing bacterial membrane as determined from the leakage of inner phosphorylated compounds. In this work there have also been developed NPs, based on lipid and polymers, as carriers for CLA. Ethanolic solution co-solubilizing CLA/DOD was injected in CMC aqueous solution, yielding colloidaly stable and anionic NPs, that were further added of PDDA solution, yielding stable and cationic NPs. CLA/DOD/CMC NPs and CLA/DOD/CMC/PDDA NPs incorporated CLA at doses high enough to inhibit M. abscessus growth inside macrophages or in biofilms. Larger CLA doses were toxic to macrophages while lower CLA doses reduced toxicity to macrophages despite their high antimicrobial activity. Cationic CLA NPs exhibited substantial toxicity against macrophages at the PDDA concentrations tested. The particulate nature of these CLA NPs possibly increases intracellular CLA retention in comparison to free CLA, probably extending CLA activity against intracellular pathogens. In conclusion, supramolecular assemblies combining cationic lipid and polymers, with or without traditional antibiotics, may find multiple possibilities of applications at pharmaceutical, medical, food and biotecnological fields

Pharmaceutical films made from the waste material from the preparation of propolis extracts: development and characterization

abstract This study investigated the development and characterized the physicochemical properties of films obtained from by-products (BP) from the preparation of propolis extracts. Films were produced in the presence and absence of a polymeric adjuvant (gelatin or ethylcellulose) and propylene glycol by a solvent casting method. Density, surface topography by scanning electron microscopy, mechanical properties (folding endurance, tensile strength and percentage elongation), water vapour permeability (WVP), moisture uptake capacity, thermogravimetry, differential scanning calorimetry and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) were determined. The films were a transparent, light greenish-yellow colour, with a uniform surface, and were flexible and easy to handle. The thickness and density of the preparations indicated that the compounds were homogeneously dispersed throughout the film. Mechanical properties were influenced by the film composition; films containing gelatin were more resistant to stress, while those containing ethylcellulose were more flexible. Increasing the adjuvant concentration decreased the elasticity and the rupture resistance, but increased the moisture uptake capacity and WVP of the formulations. BP was thermally stable as were the films. FTIR tests suggested interactions between BP and the adjuvants. This work could contribute to the utilization of BP to prepare films for food and pharmaceutical uses.

resumo Este estudo investigou o desenvolvimento e as características físico-químicas de filmes obtidos com o resíduo (BP), normalmente descartado, advindo da preparação de extratos de própolis. Os filmes foram produzidos com e sem adjuvantes poliméricos (gelatina ou etilcelulose) e propilenoglicol, pelo método de evaporação de solvente. Foram determinadas a densidade, a topografia de superfície usando microscopia eletrônica de varredura, as propriedades mecânicas (resistência à dobra, tensão e elongação), transmissão de vapor de água (WVP), capacidade de absorção de umidade, termogravimetria, calorimetria exploratória diferencial e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os filmes demonstraram coloração verde-amarelada, transparência, uniformidade de superfície, homogeneidade, flexibilidade e fácil manuseio. A espessura e a densidade das preparações indicaram que os compostos estavam dispersos de forma homogênea. As propriedades mecânicas foram influenciadas pela composição dos filmes e aqueles que continham gelatina apresentaram-se mais resistentes enquanto os compostos por etilcelulose demonstraram maior flexibilidade. Com o aumento da concentração polimérica, a resistência e a elasticidade diminuíam, porém aumentou a capacidade de absorção de água e a WVP das formulações. BP apresentou estabilidade térmica assim como os filmes. Os testes de FTIR sugeriram interações entre o BP e os adjuvantes utilizados. Este trabalho pôde contribuir com a utilização de BP na preparação de filmes para uso alimentício e farmacêutico.

Síntese de poli ( p-fenilenovinileno )s e desenvolvimento e otimização de um nariz eletrônico / Synthesis of poly ( p-phenylenevinylene )s and the development and optimization of an electronic nose

O presente trabalho envolve a síntese e caracterização de um polímero da família dos poli(p-fenilenovinileno)s (PPV), aplicável em camadas ativas de dispositivos como narizes eletrônicos, muito utilizados em várias áreas, como medicina, meio ambiente e indústria alimentícia. O trabalho visou também ao desenvolvimento de um nariz eletrônico, abrangendo o processo de preparação, o que incluiu a confecção dos eletrodos dos sensores de gases, o estudo referente ao equipamento de aquisição de dados e à comunicação com o microcomputador. Visou-se à otimização do equipamento que já vem sendo utilizado em medidas para várias detecções, estudando-se fatores como frequência da corrente alternada empregada, forma de onda (senoidal, quadrada e triangular), temperatura da amostra e distância entre os dígitos nos eletrodos. Verificou-se a possibilidade da utilização de nariz eletrônico na área de alimentos, estudando-se a identificação de méis de abelha de floradas diferentes e a detecção de fungos em laranjas pós-colheita

The present thesis involves the synthesis and characterization of a polymer of the poly(p-phenylenevinylene) (PPV) family, applicable as active layer of devices such as gas sensors and electronic noses, which are instruments widely used in several areas, including medicine, environmental sciences and food industry. This work also aimed the full development of an electronic nose, from the making of the electrodes and sensors to the study of the data acquisition and its communication with a personal computer. In order to optimize the equipment, the influence of several factors such as frequency of the applied alternating current, its waveform (sine, square and triangle), temperature of the sample, and spacing between the digits of the electrodes were investigated. Finally, the equipment was used for the identification of honeys from different blossoms and for the detection of fungi in post-harvest oranges

Use of hydrophilic and hydrophobic polymers for the development of controlled release tizanidine matrix tablets

The aim of the present study was to develop tizanidine controlled release matrix. Formulations were designed using central composite method with the help of design expert version 7.0 software. Avicel pH 101 in the range of 14-50% was used as a filler, while HPMC K4M and K100M in the range of 25-55%, Ethylcellulose 10 ST and 10FP in the range of 15 - 45% and Kollidon SR in the range of 25-60% were used as controlled release agents in designing different formulations. Various physical parameters including powder flow for blends and weight variation, thickness, hardness, friability, disintegration time and in-vitro release were tested for tablets. Assay of tablets were also performed as specified in USP 35 NF 32. Physical parameters of both powder blend and compressed tablets such as compressibility index, angle of repose, weight variation, thickness, hardness, friability, disintegration time and assay were evaluated and found to be satisfactory for formulations K4M2, K4M3, K4M9, K100M2, K100M3, K100M9, E10FP2, E10FP9, KSR2, KSR3 & KSR9. In vitro dissolution study was conducted in 900 ml of 0.1N HCl, phosphate buffer pH 4.5 and 6.8 medium using USP Apparatus II. In vitro release profiles indicated that formulations prepared with Ethocel 10 standard were unable to control the release of drug while formulations K4M2, K100M9, E10FP2 & KSR2 having polymer content ranging from 40-55% showed a controlled drug release pattern in the above mentioned medium. Zero-order drug release kinetics was observed for formulations K4M2, K100M9, E10FP2 & KSR2. Similarity test (f 2) results for K4M2, E10FP2 & KSR2 were found to be comparable with reference formulation K100M9. Response Surface plots were also prepared for evaluating the effect of independent variable on the responses. Stability study was performed as per ICH guidelines and the calculated shelf life was 24-30 months for formulation K4M2, K100M9 and E10FP2.

O objetivo do presente estudo foi desenvolver matriz de de tizanidina de liberação controlada. As formulações foram projetadas usando o método do componente, central com a ajuda de software Design expert(r), versão 7.0. Utilizou-se Avicel pH 101, no intervalo de 14-50%, como material de preenchimento, enquanto HPMC K4M e K100M, no intervalo de 25-55%, Etilcelulose 10 ST e 10FP, no intervalo de 15-45% e Kollidon SR, na faixa de 25-60% foram utilizados como agentes de liberação controlada, no planejamento de formulações diferentes. Vários parâmetros físicos, incluindo o fluxo de pó para as misturas e variação de peso, espessura, dureza, friabilidade, tempo de desintegração e liberação in vitro, foram testados para comprimidos. Ensaios dos comprimidos foram, também, realizados, tal como especificado em USP 35 NF 32. Avaliaram-se os parâmetros físicos de ambos, mistura em pó e comprimidos, como índice de compressibilidade, ângulo de repouso, variação de peso, espessura, dureza, friabilidade, tempo de desintegração e de ensaio, considerando-os satisfatórios para as formulações K4M2, K4M3, K4M9, K100M2, K100M3, K100M9, E10FP2, E10FP9, KSR2, KSR3 e KSR9. O estudo de dissolução in vitro foi realizado em 900 mL de HCl 0,1 N, tampão de fosfato pH 4,5 e meio 6,8, usando aparelho USP II. Os perfis de liberação in vitro indicaram que as formulações preparadas com Ethocel 10 padrão não foram capazes de controlar a liberação do fármaco, enquanto as formulações K4M2, K100M9, E10FP2e KSR2, com teor de polímero variando entre 40 e 55% apresentaram padrão de liberação controlada de fármaco no meio anteriormente mencionado. Observou-se cinética de liberação de fármaco de ordem zero para as formulações K4M2 , K100M9, E10FP2 e KSR2. Resultados do teste de similaridade (f 2) para K4M2, E10FP2 e KSR2 foram comparáveis com a formulação de referência K100M9. Gráficos de superfície de resposta também avaliaram o efeito da variável independente sobre as respostas. Estudo de estabilidade foi realizado conforme as diretrizes do ICH e a vida de prateleira calculada foi de 24-30 meses para as formulações K4M2, K100M9 e E10FP2.

Discos de poco espesor de hidroxiapatita cubana sinterizada como sistema de liberacion de fármacos / Cuban low-thickness sintered hydroxyapatite disks as a drug release system

Objetivo: el objetivo principal de este trabajo es estudiar la posibilidad de que sean empleados como sistema de liberación controlada de fármacos, discos de Hidroxiapatita (HA) cubana, fabricados por prensado y sinterizado en hornos eléctrico, sin el empleo de agentes formadores de poros, con porosidades aparentes de 12, 20 y 40 por ciento que fueron dopados por sobre presión con una solución acuosa de alginato de sodio al 5 por ciento y 55 ppm de ceftazidima. Métodos: se estudió la relación entre la penetración del polímero y la porosidad aparente con la liberación del fármaco. Resultados: se demostró que estos discos infiltrados con el polímero que encapsula el fármaco pueden ser utilizados como sistema de liberación controlada. Se demuestra que la porosidad aparente y el tamaño de los poros son influyentes en la penetración del polímero y la masa de fármaco liberado. Conclusiones: En las curvas de liberación obtenidas se observa que los discos pueden ser un potencial material para soportar medicamentos porque se evidencia como el material es capaz de controlar la liberación del medicamento remanente ocluido por un método de dopaje a sobre presión.El perfil indica que en un periodo de siete días se libera controladamente el medicamento

Objective: the main purpose of this study is to examine the potential use of Cuban hydroxyapatite (HA) disks as a controlled drug release system. These disks are manufactured by pressing, and sintered in electric furnaces without using pore-forming agents, with apparent porosities of 12, 20 and 40 percent , and doped by overpressure with a 5 percent sodium alginate aqueous solution and 55 ppm ceftazidime. Methods: a study was conducted of the relationship between penetration of the polymer and apparent porosity with the release of the drug. Results: it was shown that when infiltrated with the polymer encapsulating the drug, these disks may be used as a controlled release system. It was also found that apparent porosity and pore size influence polymer penetration and the mass of drug released. Conclusions: the release curves obtained show that the disks may be a potential drug-supporting material, capable of controlling the release of the remnant drug occluded by an overpressure doping method. The profile reveals that controlled release of the drug is completed in seven days

Conductividad iónica en nuevos compósitos (PEO)10(CF3COONa)-X% Al2O3 / Ionic conductivity of (PEO)10(CF3COONa)-X % Al2O3 composites

Se incrementó la conductividad iónica delelectrolito sólido polimérico (PEO)10CF3COONa medianteformación de nuevos compositos, adicionando partículasde óxido de aluminio (Al2O3) como relleno. Los compositosfueron preparados por disolución en solvente líquido y lacaracterización por espectroscopia de impedancias (EI)con configuración de electrodos Pt/electrolito/Pt. Reducciónde hasta dos órdenes de magnitud en la resistencia, seobservó en diagramas de Nyquist; combinando polióxido deetileno (PEO) con trifluoroacetato de sodio (CF3COONa).Al agregar partículas de Al2O3, la reducción en resistenciallego a ser hasta de tres órdenes de magnitud, a temperaturaambiente. Los gráficos de conductividad DC en función dela concentración, mostraron incremento de conductividadiónica a bajas concentraciones de alúmina. El compositoconductor iónico sintetizado mostró conductividadde 2.00x10-5 Scm-1 temperatura ambiente y 7.70x10-4Scm-1, temperatura de 383 K. Se presentó comportamientoArrhenius en dos regiones de diagramas de conductividadcon temperatura, indicando proceso térmicamenteactivado. Para altas concentraciones de Al2O3 se observócomportamiento Vogel-Tamman-Fulcher (VTF). Lasvariaciones de conductividad con concentración de Al2O3,están asociadas con número de sitios involucrados entrasporte iónico, a través de interacciones Lewis ácido–base,entre partículas de Al2O3 y especies iónicas del electrolito...

To increase the ionic conductivity of solid polymer electrolyte, (PEO)10CF3COONa, we formed newcomposites by adding alumina particles as a filler. We prepared these composites by dissolving them ina liquid solvent, and characterized them through impedance spectroscopy (IS), using a Pt/electrolyte/Ptelectrode configuration. The combination of polyethylene oxide (PEO) with sodium trifluoroacetate(CF3COONa) produced a reduction in resistance of up to two orders of magnitude in Nyquist plots, andup to three orders of magnitude when we added Al2O3 particles at room temperature. DC conductivityconcentration graphs show an increase in the ionic conductivity with low alumina concentrations. Thenew synthesized ionic conductor composite presented conductivity values of 2.00x10-5 Scm-1 at roomtemperature and of 7.70x10-4 Scm-1 at a temperature of 383 K. Two sections of the conductivity diagramsalso evidenced a temperature induced Arrhenius behavior, indicating a thermally activated process. Higherconcentrations of Al2O3 induced a Vogel-Tamman-Fulcher (VTF) behavior. Conductivity variationsproduced by Al2O3 concentration are linked to the number of sites involved in ion transport betweenAl2O3 ionic electrolyte species through Lewis acid-base interactions...

Foi Aumentada a condutividade iônica doeletrólito de polímero sólido (PEO)10CF3COONa, através daformação de um novo compósito, adicionando partículas deóxido de alumínio (Al2O3). Os compósitos foram preparadospor dissolução num solvente líquido e a caracterizaçãofoi feita por espectroscopia de impedância (EI) com aconfiguração utilizando eletrodo de platinum - Pt/eletrólito/Pt. A redução de até duas ordens de grandeza na resistênciaé observada em diagraamas de Nyquist quando se combinapoli (óxido de etileno) (PEO) com trifluoroacetato de sodioCF3COONa. Quando as partículas de Al2O3 são adicionadasao composição, é observado uma redução na resistênciade três ordens de grandeza à temperatura ambiente. Osgráficos do logaritmo da condutividade dc em função daconcentração, mostra um aumento da condutividade parabaixas concentrações de alumína. Do compósito condutorde íons sintetizado, apresenta valores de condutividade2.00x10-5 Scm-1 à temperatura ambiente e 7,70x10-4 Scm-1a uma temperatura de 383 K. Um comportamento do tipoArrhenius é apresentado em duas regiões dos diagramas decondutividade com a temperatura, indicando um processotermicamente ativado. Para concentrações elevadas deAl2O3, uma mudança de comportamento para Vogel-Tamman-Fulcher (VTF) foi observado. As variações nacondutividade com a concentração de Al2O3, está associadaa alteração do número dos sítios envolvidos no transportede íons através de interações do tipo ácido-base de Lewisentre partículas de Al2O3 e espécies iônicas...

From dendrimers to fractal polymers and beyond

The advent of dendritic chemistry has facilitated materials research by allowing precise control of functional component placement in macromolecular architecture. The iterative synthetic protocols used for dendrimer construction were developed based on the desire to craft highly branched, high molecular weight, molecules with exact mass and tailored functionality. Arborols, inspired by trees and precursors of the utilitarian macromolecules known as dendrimers today, were the first examples to employ predesigned, 1 → 3 C-branched, building blocks; physical characteristics of the arborols, including their globular shapes, excellent solubilities, and demonstrated aggregation, combined to reveal the inherent supramolecular potential (e.g., the unimolecular micelle) of these unique species. The architecture that is a characteristic of dendritic materials also exhibits fractal qualities based on self-similar, repetitive, branched frameworks. Thus, the fractal design and supramolecular aspects of these constructs are suggestive of a larger field of fractal materials that incorporates repeating geometries and are derived by complementary building block recognition and assembly. Use of terpyridine-M2+-terpyridine (where, M = Ru, Zn, Fe, etc) connectivity in concert with mathematical algorithms, such as forms the basis for the Seirpinski gasket, has allowed the beginning exploration of fractal materials construction. The propensity of the fractal molecules to self-assemble into higher order architectures adds another dimension to this new arena of materials and composite construction.

O advento da química dendrítica tem facilitado a pesquisa de materiais por permitir o controle preciso do posicionamento do componente funcional na arquitetura macromolecular. Os protocolos sintéticos iterativos usados para construção dos dendrímeros foram desenvolvidos baseados no desejo de elaborar moléculas extremamente ramificadas, com alta massa molecular, massa exata e funcionalidade planejada. Arborols, inspirados em árvores e precursores de macromoléculas utilitárias, conhecidas hoje como dendrímeros, foram os primeiros exemplos a empregar blocos de construção de ramificação-C 1→3; Características físicas dos Arborols, incluindo a sua forma globular, excelente solubilidade, e agregação, combinam-se para revelar o potencial supramolecular inerente (isto é, a micela unimolecular) destas espécies únicas. A arquitetura que é característica dos materiais dendríticos também exibe qualidades fractais com base em estruturas repetitivas, ramificadas e auto-similares. Assim, o design fractal e os aspectos supramoleculares destas construções são sugestivas de um campo maior de materiais fractais que incorporam geometrias repetidas. O uso de terpiridina-M2+-terpiridina (onde, M = Ru, Zn, Fe, etc) em conjunto com algoritmos matemáticos tais como as formas da base do Triângulo de Seirpinski, tem permitido o início da exploração da construção de materiais fractais. A propensão da auto-criação de moléculas fractais para arquiteturas de ordem superior adiciona outra dimensão para essa nova arena de materiais e construção de compostos.

Effect of cross-linked biodegradable polymers on sustained release of sodium diclofenac-loaded microspheres

The objective of this study was to formulate an oral sustained release delivery system of sodium diclofenac(DS) based on sodium alginate (SA) as a hydrophilic carrier in combination with chitosan (CH) and sodium carboxymethyl cellulose (SCMC) as drug release modifiers to overcome the drug-related adverse effects and to improve bioavailability. Microspheres of DS were prepared using an easy method of ionotropic gelation. The prepared beads were evaluated for mean particle size, entrapment efficiency, swelling capacity, erosion and in-vitro drug release. They were also subjected to various studies such as Fourier Transform Infra-Red Spectroscopy (FTIR) for drug polymer compatibility, Scanning Electron Microscopy for surface morphology, X-ray Powder Diffraction Analysis (XRD) and Differential Scanning Calorimetric Analysis (DSC) to determine the physical state of the drug in the beads. The addition of SCMC during the preparation of polymeric beads resulted in lower drug loading and prolonged release of the DS. The release profile of batches F5 and F6 showed a maximum drug release of 96.97 ± 0.356% after 8 h, in which drug polymer ratio was decreased. The microspheres of sodium diclofenac with the polymers were formulated successfully. Analysis of the release profiles showed that the data corresponds to the diffusion-controlled mechanism as suggested by Higuchi.

O objetivo deste estudo foi elaborar um sistema de entrega de oral de liberação sustentada de diclofenaco sódico (DS) com base em alginato de sódio (SA), como um transportador hidrofílico em combinação com quitosana (CH) e carboximetilcelulose de sódio (SCMC) como modificadores de liberação de fármaco para diminuir os efeitos adversos e melhorar a biodisponibilidade. Prepararam-se microesferas de DS usando um método fácil de geleificação ionotrópica. Avaliaram-se os grânulos preparados quanto ao tamanho médio de partícula, eficiência de compressão, inchaço in vitro, erosão e capacidade de liberação de fármacos. Estes tammbém foram submetidos a vários estudos, como espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) para compatibilidade de fármaco e polímero, microscopia eletrônica de varredura para morfologia de superfície, análise de difração de raios-X (XRD) do pós e análise calorimétrica diferencial de varredura (DSC) para determinar o estado físico do fármaco nos grânulos. A adição de SCMC durante a preparação de grânulos do polímero resultou em fármacos com menor carga de fármaco e liberação prolongada do DS. O perfil de liberação dos lotes F5 e F6 apresentou máximo de fármaco liberado de 96,97±0,356% após 8 h após o que a proporção do fármaco no polímero foi diminuída. As microesferas de diclofenaco de sódio com os polímeros foram formuladas com sucesso. A análise dos perfis de liberação mostrou que os dados correspondem ao mecanismo de difusão controlada, como sugerido por Higuchi.

Growth rate inhibition of phytopathogenic fungi by characterized chitosans

The inhibitory effects of fifteen chitosans with different degrees of polymerization (DP) and different degrees of acetylation (F A) on the growth rates (GR) of four phytopathogenic fungi (Alternaria alternata, Botrytis cinerea, Penicillium expansum, and Rhizopus stolonifer) were examined using a 96-well microtiter plate and a microplate reader. The minimum inhibitory concentrations (MICs) of the chitosans ranged from 100 µg × mL-1 to 1,000 µg × mL-1 depending on the fungus tested and the DP and F A of the chitosan. The antifungal activity of the chitosans increased with decreasing F A. Chitosans with low F A and high DP showed the highest inhibitory activity against all four fungi. P. expansum and B. cinerea were relatively less susceptible while A. alternata and R. stolonifer were relatively more sensitive to the chitosan polymers. Scanning electron microscopy of fungi grown on culture media amended with chitosan revealed morphological changes.

Evaluación reológica de dos polímeros derivados de la polivinilpirrolidona para uso oftálmico / Reological evaluation of two polymers derived from polyvinylpirrolidone for ophtalmological uses

Introducción: los kollidones K-12 PF y K-17 PF, al igual que el polímero hidrofílico derivado de la celulosa, hidroxipropilmetilcelulosa F4M, podrían ser parte de futuras formulaciones oftálmicas, que proporcionen una adecuada liberación del fármaco desde el sitio de aplicación para logar un mejor efecto terapéutico en la zona ocular. Objetivo: evaluar desde el punto de vista reológico los polímeros K-12 PF y K-17 PF y compararlos con los resultados obtenidos con la hidroxipropilmetilcelulosa F4M, estableciendo a su vez, parámetros de calidad y de vida útil adecuados a las futuras formulaciones farmacéuticas que contengan estos polímeros. Métodos: se determinó la viscosidad para cada una de las disoluciones de polímero. Con los resultados de la viscosidad se realizó un análisis de varianza de clasificación doble, efecto fijo, con tres observaciones por casilla, empleando la prueba de Bartlett, para diferenciar los tratamientos térmicos a los que se conservaron las disoluciones. Resultados: se obtuvieron por representación gráfica las curvas de mejor ajuste para cada polímero y a su vez la tendencia de flujo, las cuales resultaron similares a los fluidos newtonianos. Conclusiones: los resultados muestran que para alcanzar el valor de viscosidad del patrón de hidroxipropilmetilcelulosa F4M, con los kollidones, es necesario añadir grandes cantidades de estos últimos. Además, los kollidones evaluados mostraron excelentes velocidades de disolución sin requerir tratamiento térmico.

Introduction: like the hydrophilic polymer from cellulose called hydroxypropylmethylcellulose F4M, kollidons K-12 PF and K-17 PF could be included in the future eye formulations that will provide adequate drug release from the site of administration and better therapeutic effect in the ocular zone. Objective: to reologically evaluate polymers K-12 PF and K-17 PF, to compare them with the results of hydroxypropylmethylcellulose F4M and to set quality and useful lifetime parameters fit for the future drug formulations having these polymers. Methods: the viscosity of dissolution of each polymer was determined to make a variance analysis of double classification, fixed effect, with three observations per box. Barlett´s test served to identify the heat treatments that preserved the dissolutions. Results: the best fit curves for each polymer were shown in graphs and also the flow tendencies which were similar to those of Newton´s fluids. Conclusions: the results yielded that great quantities of kollidons are required to reach the viscosity of the hydroxypropylmethylcellulose F4M pattern. Additionally, the evaluated kollidons showed excellent dissolution speeds without using any heat treatment whatsoever.

Microspheres prepared with biodegradable PHBV and PLA polymers as prolonged-release system for ibuprofen: in vitro drug release and in vivo evaluation

In this study, poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) and poly(l-lactide) (PLA) microspheres containing ibuprofen were prepared with the aim of prolonging the drug release. The oil-in-water (O/W) emulsion solvent evaporation technique was used, varying the polymer ratio. All formulations provided spherical particles with drug crystals on the surface and a porous and rough polymeric matrix when PHBV was used and smooth external surface when prepared with PLA. The in vitro dissolution profiles show that the formulation containing PHBV/PLA at the proportion of 30/70 presented the best results in terms of prolonging the ibuprofen release. The analysis of the concentration of ibuprofen in the blood of rats showed that maximum levels were achieved at between one and two hours after administration of the immediate-release form (pure drug), while the prolonged microspheres led to a small amount of the drug being released within the first two hours and reached the maximum level after six hours of administration. It was concluded that it is possible to prolong the release of ibuprofen through its incorporation into PHBV/PLA microspheres.

No presente estudo foram preparadas microesferas de poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) e poli(ácido láctico) (PLA) com o objetivo de prolongar a liberação do ibuprofeno, utilizado como fármaco modelo. Empregou-se o método de emulsificação e evaporação do solvente óleo em água (O/A), variando-se a proporção entre os polímeros. Todas as formulações originaram partículas esféricas com cristais de fármaco aderidos à superfície externa. As microesferas apresentaram superfície rugosa e porosa, quando o PHBV foi utilizado, e superfície externa lisa, quando preparadas com o PLA. Os perfis de dissolução in vitro evidenciaram que a formulação que continha PHBV/PLA na proporção de 30/70 apresentou melhores resultados para prolongar a liberação do ibuprofeno. Através da análise da concentração de ibuprofeno no plasma de ratos, após administração oral, verificou-se que os níveis máximos ocorreram entre 1 e 2 horas após a administração de ibuprofeno não encapsulado, enquanto o fármaco presente nas microesferas atingiu um pico máximo após 6 horas da administração. Conclui-se, portanto, que é possível prolongar a liberação do ibuprofeno após a sua incorporação às microesferas preparadas com os polímeros PHBV e PLA, especialmente na proporção de 30/70.

Avaliação da atividade de osteogênica da DOX em uma matriz de compósito biodegradável de poli (e-caprolactona), poli (ácido lático-co-glicólico) e biocerâmica in vitro

Compósitos de polímeros biodegradáveis e biocerâmicas são uma alternativa na área de engenharia de tecidos para regeneração óssea, visto que combinam a bioatividade das biocerâmicas com a flexibilidade dos polímeros. A doxiciclina (DOX) é uma antibiótico de largo espectro, tem amplo uso como um auxiliar na terapia periodontal. DOX pode sofrer degradação sob oscilação do pH, calor e umidade, e efeitos tóxicos. Para superar estes problemas, sistemas de encapsulamento com B-ciclodextrina (BCD) permitem...

New PHA products using unrelated carbon sources

Polyhydroxyalkanoates (PHA) are natural polyesters stored by a wide range of bacteria as carbon source reserve. Due to its chemical characteristics and biodegradability PHA can be used in chemical, medical and pharmaceutical industry for many human purposes. Over the past years, few Burkholderia species have become known for production of PHA. Aside from that, these bacteria seem to be interesting for discovering new PHA compositions which is important to different industrial applications. In this paper, we introduce two new strains which belong either to Burkholderia cepacia complex (Bcc) or genomovar-type, Burkholderia cepacia SA3J and Burkholderia contaminans I29B, both PHA producers from unrelated carbon sources. The classification was based on 16S rDNA and recA partial sequence genes and cell wall fatty acids composition. These two strains were capable to produce different types of PHA monomers or precursors. Unrelated carbon sources were used for growth and PHA accumulation. The amount of carbon source evaluated, or mixtures of them, was increased with every new experiment until it reaches eighteen carbon sources. As first bioprospection experiments staining methods were used with colony fluorescent dye Nile Red and the cell fluorescent dye Nile Blue A. Gas chromatography analysis coupled to mass spectrometry was used to evaluate the PHA composition on each strain cultivated on different carbon sources. The synthesized polymers were composed by short chain length-PHA (scl-PHA), especially polyhydroxybutyrate, and medium chain length-PHA (mcl-PHA) depending on the carbon source used.

Production and characterization of PHA from recombinant E. coli harbouring phaC1 gene of indigenous Pseudomonas sp. LDC-5 using molasses

Polyhydroxyalkanoates (PHA) are biodegradable and biocompatible green thermoplastics, synthesized by wide variety of bacteria as an intracellular carbon and energy storage intermediate. They are used as an alternative to nonrenewable petroleum derived plastics. The current interest in these biopolyesters is stimulated by the search for cost-effective capitalized production. This paper attempts to achieve maximized production rate from recombinant system using inexpensive substrate. Molasses from agro-industrial waste was used to produce PHA from recombinant E.coli in batch culture. PHA yield in molasses (3.06g/L ± 0.05-75.5 percent) was higher than that of sucrose (2.5g/L ± 0.05 - 65.1 percent). Properties of the polymer produced from molasses and sucrose were analyzed by DSC, TGA, DTA, GC/MS, TLC and optical rotation studies. The findings suggested that molasses enhanced PHA production in recombinant E.coli.

Absence of intestinal colonization by vancomycin-resistant enterococci in nonhuman primate / Ausência de enterococos resistentes à vancomicina na microbiota intestinal de primatas não-humanos

The animal reservoirs of vancomycin-resistant enterococci (VRE) have important role in the epidemiology of the bacteria and resistant genes. The present work searched fecal samples taken off nonhuman primates for the presence of VRE. Resistance profiles, virulence traits, and genetic variability among enterococci isolates were also analyzed. The samples included Capuchin monkeys (Cebus apella, n=28) and Common marmoset (Callithrix penicillata, n=37) housed in the Primate Center of the University of Brasília, Brazil. Most individuals were captive monkeys from the Central-West and South-East regions of Brazil (n=48). We collected rectal swabs and carried out selective isolation followed by multiplex Polymerase Chain Reaction (PCR) to identify species and resistance genes. No vanA or vanB-containing enterococci were found. The carriage rates ranged from 1.5 percent for the VanC-type E. casseliflavus and E. gallinarum until 12.3 percent (n=8) for Enterococcus faecalis. All E. faecalis isolates showed susceptibility to vancomycin, teicoplanin, ampicillin, gentamicin, and streptomycin. The virulence genes ace and esp were prevalent (100.0 percent, 87.5 percent). Multilocus variable number of tandem repeats (MLVA) revealed diversity in the number of repeats among E. faecalis isolates and targets, which was higher for espC, efa5, and efa6. We identified six different MLVA genotypes that were divergent from those described in human beings. Also, they were clustered into two genogroups that showed host-specificity for the species Cebus apella or Callithrix penicillata. In conclusion, no vanA- or vanB-containing enterococci were found colonizing those primate individuals. This finding suggested that the primate individuals investigated in our study are not directly involved in the epidemiological chain of high-level vancomycin-resistant genes vanA or vanB in Brazil. Our study also showed that E. faecalis isolated from nonhuman primates carry virulence...

Os reservatórios animais de Enterococos Resistentes à Vancomicina (VRE) têm um importante papel na epidemiologia destas bactérias e dos respectivos genes de resistência. O presente estudo examinou a presença de VRE em amostras fecais obtidas de primatas não-humanos. Foram analisados os perfis de resistência, as características de virulência e a variabilidade genética dos isolados. A amostragem incluiu macacos Prego (Cebus apella, n=28) e Sagüis do cerrado (Callithrix penicillata, n=37) alojados no Centro de Primatologia da Universidade de Brasília, Brasil. A maioria dos indivíduos amostrados foram macacos apreendidos na região Centro-Oeste e Sudeste do Brasil (n=48). Assim, foram coletados swabs retais e realizado o isolamento seletivo, seguido da Reação de Polimerização em Cadeia (PCR) multiplex para identificar espécies e genes de resistência. Não foram isolados enterococos contendo os genes vanA ou vanB. A porcentagem de enterococos variou de 1,5 por cento para E. casseliflavus e E. gallinarum VanC até 12,3 por cento (n=8) para Enterococcus faecalis. A totalidade dos isolados da espécie E. faecalis demonstrou sensibilidade aos antimicrobianos vancomicina, teicoplanina, ampicilina, gentamicina e estreptomicina. Os genes de virulência ace e esp foram prevalentes (100 por cento, 87.5 por cento). A análise em multilocus de repetições em tandem de número variável (MLVA) revelou diversidade no número de repetições entre os isolados de E. faecalis, que foi mais alta para espC, efa5 e efa6. Foram identificados seis diferentes genotipos de MVLA, divergindo daqueles já descritos em humanos. Os genotipos foram ainda agrupados em dois genogrupos, demonstrando especificidade de hospedeiro para as espécies Cebus apella ou Callithrix penicillata. Concluindo, não foram isoladas linhagens de enterococos contendo os genes vanA ou vanB colonizando as espécies de primatas analisadas. O presente estudo demonstrou que os isolados de E. faecalis obtidos...