Proposta de um modelo de gestão de resíduos industriais para o setor calçadista de Franca-SP com vistas à Política Nacional de Resíduos Sólidos

Criado inicialmente com a função básica de proteção aos pés, o calçado tornou-se um objeto de desejo e um acessório essencial de moda. Entre 1950 a 2015, estima-se que a produção mundial passe de 2,5 bilhões de pares produzidos para 25 bilhões de pares por ano, crescimento bem maior do que a população mundial. O couro, principal matéria-prima para a confecção de calçados, caracteriza-se por gerar grandes quantidades de resíduos ao longo de toda a cadeia produtiva. Especificamente na indústria coureiro-calçadista, o problema concentra-se nos elevados volumes de resíduos gerados na atividade produtiva, podendo causar desperdícios e grandes volumes de resíduos a serem descartados, envolvendo, principalmente, questões financeiras e ambientais. Países como Alemanha e Estados Unidos possuem legislação específica sobre a gestão de resíduos desde os anos 1970. No Brasil, depois de mais de 20 anos de tramitação no Congresso Nacional, em 2010, foi instituída a Política Nacional de Resíduos Sólidos, que reúne princípios, objetivos, instrumentos, diretrizes e metas, que deverão ser adotados pelos governos nas esferas federal, estadual e municipal, bem como pelas empresas com vistas à gestão integrada e ao gerenciamento ambientalmente adequado dos resíduos sólidos. Dessa forma, o objetivo desta tese foi desenvolver um modelo de gestão de resíduos industriais para o setor calçadista de Franca-SP com vistas à Política Nacional de Resíduos Sólidos. O desenvolvimento do modelo teve como ponto de partida um estudo bibliográfico sobre o assunto e, na sequência, por intermédio de uma pesquisa aplicada, conseguiu-se, em um primeiro momento, analisar a situação atual para compreender o modelo de gestão de resíduos vigente e realizar uma pesquisa de diagnóstico dos resíduos industriais do setor. Tal pesquisa possibilitou verificar que atualmente, esses resíduos, são enviados em sua totalidade para aterros sanitários, possibilitou também sua quantificação e cálculos dos custos envolvidos para transporte e destinação. Na sequência, realizaram-se estudos sobre a viabilidade técnica e financeira para tratamento térmico desses resíduos e a busca de benchmark no setor. O estudo também proporcionou uma contribuição de caráter mais prático e/ou gerencial ao recomendar diretrizes para a elaboração de um plano de gestão integrada de resíduos industriais para o setor, e uma proposta de gestão compartilhada dos resíduos industriais entre a entidade de classe e as indústrias calçadistas, com vistas à eliminação de envio desses resíduos para aterros. Dessa forma, contribuiu também para a elaboração do Plano Municipal de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos do município em questão. Nesse sentido, após as análises e desdobramentos das etapas anteriores, foi possível propor um modelo de gestão de resíduos industriais, bem como demonstrar sua viabilidade técnica e financeira. Tal modelo foi denominado \"Modelo de Equiparação de Custos com Eficiência Ambiental\".

Cozinha a baixa temperatura:

A dissertação “Cozinha a Baixa Temperatura: Aplicação ao caso da Confeção de Carne de Novilho” inicia-se pelo enquadramento histórico e respetiva conceptualização. São enumerados e explicados os intervenientes e procedimentos na Cozinha a Baixa Temperatura-Cozinha em Vácuo. Enquanto estudo, a cozinha a baixa temperatura foi alvo de críticas positivas no que confere aos benefícios nutricionais, à maximização das potencialidades do produto (conservação, textura, sabor, entre outros…), ao incremento das vantagens organizacionais e económicas (gestão de cozinhas/restaurantes); alertando para o fato de que um incorreto embalamento comprometerá as vantagens da técnica em estudo, ou seja são enumerados ainda todos os requisitos necessários a uma correta e eficaz cozinha em vácuo. Os diferentes tipos de cozinha a vácuo são igualmente abordados (indireta e dupla cozedura), bem como a influência da relação existente entre o tempo e a temperatura e as consequentes modificações químicas e fisiológicas. No intuito de introduzir uma vertente prática e enquanto projeto pessoal e profissional foi desenvolvida uma máquina para cozinhar a baixa temperatura (roner). Neste âmbito foram enumerados os materiais utilizados e explicado o seu funcionamento. Porque conceber um roner implica testá-lo, foi então decidido utilizar carne de vitela (capitação 100gr) durante 1 hora com temperaturas entre os 54 ºC e os 70 ºC. Foram realizados testes de textura em todas as amostras de carne recorrendo ao texturómetro TA XT Plus e respetivo software para o tratamento dos resultados. Em suma, analisando os resultados obtidos, a relação tempo e temperatura origina modificações químicas e fisiológicas na carne, ou seja uma carne a 54 ºC aporta uma menor gelatinização do colagénio originando uma carne menos macia, de tom rosa avermelhado, onde se dá uma menor contração das fibras musculares e que consequentemente origina uma menor quantidade de sucos expelidos da carne; já o contrário acontece numa confeção a 60 ºC, em que se verifica um tom rosa uniforme onde acontece uma maior contração das fibras musculares originando uma maior quantidade de sucos expelidos pela carne. Os resultados dos ensaios instrumentais de textura mostraram que a carne confecionada a 60 ºC se apresentou menos firme e menos dura, e portanto mais macia.

Análise do ponto crítico de controlo (PCC), relativo à medição de compostos polares nos óleos alimentares no processo de fritura, nas unidades de produção da restauração, snacks e pastelaria

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Síntese e caracterização estrutural, magnética e térmica da hidroxiapatita dopada com ferro

In this work, composites were prepared using high energy mechanical milling from the precursors hydroxyapatite - HAp (Ca10(PO4)6(OH)2) and metallic iron ( -Fe ). The main goal here is to study composites in order to employ them in magnetic hyperthermia for cancer therapy. The produced samples were characterized by X-ray di raction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), magnetization curves as a function of applied eld (MxH), and nally measurements of magnetic hyperthermia. The XRD patterns of the milled samples HAp/Fe revealed only the presence of precursor materials. The SEM showed clusters with irregular shapes. The magnetization curves indicated typical cases of weak ferromagnetic behavior. For samples submitted to grinding and annealing, the identi ed phases were: HAp (Ca10(PO4)6(OH)2), hematite (Fe2O3) and Calcium Iron Phosphate (Ca9Fe(PO4)7). Analyzing the results of MxH, there was a reduction of the saturation magnetization, given that the Fe was incorporated into HAp. Hysteresis curves obtained at 300 K are characteristics of samples possessing over a phase. At 77 K, the behavior of the hysteresis curve is in uenced by the presence of hematite, which is antiferromagnetic. Already at T = 4.2 K, it is observed a weak ferromagnetic behavior. Furthermore, there is the e ect of exchange bias. Regarding the magnetic hyperthermia, the results of temperature measurements as a function of the alternating eld are promising for applications in magnetic hyperthermia and other biomedical applications.

Estudo de duas pseudoligas de Nb-Cu obtidas pela rota da metalurgia do pó

The Nb-Cu pseudoalloys present themselves as potential substitutes for the alloys from a well known system and already commercially applied, as the W-Cu alloys, used in applications such as heat sinks, electrical contacts and coils for the generation of high magnetic fields. Because it is an immiscible system, where there is mutual insolubility and low wettability of the liquid Cu on the Nb surface, the processing route used in this work was the Powder Metallurgy. Two Nb alloys were used, with additions of 10% and 20% in weight of Cu, and times of 20, 30 and 40 hours for the high energy milling of the starting powders. The milling evolution of the powders is presented through the characterization techniques, such as the LASER diffraction for particle size, XRD, SEM, EDS, DSC, dilatometry, TEM and chemical analysis. After the milling, portions of the loads were submitted to the annealing heat treatment. The process used for the samples consolidation was the hot pressing, which has been applied both on some milled powders samples, as on the annealed powders. Subsequent heat treatments were performed in the samples at temperatures of 1000ºC (solid phase) and 1100ºC (in the Cu liquid phase). All sets of consolidated samples, and also the two sets of the heat treated, were analyzed by XRD, SEM, EDS, density and Vickers microhardness. Moreover, other Nb powder samples with 10% and 20% in weight of Cu obtained by simple mechanical mixing, were consolidated, thermally treated and characterized with the same techniques applied to the others, and the results were compared among themselves. Despite the difficulty of consolidation and densification of the two pseudoalloys of the Nb-Cu system of this study, on the route that passes through the HEM, samples were obtained with densities around 90% of the theoretical density. And, on the processing route of which were only mixed, the values reached up to 97%. Therefore, in this work are also emphasized the processes that made possible these results.

Síntese e caracterizações estrutural e magnética das ferritas de cobalto-manganês (Co1-xMnxFe2O4 E Co1,2Fe1,8-xMnxO4)

The cobalt-manganese ferrites (Co1¡xMnxFe2O4 and Co1,2Fe1,8¡xMnxO4) has a mixed structure of spinel type and it has been regarded as one of candidates for petitive wide variety of applications in devices from ultrasonic generation and detection, sensors, transformers, as well as in medical industry. Ferrites cobalt-manganese nanostructured were produced via mechanical alloying with subsequent heat treatment and were characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence, scanning electron microscopy and magnetization. Samples of Co1¡xMnxFe2O4 and Co1,2Fe1,8¡xMnxO4 were obtained from the precursor powders Fe3O4, Co3O4 and Mn3O4 which were stoichiometrically mixed and ground by 10h and heat treated at 900°C for 2h. The diffraction confirmed the formation of the pure nanocrystalline phases to series Co1,2Fe1,8¡xMnxO4 with an average diameter of about 94nm. It was found that the lattice parameter increases with the substitution of Fe3Å by Mn3Å. The x-ray fluorescence revealed that the portions of metals in samples were close to the nominal stoichiometric compositions. The microstructural features observed in micrographs showed that the particles formed show very different morphology and particle size. The magnetic hysteresis measurements performed at low temperature showed that the saturation magnetization and remanence increased as the concentration of manganese, while the coercive field decreased. The anisotropy constant (Ke f ), was estimated from the data adjustments the law of approaching saturation. It was found that the anisotropy decreases substantially with the substitution of Fe by Mn.

Avaliação tribológica de novas modificações superficiais para cilindros de laminação a frio

The present work analyzed the tribological behavior of coatings/surface modifications traditionally used in cold rolling mill rolls and new coatings/surface modificationswith potential to replace the carcinogenic hard chrome. The study started with identification of wear mechanisms occurring in real coldrollingmill rolls. Due the high cost and dimensions of the rolls, thereplication technique was used. Replicas were obtained from 4 different rolling millBrazilian companies before and after a normal rolling campaign. Initial sliding tests were conducted using spherical and cylindrical counter bodies in order to verifywhichtribological conditions allowed to reproduce the wear mechanisms found in the replicas. These tests indicated the use of reciprocating sliding tests with cylindrical counter bodies (line contact), normal load of 100 N, and test times of and 1 h and 5 h. Different surface modifications were carried out on samples produced from a fragment of a rolling mill roll. The specimens were heat treated and ground on both sides. After, some specimens were surface textured by electrical discharge texturing (EDT). For both groups (ground and EDT), subsequent treatments of chromium plating, electroless NiP coating and plasma nitriding were carried out. The results of the reciprocating tests showed that specimens with electroless NiP coating presented the lowest friction coefficients, while plasma nitrided specimens showed the highest. In general, previous surface texturing before the coating/surface modification increased the wear of the counter bodies. Oneexceptionwas for EDT with subsequent electroless NiP coating, which presented the lowest counter bodies wear rate. The samples withelectroless NiP coating promoted a tribolayer consisting of Nickel, Phosphorus and Oxygen on both the specimens andthecounter bodies, which was apparently responsible for the reduction of friction coefficient and wear rate. The increase of the test time reduced the wear rate of the samples, apparently due the stability of the tribolayers formed, except for the nitrided samples. For the textured specimens, NiP coating showed the best performance in maintaining the surface topography of the specimens after the sliding tests.

Avaliação da Capacidade Antioxidante e da Estabilidade Após Embalamento a Vácuo de Hambúrgueres de Pata-roxa (Scyliorhinus canicula).

Toneladas de pescado são desperdiçadas diariamente aquando do processamento do peixe e o hambúrguer de pata-roxa foi desenvolvido para reaproveitar esse pescado subvalorizado e para ser uma fonte nutricional rica em antioxidantes. No presente trabalho, pretendeu-se comprovar o potencial antioxidante antes e após o tratamento térmico do hambúrguer de pata-roxa, e o potencial citotóxico e antiproliferativo sobre um modelo celular do cancro da mama (MCF-7). Foi também observada a estabilidade do hambúrguer de pata-roxa embalado a vácuo e refrigerado. A extração dos compostos fitoquímicos foi realizada com solventes de polaridade distinta (água, metanol e diclorometano) e com diferentes durações do processo (12h e 24h). O tratamento térmico aplicado foi vinte minutos a 180ºC. O potencial antioxidante foi avaliado pela capacidade de redução do radical livre 1,1-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH) e pela capacidade de redução de radicais de oxigénio (ORAC), e através da quantificação total de polifenóis (QTP) pelo método de Folin-Ciocalteu (FC). O potencial citotóxico e antiproliferativo foi avaliado na linha celular MCF-7, cujos resultados foram revelados por ensaios espectrofotométricos (método do brometo de 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenil tetrazólio (MTT)) e fluorimétricos (método de acetoxi-metil éster de calceína (calceína-AM)). A estabilidade do hambúrguer de pataroxa em vácuo e refrigerado foi avaliada através do estudo microbiológico com metodologias de referência (contagens de “totais” e produtores de sulfureto de hidrogénio (H2S) aeróbios e anaeróbios, esporos de Clostridium sulfitos-redutores, enterobactérias, Escherichia coli e pesquisa de Salmonella spp.), da determinação do índice de ácido tiobarbitúrico (TBA) e da avaliação da cor do hambúrguer pelo sistema CIE-L*a*b*. Os ensaios de DPPH e ORAC comprovaram a atividade antioxidante do extrato de hambúrguer de pata-roxa (metanol, 12h) com 79,5% de redução do DPPH e 8603,01μmol ET/100g para amostras sem tratamento térmico, e 87,4% de redução do DPPH e 2567,27μmol ET/100g para amostras com tratamento térmico. Quanto ao conteúdo fenólico, os extratos (metanol, 12h) revelaram 17,13mg EAG/100g do hambúrguer cru e 31,81mg EAG/100g do hambúrguer cozinhado. A extração de 24 horas não aumentou a quantidade de compostos fitoquímicos presentes no extrato. O hambúrguer apenas revelou ainda um potencial citotóxico in vitro relevante na linha celular MCF-7 (1mg/mL, 24h).Apesar do abuso observado na temperatura de armazenamento em refrigeração (temperatura média de 10,3ºC), o hambúrguer de pata-roxa cru, quando submetido ao embalamento a vácuo, apresentou um aumento no período de vida útil de prateleira de 4 dias relativamente à pata-roxa. Foi detetada a presença de esporos de Clostridium sulfito-redutores e 1,0x101ufc E. coli por 1g de hambúrguer de pata-roxa. Não foi detetada a presença de Salmonella spp. O índice de TBA manteve-se estável, mas o hambúrguer de pata-roxa sofreu uma perda na vivacidade (Cab) e na tonalidade (hab) da cor ao fim de 6 dias em refrigeração. É necessário continuar o estudo para melhorar o novo produto alimentar funcional, mas o presente trabalho permitiu concluir que o hambúrguer de pata-roxa reúne as condições para ter um elevado potencial antioxidante, apresentar maior estabilidade em armazenamento e, em simultâneo, constituir uma solução para o desperdício de pescado.

Development and characterization of Poly(L-lactic acid) (PLLA) platforms for bone tissue engineering

The development of scaffolds based on biomaterials is a promising strategy for Tissue Engineering and cellular regeneration. This work focuses on Bone Tissue Engineering, the aim is to develop electrically tailored biomaterials with different crystalline and electric features, and study their impacts onto cell biological behavior, so as to predict the materials output in the enhancement of bone tissue regeneration. It is accepted that bone exhibits piezoelectricity, a property that has been proved to be involved in bone growth/repair mechanism regulation. In addition electrical stimulations have been proved to influence bone growth and repair. Piezoelectric materials are therefore widely investigated for a potential use in bone tissue engineering. The main goal is the development of novel strategies to produce and employ piezoelectric biomaterials, with detailed knowledge of mechanisms involved in cell-material interaction. In the current work, poly (L-lactic) acid (PLLA), a synthetic semi-crystalline polymer, exhibiting biodegradibility, biocompatibility and piezoelectricity is studied and proposed as a promoter of enhanced tissue regeneration. PLLA has already been approved for implantation in human body by the Food and Drug Administration (FDA), and at the moment it is being used in several clinical strategies. The present study consists of first preparing films with different degrees of crystallinity and characterizing these PLLA films, in terms of surface and structural properties, and subsequently assessing the behavior of cells in terms of viability, proliferation, morphology and mineralization for each PLLA configuration. PLLA films were prepared using the solvent cast technique and submitted to different thermal treatments in order to obtain different degrees of crystallinity. Those platforms were then electrically poled, positively and negatively, by corona discharge in order to tailor their electrical properties. The cellular assays were conducted by using two different osteoblast cell lines grown directly onto the PLLA films:Human osteoblast Hob, a primary cell culture and Human osteosarcoma MG-63 cell line. This thesis gives also a comprehensive introduction to the area of Bone Tissue Engineering and provides a review of the work done in this field in the past until today, in that same field, including the one related with bone’s piezoelectricity. Then the experimental part deals with the effects of the crystallinity degrees and of the polarization in terms of surface properties and cellular bio assays. Three different degrees of crystallinity, and three different polarization conditions were prepared; which results in 9 different configurations under investigation.

Cimentos injetáveis à base de fosfatos de cálcio para vertebroplastia

O principal objectivo desta investigação foi o desenvolvimento cimentos de fosfatos de cálcio com injetabilidade melhorada e propriedades mecânicas adequadas para aplicação em vertebroplastia. Os pós de fosfato de tricálcico (TCP) não dopados e dopados (Mg, Sr e Mn) usados neste estudo foram obtidos pelo processo de precipitação em meio aquoso, seguidos de tratamento térmico de forma a obter as fases pretendidas, α− e β−TCP. A substituição parcial de iões Ca por iões dopantes mostrou ter implicações em termos de estabilidade térmica da fase β−TCP. Os resultados demonstraram que as transformações de fase alotrópicas β↔α−TCP são fortemente influenciadas por variáveis experimentais como a taxa de arrefecimento, a presença de impurezas de pirofosfato de cálcio e a extensão do grau de dopagem com Mg. Os cimentos foram preparados através da mistura de pós, β−TCP (não dopados e dopados) e fosfato monocálcico monidratado (MCPM), com meios líquidos diferentes usando ácido cítrico e açucares (sucrose e frutose) como agentes retardadores de presa, e o polietilenoglicol, a hidroxipropilmetilcelulose e a polivinilpirrolidona como agentes gelificantes. Estes aditivos, principalmente o ácido cítrico, e o MCPM aumentam significativamente a força iónica do meio, influenciando a injetabilidade das pastas. Os resultados também mostraram que a distribuição de tamanho de partícula dos pós é um factor determinante na injetabilidade das pastas cimentícias. A combinação da co-dopagem de Mn e Sr com a adição de sucrose no líquido de presa e com uma distribuição de tamanho de partícula dos pós adequada resultou em cimentos de brushite com propriedades bastante melhoradas em termos de manuseamento, microestrutura, comportamento mecânico e biológico: (i) o tempo inicial de presa passou de ~3 min to ~9 min; (ii) as pastas cimentícias foram totalmente injectadas para uma razão liquido/pó de 0.28 mL g−1 com ausência do efeito de “filter-pressing” (separação de fases líquida e sólida); (iii) após imersão numa solução durante 48 h, as amostras de cimento molhadas apresentam uma porosidade total de ~32% e uma resistência a compressão de ~17 MPa, valor muito superior ao obtido para os cimentos sem açúcar não dopados (5 MPa) ou dopados só com Sr (10 MPa); e (iv) o desempenho biológico, incluindo a adesão e crescimento de células osteoblásticas na superfície do cimento, foi muito melhorado. Este conjunto de propriedades torna os cimentos excelentes para regeneração óssea e engenharia de tecidos, e muito promissores para aplicação em vertebroplastia.

Avaliação da atividade antimicrobiana de filmes protéicos a base de anchoita (engraulis anchoita) incorporados com ácidos orgânicos.

Os filmes são produzidos a partir de macromoléculas, que podem ser utilizados como embalagem, como os polissacarídeos, lipídeos e proteínas. As proteínas se destacam dos demais, pois possuem uma estrutura com 20 monômeros diferentes, que confere um amplo potencial de ligações intermoleculares. A incorporação de agentes ativos em filmes é uma alternativa como embalagem, para inibir ou retardar a multiplicação de microrganismos patógenos e deteriorantes em alimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana de filmes à base de isolado protéico de anchoita (Engraulis anchoita) – IPA adicionados de ácidos orgânicos. Para tanto, foi elaborado o IPA, pela solubilização alcalina da proteína e precipitação no ponto isoelétrico a partir de carne mecanicamente separada. O IPA foi avaliado quanto a sua composição proximal, aminoacídica e por DSC. A solução formadora dos filmes foi elaborada a partir de IPA, água, glicerol e hidróxido de sódio. As formulações dos filmes foram elaboradas segundo um planejamento fatorial 23 . Foram avaliadas as propriedades físico-químicas de resistência a tração (RT) e elongação (E); espessura, solubilidade e permeabilidade ao vapor de água (PVA); a diferença de cor (∆E*) e opacidade (Y) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) de filmes à base de IPA. Os filmes com diferentes concentrações de ácido sórbico (AS) ou ácido benzóico (AB) foram desenvolvidos a partir da condição cujo as propriedades físico-químicas foram as melhores, sendo comparados aos filmes controles. Estes, foram avaliados quanto a sua atividade antimicrobiana frente aos microrganismos Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus e Salmonella Enteritidis pelo método de difusão em disco, além das propriedades físico-químicas, MEV e FT-IV. Os filmes com maior atividade antimicrobiana e os filmes controle foram aplicados sobre carne bovina, inoculados com os microrganismos inibidos no método de difusão em disco e armazenados a 5°C. Estes, foram avaliados a cada 2 dias durante 12 dias de armazenamento, pela método de contagem em gotas. O IPA apresentou 88,8% de proteína e 53,3% de aminoácidos polares e temperatura de desnaturação de 62,2°C. A espessura, PVA, ∆E* e Y dos filmes não foram afetados pelas variáveis estudadas no experimento. A menor solubilidade e maior RT dos filmes ocorreram em baixa concentração de IPA, glicerol e tratamento térmico, mas a E aumentou com o acréscimo dessas variáveis. As MEV das superfícies dos filmes foram homogêneas, para aqueles com leve tratamento térmico. O aumento da concentração de AS e AB na faixa de 0,50 a 1,50% resultou na diminuição da RT e aumento da E, solubilidade, ∆E* e Y. Houve mudança da organização molecular e interações intermoleculares entre as moléculas de IPA e AB testados pela avaliação do FT-IV. As MEV revelaram microporos em filmes com 1,50% de AS, o que resultou em filmes com menor homogeneidade. A maior atividade antimicrobiana foi verificada nos filmes com 1,50% de AS e AB frente a E. coli O157:H7, L. monocytogenes e S. Enteritidis. Estes filmes foram aplicados sobre carne bovina inoculada com E. coli O157:H7 e L. monocytogenes. Os filmes de AS frente a E. coli O157:H7 e L. monocytogenes apresentaram uma redução de 5 e 4 log UFC.g-1, respectivamente, em relação ao filme controle. O efeito do AB frente a estas bactérias, apresentou uma redução de 6 e 5 log UFC.g-1, ao final do 12° dia de armazenamento, respectivamente. Os filmes elaborados à base de IPA, adicionados de AS ou AB podem ser eficazes contra os patógenos alimentares testados.

Hybrid materials for biomedical applications

The increased longevity of humans and the demand for a better quality of life have led to a continuous search for new implant materials. Scientific development coupled with a growing multidisciplinarity between materials science and life sciences has given rise to new approaches such as regenerative medicine and tissue engineering. The search for a material with mechanical properties close to those of human bone produced a new family of hybrid materials that take advantage of the synergy between inorganic silica (SiO4) domains, based on sol-gel bioactive glass compositions, and organic polydimethylsiloxane, PDMS ((CH3)2.SiO2)n, domains. Several studies have shown that hybrid materials based on the system PDMS-SiO2 constitute a promising group of biomaterials with several potential applications from bone tissue regeneration to brain tissue recovery, passing by bioactive coatings and drug delivery systems. The objective of the present work was to prepare hybrid materials for biomedical applications based on the PDMS-SiO2 system and to achieve a better understanding of the relationship among the sol-gel processing conditions, the chemical structures, the microstructure and the macroscopic properties. For that, different characterization techniques were used: Fourier transform infrared spectrometry, liquid and solid state nuclear magnetic resonance techniques, X-ray diffraction, small-angle X-ray scattering, smallangle neutron scattering, surface area analysis by Brunauer–Emmett–Teller method, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. Surface roughness and wettability were analyzed by 3D optical profilometry and by contact angle measurements respectively. Bioactivity was evaluated in vitro by immersion of the materials in Kokubos’s simulated body fluid and posterior surface analysis by different techniques as well as supernatant liquid analysis by inductively coupled plasma spectroscopy. Biocompatibility was assessed using MG63 osteoblastic cells. PDMS-SiO2-CaO materials were first prepared using nitrate as a calcium source. To avoid the presence of nitrate residues in the final product due to its potential toxicity, a heat-treatment step (above 400 °C) is required. In order to enhance the thermal stability of the materials subjected to high temperatures titanium was added to the hybrid system, and a material containing calcium, with no traces of nitrate and the preservation of a significant amount of methyl groups was successfully obtained. The difficulty in eliminating all nitrates from bulk PDMS-SiO2-CaO samples obtained by sol-gel synthesis and subsequent heat-treatment created a new goal which was the search for alternative sources of calcium. New calcium sources were evaluated in order to substitute the nitrate and calcium acetate was chosen due to its good solubility in water. Preparation solgel protocols were tested and homogeneous monolithic samples were obtained. Besides their ability to improve the bioactivity, titanium and zirconium influence the structural and microstructural features of the SiO2-TiO2 and SiO2-ZrO2 binary systems, and also of the PDMS-TiO2 and PDMS-ZrO2 systems. Detailed studies with different sol-gel conditions allowed the understanding of the roles of titanium and zirconium as additives in the PDMS-SiO2 system. It was concluded that titanium and zirconium influence the kinetics of the sol-gel process due to their different alkoxide reactivity leading to hybrid xerogels with dissimilar characteristics and morphologies. Titanium isopropoxide, less reactive than zirconium propoxide, was chosen as source of titanium, used as an additive to the system PDMS-SiO2-CaO. Two different sol-gel preparation routes were followed, using the same base composition and calcium acetate as calcium source. Different microstructures with high hydrophobicit were obtained and both proved to be biocompatible after tested with MG63 osteoblastic cells. Finally, the role of strontium (typically known in bioglasses to promote bone formation and reduce bone resorption) was studied in the PDMS-SiO2-CaOTiO2 hybrid system. A biocompatible material, tested with MG63 osteoblastic cells, was obtained with the ability to release strontium within the values reported as suitable for bone tissue regeneration.

Estudo de tratamentos prévios para o controlo de acastanhamento de cenoura secada

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de compostos químicos como o ácido ascórbico e metabissulfito de sódio na inibição do acastanhamento em cenoura (Daucus carota L.), da variedade Nantes, sujeita a secagem, por convecção (60ºC e 40ºC). Por outro lado, estudou-se o efeito da aplicação de extratos naturais como os de chá verde e branco, aliados ao branqueamento, baseados na sua atividade antioxidante natural. As amostras foram sujeitas a ácido ascórbico e metabissulfito de sódio nas concentrações de 0,25% (m/v) e 1% (m/v), durante 60 min e 90 min e foi efetuado um controlo em água destilada (sem agente anti-escurecimento) nos mesmos períodos de tempo mencionados anteriormente. Os testes de branqueamento foram pré-estabelecidos, através do teste da peroxidase para a determinação do binómio tempo-temperatura adequado a cada tratamento térmico. Procedeu-se à análise das propriedades químicas (humidade, proteína, cinza, fibra bruta, açúcares, compostos fenólicos e atividade antioxidante), propriedades fisicas (textura e cor), no estado fresco e após as secagens. Quanto aos resultados obtidos, verificou-se que, de forma geral, a secagem a 60ºC conduziu a alterações mais notórias nas propriedades químicas analisadas, nomeadamente ao nível das proteínas e dos açúcares redutores. No que respeita à atividade antioxidante, as alterações foram pouco evidentes com o aumento da temperatura de secagem, porém comparativamente com a amostra em fresco, ocorreram perdas. Quanto ao teor de polifenóis totais, de forma geral, também ocorreram perdas, ocasionadas, possivelmente, por reações de acastanhamento enzimático. Quanto à análise da cor a secagem a 40ºC conduziu a maiores alterações em termos de luminosidade, sendo os tratamentos com infusões de chá os que se aproximaram mais à amostra em fresco. Em termos de diferença de cor total, a secagem a 40ºC conduziu a maiores variações, sendo os pré-tratamentos térmicos os que registaram menores variações. Quanto ao índice de acastanhamento, a secagem a 40ºC, apresentou resultados mais baixos, sendo os pré-tratamentos químicos aqueles que apresentaram os menores valores. Em relação à textura, registaram-se valores semelhantes em termos de elasticidade e coevisidade mas uma diminuição significativa da dureza e da mastigabilidade das amostras secadas quando comparadas com a amostra em fresco.

Estudo da influência da morfologia de nanopartículas de sílica mesoporosa na liberação do anticancerígeno indol-3-carbinol

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ceilândia, Programa de Pós-graduação em Ciências e Tecnologias em Saúde, 2015.

Estudo dos tratamentos térmicos dos triacilglicerídeos, ácidos graxos e ésteres metílicos : perfil reacional e mecanismos

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015.