Desenvolvimento e caracterização de membranas de remoção de compostos de arsénio em água

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química

Nonlinear behavior of gelatin networks reveals a hierarchical structure

We investigate the strain hardening behavior of various gelatin networks-namely physical gelatin gel, chemically cross-linked gelatin gel, and a hybrid gel made of a combination of the former two-under large shear deformations using the pre-stress, strain ramp, and large amplitude oscillations shear protocols. Further, the internal structures of physical gelatin gels and chemically cross-linked gelatin gels were characterized by small angle neutron scattering (SANS) to enable their internal structures to be correlated with their nonlinear rheology. The Kratky plots of SANS data demonstrate the presence of small cross-linked aggregates within the chemically cross-linked network whereas, in the physical gelatin gels, a relatively homogeneous structure is observed. Through model fitting to the scattering data, we were able to obtain structural parameters, such as the correlation length (ξ), the cross-sectional polymer chain radius (Rc) and the fractal dimension (df) of the gel networks. The fractal dimension df obtained from the SANS data of the physical and chemically cross-linked gels is 1.31 and 1.53, respectively. These values are in excellent agreement with the ones obtained from a generalized nonlinear elastic theory that has been used to fit the stress-strain curves. The chemical cross-linking that generates coils and aggregates hinders the free stretching of the triple helix bundles in the physical gels.

Optimization of magnetoelectric composites based on electroactive polymers for energy harvesting and sensor application

Tese de Doutoramento em Engenharia de Materiais.

Modelação, simulação e implementação de agitação acústica para aplicações em microfluídica

Tese de Doutoramento (Programa Doutoral em Engenharia Biomédica)

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

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

Chondrogenic potential of injectable κ-carrageenan hydrogel with encapsulated adipose stem cells for cartilage tissue-engineering applications

Due to the limited self-repair capacity of cartilage, regenerative medicine therapies for the treatment of cartilage defects must use a significant amount of cells, preferably applied using a hydrogel system that can promise their delivery and functionality at the specific site. This paper discusses the potential use of k-carrageenan hydrogels for the delivery of stem cells obt ained from adipose tissue in the treatment of cartilage tissue defects. The developed hydrogels were produced by an ionotropic gelation met hod and human adipose stem cells (hASCs) were encapsulated in 1.5% w/v k-carrageenan solution at a cell density of 5  10 6 cells/ml. The results from the analysis of the cell-encapsulating hydrogels, cultured for up to 21 days, indicated that k-carrageenan hydrogels support the viability, proliferation and chondrogenic differentiation of hASCs. Additionally, the mec hanical analysis demonstrated an increase in stiffness and viscoelastic properties of k-carrageenan gels with their encapsulated cells with increasing time in culture with chondrogenic medium. These results allowed the conclusion that k-carrageenan exhibits properties t hat enable the in vitro functionality of encapsulated hASCs and thus may provide the basis for new successful approaches for the treatment of cartilage defects.

Development of multifunctional coatings deposited on polymers based sensors for biomedical applications

Tese de Doutoramento (Programa Doutoral em Engenharia de Materiais)

Investigating a galactomannan gel obtained from Cassia grandis seeds as immobilizing matrix for Cramoll lectin

Characterization, with emphasis on the rheological properties, of Cassia grandis seeds galactomannan gel containing immobilized Cramoll 1,4 is presented. The gels, with and without immobilized Cramoll 1,4, were evaluated along time by rheometry, pH, color, microbial contamination and lectin hemagglutinating activity (HA). Rheological determinations confirmed the gels to be very stable up to 30 days with variations occurring after this period. Rheological data also showed that the gel/Cramoll 1,4 immobilizing matrix loses its elastic modulus substantially after 60 days. Both gels presented no microbial contamination as well as a pH close to neutral. Colorimetric parameters demonstrated the gels transparency with occasional yellowness. The opacity of the galactomannan gel did not change significantly along the study; the same did not occur for the gel with immobilized Cramoll 1,4 as a statistically significant reduction of its opacity was observed. In what concerns immobilized Cramoll 1,4HA, up to 90% of its initial HA was maintained after 20 days, with a decrease to 60% after 60 days. These results combined with the thickening and stabilizing characteristics of the galactomannan gel make this gel a promising immobilizing matrix for Cramoll 1,4 that can be further exploited for clinical and cosmetic applications.

Desenvolvimento de membranas poliméricas baseadas em Poli(fluoreto de vinilideno) para a filtração de materiais biológicos

Dissertação de mestrado em Biofísica e Bionanossistemas

Beeswax organogels: Influence of gelator concentration and oil type in the gelation process

This work focused on how different types of oil phase, MCT (medium chain triglycerides) and LCT (long chain triglycerides), exert influence on the gelation process of beeswax and thus properties of the organogel produced thereof. Organogels were produced at different temperatures and qualitative phase diagrams were constructed to identify and classify the type of structure formed at various compositions. The microstructure of gelator crystals was studied by polarized light microscopy. Melting and crystallization were characterized by differential scanning calorimetry and rheology (flow and small amplitude oscillatory measurements) to understand organogels' behaviour under different mechanical and thermal conditions. FTIR analysis was employed for a further understanding of oil-gelator chemical interactions. Results showed that the increase of beeswax concentration led to higher values of storage and loss moduli (G, G) and complex modulus (G*) of organogels, which is associated to the strong network formed between the crystalline gelator structure and the oil phase. Crystallization occurred in two steps (well evidenced for higher concentrations of gelator) during temperature decreasing. Thermal analysis showed the occurrence of hysteresis between melting and crystallization. Small angle X-ray scattering (SAXS) analysis allowed a better understanding in terms of how crystal conformations were disposed for each type of organogel. The structuring process supported by medium or long-chain triglycerides oils was an important exploit to apprehend the impact of different carbon chain-size on the gelation process and on gels' properties.

Espectroscopía bidimensional posicional y dispersión en la relajación espín-red en sistemas parcialmente desordenados

Se utiliza la RCN de línea ancha y la RMN con ciclaje del campo magnético y se desarrollan técnicas de espectroscopía bidimensional e imágenes por RCN para estudiar el orden local y las fluctuaciones de orden (en el rango de los movimientos lentos y ultralentos) en sistemas parcialmente desordenados. Como ejemplo se estudian cristales líquidos, cristales plásticos, fases inconmensuradas, polímeros y gels. Objetivos generales y específicos: Resonancias cuadrupolar y magnética en sistemas parcialmente desordenados. Específicamente se pretende estudiar los espectros de resonancia generados por las diferentes estructuras que forman las moléculas en ejemplos, tales como: sistemas inconmensurados, cristales líquidos, cristales plásticos, vidrios orgánicos y polímeros, y su influencia en la dinámica molecular en la escala de tiempos de los movimientos lentos y ultralentos. Se intenta contribuir así al conocimiento básico de los efectos comunes de diferentes tipos de arreglos moleculares sobre la distribución de gradientes de campo eléctrico en el sitio que ocupa el núcleo resonante que se observa. La influencia de esos mismos ordenamientos sobre las fluctuaciones en el orden molecular, es también parte del mismo trabajo. La formación de recursos humanos en el nivel del doctorado y del pregrado en Física esta presente en cada tarea que se realiza. Técnicas bidimensionales en Resonancia Cuadripolar Nuclear: Imágenes en Sólidos y Espectroscopía de intercambio. El desarrollo de estas técnicas tiene los siguientes propósitos específicos: 1) Lograr técnicas de manejo de datos para la formación de imágenes por RCN en el sistema rotante (rNQRI), para aplicarlas en: a) obtener distribución de temperatura, tensiones internas y esfuerzos externos en sólidos opacos; b) obtener imágenes superficiales de alta resolución; c) estudio de propiedades mecánicas microscópicas, particularmente en polímeros; d) desarrollar imágenes que resuelvan la orientación relativa de pequeños cristales en objetos policristalinos. 2) Aplicar la espectroscopía bidimensional por RCN a sistemas parcialmente desordenados, en particular cristales plásticos, para estudiar fluctuaciones de orden.

Patologia do bloqueio atrioventricular na cardiomiopatia por depósito de desmina

Geralmente, a cardiomiopatia restritiva por deposição de desmina é caracterizada pela restrição ao enchimento diastólico ventricular e por diferentes graus de bloqueio atrioventricular (BAV). Neste relato, são descritas as alterações anatomopatológicas do sistema de condução cardíaco relacionadas ao BAV. O nó sinusal, o nó compacto e o feixe penetrante (feixe de His) não apresentavam anormalidades, entretanto, havia extensa fibrose das porções terminais do feixe ramificante e do início dos feixes esquerdo e direito, no topo do septo ventricular. A patogenia dessa substituição fibrosa é provavelmente a mesma que origina a extensa fibrose do miocárdio ventricular contrátil, e permanece por ser elucidada.

I diretriz de ressuscitação cardiopulmonar e cuidados cardiovasculares de emergência da Sociedade Brasileira de Cardiologia: resumo executivo

Apesar de avanços nos últimos anos relacionados à prevenção e a tratamento, muitas são as vidas perdidas anualmente no Brasil relacionado à parada cardíaca e a eventos cardiovasculares em geral. O Suporte Básico de Vida envolve o atendimento às emergências cardiovasculares principalmente em ambiente pré-hospitalar, enfatizando reconhecimento e realização precoces das manobras de ressuscitação cardiopulmonar com foco na realização de compressões torácicas de boa qualidade, assim como na rápida desfibrilação, por meio da implementação dos programas de acesso público à desfibrilação. Esses aspectos são de fundamental importância e podem fazer diferença no desfecho dos casos como sobrevida hospitalar sem sequelas neurológicas. O início precoce do Suporte Avançado de Vida em Cardiologia também possui papel essencial, mantendo, durante todo o atendimento, a qualidade das compressões torácicas, adequado manejo da via aérea, tratamento específico dos diferentes ritmos de parada, desfibrilação, avaliação e tratamento das possíveis causas. Mais recentemente dá-se ênfase a cuidados pós-ressuscitação, visando reduzir a mortalidade por meio do reconhecimento precoce e tratamento da síndrome pós-parada cardíaca. A hipotermia terapêutica tem demonstrado melhora significativa da lesão neurológica e deve ser realizada em indivíduos comatosos pós-parada cardíaca. Para os médicos que trabalham na emergência ou unidade de terapia intensiva é de grande importância o aperfeiçoamento no tratamento desses pacientes por meio de treinamentos específicos, possibilitando maiores chances de sucesso e maior sobrevida.

Preparació de materials híbrids orgànico-inorgànics a partir de sals d'imidazoli

Estudi elaborat a partir d’una estada a l’ Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier, França, durant 2006. S’han sintetitzat materials híbrids orgànico-inorgànics mitjançant el procés sol-gel i altres estratègies sintètiques. En alguns casos, s’ha intentat estructurar aquests materials, ja sigui per autoestructuració o per mitjà de tensioactius. Com a catalitzadors de les reaccions d'hidròlisi i policondensació s’han utilitzat àcids, bases i fluorurs. Els materials obtinguts s’han caracteritzat mitjançant diferents tècniques: BET (Brunauer-Emmett-Teller), TEM (microscopia electrònica de transmissió), SEM (microscòpia electrònica de rastreig), raigs X en pols , IR i RMN (ressonància magnètica nuclear) en estat sòlid. Amb aquests materials es pretén preparar catalitzadors heterogenis de Pd per reaccions d’acoblament creuat, i de Ru per reaccions de metàtesi. També s’han sintetitzat sals d'imidazoli amb cadenes hidrocarbonades llargues amb l'objectiu de preparar gels de sílice amb aquestes molècules atrapades dins la matriu inorgànica. Aquests materials s’utilitzaran com a organocatalitzadors i també es prepararan els corresponents catalitzadors de Pd per reaccions de Heck, Suzuki i Sonogashira. Les sals d’imidazoli s’han utilitzat com a tensioactius en la preparació de gels de sílice estructurats. Aquestes molècules han resultat ser cristalls líquids i s’han caracteritzar mitjançant DSC (differential scanning calorimetry), microscopia òptica i raigs X.

Thickening of phase change materials (PCM) to avoid segregation

Estudi elaborat a partir d’una estada a Çukurova University, Turquia, al juliol del 2006. L’emmagatzematge d’energia tèrmica ha atret interès en aplicacions tèrmiques com l’aigua calenta, la calefacció i l’aire condicionat. Aquests sistemes són útils per corregir la no coincidència entre la oferta i la demanda d’energia. Principalment hi ha dos tipus de sistemes d’emmagatzematge d’energia tèrmica, emmagatzematge amb calor sensible i amb calor latent. L’emmagatzematge amb calor latent és particularment atractiu degut a la seva habilitat de donar una densitat d’emmagatzematge d’energia més alt i la seva característica d’emmagatzemar calor a una temperatura constant corresponent a la temperatura de transició de fase de la substància emmagatzemadora de calor. Les salts hidratades orgàniques tenen certes avantatges com a materials d’emmagatzematge de calor latent sobre els materials orgànics. En canvi, quan les salts hidratades s’utilitzen com a materials de canvi de fase (PCM) apareixen alguns problemes en les aplicacions d’emmagatzematge de calor latent. Aquests són el subrefredament de les salts hidratades quan es congelen degut a les seves dèbils propietats de nucleació, i la separació de fase que hi apareix degut a una fusió incongruent. En aquest estudi, s’estabilitza sal de Glauber (Na2SO4.10H2O) amb diferents concentracions de poliacrilamida i gelatina per prevenir la fusió incongruent. Per prevenir el subrefredament s’utilitza un agent nucleant amb una estructura cristal•lina semblant a la de la sal de Glauber. La capacitat d’emmagatzematge de calor de les mostres de PCM estabilitzades amb diferents concentracions de gels polimèrics es determinen amb DCS i amb el mètode T-history.