Desenvolvimento tecnológico e micropartículas nanorrevestidas : caracterização físico-química e biológica

Micropartículas nanorrevestidas (MP) foram preparadas através da secagem por aspersão (spray-drying), empregando-se suspensões poliméricas nanoestruturadas como material de revestimento (nanoesferas – NS, nanocápsulas – NC ou nanodispersão – ND). Foram realizados estudos utilizando-se o diclofenaco, tanto na sua forma hidrofílica (diclofenaco sódico), hidrofóbica (diclofenaco ácido) e a dexametasona como fármacos-modelo e o Eudragit S100®, como polímero. O trabalho foi delineado buscando-se o desenvolvimento de metodologias de preparação, o estudo dos fatores que influenciam o processo de revestimento, o conhecimento das características físico-químicas das MP e a avaliação das suas vantagens biológicas. As suspensões poliméricas (NC e NS) foram preparadas através da técnica da nanoprecipitação. As MP foram preparadas utilizando-se diferentes metodologias, de acordo com a hidrofobia do fármaco, envolvendo a combinação de técnicas de evaporação do solvente e secagem por aspersão. A influência dos fatores de secagem (fluxo de alimentação e temperatura de entrada) sobre as características das MP foi avaliada através de um delineamento fatorial 32. A caracterização físico-química foi realizada determinando-se o rendimento do processo, taxa de encapsulação, umidade, tamanho de partícula (nano e micropartículas), área superficial e volume de poros, além das análises morfológicas através de microscopia óptica, eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (MFA) e análises por difração de raios-X. Além disso, foram avaliados os perfis de liberação do fármaco a partir destas MP (pH 1,2; 5,0 e 7,4), bem como a sua interação (transporte do fármaco e citotoxicidade) com células Caco-2. A vantagem biológica dos sistemas foi determinada pela avaliação do efeito protetor sobre a mucosa gastrintestinal frente aos efeitos tóxicos do diclofenaco. Através do delineamento fatorial foi possível estabelecer os parâmetros de secagem para a obtenção de MP com boas características de rendimento, taxa de encapsulação e umidade (fluxo de alimentação: 3,0 e 4,5 ml/min, para MP obtidas a partir de NC e NS, respectivamente; e temperatura de entrada: 170 C, para ambas). As MP apresentaram rendimentos entre 40 e 80% e taxas de encapsulação entre 70 e 115 %, dependendo do tipo de revestimento nanoestruturado (NS, NC ou ND) e do fármaco empregado (diclofenaco ácido, diclofenaco sódico ou dexametasona) Todas as formulações apresentaram um teor de umidade menor que 3 %. As análises através de MEV demonstraram a presença de nanoestruturas adsorvidas à superfície das MP, indepentemente da formulação estudada e com tamanhos de partículas diretamente relacionados ao tamanho das nanopartículas da suspensão original (170-200 nm para NC e 60-70 nm para NS). A observação morfológica através de MFA também permitiu a visualização destas nanoestruturas na superfície das MP. Essa observação foi associada à redução nas áreas superficias das MP (40-50 m2.g-1 e 115-135 m2.g-1 para MP revestidas a partir de suspensões de NC ou NS, respectivamente) em relação ao núcleo não revestido (150-160 m2.g-1). Os resultados de liberação in vitro do fármaco a partir das MP demonstraram uma modificação da sua liberação, de acordo com o tipo de material nanoestruturado empregado, a natureza do fármaco e a presença de um plastificante (triacetina ou poligol 6000). A análise por difração de raios-X mostrou que o fármaco encontra-se na forma cristalina em praticamente todas as formulações. A vantagem biológica foi estudada em ratos e demonstrada pela redução na toxicidade gastrintestinal do diclofenaco apresentada pelas MP revestidas a partir de NC ou ND (índices lesionais totais: 24,20 e 29,89, respectivamente) em relação a uma solução aquosa do fármaco (índice lesional total: 156,11). Os estudos de interação das MP contendo dexametasona com as células Caco-2 demonstraram a sua potencialidade em modificar a absorção do fármaco em relação a uma solução aquosa do fármaco, sem apresentarem citotoxicidade sobre esta linhagem celular. Além disso, o estudo demonstrou a potencialidade do emprego deste modelo in vitro para prever a liberação do fármaco a partir de sistemas microparticulados. Assim, o conjunto destes estudos mostra que as micropartículas nanorrevestidas apresentam-se como uma nova aplicação dos sistemas nanoestruturados e como uma nova estratégia na obtenção de sistemas micro e multiparticulados de administração de fármacos.

Desenvolvimento de redes de polímeros interpenetrantes (IPN) para a aplicação como eletrólito polimérico

Uma nova rede de polímeros interpenetrantes (IPN) baseada em poliuretana de óleo de mamona e poli(etileno glicol) e poli(metacrilato de metila) foi preparada para ser utilizada como eletrólito polimérico. Os seguintes parâmetros de polimerização foram avaliados: massa molecular do poli(etileno glicol) (PEG), concentração de PEG e concentração de metacrilato de metila. As membranas de IPN foram caracterizadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR). Os eletrólitos de redes de polímeros interpenetrantes (IPNE) foram preparados a partir da dopagem com sal de lítio através do inchamento numa solução de 10% em massa de LiClO4 na mistura de carbonato de etileno e carbonato de propileno na razão mássica de 50:50. As IPNEs foram caracterizadas por espectroscopia de impedância eletroquímica e Raman. As IPNEs foram testadas como eletrólito polimérico em supercapacitores. As células capacitivas foram preparadas utilizando eletrodos de polipirrol (PPy). Os valores de capacitância e eficiência foram calculados por impedância eletroquímica, voltametria cíclica e ciclos galvonostáticos de carga e descarga. Os valores de capacitância obtidos foram em torno de 90 F.g-1 e eficiência variou no intervalo de 88 a 99%. Os valores de densidade de potência foram superiores a 250 W.kg-1 enquanto que a densidade de energia variou de 10 a 33 W.h.kg-1, dependendo da composição da IPNE. As características eletroquímicas do eletrólito formado pela IPN-LiClO4 (IPNE) foram comparadas aos eletrólitos poliméricos convencionais, tais como poli(difluoreto de vinilideno)-(hexafluorpropileno) ((PVDF-HFP/LiClO4) e poliuretana comercial (Bayer desmopan 385) (PU385/LiClO4). As condutividades na temperatura ambiente foram da ordem de 10-3 S.cm-1. A capacitância da célula utilizando eletrodos de PPy com eletrólito de PVDFHFP foi de 115 F.g-1 (30 mF.cm-2) e 110 F.g-1 (25 mF.cm-2) para a célula com PU385 comparadas a 90 F.g-1 (20 mF.cm-2) para a IPNE. Os capacitores preparados com eletrólito de IPNE apresentaram valores de capacitância inferior aos demais, entretanto provaram ser mais estáveis e mais resistentes aos ciclos de carga/descarga. A interpenetração de duas redes poliméricas, PU e PMMA produziu um eletrólito com boa estabilidade mecânica e elétrica. Um protótipo de supercapacitor de estado sólido foi produzindo utilizando eletrodos impressos de carbono ativado (PCE) e o eletrólito polimérico de IPNE. A técnica de impressão de carbono possui várias vantagens em relação aos outros métodos de manufatura de eletrodos de carbono, pois a área do eletrodo, espessura e composição são variáveis que podem ser controladas experimentalmente. As células apresentaram uma larga janela eletroquímica (4V) e valores da capacitância da ordem de 113 mF.cm-2 (16 F.g-1). Métodos alternativos de preparação do PCE investigados incluem o uso de IPNE como polímero de ligação ao carbono ativado, estes eletrodos apresentaram valores de capacitância similares aos produzidos com PVDF. A influência do número de camadas de carbono usadas na produção do PCE também foi alvo de estudo. Em relação ao eletrólito polimérico, o plastificante e o sal de lítio foram adicionados durante a síntese, formando a IPNGel. As células apresentaram alta capacitância e boa estabilidade após 4000 ciclos de carga e descarga. As membranas de IPN foram testadas também como reservatório de medicamento em sistemas de transporte transdérmico por iontoforese. Os filmes, mecanicamente estáveis, formaram géis quando inchado em soluções saturadas de lidocaina.HCl, anestésico local, em propileno glicol (PG), poli(etileno glicol) (PEG400) e suas misturas. O grau de inchamento em PG foi de 15% e 35% em PEG400. Agentes químicos de penetração foram utilizados para diminuir a resistência da barreira causada pela pele, dentre eles o próprio PG, a 2-pirrolidinona (E1) e a 1-dodecil-2-pirrolidinona (E2). Os géis foram caracterizados por espectroscopia de impedância eletroquímica e transporte passivo e por iontoforese através de uma membrana artificial (celofane). O sistema IPN/ lidocaina.HCl apresentou uma correlação linear entre medicamento liberado e a corrente aplicada. Os melhores resultados de transporte de medicamento foram obtidos utilizando o PG como solvente.

Buy-or-sell auctions

This paper develops a game theoretic model of a "Buy-or-Sell" auction. Participants have to submit both a bid and an offer price for up to one of the many units of the good being auctioned. The bid-ask spread is set in advance by the auctioneer. Such an auction was used by the Central Bank of Brazil to intervene in the foreign exchange market during the exchange rate crawling-peg regime (1995-1999). I investigate whether such mechanism is more effective than standard intervention auctions to prevent speculative attacks in the context of managed exchange rate regimes.

Effectiveness of high-throughput miniaturized sorbent- and solid phase microextraction techniques combined with gas chromatography–mass spectrometry analysis for a rapid screening of volatile and semi-volatile composition of wines: a comparative study

In this study the feasibility of different extraction procedures was evaluated in order to test their potential for the extraction of the volatile (VOCs) and semi-volatile constituents (SVOCs) from wines. In this sense, and before they could be analysed by gas chromatography–quadrupole first stage masss spectrometry (GC–qMS), three different high-throughput miniaturized (ad)sorptive extraction techniques, based on solid phase extraction (SPE), microextraction by packed sorbents (MEPS) and solid phase microextraction (SPME), were studied for the first time together, for the extraction step. To achieve the most complete volatile and semi-volatile signature, distinct SPE (LiChrolut EN, Poropak Q, Styrene-Divinylbenzene and Amberlite XAD-2) and MEPS (C2, C8, C18, Silica and M1 (mixed C8-SCX)) sorbent materials, and different SPME fibre coatings (PA, PDMS, PEG, DVB/CAR/PDMS, PDMS/DVB, and CAR/PDMS), were tested and compared. All the extraction techniques were followed by GC–qMS analysis, which allowed the identification of up to 103 VOCs and SVOCs, distributed by distinct chemical families: higher alcohols, esters, fatty acids, carbonyl compounds and furan compounds. Mass spectra, standard compounds and retention index were used for identification purposes. SPE technique, using LiChrolut EN as sorbent (SPELiChrolut EN), was the most efficient method allowing for the identification of 78 VOCs and SVOCs, 63 and 19 more than MEPS and SPME techniques, respectively. In MEPS technique the best results in terms of number of extractable/identified compounds and total peak areas of volatile and semi-volatile fraction, were obtained by using C8 resin whereas DVB/CAR/PDMS was revealed the most efficient SPME coating to extract VOCs and SVOCs from Bual wine. Diethyl malate (18.8 ± 3.2%) was the main component found in wine SPELiChrolut EN extracts followed by ethyl succinate (13.5 ± 5.3%), 3-methyl-1-butanol (13.2 ± 1.7%), and 2-phenylethanol (11.2 ± 9.9%), while in SPMEDVB/CAR/PDMS technique 3-methyl-1-butanol (43.3 ± 0.6%) followed by diethyl succinate (18.9 ± 1.6%), and 2-furfural (10.4 ± 0.4%), are the major compounds. The major VOCs and SVOCs isolated by MEPSC8 were 3-methyl-1-butanol (26.8 ± 0.6%, from wine total volatile fraction), diethyl succinate (24.9 ± 0.8%), and diethyl malate (16.3 ± 0.9%). Regardless of the extraction technique, the highest extraction efficiency corresponds to esters and higher alcohols and the lowest to fatty acids. Despite some drawbacks associated with the SPE procedure such as the use of organic solvents, the time-consuming and tedious sampling procedure, it was observed that SPELiChrolut EN, revealed to be the most effective technique allowing the extraction of a higher number of compounds (78) rather than the other extraction techniques studied.

PEGylated polyethyleneimine-entrapped gold nanoparticles for enhanced and targeted gene delivery applications

Gene therapy, which involves the transfer of nucleic acid into target cells in patients, has become one of the most important and widely explored strategies to treat a variety of diseases, such as cancer, infectious diseases and genetic disorders. Relative to viral vectors that have high immunogenicity, toxicity and oncogenicity, non-viral vectors have gained a lot of interest in recent years. This is largely due to their ability to mimic viral vector features including the capacity to overcome extra- and intra-cellular barriers and to enhance transfection efficiency. Polyethyleneimine (PEI) has been extensively investigated as a non-viral vector. This cationic polymer, which is able to compact nucleic acid through electrostatic interactions and to transport it across the negatively charged cell membranes, has been shown to effectively transfect nucleic acid into different cell lines. Moreover, entrapment of gold nanoparticles (Au NPs) into such an amine-terminated polymer template has been shown to significantly enhance gene transfection efficiency. In this work, a novel non-viral nucleic acid vector system for enhanced and targeted nucleic acid delivery applications was developed. The system was based on the functionalization of PEI with folic acid (FA; for targeted delivery to cancer cells overexpressing FA receptors on their surface) using polyethylene glycol (PEG) as a linker molecule. This was followed by the preparation of PEI-entrapped Au NPs (Au PENPs; for enhancement of transfection efficiency). In the synthesis process, the primary amines of PEI were first partially modified with fluorescein isothiocyanate (FI) using a molar ratio of 1:7. The formed PEI-FI conjugate was then further modified with either PEG or PEGylated FA using a molar ratio of 1:1. This process was finally followed by entrapment of Au NPs into the modified polymers. The resulting conjugates and Au PENPs were characterized by several techniques, namely Nuclear Magnetic Resonance, Dynamic Light Scattering and Ultraviolet-Visible Spectroscopy, to assess their physicochemical properties. In the cell biology studies, the synthesized conjugates and their respective Au PENPs were shown to be non-toxic towards A2780 human ovarian carcinoma cells. The role of these materials as gene delivery agents was lastly evaluated. In the gene delivery studies, the A2780 cells were successfully transfected with plasmid DNA using the different vector systems. However, FA-modification and Au NPs entrapment were not determinant factors for improved transfection efficiency. In the gene silencing studies, on the other hand, the Au PENPs were shown to effectively deliver small interfering RNA, thereby reducing the expression of the B-cell lymphoma 2 protein. Based on these results, we can say that the systems synthesized in this work show potential for enhanced and targeted gene therapy applications.

Síntese e avaliação da atividade antitumoral de nanogéis de fucana A da alga marrom Spatoglossum schöederi (C. Agardh) Kützing

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Influência de extratos aquosos de sorgo sobre a germinação e o desenvolvimento de plântulas de soja

Estudos conduzidos em laboratório ou em condições de campo demonstram o potencial alelopático da espécie Sorghum bicolor L., seja inibindo a germinação e o desenvolvimento de plantas daninhas ou até mesmo de plantas cultivadas em sucessão. Com o objetivo de avaliar os efeitos potencialmente alelopáticos de extratos aquosos das folhas, caules e raízes de cinco híbridos de sorgo (SARA, DKB860, DKB 599, XBG00478 e XBG06020), sobre a germinação e o desenvolvimento de plântulas de soja, cv. MG/BR 46 (Conquista), foram conduzidos dois bioensaios no período de março a junho de 2002. Foram estabelecidas como testemunhas: água destilada (com pH 8,0); água destilada com pH ajustado para 4,5; água destilada com pH ajustado para 6,0 e solução de polietilenoglicol (PEG) equivalente ao potencial osmótico de 0,1 MPa. Dentre as características avaliadas, houve efeito significativo apenas no comprimento de radícula das plântulas de soja, sendo que aquelas tratadas com os extratos de sorgo apresentaram menor radícula, diferindo significativamente das plântulas testemunhas. Observou-se que, com os extratos de raízes dos híbridos SARA, DKB860, XBG00478 e XBG06020 ocorreram os menores comprimentos de radículas de soja, diferindo do DKB 599. O extrato de folhas do XBG00478 resultou em menor média, não diferindo dos extratos de DKB860, DKB599 e XBG06020. No entanto, para o extrato de caule, o SARA resultou em menor radícula, diferindo apenas do XBG00478. Verificou-se, também, que, para os extratos de DKB860 e XBG00478, os extratos de folhas proporcionaram menor média, diferindo dos extratos de raiz e caule, enquanto para DKB599, XBG06020 e SARA, não houve diferença significativa entre os extratos de folha e caule.

Preparação e caracterização de complexos multicomponentes contendo ciclodextrinas com metotrexato

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Fermentative characteristics and aerobic stability of sorghum silages containing different tannin levels

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

Effect of supplementing compost with grapeseed meal on Agaricus bisporus production

BACKGROUND: This work assesses the agronomic performance of grapeseed meal, before and after oil extraction, in nutritional compost supplement when growing the mushroom species Agaricus bisporus (Lange) Imbach. The effect of formaldehyde treatment before using this compost is also considered. Materials were applied at different doses at spawning. Along with non-supplemented compost, three commercial nutritional supplements were used as controls.RESULTS: In general terms, grapeseed meal performance was similar to that of commercial delayed-release nutrients, but improved the non-supplemented compost response. We highlight that grapeseed enhances performance as larger yields of harvested mushrooms were obtained with greater dry weight content; however, their protein content was lower. The best performance was displayed by fresh formaldehyde-treated grapeseed (6000 ppm) when applied to the 10 g kg(-1) compost dose.CONCLUSIONS: Our findings suggest that grapeseed meal offers a great potential to be applied on a commercial scale. The addition of grapeseed resulted in an enhanced performance as shown by the higher number of harvested mushrooms. The use of grapeseed meal (extracted or non-extracted), a low-cost ingredient with high levels of carbohydrates, may suppose an economic profit on the basis of the positive effect of adding carbon in the mushroom cultivation. (C) 2012 Society of Chemical Industry

Simulação do caminhamento da água da chuva e herbicidas em palhadas utilizadas em sistemas de plantio direto

Um experimento foi conduzido no NuPAM/FCA/UNESP, Botucatu-SP, objetivando avaliar a dinâmica de retenção de água e o caminhamento de um traçante (simulando um herbicida) em diferentes coberturas mortas. Os tratamentos foram constituídos pelo monitoramento do traçante FD&C-1 pulverizado sobre coberturas mortas de cevada, trigo, aveia-preta colhida, aveia-preta rolada, azevém, milheto e capim-braquiária, nas quantidades de 3.000, 6.000 e 9.000 kg ha-1, antes e após simulação de chuvas. As repetições constituíram-se de oito conjuntos de PVC + funil + béquer com palha, onde, através da chuva lixiviada pelas palhadas e do peso dos suportes de PVC, foram estimadas a retenção e transposição da água, assim como quantificado o traçante extraído, através de procedimentos espectrofotométricos. Os diferentes tipos de resíduos culturais mostraram-se similares quanto à retenção da água da chuva, ocorrendo uniformização entre os primeiros 7,5 e 15 mm de precipitação. A formação de pontos secos associados a canais preferenciais de escorrimento induziu menor capacidade de embebição e retenção da água das chuvas pelas palhadas. As máximas capacidades médias de retenção da chuva pelas coberturas foram de 1,22, 1,99 e 2,59 mm para 3.000, 6.000 e 9.000 kg de matéria seca ha-1, respectivamente. As precipitações iniciais entre 10 e 20 mm foram fundamentais para o molhamento uniforme das palhadas e carregamento do traçante até o solo, independentemente do tipo e da quantidade de palha. Esse comportamento indica ser viável a utilização de programas similares de controle de plantas daninhas para diferentes tipos e quantidades de palha em sistemas de plantio direto.

Potencial alelopático de soluções de solo cultivado com Brachiaria brizantha: efeitos sobre a germinação de gramíneas forrageiras e plantas daninhas de pastagens

O objetivo desta pesquisa foi obter informações que possam favorecer o entendimento da atuação dos compostos alelopáticos sobre o banco de sementes do solo e sobre a seleção de plantas invasoras e indicar espécies que favoreçam a renovação dos pastos. Assim, soluções de solo de uma área de pastagem de Brachiaria brizantha cv. Marandu formada há mais de cinco anos foram extraídas para avaliar os efeitos alelopáticos dessa espécie sobre a germinação, a dormência de sementes e o vigor de plântulas de B. brizantha cv. Marandu, Panicum maximum cv. Tanzânia, Sida rhombifolia e Peschiera fuchsiaefolia. O experimento foi instalado e conduzido no Laboratório de Matologia do Departamento de Produção Vegetal da FCA/UNESP - campus de Botucatu-SP. O substrato de germinação foi umedecido com 12 mL dos seguintes tratamentos: solução do solo de uma área cultivada com B. brizantha; solução do solo de uma área sem B. brizantha (mata nativa); água destilada; solução de polietilenoglicol com potencial osmótico idêntico ao da solução do solo sob B. brizantha; e solução de polietilenoglicol com potencial osmótico idêntico ao da solução de solo de uma mata nativa. A porcentagem de sementes normais, mortas, anormais e dormentes de B. brizantha não foi influenciada por nenhuma das soluções testadas, o que evidencia a não-ocorrência de efeito auto-alelopático. Foram verificados possíveis efeitos alelopáticos negativos sobre a porcentagem e velocidade de germinação de P. maximum cv. Tanzânia e sobre o crescimento radicular de S. rhombifolia. Esta última também se mostrou sensível ao efeito alelopático da solução de solo de mata, que promoveu redução no crescimento radicular. P. fuchsiaefolia não foi afetada por nenhuma das soluções testadas.

Controle da ferrugem das folhas do capim-limão [Cymbopogon citratus (DC: ) Stapf] com produtos naturais

Cymbopogon citratus (DC.) Stapf é uma planta medicinal pertencente a família Poaceae, perene, importante para a indústria farmacêutica e alimentícia devido ao óleo essencial que produz. Um problema limitante para a produção comercial é a ferrugem, doença cujo agente etiológico é o fungo Puccinia nakanishikii Dietel. O presente trabalho objetivou avaliar a ação de produtos naturais no controle da doença in vitro e in vivo. Para os testes in vitro, empregaram-se os seguintes produtos sobre a germinação de esporos do patógeno: óleos essenciais de eucalipto, palma-rosa, cravo-da-índia, menta, limão, citronela e mil-folhas; extrato pirolenhoso de eucalipto e mentol cristalizado, em diferentes concentrações. Para os testes de campo foram selecionados quatro produtos, o óleo de citronela e de eucalipto, o extrato pirolenhoso, e o mentol. In vitro, todos os agentes mostraram-se promissores no controle do patógeno. Quando em condições in vivo, sob alta severidade da doença no ato da avaliação, os produtos testados foram capazes de reduzir a severidade da doença em comparação com a testemunha. O controle da doença com os agentes naturais variou de 38% (extrato pirolenhoso) a 61%(óleo essencial de eucalipto).

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.

Nanoencapsulation and Characterization of Zidovudine on Poly(L-lactide) and Poly(L-lactide)-Poly(ethylene glycol)-Blend Nanoparticles

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