New self-assembled supramolecular hydrogels based on dehydropeptides

Supramolecular hydrogels rely on small molecules that self-assemble in water as a result of the cooperative effect of several relatively weak intermolecular interactions. Peptide-based low molecular weight hydrogelators have attracted enormous interest owing to the simplicity of small molecules combined with the versatility and biocompatibility of peptides. In this work, naproxen, a well known non-steroidal anti-inflammatory drug, was N-conjugated with various dehydrodipeptides to give aromatic peptide amphiphiles that resist proteolysis. Molecular dynamics simulations were used to obtain insight into the underlying molecular mechanism of self-assembly and to rationalize the design of this type of hydrogelators. The results obtained were in excellent agreement with the experimental observations. Only dehydrodipeptides having at least one aromatic amino acid gave hydrogels. The characterization of the hydrogels was carried out using transmission electron microscopy (TEM), circular dichroism (CD), fluorescence spectroscopy and also rheological assays.

Gellan gum-coated gold nanorods: an intracellular nanosystem for bone tissue engineering

Gold nanorods (AuNRs) have emerged as an exceptional nanotool for a myriad of applications ranging from cancer therapy to tissue engineering. However, their surface modification with biocompatible and stabilizing biomaterials is crucial to allow their use in a biological environment. Herein, low-acyl gellan gum (GG) was used to coat AuNRs surface, taking advantage of its stabilizing, biocompatible and gelling features. The layer-by-layer based strategy implied the successive deposition of poly(acrylic acid), poly(allylamine hydrochloride) and GG, which allowed the formation of a GG hydrogel-like shell with 7 nm thickness around individual AuNRs. Stability studies in a wide range of pH and salt concentrations showed that the polysaccharide coating can prevent AuNRs aggregation. Moreover, a reversible pH-responsive feature of the nanoparticles was observed. Cytocompatibility and osteogenic ability of GG-coated AuNRs was also addressed. After 14 days of culturing within SaOS-2, an osteoblast-like cell line, in vitro studies revealed that AuNRs-GG exhibit no cytotoxicity, were internalized by the cells and localized inside lysosomes. AuNRs-GG combined with osteogenic media enhanced the mineralization capacity two-fold, as compared to cells exposed to osteogenic media alone. The proposed system has shown interesting features for osteogenesis, and further insights might be relevant for drug delivery, tissue engineering and regenerative medicine.

O uso de videogames, jogos de computador e internet por uma amostra de universitários da Universidade de São Paulo

OBJETIVO: Avaliar uso de jogos eletrônicos (videogames, jogos de computador e internet) em uma amostra de universitários. MÉTODO: Um questionário a respeito de comportamentos relacionados ao uso de jogos eletrônicos, contendo a escala Problem Videogame Playing (PVP), foi aplicado em 100 alunos da Universidade de São Paulo (USP). RESULTADOS: A maioria (83%) relatou ter jogado no último ano, dentre a qual 81,9% eram homens, 51,8% jogavam de 1 a 2 horas por sessão; 74,4% afirmaram que jogar não interfere em seus relacionamentos sociais e 60,5%, que o uso de jogos violentos não influencia sua agressividade. Os estudantes dividiram-se entre jogadores ocasionais e frequentes, diferenciando-se por duração de cada sessão, jogo preferido, motivação para jogar, e influência do jogo na vida social. Cerca de 5% relataram só parar de jogar quando interrompidos, normalmente jogar mais de 4 horas por sessão e se relacionar mais com amigos virtuais, sugerindo maior envolvimento com a atividade. Na escala PVP, 15,8% da amostra preencheu mais da metade dos itens, indicando consequências adversas associadas ao uso dos jogos eletrônicos. CONCLUSÃO: Observou-se que o uso de jogos eletrônicos é comum entre os estudantes da USP e que uma parcela apresenta problemas relacionados ao excesso de jogo.

Biomaterials for cartilage tissue engineering under mechanical stimulus

Tese de Doutoramento em Ciências (Especialidade de Física)

Improved burn wound healing using a bioactive peptide

[Excerpt] Antimicrobial peptides (AMPs) are good candidates to treat burn wounds, a major cause of morbidity, impaired life quality and resources consumption in developed countries. We took advantage of a commercially available hydrogel, Carbopol, a vehicle for topical administration that maintains a moist environment within the wound site. We hypothesized that the incorporation of LLKKK18 conjugated to dextrin would improve the healing process in rat burns. Whereas the hydrogel improves healing, LLKKK18 released from the dextrin conjugates further accelerates wound closure, and simultaneously improving the quality of healing. Indeed, the release of LLKKK18 reduces oxidative stress and inflammation (low neutrophil and macrophage infiltration and pro-inflammatory cytokines levels). Importantly, it induced a faster resolution of the inflammatory stage through early M2 macrophage recruitment. In addition, LLKKK18 stimulates angiogenesis (increased VEGF and microvessel development in vivo), potentially contributing to more effective transport of nutrients and cytokines. Moreover, collagen staining evaluated by Masson’s Trichrome was visually much more intense after treatment with LLKKK18, suggesting higher collagen deposition. (...)

Synthesis of new peptide derivatives that self-assemble into nanostructured hydrogels for biomedical applications

Tese de Doutoramento em Ciências (área de especialização em Química)

Gellan gum-hyaluronate spongy-like hydrogels promote angiogenesis in hindlimb ischemia

"Tissue engineering: part A", vol. 21, suppl. 1 (2015)

Highly robust hydrogels via a fast, simple and cytocompatible dual crosslinking-based process

A highly robust hydrogel device made from a single biopolymer formulation is reported. Owing to the presence of covalent and non-covalent crosslinks, these engineered systems were able to (i) sustain a compressive strength of ca. 20 MPa, (ii) quickly recover upon unloading, and (iii) encapsulate cells with high viability rates.

Highly robust chitosan hydrogels via a fast, simple and biocompatible dual crosslinking-based process

Load-bearing soft tissues such as cartilage, blood vessels and muscles are able to withstand a remarkable compressive stress of several MPa without fracturing. Interestingly, most of these structural tissues are mainly composed of water and in this regard, hydrogels, as highly hydrated 3D-crosslinked polymeric networks, constitute a promising class of materials to repair lesions on these tissues. Although several approaches can be employed to shape the mechanical properties of artificial hydrogels to mimic the ones found on biotissues, critical issues regarding, for instance, their biocompatibility and recoverability after loading are often neglected. Therefore, an innovative hydrogel device made only of chitosan (CHI) was developed for the repair of robust biological tissues. These systems were fabricated through a dual-crosslinking process, comprising a photo- and an ionic-crosslinking step. The obtained CHIbased hydrogels exhibited an outstanding compressive strength of ca. 20 MPa at 95% of strain, which is several orders of magnitude higher than those of the individual components and close to the ones found in native soft tissues. Additionally, both crosslinking processes occur rapidly and under physiological conditions, enabling cellsâ encapsulation as confirmed by high cell survival rates (ca. 80%). Furthermore, in contrast with conventional hydrogels, these networks quickly recover upon unloading and are able to keep their mechanical properties under physiological conditions as result of their non-swell nature.

Lentes de contacto e líquidos de manutenção: alterações na humectabilidade

Dissertação de mestrado em Optometria Avançada

Comportamento diferencial de dois cultivares de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) no acumulo de materia seca, nutrientes, alumínio e eficiência nutricional

Dois cultivares de feijoeiro foram cultivados em amostras de terra de um Oxisol (LR) e de um Alfisol (PVp), sem e com adubo, sujeitas a três níveis de compactação, e confinadas em vasos com capacidade para 3.8 litros. A finalidade foi a de observar o comportamento diferencial de um cultivar considerado tolerante e de outro sensível ao Al e baixo teor de P disponível no solo. Os dados levantados permitiram verificar que o cultivar tolerante apresenta maior desenvolvimento radicular e menor de parte aérea, tendência de acúmulo preferencial de P, K, Mg, Zn e Fe nas raízes e de Ca e Mg na parte aérea, independente do tipo de solo, nível de fertilidade e de compactação. Além disso, apresenta maior sensibilidade à compactação em substrato mais fértil quando é considerado o acúmulo de matéria seca da parte aérea.

Seleção preliminar de parâmetros físicos mais adequados para estudar o efeito da compactação de amostras de solo sobre a produção de matéria seca vegetal de feijoeiro (Phaseolue vulgaris L.)

Amostras dos horizontres A e B2 de um Oxisol (LR) e de um Alfisol (PVp) submetidas à compactação, cuja intensidade foi determinada através da medida da resistência à penetração de penotrógrafo de cone de 0-8, 8-17,6 kg/cm²,foram cultivadas com feijoeiro cultivar Rio Pardo 836 durante 67 dias, em vasos com 3,8 litros de terra, em casa de vegetação, com a unidade na faixa correspondente às tensões entre 100 a 300 m bares . Foi verificado que a produção de matéria seca vegetal parece correlacionar-se melhor com a porcentagem de poros de aeração efetiva, daí parecer ser esta propriedade o melhor indicador para a produção de matéria seca para diferentes solos, com diferentes níveis de compactação. Os parâmetros físicos densidade do solo, condutividade hidráulica saturada e resistência mecânica ã penetração de pene trômetro parecem não serem bons indicadores gerais.

Influência da compactação em características químicas e propriedades físicas de amostras de solo cultivadas com feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.)

No experimento foram utilizadas amostras de terra de um Oxísol (LR) e um Alfisol (PVp) , horizontes A e B2, sujeitas à compactação. Foram confinadas em vasos com capacidade para 3,8 litros, incubadas durante 80 dias e cultivadas com feijoeiro durante 67 dias, numa faixa de umidade correpondente à tensão entre 100 e 300 mbares. Através das análises físicas, pode-se verificar a ocorência de aumento da densidade do solo e redução da porosidade total, macroporosidade e condutívidade hidráulica saturada. Os microporos e poros bloqueados sofreram aumento no LR e redução no PVp. A amostra de terra do LR-B2 mostrou ser menos suscetível à compactação, enquanto que a do PVp-B2 mostrou ser a mais suscetível, seguida do LR-Al e PVp-Ap. As análises químicas revelaram tendências de aumento no teor de carbono no horizonte A sem adubo e redução no com adubo, no LR e PVp com o aumento da compactação. Verificou-se também redução do P disponível e aumento do Mg trocável nas parcelas sem e com adubo, no horizonte A de ambos os solos, com aumento da compactação.

Eficiência nutricional de feijoeiro (Phaseolusvulgaris L.) em oxisol e alfisol, em função dos níveis "de compactação dos solos

Dois cultivares de feijoeiro foram cultivados sobre amostras de terra de um Oxisol (LR) e de um Alfisol (PVp), adubadas e nao adubadas, sujeitas a 3 níveis de compactação, e confinadas em vasos com capacidade para 3,8 litros. Os dados obtidos permitiram concluir que com o aumento da compactação do solo existe uma tendência genérica para a parte aérea ao final do ciclo, de aumento na eficiência nutricional do K e de redução do Mg, Ca, P, N, Cu e Fe. O comportamento de Zn, B, Mn é influenciado mais intensamente pelo tipo de solo, nível de fertilidade e cultivar.

Concentração e acúmulo de alumínio e micronutrientes por feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), em dois solos submetidos a compactação

Com a finalidade de observar a influência da compactação do solo sobre a concentração e acúmulo de Al e micronutrientes por 2 cultivares de feijoeiro, crescendo sobre amostras de terra de um Oxisol (LR) e um Alfisol (PVp), sem e com adubo mineral, foi realizado um experimento em vasos, com capacidade para 3,8 litros. Pode ser verificado, na parte aérea ao final do cíclo, uma redução no teor e acúmulo de Al nas parcelas adubadas, e de elevação nas parcelas sem adubo.Nas raízes ocorreu uma redução no acúmulo de Al nas parcelas sem e com adubo, em ambos os solos. A exceção do cobre que apresentou a tendência genérica de aumentar seu teor na parte aérea, com a compactação, os outros elementos apresentaram comportamento específico em função do tipo de solo, nível de fertilidade e cultivar. Ao final do ciclo, pôde ser verificada uma tendência genérica de aumento no acúmulo de Fe e B, e redução de Zn no Oxisol, e redução de Mn, Zn e B no Alfisol, quando considerada a parte aérea. Nas raízes ocorreu uma redução na extração de todos os micronutrientes.