Effect of solvents on the enzyme mediated degradation of copolymers

The biodegradation of polycaprolactone (PCL), polylactic acid (PLA), polyglycolide (PGA) and their copolymers, poly (lactide-co-glycolide) and poly (D, L-lactide-co-caprolactone) (PLCL) was investigated. The influence of different solvents on the degradation of these polymers at 37 degrees C in the presence of two different lipases namely Novozym 435 and the free lipase of porcine pancreas was investigated. The rate coefficients for the polymer degradation and enzyme deactivation were determined using continuous distribution kinetics. Among the homopolymers, the degradation of PGA was nearly an order of magnitude lower than that for PCL and PLA. The overall rate coefficients of the copolymers were higher than their respective homopolymers. Thus, PLCL degraded faster than either PCL or PLA. The degradation was highly dependent on the viscosity of the solvent used with the highest degradation observed in acetone. The degradation of the polymers in acetone was nearly twice that observed in dimethyl sulfoxide indicating that the degradation decreases with increase in the solvent viscosity. The degradation of the polymers in water-solvent mixtures indicated an optimal water content of 2.5 wt% of water.

聚乳酸烟用过滤嘴制备工艺及若干基础问题的研究

本论文适应聚乳酸烟用过滤嘴工业化的需要，针对烟用过滤嘴特殊的工艺和技术要求，进行了相关问题的基础研究。 在自制模型小纺丝机上进行了小试研究。研究了干燥条件、树脂水分含量、树脂规格、添加助剂、纺丝温度、纺丝速度，后处理等对聚乳酸可纺性、纤维性能的影响，确定了中试纺丝条件。在聚丙烯烟用丝束国产线上进行了中试研究，研究了纺丝速度，牵倍，牵伸温度，松弛热定型温度和时间对聚乳酸纤维力学性能、热学性能、粘接性能、开松性能、过滤性能的影响，进一步明确了树脂规格和纺丝条件，研发出适合聚乳酸香烟滤材的粘接剂，并且初步得到了吸阻和硬度符合接烟要求的过滤嘴棒。在卷烟厂进行了过滤嘴的香烟接装实验，结果表明聚乳酸香烟过滤嘴可以满足高速接烟的需要。 在实验室和卷烟厂分别进行了聚乳酸滤材吸附/过滤性能研究：1）在实验室，进行了聚乳酸纤维对烟气中典型的烟气成分的静态吸附实验；2）在卷烟厂，对接装聚乳酸香过滤嘴的香烟进行了烟气分析和品吸。结果表明聚乳酸烟用丝束对极性和非极性烟气成分气体有较高的吸附/吸收能力，但对烟碱的吸附却很少。因而聚乳酸过滤嘴的香烟可能有自己独特的吸味风格。聚乳酸香烟过滤嘴具有同二醋酸纤维素过滤嘴相近的过滤能力，可以有效的过滤烟气中的有害物质，过滤效果优于聚丙烯。 针对聚乳酸在熔体纺丝过程中热稳定性差这一关键问题，深入系统地研究了添加有聚碳化二亚胺聚乳酸的流变学行为、热学性能、热降解行为、力学性能、酶降解行为和稳定机制。实验结果表明在聚乳酸中添加抗水解稳定剂能显著提高聚乳酸的加工热稳定性，表现为经过熔体加工后，分子量较少下降，熔融指数增加不多，力学性能基本维持不变。改性的原因是聚碳化二亚胺在加工的过程中与残留的或加工过程中形成的乳酸和/或水分子反应，消除或减少了聚乳酸的水解，阻止了乳酸对聚乳酸水解的催化作用；与聚乳酸的端羟基或端羧基发生了化学反应，从而减少了通过端基“反咬”形成丙交酯而降解的可能性，甚至将端基偶联，使分子量增大。 通过高压静电纺丝制备具有不同三醋酸甘油酯（GTA）含量的聚乳酸超细纤维毡，场发射扫描电镜、示差扫描量热仪、水接触角和力学性能测试表明，随着GTA含量的增加，纤维之间趋于粘连，形成立体网状结构，纤维毡的断裂伸长率、回弹率、拉伸强度可分别达到200%、85%、4.24MPa，比不改性的聚乳酸超细纤维毡有显著地提高。当GTA含量在40%以下时，纤维粘毡表现出超疏水特性，表面表观水接触角约在130°左右，当GTA含量高于50%，水能迅速浸润和渗入纤维毡，表观水接触角为0°。

Study on structure and molecular dynamics of starch/poly(sodium acrylate)grafted superabsorbent by C-13 solid state NMR

The domain-structure of samples containing a series of starch/poly(sodium acrylate)-grafted superabsorbents, pure starch, pure poly(sodium acrylate), and blend of starch/poly(sodium acrylate) has been studied by high-resolution solid-state C-13 NMR spectroscopy at room temperature. The result shows that the crystallinity of starch decreases greatly in the grafted and blended samples.

A quantitative HPLC method for determining lactide content using hydrolytic kinetics

A new method for quantitative analysis of lactide has been developed by applying chemical kinetics to a HPLC system. The most important advance is its practical approach to the quantification of analytes that are unstable in the HPLC mobile phase. In HPLC analysis, anhydrous mobile phases cannot separate lactide from impurities, and only mixtures of water and organic solvent can achieve effective separation. By selecting conditions for testing and studying the kinetics of lactide hydrolysis, extensive experiments revealed that lactide degradation can be treated as a pseudo-first-order reaction under the given HPLC conditions, and lactide content or purity can be quantitatively determined. This method is practical for measuring the purity of the intermediate lactide in polylactic acid (PLA) production and the lactide content in PLA.

RELATIONSHIP OF THE SEQUENCE DISTRIBUTION OF A POLYMER TO THE CATALYTIC ACTIVITY OF ITS ND COMPLEX

The sequence distribution of the monomeric units in the styrene-acrylic acid copolymer has been obtained by calculation. The probability of long sequences of styrene increases with an increase in the content of the monomer in the copolymer. The highest distribution of short sequences of styrene takes place for the copolymer containing equimolecular amounts of styrene and acrylic acid. The copolymer which has this latter structure is inadequate for the synthesis of highly active supported complexes. When the distributions of long and short sequences of styrene are approximately equal, the activity of the Nd and Fe prepared polymer complexes is higher.

Creating replicas of scultural heritage through 3D reconstruction and low cost 3D printer in Education

The process of making replicas of heritage has traditionally been developed by public agencies, corporations and museums and is not commonly used in schools. Currently there are technologies that allow creating cheap replicas. The new 3D reconstruction software, based on photographs and low cost 3D printers allow to make replicas at a cost much lower than traditional. This article describes the process of creating replicas of the sculpture Goslar Warrior of artist Henry Moore, located in Santa Cruz de Tenerife. To make this process, first, a digital model have been created using Autodesk Recap 360, Autodesk 123D Catch and Autodesk Meshmixer MarkerBot MakerWare applications. Physical replication, has been reproduced in polylactic acid (PLA) by MakerBot Replicator 2 3D printer. In addition, a cost analysis using, in one hand, the printer mentioned, and in the other hand, 3D printing services both online and local, is included. Finally, there has been a specific action with 141 students and 12 high school teachers, who filled a questionnary about the use of sculptural replicas in education.

Specificity enhancement of polyclonal antisera by the induction of tolerance to unwanted cross-reacting determinants

Steroids form a structurally closely related group. As a result, antibodies produced for use in immunoassays regularly show unwanted cross-reactivities, These may be reduced by altering hapten-protein coupling procedures, thereby reducing the exposure of the determinants giving rise to the undesirable cross-reaction. However, these procedures carl prove to be complex, expensive and nor totally predictable in outcome. Exploitation of the clonal selection theory is an attractive alternative approach. The host is primed with the interfering cross-reactant coupled to a non-immunogenic amino acid copolymer to inactivate the B-lymphocyte clones specific for this steroid, producing a specific immunotolerance. Then, 3 days Inter, the host is immunized with the steroid against which nn antibody is required. The clones producing antibody to this immunogen are unaffected and the cross-reactivity is significantly reduced or deleted The technique has been applied to the reduction of endogenous sex steroid cross-reactivity from antibodies prepared against synthetic and semi-synthetic androgens (17 alpha-methyltestosterone, 19-nor-beta-testosterone) and the progestogen medroxyprogesterone. Antibodies prepared against the synthetic oestrogen zeranol using this technique have significantly reduced its undesirable cross-reactivity with the fungal metabolite 7 alpha-zearalenol. Highly specific antisera have been generated in all cases, the only adverse effect being a reduction in the titres achieved in comparison with rabbits receiving the conventional immunizing regime.

Etude des propriétés physicochimiques des vecteurs nanoparticulaires

Cette thèse rapporte l’étude des propriétés physicochimiques des nanoparticles polymériques et leur impact sur l’interaction avec les cellules vivantes. Nous nous sommes tout spécialement attachés à étudier l’effet des propriétés adhésives et mécaniques des nanoparticules sur leur capacité de pénétration de la membrane cellulaire. Pour ce faire, nous avons tout d’abord utilisé des nanoparticules d’acide polylactique (PLA) fonctionnalisées en surface avec un ligand des sélectines E et P. Le greffage du ligand sur la particule s’est fait par une nouvelle méthode expérimentale garantissant la présence du ligand à la surface de la particule durant toute sa durée de vie. Cette méthode consiste à mélanger un polymère fonctionnalisé avec le ligand avec un autre polymère non fonctionnalisé. La présence du ligand à la surface des nanoparticules formées à partir de ce mélange de polymères a été confirmée par analyse ToF SIMS. Nous avons pu prouver que les particules possédant le ligand greffé à leur surface démontraient une capacité adhésive supérieure à leurs homologues non fonctionnalisés sur des cellules endothéliales HUVEC activées par différentes drogues. De plus, le captage des particules par les cellules HUVEC est modulé par le niveau d’expression des récepteurs selectine E et P et aussi par la quantité de ligand libre. Ces résultats montrent clairement que le greffage du ligand confère aux particules des propriétés adhésives accrues et spécifiques ce qui permet leur usage postérieure comme vecteur pharmaceutique capable de cibler un récepteur particulier à la surface d’une cellule. Nous avons aussi démontré que l’interaction entre les nanoparticules et la membrane cellulaire peut aussi être contrôlée aussi bien par les propriétés mécaniques de la cellule que de la nanoparticule. Dans une première étape, nous avons mesuré à l’aide de l’appareil de forces de surface l’élasticité de cellules macrophagiques déposées sur différents substrats. En contrôlant l’interaction entre la cellule et le substrat sur lequel elle repose nous avons montré qu’il était possible de modifier à ii volonté les propriétés mécaniques cellulaire. Une augmentation de l’élasticité cellulaire s’accompagne d’une augmentation systématique de l’internalisation de nanoparticules de PLA non fonctionnalisées. Ceci suggère un rôle prépondérant des propriétés mécaniques du cortex cellulaire dans le captage des nanoparticules de PLA. Dans une seconde étape, nous avons étudié l’effet des propriétés mécaniques des nanoparticules sur leur capacité de pénétration cellulaire. Pour ce faire, nous avons synthétisé des particules d’hydrogel dont l’élasticité était contrôlée par le degré d’agent réticulant inclus dans leur formulation. Le contrôle des propriétés mécaniques des nanoparticules a été confirmé par la mesure du module de Young des particules par microscopie de force atomique. L’impact des propriétés mécaniques de ces particules sur leur capacité de pénétration dans les cellules vivantes a été étudié sur des cellules macrophagiques de souris. Les résultats ont montré que la cinétique d’internalisation, la quantité de particules internalisées et le mécanisme d’internalisation dépendent tous du module de Young des nanoparticules. Aucune différence dans le trajet intracellulaire des particules n’a pu être observée malgré le fait que différentes voies d’internalisation aient été observées. Ce dernier résultat peut s’expliquer par le fait que les nanoparticules sont internalisées par plusieurs voie simultanément ce qui facilite leur accumulation dans les organelles digestives intracellulaires. Un modèle simple permettant d’expliquer ces résultats a été proposé et discuté.

Micelles polyioniques ternaires pour la libération intracellulaire d’oligonucleotides

Les oligonucléotides (ONs) antisens présentent un fort potentiel en tant qu’agents thérapeutiques. Toutefois, leurs propriétés physicochimiques limitent leur utilisation en thérapie génique. Pour pallier aux divers obstacles, des systèmes de vectorisation, tels que les micelles polyioniques (PICMs), ont été développés. Grâce à leur structure unique, les micelles protégent l’ON contre une dégradation prématurée et le couplage d’un ligand à leur surface augmente leur spécificité et leur internalisation. Dans d’autres systèmes, un polymère adjuvant aux propriétés pH-sensibles peut être ajouté pour faciliter la sortie de l’endosome et augmenter l’efficacité de l’ON. L’objectif général de ce mémoire était de mettre au point des PICMs ternaires ciblées pour l’administration d’ONs. Ces micelles assureraient à la fois l’internalisation cellulaire de leur cargaison en interagissant avec des récepteurs cellulaires et sa fuite de l’endosome grâce à un mécanisme de déstabilisation de la membrane endosomale. Pour cela, des PICMs composées d’un copolymère cationique de type poly(éthylène glycol)-bloc-poly(méthacrylate d’(alkylamino)éthyle) et d’un copolymère d’acide méthacrylique ont été préparées. Les propriétés physicochimiques de ces vecteurs ont démontré qu’ils permettaient une condensation efficace de l’acide nucléique et ce, indépendamment de la nature du polymère cationique et de l’acide nucléique. Finalement, une approche de couplage par pont disulfure a été développée afin de greffer au copolymère un fragment d’anticorps dirigé contre les récepteurs de la transferrine. En conclusion, ces travaux démontrent la versatilité et le potentiel des PICMs ternaires en tant que vecteurs d’acide nucléique, et proposent une méthodologie de couplage d’un ligand afin de formuler des PICMs ciblées.

Lactide polymerization with iron alkoxide complexes

Les essais préliminaires pour préparer des alcoolates de fer à partir du bichlorure ou bibromure de fer (II), en les combinant avec des ligands de type diimino pyridine, ont engendré la formation de complexes homoleptiques et hétéroleptiques, dépendant des substituants sur les branches imines du ligand. Ces complexes homoleptiques octaédriques et paramagnétiques ont été étudiés par rapport à leurs propriétés spectroscopiques et cristallographiques. De plus, la synthèse des complexes de fer hétéroleptique a engendré de bons précurseurs penta-coordonnés pour les réactions de substitution de ligands avec des alcoolates de métaux alcalins, de manière à produire les dialcoolates de fer (II) désirés. Des techniques d’analyse telles que la spectroscopie UV-vis, l’analyse élémentaire, la spectrométrie de masse à haute résolution et la cristallographie aux rayons X ont été utilisées pour caractériser ces complexes de fer. L’activité catalytique de ces complexes de fer (II) a aussi été étudiée par rapport à la polymérisation du lactide; les dialcoolates convoités ont été générés in-situ en raison de la difficulté à produire et à isoler les dérivés alcoolates des complexes diimino pyridine de fer. Une étude approfondie a aussi été faite sur les réactions de polymérisation, surtout par rapport aux valeurs de conversion à l’échelle du temps, ainsi qu’à la tacticité des chaines de polymères obtenues. Ces analyses ont été effectuées par l’entremise de la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire, de la chromatographie d’exclusion stérique, et de la spectrométrie de masse MALDI (désorption-ionisation laser assistée par matrice).

Isosorbide Polyesters from Enzymatic Catalysis

The synthesis of isosorbide aliphatic polyesters is demonstrated by the use of Novozym 435, a catalyst consisting of Candida antarctica lipase B immobilized on a macroporous support Several experimental procedures were tested and azeotropic distillation was most effective in removing low mass byproduct Furthermore, the use of diethyl ester derivatives of diacid comonomers gave isosorbide copolyesters with highest Isolated yield and molecular weights The length of the diacid aliphatic chain was less restrictive, but with a clear preference for longer aliphatic chains The molecular mass values of the obtained products were equivalent or higher than those obtained by nonenzymatic polymerizations, a clear illustration of the potential of enzymatic over conventional catalysis The ability of Novozym 435 to catalyze the synthesis of isosorbide polyester with weight-average molecular weights in excess of 40000 Da was unexpected given that isosorbide has two chemically distinct secondary hydroxyl groups This is the first example in which isosorbide polyesters were synthesized by enzyme catalysis, opening a large array of possibilities for this important class of biomass-derived building blocks Because these polymers are potential biomaterials the total absence of conventional Lewis acid catalyst residues represents a major Improvement in the toxicity of the material

Modificação superficial do tecido de malha de ácido polilatico (PLA) por tratamento plasma

Some fibrous materials, for having properties such as biocompatibility, strength and flexibility, are of great interest for medical and pharmaceutical applications. Among these materials, the fabric made from polylactic acid (PLA) has received special attention, and beside to present these features, is derived from biological source, antimicrobial and bioabsorbable. One of the limitations of PLA is its low wettability and capillarity. Due to this, it is necessary to perform surface modification of the knitted fabric, increasing its hydrophilicity. This work aims to realize the plasma treatment at low pressure in order to increase the surface energy of the polymer. The work was divided into three steps: i) Influence of the gas ratio (oxygen and nitrogen) in the surface modification of PLA fabric after the plasma treatment, ii) physical characterization and physicochemical surface tissue; iii) Evaluation of the effect from current and gas ratio in the capillary rise of tissues and iv) Study of capillarity in yarns and fabrics. The results showed that better gas ratios were the atmospheres: 100% oxygen; 100% nitrogen and 50% oxygen and 50% nitrogen. The surface characterization showed changes in topography and introduction of polar groups which increased the wettability of the fabric. In another part of this study, it was found that the atmosphere containing only nitrogen gas showed the most capillary rise to a current of 0.15 A. The results in capillary yarns and fabrics showed that the thread reached equilibrium in a time much less than the fabric to an atmosphere of 100% nitrogen and 0.15 A. Current Plasma technology was effective to increase the hydrophilicity of PLA fabric, providing surface characteristics favorable for future application in the biomedical field

Potential tuberculostatic agent: Micelle-forming pyrazinamide prodrug

Pyrazinamide was condensed with the poly(ethylene glycol)-poly(aspartic acid) copolymer (PEG-PASP), a micelle-forming derivative was obtained that was characterized in terms of its critical micelle concentration (CMC) and micelle diameter. The CMC was found by observing the solubility of Sudan III in Poly(ethylene glycol)-poly(pyrazinamidomethyl aspartate) copolymer (PEG-PASP-PZA) solutions. The mean diameter of PEG-PASP-PZA micelles, obtained by analyzing the dynamic light-scattering data, was 78.2 nm. The PEG-PASP-PZA derivative, when assayed for anti-Mycobacterium activity, exhibited stronger activity than the simple drug.

Parafusos bioabsorvíveis na reparação de fraturas experimentais de sesamóides proximais em eqüinos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Conservação pós-colheita de melões inteiros e minimamente processados

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV