Comparison of the biological behavior of wollastonite bioceramics prepared from synthetic and natural precursors

Wollastonite bioceramics prepared from synthetic and natural precursors were implanted in rats in bone and subcutaneous tissues. The implant sites were excised after 7, 30 and 120 days, fixed, dehydrated, embedded in paraffin wax for serial cutting and examined under transmitted light microscope. It was found a very similar behavior for both wollastonite bioceramics. They were biocompatible, bioactive and biodegradable when implanted in rat bone. The synthetic ceramic was more reabsorbable than the one from natural powder. When implanted in subcutaneous rat tissue, both materials elicited a mild initial inflammatory reaction that practically disappeared after 120 days. Both materials were encapsulated with a very thin fibrous capsule and slightly reabsorbed at their surfaces. None of the materials induced ectopic osteogenesis. According to the results, the studied materials seem to be able for manufacturing reabsorbable bone implants.

Myotoxic phospholipases A2 isolated from Bothrops brazili snake venom and synthetic peptides derived from their C-terminal region: Cytotoxic effect on microorganism and tumor cells

This paper reports the purification and biochemical/pharmacological characterization of two myotoxic phospholipases A2 (PLA2s) from Bothrops brazili venom, a native snake from Brazil. Both myotoxins (MTX-I and II) were purified by a single chromatographic step on a CM-Sepharose ion-exchange column up to a high purity level, showing Mr ∼ 14,000 for the monomer and 28,000 Da for the dimer. The N-terminal and internal peptide amino acid sequences showed similarity with other myotoxic PLA2s from snake venoms, MTX-I belonging to Asp49 PLA2 class, enzymatically active, and MTX-II to Lys49 PLA2s, catalytically inactive. Treatment of MTX-I with BPB and EDTA reduced drastically its PLA2 and anticoagulant activities, corroborating the importance of residue His48 and Ca2+ ions for the enzymatic catalysis. Both PLA2s induced myotoxic activity and dose-time dependent edema similar to other isolated snake venom toxins from Bothrops and Crotalus genus. The results also demonstrated that MTXs and cationic synthetic peptides derived from their 115-129 C-terminal region displayed cytotoxic activity on human T-cell leukemia (JURKAT) lines and microbicidal effects against Escherichia coli, Candida albicans and Leishmania sp. Thus, these PLA2 proteins and C-terminal synthetic peptides present multifunctional properties that might be of interest in the development of therapeutic strategies against parasites, bacteria and cancer. © 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Improving synthetic aperture image by image compounding in beamforming process

In this work, signal processing techniques are used to improve the quality of image based on multi-element synthetic aperture techniques. Using several apodization functions to obtain different side lobes distribution, a polarity function and a threshold criterium are used to develop an image compounding technique. The spatial diversity is increased using an additional array, which generates complementary information about the defects, improving the results of the proposed algorithm and producing high resolution and contrast images. The inspection of isotropic plate-like structures using linear arrays and Lamb waves is presented. Experimental results are shown for a 1-mm-thick isotropic aluminum plate with artificial defects using linear arrays formed by 30 piezoelectric elements, with the low dispersion symmetric mode S0 at the frequency of 330 kHz. © 2011 American Institute of Physics.

Dispersed hydroxyapatite bioglass 45S5 composites: Comparative evaluation of the use of bovine bone and synthetic hydroxyapatite

The bovine bone and sintetic hydroxyapatite (HA) bioceramics are reference materials to employment as a bone substitute, however, their slow rate of degradation and its low rate of bioactivity index (Ib) are presented as limiting factors for application as bone graft. In contrast, the bioglass is a resorbable and osteoinductive material. the present work objective the development of composites of dispersed bovine bone or sintetic HA in silicate-phosphate bioglass, seeking to obtain a biomaterial with properties suitable for application as bone grafts. The composites were prepared by mixing between the powder components followed by sintering for 1h. Were used HA and bioglass (45S5) with particle size <240μm. The tested proportions of HA/45S5 were 20/80, 30/70 and 40/60 (wt%). The composites characterization was made employing scanning electron microscopy, Infra-Red Spectrometry and hydrolytic resistance test. The test results indicate the potential use of the materials developed for applications such as bone graft. © (2012) Trans Tech Publications, Switzerland.

Electrogravimetric Analysis by Quartz-Crystal Microbalance on the Consumption of the Neurotransmitter Acetylcholine by Acetylcholinesterase

Electrogravimetric analysis was performed on the consumption of the neurotransmitter Acetylcholine (ACh) by Acetylcholinesterase (AChE) in situ and in real time. Michaelis-Menten assumption was achieved by using an enzyme micro-reactor in which the total enzyme was anchored in a quartz crystal microbalance chip (QCM-chip) with a strategically engineered self-assembled monolayer (SAM) of alkanethiols, which can prevent diffusion-controlled or spatially restricted kinetics. The real-time frequency changes indicated the rate of the products formation from enzymatic reaction. The QCM-chip was tested showing that it could demonstrate AChE inhibition by physostigmine. © 2013 Copyright Taylor and Francis Group, LLC.

Antimicrobial activity of the synthetic peptide Lys-a1 against oral streptococci

The peptide LYS-[TRP6]-Hy-A1 (Lys-a1) is a synthetic derivative of the peptide Hy-A1, initially isolated from the frog species Hypsiboas albopunctatus. According to previous research, it is a molecule with broad antimicrobial activity. The objective of this study was to evaluate the antimicrobial activity of the synthetic peptide Lys-a1 (KIFGAIWPLALGALKNLIK- NH2) on the planktonic and biofilm growth of oral bacteria. The methods used to evaluate antimicrobial activity include the following: determination of the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) in microtiter plates for growth in suspension and quantification of biomass by crystal violet staining and counting of colony forming units for biofilm growth. The microorganisms Streptococcus oralis, Streptococcus sanguinis, Streptococcus parasanguinis, Streptococcus salivarius, Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus were grown in Brain Heart Infusion broth at 37 °C under atmospheric pressure with 10% CO2. The peptide was solubilized in 0.1% acetic acid (v/v) at various concentrations (500-1.9 μg mL-1). Chlorhexidine gluconate 0.12% was used as the positive control, and BHI culture medium was used as the negative control. The tested peptide demonstrated a remarkable antimicrobial effect, inhibiting the planktonic and biofilm growth of all strains tested, even at low concentrations. Thus, the peptide Lys-a1 is an important source for potential antimicrobial agents, especially for the control and prevention of microbial biofilms, which is one of the most important factors in cariogenic processes. © 2012 Elsevier Inc.

Semi-synthetic minimal cells: Biochemical, physical, and technological aspects

The construction of synthetic cells is one of the major goals of bioengineering. The most successful approach consists in the encapsulation of biochemical materials (DNA, RNA, enzymes, etc.) inside lipid vesicles (liposomes), mimicking a cell structure. In this contribution, that also aims at introducing the reader to 'chemical synthetic biology,' we describe the current state of the art of 'semi-synthetic minimal cells' (SSMCs), namely, cell-like structures containing the minimal number of biological compounds that are required to reconstruct a function of interest. We will first describe how the concept of the minimal cell was originated and its relation with the theory of autopoiesis, then we review the most advanced results focused on genetic/metabolic networks inside liposomes. Next, we emphasize that relevance of physical aspects (too often neglected) that impact on the solute entrapment process, and finally we discuss new technological trends in SSMC research that will probably allow their future use in biotechnology. © 2013 Copyright © 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.

Adsorção de copolímeros tribloco de óxido de etileno e óxido de propileno na interface líquido-ar

Pós-graduação em Química - IQ

Use of synthetic aperture radar for recognition of Coastal Geomorphological Features, land-use assessment and shoreline changes in Bragança coast, Pará, Northern Brazil

Imagens de radar de abertura sintética (SAR) vem sendo bem mais utilizadas do que antes nas aplicações de geociências em regiões tropicais úmidas. Nesta investigação, uma imagem RADARSAT-1, na banda C, polarização HH adquirida em 1998 foi usada para o mapeamento costeiro e avaliação da cobertura da terra na área de Bragança, norte do Brasil. Imagem do radar aerotransportado GEMS-1000, na banda X, polarização HH, adquirida em 1972 durante o projeto RADAM foi também utilizada para avaliar as variações costeiras ocorridas nas últimas três décadas. A pesquisa tem confirmado a utilidade da imagem RADARSAT-1 para o mapeamento geomorfológico e avaliação da cobertura da terra, particularmente em costas de manguezal de macromaré. Além disso, um novo método para estimar as variações da linha de costa baseado na superposição de vetores extraídos de diferentes imagens SAR, com alta acurácia geométrica, tem mostrado que a planície costeira de Bragança tem estado sujeita a severa erosão responsável pelo recuo de aproximadamente 32 km² e acreção de 20 km², resultando em uma perda de área de manguezal de aproximadamente 12 km². Como perspectiva de aplicação, dados SAR orbitais e aerotransportados provaram ser uma importante fonte de informação tanto para o mapeamento geomorfológico, quando para o monitoramento de modificações costeiras em ambientes tropicais úmidos.

Avaliação preliminar do emprego de arenito zeolítico da região nordeste do Brasil como material pozolânico para cimento Portland

As zeolitas possuem atividade pozolânica normalmente sem a necessidade de ativação térmica, por isto têm sido empregadas na produção de cimento e concreto hidráulicos desde a época do império romano. Hoje em dia são utilizadas na fabricação do cimento Portland através da substituição do clinquer em percentuais que variam entre 5 e 20%, dependendo da reatividade e da finura da zeólita. Em razão disto, são muito importantes do ponto de vista econômico e ambiental, principalmente quando não necessitam de tratamento térmico para adquirirem caráter pozolânico satisfatório, porque reduzem significativamente a energia de produção do clinquer e a liberação de CO₂ proveniente tanto da descarbonatação da calcita como da combustão de combustíveis fósseis. Contudo, dados sobre reservas de zeólitas naturais são escassos e imprecisos. No Brasil, não existe conhecimento sobre depósitos naturais de zeólitas que possam ser explorados comercialmente. No nordeste do Brasil existe a ocorrência de zeolitas sedimentares relacionadas a arenitos descoberta nos anos 2000. Estes arenitos são constituídos de quartzo, argilominerais e zeolitas naturais (estilbita). O objetivo geral desse trabalho foi avaliar se esta zeólita natural presente no arenito possui atividade pozolânica satisfatória para ser empregada como adição mineral em cimentos Portland. No programa experimental o arenito zeolítico passou por beneficiamento através da remoção, por peneiramento, do quartzo e outros minerais inertes, de modo a concentrar a zeólita estilbita e com isto verificar as propriedades pozolânicas deste mineral. No estudo experimental foram empregadas as técnicas de difração de raios X, calorimetria, ensaios químicos e de determinação da atividade pozolânica em argamassas de cal hidratada e cimento Portland. Os resultados mostraram que o arenito zeolítico acelerou a hidratação do cimento Portland devido a extrema finura do material. O arenito apresentou atividade pozolânica, sendo a estilbita responsável por este comportamento. Entretanto, a reatividade foi ligeiramente inferior ao mínimo exigido para ser empregado em escala industrial como pozolana. Estudos complementares são necessários para averiguar se o tratamento térmico entre 300 °C e 500 °C pode aumentar a atividade pozolânica do arenito devido a destruição da estrutura cristalina tanto da estilbita quanto da esmectita presente no arenito.

The mineralizing fluid in the Piaba gold deposit, São Luís cratonic fragment (NW-Maranhão, Brazil) based on fluid inclusion studies in quartz veins

O depósito aurífero de Piaba tornou-se a primeira mina em operação no fragmento cratônico São Luís, noroeste do Maranhão. Seu ambiente geológico compreende rochas metavulcanossedimentares do Grupo Aurizona e granitoides da Suíte Tromaí, entre outras unidades menores, formadas em ambiente de arcos de ilhas entre 2240 e 2150 Ma, juntamente com outras unidades menores. A mineralização é caracterizada por uma trama stockwork de veios e vênulas de quartzo com seus halos de alteração (clorita + muscovita + carbonato + pirita + calcopirita e ouro) hospedada em um granodiorito granofírico fino (Granófiro Piaba) e em rocha subvulcânica andesítica do Grupo Aurizona. O corpo mineralizado é espacialmente limitado à zona de cisalhamento ENE-WSW rúptil-dúctil (Falha Piaba). Estudos petrográficos, microtermométricos e por espectroscopia microRaman no quartzo definiram inclusões aquo-carbônicas bifásicas e trifásicas, produzidas por aprisionamento heterogêneo durante separação de fases, e fluidos aquosos tardios. A solução mineralizadora corresponde a um fluido aquo-carbônico composto por CO₂ (5 - 24 mol%, densidade de 0,96 - 0,99 g/cm³), H₂O (74 - 93 mol%), N₂ (< 1 mol%), CH₄ (<1mol%) e 5,5 % em peso NaCl equivalente. O minério depositou a 267 - 302ºC e 1,25 - 2,08 kbar, correspondendo a profundidades de 4 a 7 km, em consonância com o regime estrutural. A composição e o intervalo de P-T do fluido mineralizador, combinados com o caráter redutor (log ƒ_O2 -31,3 a -34,3) e a sulfetação da rocha hospedeira, sugerem que o ouro foi transportado como um complexo sulfetado. O minério foi depositado em consequência da separação de fase, redução da atividade de enxofre e da ƒO₂ pela interação fluido-rocha.

Compressive strength of esthetic restorative materials polymerized with quartz-tungsten-halogen light and blue LED

Este estudo comparou a resistência à compressão de uma resina composta e de um compômero, fotoativados com luz halógena convencional de quarto-tungstênio (QTH) (XL 300, 3M/SPE) e LED azul (SmartLite PS; Dentsply/De Trey). Foram confeccionados 40 espécimes em forma de disco usando uma matriz bipartida de politetrafluoretileno (4,0 mm de diâmetro x 8,0 mm de altura) em que o material foi inserido incrementalmente. O tempo de polimerização de cada incremento foi de 40 s para a luz halógena convencional e de 10 s para o LED. Os espécimes foram aleatoriamente alocados em 4 grupos (n=10), de acordo com a fonte de luz e com o material restaurador. Depois de armazenadas em água destilada a 37°C ± 2°C por 24 h, a resistência à compressão dos espécimes foi testada em uma máquina universal de ensaios com célula de carga de 500 kgf a uma velocidade de carregamento de 0,5 mm/min. Os dados (em MPa) foram analisados estatisticamente por ANOVA e teste de Student-Newman-Keuls (p<0,05). Para a resina composta, a fotopolimerização com luz halógena não produziu diferença estatisticamente significante (p>0,05) em sua resistência à compressão quando comparada à fotopolimerização com LED. Contudo, a fotopolimerização do compômero com a luz halógena resultou em uma resistência à compressão significativamente maior que a feita o LED (p>0,05). A resina composta apresentou resistência à compressão significativamente maior que a do compômero, independente da fonte de luz. Concluiu-se que a resistência à compressão dos materiais fotopolimerizados com luz halógena e LED foi influenciada pela densidade de energia empregada e pela composição química dos materiais restauradores estéticos.

Synergistic effect of green coffee oil and synthetic sunscreen for health care application

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Performance evaluation of multi-stage filtration with use of granular activated carbon and synthetic non-woven fabrics

The multi stage filtration (MSF) is an alternative that permits to enlarge the spectrum of application of the slow sand filtration as for the effluent quality and run duration. In this research the use of MSF technology associated to a granular activated carbon (GAC) column as polishing mechanism of the final effluent was evaluated; in the slow sand filters GAC was used as an intermediate layer and non-woven synthetic fabrics were utilized as a first layer of the filter media. Five different tests were conducted, where the systems subjected to the treatment were: water from the Ipe Lake (Ilha Solteira, Sao Paulo, Brazil); water from the lake with water from a recreational fish pond; water from the lake with a phytoplankton and cyanobacteria overload simulation, with and without the use of the pre-filters as a stage of the treatment. The synthetic fabrics and GAC use resulted in the best turbidity removal and an efficient apparent and true color removal; in spite that the polishing columns reported similar results for those parameters. The utilization of GAC as an intermediate layer contributed to a better organic matter removal and the fabrics improved chlorophyll-a removal. The pre-filtration columns made an efficient algae and cyanobacteria removal, a function that was completed by the filters and reached >98% efficiency. The synthetic non-woven fabrics and GAC inclusion in MSF operation improved performance of this technology with ease of application and operation.

Leishmanicidal Activities of Novel Synthetic Furoxan and Benzofuroxan Derivatives

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