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Dissertações |
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MARJORIE DE CARVALHO VIEIRA QUEIROZ
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Nanoencapsulação de Licopeno Extraído de Subprodutos do Tomate (Solanum lycopersicum L.) em Carreadores Lipídicos Obtidos por Inversão de Fases por Temperatura
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Orientador : LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
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MEMBROS DA BANCA :
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Alan Kelbis Oliveira Lima
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LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
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RAYANE GANASSIN
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SONIA NAIR BAO
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Data: 20/01/2026
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O licopeno é um carotenoide bioativo abundante em resíduos agroindustriais do tomate (Solanum lycopersicum L.), apresentando reconhecidas propriedades antioxidantes e potenciais aplicações nas indústrias alimentícia, cosmética e farmacêutica. Entretanto, sua elevada hidrofobicidade, instabilidade frente à luz, oxigênio e temperatura, e baixa biodisponibilidade limitam sua aplicação direta. Nesse contexto, os carreadores lipídicos nanoestruturados (CLN), obtidos por métodos de emulsificação de baixa energia, representam uma alternativa promissora para proteger, estabilizar e veicular compostos lipofílicos. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver, caracterizar e avaliar a estabilidade de CLN contendo licopeno extraído de resíduos de tomate, utilizando o método de inversão de fases por temperatura (PIT) associado ao uso de lipídeos de origem vegetal, com ênfase na sustentabilidade do processo. Primeiro foi preparado o extrato oleoso com licopeno, e em seguida foram produzidas 52 nanoformulações, contendo ou não licopeno, utilizando óleo de canola, manteiga de murumuru e o tensoativo Brij O10. A caracterização físicoquímica foi conduzida por análises de tamanho médio de partícula (Z-average), índice de dispersividade (PDI) e potencial zeta realizadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS). A quantificação do licopeno nas nanoformulações foi feita por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), permitindo o cálculo da eficiência de encapsulamento. A estabilidade das nanoformulações foi avaliada por 90 dias sob temperatura ambiente e a 4 oC. A atividade antioxidante das amostras foi quantificada pelo método do radical DPPH, enquanto o perfil de citotoxicidade foi avaliado por meio do ensaio de viabilidade celular. O extrato apresentou concentração de 3,91 µg/mL de licopeno. A análise conjunta dos parâmetros físico-químicos revelou que as formulações apresentaram diâmetro hidrodinâmico médio de 49,32 ± 12,31 nm, com distribuição relativamente homogênea (PDI = 0,193 ± 0,032). O potencial zeta permaneceu negativo (–13,91 ± 3,43 mV), indicando estabilidade coloidal moderada e repulsão eletrostática suficiente para evitar agregação pronunciada. A maioria dos CLN-L mantiveram estabilidade durante 90 dias, com melhor desempenho observado sob refrigeração. A eficiência de encapsulamento variou de 23,61-54,08%, indicando um limite de solubilidade do licopeno na matriz lipídica estudada, independentemente da concentração inicial do extrato. Todas as amostras analisadas apresentaram atividade antioxidante, com maior teor de redução do radical DPPH em 87,71%. Os testes de viabilidade celular demonstraram perfil dose-dependente, com menor citotoxicidade em concentrações reduzidas e efeitos acentuados em doses mais altas. A CLN-L apresentou IC50 de 180 mg/ml e 0,44 mg/ml, para HaCaT e B16-F10, respectivamente, enquanto a CLN-B apresentou IC50 de 140 mg/ml e 0,092 mg/ml. Os resultados obtidos demonstram o potencial dos CLN produzidos pelo método PIT como sistemas promissores para estabilização e veiculação de licopeno, valorizando resíduos agroindustriais e contribuindo para a nanotecnologia verde. As propriedades físico-químicas, a estabilidade prolongada e a atividade funcional observadas reforçam a aplicabilidade desses sistemas em formulações cosméticas, nutracêuticas e farmacêuticas, abrindo caminho para novos estudos de liberação controlada, padronização de extratos e avaliação biológica ampliada.
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Lycopene is a bioactive carotenoid abundantly found in agro-industrial tomato (Solanum lycopersicum L.) residues, with well-recognized antioxidant properties and potential applications in the food, cosmetic, and pharmaceutical industries. However, its high hydrophobicity, susceptibility to degradation by light, oxygen, and temperature, and low bioavailability limit its direct application. In this context, nanostructured lipid carriers (NLCs), obtained through low-energy emulsification methods, represent a promising alternative to protect, stabilize, and deliver lipophilic compounds. Therefore, the aim of this study was to develop, characterize, and evaluate the stability of NLCs loaded with lycopene extracted from tomato residues, using the phase inversion temperature (PIT) method combined with plant-derived lipids, with emphasis on process sustainability. First, an oil extract rich in lycopene was prepared, followed by the production of 52 nanoformulations—with and without lycopene—using canola oil, murumuru butter, and the surfactant Brij O10. Physicochemical characterization included measurements of mean particle size (Z-average), polydispersity index (PDI), and zeta potential by dynamic light scattering (DLS). Lycopene quantification in the nanoformulations was performed by high-performance liquid chromatography (HPLC), enabling the calculation of encapsulation efficiency. The stability of the formulations was assessed for 90 days under ambient conditions and at 4 °C. Antioxidant activity was quantified using the DPPH radical assay, while cytotoxicity was evaluated through a cell viability test. The extract contained 3.91 µg/mL of lycopene. Combined analysis of the physicochemical parameters showed that the formulations exhibited an average hydrodynamic diameter of 49.32 ± 12.31 nm, with relatively homogeneous size distribution (PDI = 0.193 ± 0.032). The zeta potential remained negative (–13.91 ± 3.43 mV), indicating moderate colloidal stability and sufficient electrostatic repulsion to prevent pronounced aggregation. Most lycopene-loaded NLCs remained stable for 90 days, with improved performance under refrigeration. Encapsulation efficiency ranged from 23.61% to 54.08%, suggesting a solubility limit of lycopene within the studied lipid matrix, regardless of the initial extract concentration. All samples showed antioxidant activity, with the highest DPPH radical scavenging reaching 87.71%. Cell viability assays revealed a dose-dependent profile, with lower cytotoxicity at reduced concentrations and more pronounced effects at higher doses. CLN-L exhibited IC₅₀ values of 180 mg/mL and 0.44 mg/mL for HaCaT and B16-F10 cells, respectively, whereas CLN-B showed IC₅₀ values of 140 mg/mL and 0.092 mg/mL. Overall, the results demonstrate the potential of NLCs produced via the PIT method as promising systems for stabilizing and delivering lycopene, adding value to agro-industrial waste while contributing to green nanotechnology. The physicochemical properties, extended stability, and functional activity of the formulations highlight their applicability in cosmetic, nutraceutical, and pharmaceutical systems, paving the way for future studies on controlled release, extract standardization, and expanded biological evaluation.
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LUCAS CANTALOVO PEREIRA
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Do fruto à nanopartícula: como o pré-processamento da pimenta rosa influencia as propriedades dos nanomateriais de ouro e prata
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Orientador : CLAURE NAIN LUNARDI GOMES
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MEMBROS DA BANCA :
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CLAURE NAIN LUNARDI GOMES
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GUILHERME MARTINS GELFUSO
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FRANCISCO JOSE RIVERA PINEDO
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Fernanda Sodré Rodrigues
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Data: 20/01/2026
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Os avanços nos métodos de síntese verde para nanopartículas metálicas têm atraído atenção nos últimos anos devido às suas potenciais aplicações em diversas áreas de pesquisa, como catálise, biomedicina e remediação ambiental. Dentre essas aplicações, o uso de extratos vegetais, como os da planta Schinus terebinthifolius (pimenta-rosa), ricos em compostos bioativos que atuam como agentes redutores e estabilizantes, especialmente na síntese de nanopartículas de ouro (AuNPs) e prata (AgNPs), emergiu como uma das melhores alternativas ecológicas aos métodos químicos convencionais. Essa abordagem combina as propriedades físico-químicas únicas e a bioatividade dessas nanopartículas metálicas com as propriedades biomédicas e químicas desses compostos orgânicos, abrindo um leque de novas aplicações para as nanopartículas resultantes. Apesar desses avanços, a obtenção de uma fonte confiável de extratos vegetais para síntese ainda apresenta desafios devido à variabilidade no processamento da matéria-prima antes da extração. Portanto, é essencial compreender como esse processo impacta o produto final para garantir que as nanopartículas sintetizadas apresentem as características desejadas. Assim, este estudo teve como objetivo otimizar esses processos para compreender tais impactos e permitir maior controle sobre a síntese verde de nanopartículas e suas características e propriedades. Para atingir esse objetivo, nanopartículas de ouro e prata foram sintetizadas por meio de síntese verde utilizando extratos de pimenta-rosa obtidos por extração assistida por ultrassom com frutos moídos ou não processados. Essas nanopartículas foram então caracterizadas e avaliadas para compreender os impactos do processamento da matéria-prima. As nanopartículas foram avaliadas por meio de diversas técnicas analíticas para avaliar ressonância plasmônica superficial (espectroscopia UV-Vis), distribuição de tamanho e índice de polidispersão (espalhamento dinâmico de luz), potencial zeta, grupos funcionais envolvidos na estabilização das nanopartículas (espectroscopia FT-IR) e cristalinidade e morfologia (microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução). Em conjunto, os dados mostram que a moagem do extrato melhora o controle da nucleação, a cristalinidade e a estabilidade coloidal, proporcionando uma rota escalável para nanopartículas de ouro (AuNPs) e prata (AgNPs) biogênicas para aplicações biomédicas, catalíticas e de conservação de alimentos.
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Advances in green synthesis methods for metallic nanoparticles have garnered attention in recent years due to their potential applications in a range of research fields such as catalysis, biomedicine and environmental remediation. Among these, the use of plant-derived extracts from plants such as Schinus terebinthifolius (Pink Pepper) which are rich in bioactive compounds that can act as reducing and stabilizing agents especially in the gold (AuNPs) and silver nanoparticle (AgNPs) synthesis, has emerged as one of the best eco-friendly alternatives to conventional chemical methods as it combines the unique physicochemical properties and bioactivity of these metallic nanoparticles with the biomedical and chemical properties of these organic compounds, opening up a range of new applications for the resulting nanoparticles. Despite these advances, obtaining a reliable source for plant-derived extracts for synthesis due to process variability in raw material processing before extraction, therefore it is essential to understand how this process impacts the final product to ensure the synthesized nanoparticles present the desired characteristics. Therefore, this study aimed to optimize these processes in order to understand such impacts and allow for greater control over green synthesis of nanoparticles and the resulting characteristics and properties. To achieve this goal, gold and silver nanoparticles were synthesized through green synthesis utilizing Pink Pepper extracts obtained with Ultrasound-assisted extraction utilizing ground or unprocessed berries, these nanoparticles were then characterized and evaluated to understand the impacts of raw material processing. Nanoparticles were characterized through multiple analytical techniques to assess surface plasmon resonance (UV-Vis Spectroscopy), size distribution and polydispersity index (Dynamic Light Scattering), zeta potential, functional group involvement in nanoparticle stabilization (FT-IR spectroscopy) and, crystallinity and morphology (High resolution-TEM). Collectively, the data show that extract grinding enhances nucleation control, crystallinity, and colloidal stability, providing a scalable route to biogenic AuNPs and AgNPs for biomedical, catalytic, and food-preservation applications.
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GABRIELLA DE OLIVEIRA SILVA
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Desenvolvimento e avaliação de nanoemulsões contendo urucum e curcumina para aplicação antimicrobiana frente a Staphylococcus aureus em feridas cutâneas
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Orientador : MARCELLA LEMOS BRETTAS CARNEIRO
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MEMBROS DA BANCA :
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ERICK GUIMARÃES FRANÇA
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MARCELLA LEMOS BRETTAS CARNEIRO
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MARCUS VINICIUS LIA FOOK
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SUELIA DE SIQUEIRA RODRIGUES FLEURY ROSA
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Data: 20/02/2026
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Infecções bacterianas associadas a feridas cutâneas, especialmente em pessoas com doenças crônicas como o diabetes, representam um relevante problema de saúde pública, agravado pelo aumento da resistência aos antibióticos convencionais. Nesse cenário, cresce o interesse por alternativas terapêuticas eficazes, seguras e baseadas em abordagens inovadoras. O urucum e a curcumina são compostos de origem vegetal amplamente reconhecidos por suas propriedades biológicas. Contudo, limitações relacionadas à solubilidade, estabilidade e biodisponibilidade restringem sua aplicação direta. Diante disso, este trabalho teve como objetivo desenvolver nanoemulsões contendo esses compostos naturais e avaliar seu potencial antimicrobiano frente à bactéria Staphylococcus aureus. As formulações desenvolvidas apresentaram propriedades físico-químicas adequadas para aplicação biomédica e elevada estabilidade, além de promover a potencialização da atividade antimicrobiana dos compostos naturais, quando comparada às suas formas livres. Os resultados obtidos indicam que a associação entre produtos naturais e sistemas nanoestruturados constitui uma estratégia promissora para o controle de infecções bacterianas, com potencial aplicação em produtos tópicos, como curativos e pomadas para feridas. Dessa forma, o estudo reforça a importância da pesquisa científica voltada à inovação em saúde, contribuindo para o desenvolvimento de soluções mais acessíveis, sustentáveis e alinhadas às necessidades da sociedade.
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Bacterial infections associated with skin wounds, particularly in individuals with chronic conditions such as diabetes mellitus, represent a significant public health concern, further exacerbated by the increasing resistance to conventional antibiotics. In this context, there is growing interest in therapeutic alternatives that are effective, safe, and based on innovative technological approaches. Annatto and curcumin are plant-derived compounds widely recognized for their biological properties; however, limitations related to solubility, stability, and bioavailability restrict their direct application. Therefore, this study aimed to develop nanoemulsions containing annatto and curcumin and to evaluate their antimicrobial potential against Staphylococcus aureus. The developed formulations exhibited suitable physicochemical properties and high stability, in addition to enhancing the antimicrobial activity of the natural compounds when compared to their free forms. The findings suggest that combining natural products with nanostructured delivery systems represents a promising strategy for controlling bacterial infections, with potentialapplications in topical products such as wound dressings and skin treatments. Overall, this research underscores the significance of scientific innovation in healthcare, leading to the development of more accessible, sustainable, and socially responsive solutions.
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SÂMARA MARIA PINHEIRO VAINAUSKAS OLIVEIRA
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ESTUDO IN VITRO DA EFICÁCIA DA TERAPIA FOTODINÂMICA MEDIADA POR NANOCOMPÓSITOS DE OURO-PLURONIC CONJUGADOS AO CLORETO DE ALUMÍNIO-FTALOCIANINA NO TRATAMENTO DE CÂNCER DE MAMA
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Orientador : LAISE RODRIGUES DE ANDRADE
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MEMBROS DA BANCA :
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Deizilene de Souza Barbosa
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LAISE RODRIGUES DE ANDRADE
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MARCELLA LEMOS BRETTAS CARNEIRO
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MELISSA SILVA MONTEIRO DE MENDONÇA
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Data: 23/02/2026
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A terapia fotodinâmica (TFD) no câncer de mama é limitada pela agregação e instabilidade em meio aquoso de fotossensibilizantes (FS) hidrofóbicos, como o cloreto de alumínio ftalocianina (AlClPc), sendo a nanotecnologia uma estratégia para otimizar suas propriedades físico-químicas e biológicas. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia da TFD mediada por nanocompósitos de ouro-Pluronic associados ao AlClPc (AuPLU/AlClPc) contra células tumorais murinas. De acordo com o espalhamento dinâmico de luz (DLS), o AuPLU/AlClPc apresentou propriedades coloidais dependentes do meio dispersante, com DH de 248,40 ± 39,17 nm em água e 66,84 ± 41,53 nm em meio fisiológico-like, PDI entre 0,53 e 0,58 e PZ –36,65 ± 28,98 mV (água) e –19,64 ± 30,36 mV (meio). A espectroscopia UV-vis revelou bandas características de LSPR entre 520-580 nm e da banda Q do AlClPc entre 670-690 nm, indicando integridade estrutural sob condições de diluição. Ensaios fotoquímicos demonstraram maior geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) pelo AuPLU/AlClPc, evidenciada por redução da absorbância do DPBF 50% superior à do AlClPc livre. Após 24 h de tratamento no escuro, o AuPLU/AlClPc apresentou toxicidade dependente da concentração em células 4T1-luc, reduzindo a viabilidade em até 49,71%, enquanto o AlClPc livre reduziu cerca de 30%. Após irradiação precedida de 15 min de incubação com concentrações não tóxicas de AuPLU/AlClPc, a viabilidade de 4T1-luc foi reduzida para aproximadamente 2-3%; em condições equivalentes, o AlClPc livre resultou em ~7%, sem benefício adicional observado para tempos de incubação mais longos (30-60 min). Em fibroblastos NIH-3T3, o AuPLU/AlClPc manteve viabilidade superior a 90% no escuro, enquanto AlClPc livre reduziu a viabilidade em cerca de 24%; após a TFD com 15 min de tratamento, foram observadas viabilidades de aproximadamente 27% (AlClPc) e entre 16-24% (AuPLU/AlClPc), sugerindo seletividade moderada. Do ponto de vista mecanístico, o AuPLU/AlClPc promoveu aumento dos níveis intracelulares de EROs (36% superior ao controle negativo), associado a aproximadamente 77% de fragmentação de DNA e cerca de 94% de lesão de membrana. Em conjunto, os resultados indicam que, apesar da eficácia fotodinâmica semelhante à do FS livre, o AuPLU/AlClPc oferece vantagens como maior estabilidade coloidal, maior eficiência fotoquímica e perfil de segurança aprimorado no escuro, configurando-se como uma plataforma promissora para a otimização da TFD.
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Photodynamic therapy (PDT) for breast cancer is limited by the aggregation and instability of hydrophobic photosensitizers (PS), such as aluminum phthalocyanine chloride (AlClPc), in aqueous media, and nanotechnology has emerged as a strategy to optimize their physicochemical and biological properties. The aim of this study was to evaluate the efficacy of PDT mediated by gold–Pluronic nanocomposites associated with AlClPc (AuPLU/AlClPc) against murine tumor cells. According to dynamic light scattering (DLS), AuPLU/AlClPc exhibited dispersion medium-dependent colloidal properties, with DH of 248.40 ± 39.17 nm in water and 66.84 ± 41.53 nm in physiological-like medium, PDI ranging from 0.53 to 0.58, and ZP of –36.65 ± 28.98 mV (water) and –19.64 ± 30.36 mV (medium). UV–Vis spectroscopy revealed characteristic LSPR bands between 520-580 nm and the Q band of AlClPc between 670-690 nm, indicating structural integrity under dilution conditions. Photochemical assays demonstrated enhanced generation of reactive oxygen species (ROS) by AuPLU/AlClPc, evidenced by a 50% greater reduction in DPBF absorbance compared to free AlClPc. After 24 h of dark treatment, AuPLU/AlClPc exhibited concentration-dependent toxicity in 4T1-luc cells, reducing viability by up to 49.71%, whereas free AlClPc reduced viability by approximately 30%. Following irradiation preceded by 15 min incubation with non-toxic concentrations of AuPLU/AlClPc, 4T1-luc viability was reduced to approximately 2-3%; under equivalent conditions, free AlClPc resulted in ~7%, with no additional benefit observed for longer incubation times (30-60 min). In NIH-3T3 fibroblasts, AuPLU/AlClPc maintained viability above 90% in the dark, whereas free AlClPc reduced viability by approximately 24%; after PDT with 15 min treatment, viabilities of approximately 27% (AlClPc) and 16-24% (AuPLU/AlClPc) were observed, suggesting moderate selectivity. From a mechanistic perspective, AuPLU/AlClPc promoted increased intracellular ROS levels (36% higher than the negative control), associated with approximately 77% DNA fragmentation and about 94% membrane damage. Taken together, these results indicate that, despite exhibiting photodynamic efficacy comparable to that of the free PS, AuPLU/AlClPc offers advantages such as improved colloidal stability, enhanced photochemical efficiency, and an improved safety profile in the dark, supporting its potential as a promising platform for PDT optimization.
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LOURDES CRISTEL MEJIA CACERES
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Influência da atmosfera de tratamentos térmicos na geração de vacâncias de oxigênio e ions de Ti3+ em nanopartículas de TiO2 sintetizadas por micro-ondas e avaliação da sua eficiência na atividade fotocatalítica em contaminantes emergentes
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Orientador : JOSE ANTONIO HUAMANI COAQUIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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JOSE ANTONIO HUAMANI COAQUIRA
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MARCELO HENRIQUE SOUSA
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MARIA DEL PILAR HIDALGO FALLA
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MARLY MONTERO MUNOZ
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Data: 24/02/2026
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Neste trabalho, relatamos a síntese de nanopartículas de TiO₂ obtidas por um método assistido por micro-ondas, seguida de tratamentos térmicos em atmosfera de ar (10³ mbar) e de vácuo (10⁻² mbar). As análises de difração de raios X (DRX) e espectroscopia Raman confirmaram a formação da fase anatasio do TiO₂, com tamanho médio de cristalito de aproximadamente ~4 nm para a amostra tratada em ar. Após o tratamento em vácuo, o tamanho das partículas aumentou para ~7 nm. Esses valores estão em boas concordâncias com os obtidos a partir das imagens de microscopia eletrônica de transmissão (MET). Além disso, o tratamento em vácuo induziu uma contração anisotrópica ao longo do eixo c, associada à redução de Ti4 ⁺ para Ti³⁺ acompanhada da geração de vacâncias de oxigênio. Os resultados de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) indicaram ainda que o tratamento térmico em vácuo intensifica a formação de vacâncias de oxigênio e a redução parcial de Ti4 ⁺ para Ti³⁺. Os resultados de espectroscopia Raman confirmaram a formação da fase de anatasio. Também, determinou-se que o modo Eg apresentou características consistentes com o efeito de confinamento de fônons devido ao tamanho pequeno das partículas. A presença de vacâncias de oxigênio e íons Ti³⁺ foi adicionalmente confirmada por experimentos de ressonância paramagnética eletrônica (EPR). As medidas de magnetização revelaram a coexistência de contribuições paramagnéticas e ferromagnéticas. A contribuição paramagnética foi atribuída à resposta de íons Ti³⁺ isolados e não interagentes, enquanto a contribuição ferromagnética foi associada às interações de spin de íons Ti³⁺ (3d¹) mediadas por ânions O²⁻ (interações de supertroca) ou a polarons magnéticos ligados. Além disso, o aumento dos defeitos estruturais após o tratamento em vácuo conduz ao aumento de estados eletrônicos dentro abaixo da banda de condução, o que provoca o fechamento do gap de energia. Por outro lado, os ensaios fotocatalíticos de degradação da rodamina B, na concentração de 3 ppm, mostraram que a amostra tratada em vácuo apresentou atividade fotocatalítica significativamente superior, alcançando uma eficiência de degradação de 99,6 % em 100 min e mantendo seu desempenho ao longo de vários ciclos de reutilização. Esse melhor desempenho é atribuído à maior geração de espécies reativas, favorecida pelos defeitos estruturais presentes após o tratamento térmico. Além disso, os ensaios de fotocatálise aplicados a microplásticos de poliestireno utilizando nanopartículas tratadas em atmosfera de ar evidenciaram uma oxidação progressiva da superfície do polímero, acompanhada da formação de novos grupos funcionais oxigenados. Esses resultados indicam a geração de produtos intermediários de degradação e confirmam que a fotocatálise induz na promoção da oxidação e da modificação química do poliestireno promovendo alterações químicas mais intensas e significativas do que a fotólise, na superfície e estrutura do microplastico.
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In this work, we report the synthesis of TiO₂ nanoparticles obtained by a microwave-assisted method, followed by thermal treatments under air (10³ mbar) and vacuum (10⁻² mbar) atmospheres. X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy analyses confirmed the formation of the anatase phase of TiO₂, with an average crystallite size of approximately ~4 nm for the air-annealed sample. After vacuum annealing, the particle size increased to ~7 nm. These values are in good agreement with those obtained from transmission electron microscopy (TEM) images. In addition, vacuum annealing induced an anisotropic contraction along the c axis, which was associated with the reduction of Ti⁴⁺ to Ti³⁺ caused by the generation of oxygen vacancies. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results further indicated that thermal treatment under vacuum promotes the formation of oxygen vacancies and the partial reduction of Ti⁴⁺ to Ti³⁺. Raman spectroscopy results confirmed the phase formation, while the Eg mode exhibited features consistent with the phonon confinement effect. The presence of oxygen vacancies and Ti³⁺ ions was further confirmed by electron paramagnetic resonance (EPR) measurements. Magnetization measurements revealed the coexistence of paramagnetic and ferromagnetic contributions. The paramagnetic contribution was attributed to isolated, non-interacting Ti³⁺ ions, whereas the ferromagnetic contribution was associated with spin interactions between Ti³⁺ (3d¹) ions mediated by O²⁻ anions (superexchange interactions) or through bound magnetic polarons. Moreover, the presence of these structural defects after vacuum annealing leads to an increase in electronic states within the band gap. On the other hand, in photocatalytic degradation experiments of rhodamine B at a concentration of 3 ppm, the vacuum-annealed sample exhibited a clearly superior photocatalytic activity, achieving a degradation efficiency of 99.6% within 100 min and maintaining its efficiency over several reuse cycles. This enhanced performance is attributed to the increased generation of reactive species promoted by the structural defects present in the material. Furthermore, photocatalysis experiments applied to polystyrene microplastics using air-annealed nanoparticles revealed a progressive oxidation of the polymer surface, accompanied by the formation of new oxygen-containing functional groups. These results indicate the generation of intermediate degradation products and confirm that photocatalysis induces the promotion of oxidation and chemical modification of polystyrene, promoting more intense and significant chemical changes than photolysis, on the surface and structure of microplastic.
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INGRID ARAUJO DE SANTANA SANTOS
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Desenvolvimento e otimização por redes neurais artificiais de nanopartículas poliméricas contendo minoxidil e espironolactona para o direcionamento folicular no tratamento da alopecia androgenética
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Orientador : MARCILIO SERGIO SOARES DA CUNHA FILHO
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MEMBROS DA BANCA :
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MARCILIO SERGIO SOARES DA CUNHA FILHO
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IDEJAN PADILHA GROSS
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GUILHERME MARTINS GELFUSO
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BRENO NORONHA MATOS
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Data: 23/03/2026
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A alopecia androgenética é uma condição altamente prevalente, associada a fatores genéticos e hormonais, que compromete a qualidade de vida dos indivíduos afetados. Diante das limitações das terapias convencionais e do potencial das nanopartículas poliméricas (PNPs) como sistemas de liberação direcionada, este trabalho teve como objetivo desenvolver PNPs contendo minoxidil (MXD) e espironolactona (SPL), a partir de formulações geradas por modelos de redes neurais artificiais (RNAs), visando avaliar a influência do tamanho no direcionamento folicular. Foram produzidas 127 formulações contendo MXD e 131 contendo SPL, das quais 47 e 32 formaram nanopartículas, respectivamente, possibilitando a identificação das variáveis mais relevantes para a formação dos sistemas. De modo geral, os resultados de caracterização das PNPs demonstraram ampla variabilidade nos parâmetros físico-químicos avaliados, com predominância de sistemas com índice de polidispersão inferior a 0,2, potenciais zeta superiores a 30 mV em módulo e eficiência de encapsulação acima de 70%. Para as 8 formulações empregadas nos estudos de penetração cutânea, os sistemas selecionados apresentaram parâmetros físico-químicos condizentes com as metas estabelecidas. Os modelos preditivos apresentaram desempenho satisfatório, com acurácia e precisão de até 85%, além de elevada concordância entre os valores preditos e experimentais. Os ensaios de penetração cutânea in vitro demonstraram que a formulação de MXD com tamanho intermediário (~200 nm) apresentou maior direcionamento para os folículos pilosos, diferindo significativamente das formulações de 115,3, 331,2 e 548,7 nm (p<0,0001). Para a SPL, as formulações de 137,4 e 325,9 nm apresentaram maior direcionamento para os folículos pilosos, enquanto a de 282,1 nm apresentou desempenho inferior, evidenciando um comportamento não linear dependente do tamanho. Em conjunto, os resultados confirmam a aplicabilidade de abordagens orientadas por dados para o desenvolvimento racional de sistemas nanoestruturados e permitem correlacionar o tamanho das PNPs ao direcionamento folicular de para o MXD e SPL voltados ao tratamento da alopecia androgenética.
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Mostrar Abstract
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Androgenetic alopecia is a highly prevalent condition associated with genetic and hormonal factors that compromises the quality of life of affected individuals. In view of the limitations of conventional therapies and the potential of polymeric nanoparticles (PNPs) as targeted drug delivery systems, this study aimed to develop PNPs containing minoxidil (MXD) and spironolactone (SPL) from formulations generated by artificial neural network (ANN) models in order to evaluate the influence of particle size on follicular targeting. A total of 127 MXD-containing formulations and 131 SPL-containing formulations were produced, of which 47 and 32 formed nanoparticles, respectively, enabling the identification of the most relevant variables for system formation. Overall, the characterization results demonstrated wide variability in the evaluated physicochemical parameters, with a predominance of systems presenting polydispersity index values below 0.2, zeta potentials above 30 mV in magnitude, and encapsulation efficiency higher than 70%. For the eight formulations selected for skin penetration studies, the systems exhibited physicochemical parameters consistent with the established targets. The predictive models showed satisfactory performance, with accuracy and precision of up to 85%, as well as high agreement between predicted and experimental values. In vitro skin penetration assays demonstrated that the MXD formulation with intermediate particle size (~200 nm) exhibited greater follicular targeting, differing significantly from the 115.3, 331.2, and 548.7 nm formulations (p < 0.0001). For SPL, the 137.4 and 325.9 nm formulations showed greater follicular targeting, whereas the 282.1 nm formulation exhibited inferior performance, indicating a nonlinear size-dependent behavior. Taken together, these results confirm the applicability of data-driven approaches for the rational development of nanostructured systems and allow the correlation of PNP size with follicular targeting for MXD and SPL in the treatment of androgenetic alopecia.
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ANA PAULA STRACK MARINHO
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NaDES como componente estrutural de carreadores lipídicos nanoestruturados de coprodutos do Cerrado: redirecionamento fenotípico em melanoma murino
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Orientador : VICTOR CARLOS MELLO DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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CAROLINA MADEIRA LUCCI
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HILANA DOS SANTOS SENA BRUNEL
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JULIANA LIS MENDES DE BRITO
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VICTOR CARLOS MELLO DA SILVA
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Data: 24/08/2026
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O melanoma é uma neoplasia cutânea agressiva cuja progressão está associada a desequilíbrios redox e remodelamento celular, tornando relevante a investigação de estratégias baseadas em compostos bioativos naturais e sistemas de entrega nanoestruturados. Solventes eutéticos naturais profundos (NaDES) têm sido explorados principalmente como solventes de extração, permanecendo pouco compreendido seu papel como componente estrutural de nanoformulações. Este estudo investigou o papel do NaDES como componente estrutural de carreadores lipídicos nanoestruturados (NLC) sobre a resposta de células de melanoma murino B16-F10, comparando um par de nanoformulações contendo o mesmo extrato de coproduto de taperebá (Spondias mombin L.) e idêntica matriz lipídica, diferindo exclusivamente pela presença do NaDES (NLC-TAP e NLC-TAP-NaDES). De forma complementar, avaliou-se se o padrão de resposta observado se estendia a uma nanoformulação de composição distinta, obtida a partir do coproduto de seriguela (Spondias purpurea L., NLC-SER). A viabilidade celular foi avaliada por ensaio de MTT, e as concentrações citotóxicas medianas (CC₅₀) obtidas (expressas em massa de lipídio por volume: 106,2 µg/mL para NLCTAP, 67,2 µg/mL para NLC-TAP-NaDES e 24,1 µg/mL para NLC-SER) orientaram os ensaios morfológicos, ultraestruturais e de estresse oxidativo, realizados por microscopia óptica, confocal, eletrônica de varredura, eletrônica de transmissão e pela sonda CellROX™ Green. Os NaDES livres preservaram, em geral, a morfologia celular, enquanto sua incorporação à formulação de taperebá esteve associada às alterações mais pronunciadas do estudo. A comparação entre NLC-TAP e NLC-TAP-NaDES revelou que a incorporação do NaDES não intensificou um mesmo padrão de resposta, mas esteve associada a um fenótipo morfológico e ultraestrutural qualitativamente distinto, caracterizado como redirecionamento fenotípico dependente de NaDES. O padrão de remodelação observado nas formulações de taperebá estendeu-se, em menor magnitude, à formulação de seriguela. Os resultados de estresse oxidativo não permitiram estabelecer um efeito antioxidante consistente nas condições avaliadas, compatível com uma possível seletividade dependente de dose e de contexto redox. Esses achados reforçam a relevância de investigar NaDES não apenas como veículos de extração, mas como determinantes ativos do comportamento biológico de nanoformulações, associando valorização de coprodutos do Cerrado, química verde e nanotecnologia no desenvolvimento de plataformas bioativas.
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Melanoma is an aggressive skin neoplasm whose progression is associated with redox imbalance and cellular remodeling, making the investigation of strategies based on natural bioactive compounds and nanostructured delivery systems relevant. Natural deep eutectic solvents (NaDES) have been mainly explored as extraction solvents, while their role as a structural component of nanoformulations remains poorly understood. This study investigated the role of NaDES as a structural component of nanostructured lipid carriers (NLC) on the response of murine melanoma B16-F10 cells, comparing a pair of nanoformulations containing the same taperebá (Spondias mombin L.) byproduct extract and identical lipid matrix, differing exclusively by the presence of NaDES (NLC-TAP and NLC-TAP-NaDES). As a complementary approach, it was assessed whether the observed response pattern extended to a nanoformulation of distinct composition, obtained from the seriguela byproduct (Spondias purpurea L., NLC-SER). Cell viability was evaluated by MTT assay, and the median cytotoxic concentrations (CC₅₀) obtained (expressed as lipid mass per volume: 106.2 µg/mL for NLC-TAP, 67.2 µg/mL for NLC-TAP-NaDES, and 24.1 µg/mL for NLC-SER) guided the morphological, ultrastructural, and oxidative stress assays, performed by optical, confocal, scanning electron, and transmission electron microscopy, as well as the CellROX™ Green probe. Free NaDES generally preserved cell morphology, whereas its incorporation into the taperebá formulation was associated with the most pronounced alterations observed in the study. The comparison between NLC-TAP and NLC-TAP-NaDES revealed that NaDES incorporation did not intensify the same response pattern, but was instead associated with a qualitatively distinct morphological and ultrastructural phenotype, characterized as a NaDES-dependent phenotypic redirection. The remodeling pattern observed in the taperebá formulations extended, to a lesser magnitude, to the seriguela formulation. Oxidative stress results did not establish a consistent antioxidant effect under the conditions evaluated, consistent with a possible dose- and redoxcontext-dependent selectivity. These findings reinforce the relevance of investigating NaDES not only as extraction vehicles, but as active determinants of the biological behavior of nanoformulations, linking the valorization of Cerrado byproducts, green chemistry, and nanotechnology in the development of bioactive platforms.
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Victoria Machado Mota
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Avaliação in vitro do potencial imunomodulador e do perfil de liberação de nanogel de Poloxamer 188 associado a lisado de células tumorais 4T1-luc.
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Orientador : JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
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MEMBROS DA BANCA :
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ALEXANDRA MARIA DOS SANTOS CARVALHO
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Bruno Iles
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JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
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MOSAR CORREA RODRIGUES
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Data: 27/08/2026
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O câncer de mama triplo negativo apresenta elevada agressividade e limitação de alvos terapêuticos específicos, tornando relevante o desenvolvimento de estratégias imunomodulatórias. Lisados derivados de células tumorais em morte celular imunogênica podem fornecer antígenos e sinais de perigo capazes de estimular respostas imunes, mas sua complexidade molecular pode limitar sua estabilidade e disponibilidade biológica. Nesse contexto, este trabalho avaliou uma formulação de nanogel de Poloxamer 188 (PL188) associada ao lisado de células 4T1-luc tratadas com metotrexato, com o objetivo de investigar seu perfil de liberação e seu potencial imunomodulador sobre macrófagos RAW 264.7 in vitro. O nanogel de PL188 foi preparado por dispersão a frio na concentração de 40% (m/v) e caracterizado quanto ao comportamento termorresponsivo, estabilidade coloidal, citotoxicidade, radiodensidade e capacidade de modular a liberação da sonda IR820 em sistema transwell. As curvas de liberação foram ajustadas aos modelos de ordem zero, primeira ordem, Higuchi, Korsmeyer-Peppas, Weibull e Zeng et al., sendo o melhor ajuste definido prioritariamente pelo menor AICc. O potencial imunomodulador foi avaliado por análise morfológica de células RAW 264.7 e dosagem de mediadores inflamatórios. Os resultados demonstraram que o nanogel apresentou transição solução-gel dependente da temperatura e estabilidade coloidal, com tamanho hidrodinâmico predominante entre 3 e 7 nm. A formulação apresentou baixa citotoxicidade nas menores concentrações testadas. A temperatura de 37°C reduziu a liberação da sonda IR820, sugerindo maior retenção da carga na matriz em condição próxima à fisiológica. A incorporação do lisado celular também contribuiu para um perfil de liberação mais restrito. A associação entre lisado e nanogel não comprometeu a capacidade de estimular alterações morfológicas em macrófagos RAW 264.7, indicando manutenção do potencial imunomodulador da formulação. Assim, o nanogel de PL188 demonstrou potencial como matriz carreadora capaz de modular a liberação de biocompostos celulares e favorecer sua aplicação em estratégias biomédicas voltadas à imunomodulação antitumoral.
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Triple-negative breast cancer is highly aggressive and lacks well-defined therapeutic targets, underscoring the need for the development of immunomodulatory strategies. Lysates derived from tumor cells undergoing immunogenic cell death can provide tumor-associated antigens and danger signals capable of eliciting immune responses; however, their molecular complexity may compromise their stability and biological availability. In this context, the present study evaluated a Poloxamer 188 (PL188)-based nanogel formulation associated with lysates derived from methotrexate-treated 4T1-luc cells, aiming to investigate its release profile and in vitro immunomodulatory potential in RAW 264.7 macrophages. The PL188 nanogel was prepared by cold dispersion at a concentration of 40% (w/v) and characterized in terms of thermoresponsive behavior, colloidal stability, cytotoxicity, radiodensity, and its ability to modulate the release of the IR820 probe in a Transwell system. Release curves were fitted to zero-order, first-order, Higuchi, Korsmeyer–Peppas, Weibull, and Zeng et al. models, with the best-fitting model primarily selected based on the lowest corrected Akaike information criterion (AICc). The immunomodulatory potential was assessed through morphological analysis of RAW 264.7 cells and quantification of inflammatory mediators. The results showed that the nanogel underwent a temperature-dependent sol–gel transition and exhibited colloidal stability, with a predominant hydrodynamic size ranging from 3 to 7 nm. The formulation showed low cytotoxicity at the lower concentrations tested. Incubation at 37°C reduced IR820 release, suggesting greater retention of the probe within the matrix under near-physiological conditions. Incorporation of the cell lysate also resulted in a more constrained release profile. The association of the lysate with the nanogel did not impair its ability to induce morphological changes in RAW 264.7 macrophages, indicating preservation of the formulation’s immunomodulatory potential. Overall, the PL188 nanogel showed promise as a carrier matrix capable of modulating the release of cell-derived biocompounds and supporting their application in biomedical strategies aimed at antitumor immunomodulation.
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Camila Cruz Freitas
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"Microverdes de beterraba (Beta vulgaris L.) nanobiofortificados com nanopartículas e complexos de selênio (Se)."
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Orientador : LUCIANO PAULINO DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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LAISE RODRIGUES DE ANDRADE
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LUCIANO PAULINO DA SILVA
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THAIS RIBEIRO SANTIAGO
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Tatiane de Melo Pereira
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Data: 27/08/2026
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A deficiência de selênio (Se) mostra-se como um problema de saúde pública em diversas regiões do mundo, o que torna a biofortificação vegetal uma inovação promissora para aumentar a disponibilidade desse micronutriente na alimentação humana. Nesse cenário, a nanotecnologia tem se destacado pelo desenvolvimento de nanopartículas capazes de potencializar a eficiência de absorção, transporte e disponibilidade de nutrientes pelas plantas. O presente estudo teve como objetivo sintetizar e caracterizar nanopartículas e complexos de selênio estabilizados por aminoácidos, para aplicação na nanobiofortificação de microverdes de beterraba (Beta vulgaris L.). As formulações foram obtidas utilizando cisteína como agente estabilizante, tendo como controle o selenito de sódio e soluções contendo apenas aminoácidos. A caracterização físico-química foi realizada por espalhamento dinâmico de luz (Dynamic Light Scattering– DLS), e Microscopia de força atômica- MFA. O DLS determina o diâmetro hidrodinâmico médio (Z-Ave), índice de polidispersidade (PdI) e potencial zeta (ZP). As nanopartículas estabilizadas com cisteína apresentaram diâmetro hidrodinâmico médio de 364,3 ± 2,7 nm, índice de polidispersidade de 0,203 ± 0,005 e potencial Zeta (ZP) de −35,7 ± 2,5 mV, indicando elevada estabilidade coloidal quando comparadas ao controle contendo selenito de sódio (731,6 ± 131,1 nm; PdI = 0,566 ± 0,102; ZP = −15,2 ± 1,5 mV) e à solução de cisteína (1219,7 ± 300,2 nm; PdI = 0,635 ± 0,138; ZP = −16,8 ± 6,7 mV). Os resultados demonstram que a interação entre o selênio e a cisteína favoreceu a formação de sistemas nanoestruturados mais homogêneos e estáveis, reduzindo expressivamente a agregação das partículas. A utilização dessas nanoformulações apresenta elevado potencial para aplicações em biofortificação vegetal, podendo contribuir para maior eficiência na disponibilização de selênio às plantas, redução dos riscos de toxicidade e desenvolvimento de alimentos funcionais enriquecidos. Assim, este trabalho reforça o potencial da nanotecnologia aplicada à agricultura como ferramenta inovadora para o desenvolvimento de sistemas sustentáveis de produção e enriquecimento nutricional de alimentos. A aplicação da síntese de nanopartículas de selênio estabilizadas com cisteína demonstrou efeitos positivos em relação ao crescimento de microverdes de beterraba, resultando nos maiores valores médios de comprimento total (68,25 mm), comprimento radicular (33,49 mm), comprimento da parte aérea (34,76 mm) e massa fresca (0,0199 g) por planta em comparação aos tratamentos com água, selenito de sódio e cisteína livre. O tratamento contendo apenas cisteína também apresentou bom desenvolvimento vegetal, com comprimento total médio de 66,37 mm e comprimento da parte aérea de 34,05 mm. Em contraste, o tratamento controle com água apresentou os menores valores médios para comprimento total (57,85 mm), parte aérea (29,84 mm) e massa fresca (0,0145 g). Esses resultados revelam que a nanoformulação de selênio estabilizada com cisteína apresenta potencial para estimular o crescimento inicial de microverdes de beterraba, indicando sua aplicabilidade como estratégia inovadora e promissora de nanobiofortificação.
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Selenium (Se) deficiency is considered a public health concern in several regions worldwide, making plant biofortification a promising strategy to increase the availability of this essential micronutrient in the human diet. In this context, nanotechnology has emerged as an innovative approach for developing nanoparticle-based systems capable of improving nutrient uptake, transport, and bioavailability in plants. This study aimed to synthesize and characterize selenium nanoparticles and selenium complexes stabilized by amino acids for application in the nanobiofortification of beet microgreens (Beta vulgaris L.). The formulations were prepared using cysteine as a stabilizing agent, while sodium selenite and amino acid solutions were used as controls. Physicochemical characterization was performed by Dynamic Light Scattering (DLS), evaluating the average hydrodynamic diameter (ZAve), polydispersity index (PdI), and zeta potential (ZP). Cysteine-stabilized selenium nanoparticles exhibited an average hydrodynamic diameter of 364.3 ± 2.7 nm, a polydispersity index of 0.203 ± 0.005, and a zeta potential of −35.7 ± 2.5 mV, indicating greater colloidal stability than sodium selenite (731.6 ± 131.1 nm; PdI = 0.566 ± 0.102; ZP = −15.2 ± 1.5 mV) and cysteine solution (1219.7 ± 300.2 nm; PdI = 0.635 ± 0.138; ZP = −16.8 ± 6.7 mV). The results demonstrate that the interaction between selenium and cysteine promoted the formation of more homogeneous and stable nanostructured systems, significantly reducing particle aggregation. These nanoformulations show considerable potential for plant biofortification by improving selenium availability, reducing toxicity risks, and contributing to the development of selenium-enriched functional foods. Therefore, this study highlights the potential of agricultural nanotechnology as an innovative and sustainable strategy for improving crop nutritional quality and supporting food security. The application of cysteine-stabilized selenium nanoparticles synthesized through a green approach showed positive effects on the growth of beet microgreens, resulting in the highest mean values for total length (68.25 mm), root length (33.49 mm), shoot length (34.76 mm), and fresh weight (0.0199 g) compared with the treatments containing water, sodium selenite, and free cysteine. The treatment containing only cysteine also promoted satisfactory plant growth, with a mean total length of 66.37 mm and a mean shoot length of 34.05 mm. In contrast, the water control treatment exhibited the lowest mean values for total length (57.85 mm), shoot length (29.84 mm), and fresh weight (0.0145 g). These findings demonstrate that the cysteine-stabilized selenium nanoformulation has the potential to enhance the early growth of beet microgreens, highlighting its applicability as an innovative and promising strategy for nanobiofortification.
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RAFAELA LOPES PALMEIRO DE SOUZA
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Otimização da fotohipertermia testicular mediada por nanopartículas magnéticas para indução de infertilidade em gatos – avaliação de longo prazo
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Orientador : CAROLINA MADEIRA LUCCI
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MEMBROS DA BANCA :
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CAROLINA MADEIRA LUCCI
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JOSÉ LUIZ JIVAGO DE PAULA RÔLO
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MARIA LUIZA FASCINELI
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MONICA PEREIRA GARCIA
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Data: 27/08/2026
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O controle populacional de gatos errantes representa um desafio mundial, impulsionando a busca por métodos não cirúrgicos de esterilização sem efeitos adversos, permanentes e de baixo custo. Este estudo avaliou os efeitos da fotohipertermia testicular (FHT) mediada por nanopartículas em gatos machos, visando melhorar o potencial da técnica como método de esterilização definitiva e avaliar sua efetividade e segurança a longo prazo. Seis gatos machos sem raça definida, com idade entre oito meses e dois anos, negativos para FIV e FeLV, receberam injeção intratesticular de 300 µL de suspensão contendo nanopartículas em cada testículo, seguida de irradiação por LEDs (comprimento de onda de 808 nm) até atingir 45 °C, temperatura mantida por 15 minutos. Os animais foram acompanhados durante 4 meses por avaliações clínicas, comportamentais, ultrassonográficas, hematológicas, bioquímicas e hormonais. Ao final do período, foi realizada orquiectomia para análises histopatológicas, aplicação dos escores de Cosentino e Johnsen e avaliação do lavado epididimário. A FHT promoveu lesão testicular significativa. A ultrassonografia revelou alterações compatíveis com degeneração testicular progressiva. Histologicamente, observou-se perda da arquitetura dos túbulos seminíferos, depleção de células germinativas e substituição do tecido funcional por fibrose, com 78 ± 27% da área testicular sem túbulos seminíferos reconhecíveis. O escore de Johnsen demonstrou comprometimento acentuado da espermatogênese, com cerca de 80% dos túbulos avaliados com escore entre 1 e 3 (os piores em escala de 1 a 10), enquanto na escala de Cosentino 75 ± 20% dos túbulos foram classificados como escore 4 (o pior em escala de 0 a 4). O lavado epididimário revelou azoospermia na maioria dos animais (4/6) e oligospermia severa nos demais (2/6). Embora os níveis séricos de testosterona tenham apresentado tendência de redução, permaneceram dentro da faixa fisiológica para a maioria dos indivíduos. Houve redução da ocorrência da maioria dos comportamentos relacionados a atividade sexual após o procedimento em relação a antes dele. Três dos seis animais apresentaram resposta inflamatória local e sistêmica, incluindo episódios de febre, e um deles necessitou de orquiectomia antecipada devido ao aumento unilateral persistente do volume testicular. Apesar disso, não foram observadas alterações hematológicas ou bioquímicas clinicamente relevantes em nenhum dos animais tratados, indicando ausência de comprometimento hepático e renal. A fotohipertermia testicular mediada por nanopartículas magnéticas induziu lesão extensa e duradoura do tecido testicular, comprometendo acentuadamente a espermatogênese e reduzindo drasticamente a produção espermática, sem ocasionar alterações sistêmicas relevantes. Os resultados demonstram o potencial da técnica como alternativa promissora para a esterilização não cirúrgica de gatos machos, embora estudos adicionais sejam necessários para minimizar a resposta inflamatória e reduzir os efeitos adversos associados ao tratamento.
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Controlling the population of free-roaming cats is a global challenge, driving the search for non-surgical, permanent, low-cost sterilization methods free of adverse eƯects. This study evaluated the eƯects of nanoparticle-mediated testicular photohyperthermia (PHT) in male cats, aiming to enhance the technique's potential as a definitive sterilization method and assess its long-term eƯicacy and safety. Six mixed-breed male cats, aged eight months to two years and testing negative for FIV and FeLV, received an intratesticular injection of 300 µL of a nanoparticle suspension into each testis, followed by LED irradiation (808 nm wavelength) until a temperature of 45°C was reached and maintained for 15 minutes. The animals were monitored for four months through clinical, behavioral, ultrasonographic, hematological, biochemical, and hormonal assessments. At the end of this period, orchiectomy was performed for histopathological analysis, application of Cosentino and Johnsen scoring systems, and epididymal sperm analysis. PHT caused significant testicular injury. Ultrasonography revealed progressive changes consistent with testicular degeneration. Histologically, disruption of seminiferous tubule architecture, germ cell depletion, and replacement of functional tissue with fibrosis were observed, with 78 ± 27% of the testicular area lacking recognizable seminiferous tubules. The Johnsen score demonstrated severe impairment of spermatogenesis, with approximately 80% of evaluated tubules scoring between 1 and 3 (the lowest on a 1–10 scale), while on the Cosentino scale, 75 ± 20% of tubules were classified as score 4 (the worst on a 0–4 scale). Epididymal sperm analysis revealed azoospermia in most animals (4/6) and severe oligospermia in the remainder (2/6). Although serum testosterone levels showed a downward trend, they remained within the physiological range for most individuals. There was a reduction in the frequency of most sexual behaviors following the procedure compared to pre-procedure levels. Three of the six animals exhibited local and systemic inflammatory responses in the first week post-procedure, including episodes of fever, and one required early orchiectomy due to persistent unilateral testicular enlargement. Despite this, no clinically relevant hematological or biochemical changes were observed in any of the treated animals, indicating the absence of treatment-related hepatic or renal impairment. Magnetic nanoparticle-mediated testicular photohyperthermia induced extensive and lasting testicular tissue damage, markedly impairing spermatogenesis and drastically reducing sperm production without causing significant systemic adverse eƯects. These findings demonstrate the technique's potential as a promising non-surgical sterilization strategy for male cats, although further studies are required to minimize the inflammatory response and reduce treatment-associated adverse eƯects.
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LUÍSA MORATO RIBEIRO
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Desenvolvimento de lipossomas modulados com colesterol como plataforma nanoestruturada versátil para encapsulamento de antibióticos.
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Orientador : LUCIANO PAULINO DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
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Juliana Junqueira Pinelli
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LUCIANO PAULINO DA SILVA
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Tatiane de Melo Pereira
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Data: 31/08/2026
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A resistência antimicrobiana representa uma das principais ameaças à saúde pública mundial, comprometendo aeficácia dos tratamentos convencionais e impulsionando a busca por estratégias capazes de prolongar a vida útil dosantibióticos disponíveis. Nesse contexto, lipossomas têm despertado crescente interesse como sistemasnanoestruturados para liberação de fármacos, por favorecerem a proteção do princípio ativo, a liberação controlada ea modulação de suas propriedades farmacológicas. Contudo, a literatura carece de estudos que correlacionemsistematicamente parâmetros de formulação lipossomal com propriedades físico-químicas, cinética de liberação edesempenho em diferentes metodologias microbiológicas. Assim, este trabalho teve como objetivo desenvolver ecaracterizar formulações lipossomais moduladas por diferentes concentrações de colesterol para o encapsulamento deantibióticos, investigando de forma integrada suas propriedades físico-químicas, atividade antimicrobiana, estabilidade,eficiência de encapsulamento, perfil de liberação in vitro e citotoxicidade. Para isso, foram desenvolvidas formulaçõescontendo fosfatidilcolina de soja e concentrações crescentes de colesterol (0, 1, 3 e 5 mg/mL), obtidas por hidrataçãode filme lipídico seguida de extrusão. Após triagem inicial utilizando penicilina e estreptomicina foram selecionadaspara caracterização por apresentarem concentração inibitória mínima equivalente entre as formas livre e encapsulada.As formulações apresentaram diâmetro hidrodinâmico entre 117 e 153 nm, índice de polidispersidade inferior a 0,21 epotencial zeta entre −41 e −53 mV, evidenciando elevada homogeneidade e estabilidade coloidal. A incorporação dosantibióticos não promoveu alterações relevantes nesses parâmetros. Os ensaios microbiológicos demonstraram que oencapsulamento preservou a atividade antimicrobiana frente a Escherichia coli e Staphylococcus aureus, mantendo osvalores de concentração inibitória mínima para a maioria das formulações e a atividade antibacteriana tanto em meiolíquido quanto sólido. O aumento pontual da concentração bactericida mínima, aliado aos resultados de difusão emdisco e das curvas de crescimento bacteriano, sugere que os lipossomas promoveram disponibilização bifásicaantibióticos, liberação rápida no início e lenta ao longo do tempo, caracterizando um perfil de liberação sustentada semcomprometimento da atividade biológica. A espectroscopia Raman confirmou a predominância de bandas lipídicas nasformulações, enquanto as análises por microscopia de força atômica e microscopia eletrônica de transmissãoevidenciaram vesículas esféricas na escala nanométrica, com maior preservação da integridade estrutural nasformulações contendo colesterol. Os lipossomas permaneceram fisicamente estáveis durante 60 dias dearmazenamento a 4 °C, apresentando apenas oscilações discretas no potencial zeta. A eficiência de encapsulamento foide aproximadamente 92–94% para a penicilina e 68–73% para a estreptomicina. Nos ensaios de viabilidade celular,todas as formulações apresentaram viabilidade superior a 87% após 24 horas de exposição, com redução progressivaao longo de 72 horas, dependente da composição das formulações. Em conjunto, os resultados demonstram que aplataforma lipossomal desenvolvida constitui um sistema reprodutível, estável e capaz de preservar a atividade antimicrobiana de diferentes antibióticos. Os dados indicam que o principal efeito do colesterol não consiste noaumento direto da atividade antimicrobiana ou da estabilidade física, mas na modulação da organização molecular dabicamada lipídica, sem promover alterações expressivas nos parâmetros hidrodinâmicos. Dessa forma, este trabalhoamplia a compreensão sobre a relação entre composição lipídica, organização estrutural e desempenho biológico delipossomas preparados com fosfatidilcolina de soja, fornecendo bases para o desenvolvimento racional denanoantibióticos e para futuras investigações utilizando cepas clínicas resistentes e modelos biológicos mais complexos.
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Antimicrobial resistance represents a major threat to global public health, compromising the efficacy of conventionaltreatments and driving the search for strategies to extend the useful life of available antibiotics. In this context,liposomes have attracted growing interest as nanostructured drug delivery systems, as they facilitate protection of theactive ingredient, controlled release, and modulation of pharmacological properties. However, the literature lacksstudies that systematically correlate liposomal formulation parameters with physicochemical properties, releasekinetics, and performance in various microbiological assays. Thus, this study aimed to develop and characterizeliposomal formulations modulated by varying cholesterol concentrations for antibiotic encapsulation, comprehensivelyinvestigating their physicochemical properties, antimicrobial activity, stability, encapsulation efficiency, in vitroreleaseprofile, and cytotoxicity. Formulations containing soy phosphatidylcholine and increasing concentrations of cholesterol(0, 1, 3, and 5 mg/mL) were prepared via lipid film hydration followed by extrusion. Following an initial screening withpenicillin and streptomycin, specific formulations were selected for characterization because they exhibited equivalentminimum inhibitory concentrations in both free and encapsulated forms. The formulations displayed hydrodynamicdiameters between 117 and 153 nm, a polydispersity index below 0.21, and zeta potential values between −41 and−53 mV, indicating high homogeneity and colloidal stability. Antibiotic incorporation did not significantly alter theseparameters. Microbiological assays demonstrated that encapsulation preserved antimicrobial activity againstEscherichia coli and Staphylococcus aureus, maintaining minimum inhibitory concentration values for mostformulations and retaining antibacterial activity in both liquid and solid media. The observed increase in the minimumbactericidal concentration, combined with disk diffusion and bacterial growth curve results, suggests that theliposomes facilitated a biphasic release of antibiotics—rapid initially and slower over time—characterizing a sustainedrelease profile without compromising biological activity. Raman spectroscopy confirmed the predominance of lipidbands in the formulations, while atomic force microscopy and transmission electron microscopy revealed sphericalvesicles at the nanoscale, with greater structural integrity observed in formulations containing cholesterol. Theliposomes remained physically stable during 60 days of storage at 4°C, showing only minor fluctuations in zeta potential.Encapsulation efficiency was approximately 92–94% for penicillin and 68–73% for streptomycin. In cell viability assays,all formulations maintained viability above 87% after 24 hours of exposure, with a progressive decline over 72 hoursthat varied according to formulation composition. Overall, the results demonstrate that the developed liposomal platform is a reproducible, stable system capable of preserving the antimicrobial activity of various antibiotics. The dataindicate that the primary effect of cholesterol is not a direct increase in antimicrobial activity or physical stability, butrather the modulation of the lipid bilayer's molecular organization, without causing significant changes inhydrodynamic parameters. Thus, this study enhances the understanding of the relationship between lipid composition,structural organization, and the biological performance of liposomes prepared with soy phosphatidylcholine, providinga foundation for the rational design of nano-antibiotics and for future research involving resistant clinical strains andmore complex biological models.
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Walberson da Silva Reatgui
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"DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE CARREADORES LIPÍDICOS NANOESTRUTURADOS CARREGADOS COM CURCUMINA E QUERCETINA PARA APLICAÇÃO TÓPICA"
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Orientador : LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
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MEMBROS DA BANCA :
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Alan Kelbis Oliveira Lima
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Bruno Iles
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JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
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LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
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RAYANE GANASSIN
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Data: 23/06/2026
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A demanda por produtos com bioativos, como a curcumina e a quercetina, tem crescido devido às suas propriedades farmacológicas, incluindo ação antioxidante, anti-inflamatória e anticancerígena. No entanto, a insolubilidade destes compostos hidrofóbicos limita a sua veiculação em meios aquosos e a sua biodisponibilidade, gerando um gargalo a ser resolvido pela indústria biotecnológica. Nesse contexto, o desenvolvimento e a caracterização de carreadores lipídicos nanoestruturados (CLNs) surgem como uma alternativa para a encapsulação de curcumina e quercetina, com foco em aplicações cosméticas e nutracêuticas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar uma nanoformulação pelo método de temperatura de inversão de fases (PIT) com a capacidade de solubilizar e carrear compostos bioativos hidrofóbicos, visando aplicações em cosméticos. A metodologia incluiu o preparo de formulações otimizadas variando parâmetros como proporção lipídeo:tensoativo, volume de água e temperatura. Essas formulações foram caracterizadas por análises físico-químicas utilizando espalhamento dinâmico de luz (DLS), características organolépticas, estabilidade a longo prazo em diferentes condições de temperatura, microscopia eletrônica de transmissão (MET), análise de rastreamento de nanopartículas (ARN), FTIR, análises térmicas, ação antioxidante pelo método DPPH e ensaios de viabilidade celular. Os resultados mostraram que as formulações otimizadas apresentaram partículas com tamanhos médios inferiores a 100 nm, índice de polidispersidade (PDI) homogêneo (≤ 0,2) e potencial zeta negativo, indicando alta estabilidade coloidal. As análises espectroscópicas confirmaram a integridade química dos compostos após a encapsulação, enquanto os ensaios organolépticos evidenciaram formulações translúcidas e homogêneas. Em relação à estabilidade, as formulações demonstraram a manutenção das propriedades físico-químicas por até um ano, sem separação de fases ou sedimentação. A atividade antioxidante das nanopartículas foi superior à das formas livres de curcumina e quercetina, destacando o aumento da biodisponibilidade e a proteção dos compostos promovida pela nanoencapsulação. Ensaios de viabilidade celular confirmaram a segurança das formulações para uso em produtos cosméticos e farmacêuticos. Conclui-se que os CLNs desenvolvidos representam uma solução eficaz e sustentável para a solubilização de compostos bioativos hidrofóbicos. A pesquisa destaca o potencial dessas nanoestruturas em valorizar recursos naturais da biodiversidade brasileira, como o Cerrado e a Amazônia, ao mesmo tempo em que contribui para o desenvolvimento de tecnologias inovadoras e ambientalmente responsáveis para as indústrias cosmética e nutracêutica.
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The demand for products containing bioactive compounds, such as curcumin and quercetin, has grown due to their pharmacological properties, which include antioxidant, anti-inflammatory, and anticancer activities. However, the insolubility of these hydrophobic compounds limits their delivery in aqueous media and their overall bioavailability, creating a bottleneck that needs to be addressed by the biotechnology industry. In this context, the development and characterization of nanostructured lipid carriers (NLCs) emerge as a promising alternative for the encapsulation of curcumin and quercetin, with a focus on cosmetic and nutraceutical applications. The objective of this study was to develop and characterize a nanoformulation using the phase inversion temperature (PIT) method, capable of solubilizing and carrying hydrophobic bioactive compounds for cosmetic applications. The methodology included the preparation of optimized formulations by varying parameters such as the lipid-to-surfactant ratio, water volume, and temperature. These formulations were characterized through physicochemical analyses using dynamic light scattering (DLS), organoleptic characteristics, long-term stability under different temperature conditions, transmission electron microscopy (TEM), nanoparticle tracking analysis (NTA), FTIR, thermal analyses, DPPH antioxidant activity, and cell viability assays. The results demonstrated that the optimized formulations presented average particle sizes below 100 nm, a homogeneous polydispersity index (PDI ≤ 0.2), and a negative zeta potential, indicating high colloidal stability. Spectroscopic analyses confirmed the chemical integrity of the compounds after encapsulation, while organoleptic assays revealed translucent and homogeneous formulations. Regarding stability, the formulations maintained their physicochemical properties for up to one year without phase separation or sedimentation. The antioxidant activity of the nanoparticles was superior to that of the free forms of curcumin and quercetin, highlighting the enhanced bioavailability and the protective effect provided by nanoencapsulation. Cell viability assays confirmed the safety of the formulations for use in cosmetic and pharmaceutical products. In conclusion, the developed NLCs represent an effective and sustainable solution for the solubilization of hydrophobic bioactive compounds. This research highlights the potential of these nanostructures in adding value to natural resources from Brazilian biodiversity, such as the Cerrado and the Amazon, while simultaneously contributing to the development of innovative and environmentally responsible technologies for the cosmetic and nutraceutical industries.
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RODRIGO DA FONSECA SILVEIRA
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"Desenvolvimento de software para modelagem preditiva de nanopartículas poliméricas de interesse farmacêutico."
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Orientador : MARCILIO SERGIO SOARES DA CUNHA FILHO
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MEMBROS DA BANCA :
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GUILHERME MARTINS GELFUSO
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JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
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MARCILIO SERGIO SOARES DA CUNHA FILHO
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NÁDIA FELIX FELIPE DA SILVA
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SAVIO SALVARINO TELES DE OLIVEIRA
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Data: 26/06/2026
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A formulação de nanopartículas poliméricas é um processo complexo e multivariado, tradicionalmente guiado por abordagens empíricas de "tentativa e erro" que dificultam o escalonamento industrial. Embora a ciência de dados e o aprendizado de máquina (machine learning - ML) ofereçam alternativas promissoras para a implementação do Quality by Design (QbD), a literatura atual carece de validações robustas, baseando-se predominantemente em pequenos conjuntos de dados e modelos restritos a um único fármaco. Neste contexto, esta tese estruturada em formato multipaper apresenta o desenvolvimento, a consolidação e a implementação tecnológica da plataforma NANO-AI. A pesquisa iniciou com a construção de uma prova de conceito focada no fármaco modelo isoniazida, evoluindo posteriormente para um pipeline otimizado de duas etapas: uma classificação binária para predição da viabilidade de formação das nanopartículas, seguida por modelos de regressão para estimar os atributos críticos de qualidade (tamanho hidrodinâmico, índice de polidispersidade, potencial zeta e eficiência de encapsulação). Utilizando um banco de dados composto por 925 formulações contendo nove princípios ativos físicoquimicamente diversos, o modelo classificador (Extreme Gradient Boosting - XGBoost) foi o responsável pela identificação de sistemas viáveis. Na etapa de regressão, os algoritmos Deep Learning e XGBoost alcançaram coeficientes de determinação (R²) superiores a 0,95 para o tamanho, potencial zeta e eficiência de encapsulação. A eficiência preditiva do framework foi atestada por meio de experimentos interlaboratoriais e pela generalização zero-shot em três fármacos inéditos (cafeína, nifurtimox e itraconazol), e demonstrou satisfatória capacidade de extrapolação preditiva para esses fármacos não utilizados na fase de treinamento dos modelos. Por fim, a plataforma se materializou na implementação de uma arquitetura de software completa, integrando extração automatizada de dados em Python, armazenamento em bancos de dados relacionais PostgreSQL, algoritmos em linguagem R e um simulador de formulações interativo hospedado no Microsoft Power BI, alimentado por mais de 720.000 formulações virtuais simuladas.
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The formulation of polymeric nanoparticles is a complex and multivariate process traditionally guided by empirical trial-and-error approaches, which hinder industrial scale-up. Although data science and machine learning (ML) provide promising alternatives for the implementation of Quality by Design (QbD), the current literature lacks robust validation studies, relying predominantly on small datasets and models restricted to a single drug. In this context, this multipaper-format thesis presents the development, consolidation, and technological implementation of the NANO-AI platform. The research began with the construction of a proof of concept focused on the model drug isoniazid and subsequently evolved into an optimized two-stage pipeline: a binary classification model for predicting nanoparticle formation feasibility, followed by regression models to estimate critical quality attributes (hydrodynamic size, polydispersity index, zeta potential, and encapsulation efficiency). Using a database composed of 925 formulations containing nine physicochemically diverse active pharmaceutical ingredients, the classification model (Extreme Gradient Boosting – XGBoost) was responsible for identifying viable systems. In the regression stage, the Deep Learning and XGBoost algorithms achieved coefficients of determination (R²) greater than 0.95 for size, zeta potential, and encapsulation efficiency. The predictive performance of the framework was validated through interlaboratory experiments and zero-shot generalization involving three previously unseen drugs (caffeine, nifurtimox, and itraconazole), demonstrating satisfactory predictive extrapolation capability for compounds not included in the model training phase. Finally, the platform was materialized through the implementation of a complete software architecture integrating automated data extraction in Python, storage in PostgreSQL relational databases, algorithms developed in the R programming language, and an interactive formulation simulator hosted on Microsoft Power BI, supported by more than 720,000 simulated virtual formulations.
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Danielle Galdino de Souza
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"Nanoemulsões de óleo de peixe como plataforma tecnológica para a estabilização e otimização biológica".
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Orientador : JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
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MEMBROS DA BANCA :
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JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
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GUILHERME MARTINS GELFUSO
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Geonildo Rodrigo Disner
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Adolfo Luis Almeida Maleski
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MOSAR CORREA RODRIGUES
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Data: 14/09/2026
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Os ácidos graxos poli-insaturados ômega-3 apresentam relevante interesse nutricional e funcional, sendo o óleo de peixe amplamente conhecido como uma das fontes de ômega-3. No entanto, o óleo possui baixa solubilidade em água e elevada suscetibilidade à oxidação, fatores estes que geram uma limitação na aplicação em alimentos, suplementos e sistemas nutracêuticos. Diante disso, as nanoemulsões de óleo em água podem ser vantajosas por favorecer a dispersão e proteção dos compostos bioativos. O objetivo deste estudo foi caracterizar as propriedades físico-químicas, avaliar a estabilidade oxidativa e investigar os efeitos biológicos de uma nanoemulsão de óleo de peixe (NOP) do tipo óleo em água. A NOP foi preparada e submetida à caracterização por diâmetro hidrodinâmico, índice de polidispersão, potencial zeta, pH, estabilidade termodinâmica e oxidativa, capacidade de eliminação do 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH), comportamento reológico e microscopia. O estresse fototérmico foi avaliado mediante caracterização por diâmetro hidrodinâmico, índice de polidispersão, potencial zeta, pH e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Adicionalmente, foi avaliada a viabilidade de células RAW 264.7 e os efeitos tóxicos em embriões de peixe-zebra, incluindo mortalidade, eclosão, alterações fenotípicas e os marcadores bioquímicos acetilcolinesterase (AChE), lactato desidrogenase (LDH) e glutationa-S-transferase (GST). A NOP apresentou diâmetro hidrodinâmico de 209,4 ± 6,50 nm, PdI de 0,18 e carga superficial negativa. As formulações mantiveram-se estáveis por 365 dias a 4°C e 25°C, enquanto a 37°C houve aumento significativo do tamanho das partículas (887,5 nm) e redução do pH para valores ácidos (3,52). A avaliação oxidativa revelou maior formação de produtos secundários (TBARS) em temperaturas elevadas (25 e 37 ºC, enquanto os produtos primários mantiveram-se estáveis nas três temperaturas avaliadas (4, 25 e 37 ºC). Foi verificado que a NOP apresentou capacidade de eliminação de radicais livres no ensaio DPPH. As análises morfológicas confirmaram partículas esféricas e homogêneas. Sob estresse fototérmico (60 °C e radiação UV por 30 dias), observou-se aumento do tamanho das partículas (290 nm) e alterações no potencial zeta e pH, porém as análises por FTIR demonstraram que os componentes da formulação permaneceram estruturalmente preservados. A viabilidade celular em macrófagos RAW 264.7 mostrou IC50 de 38,74 µg/mL para NOP. Nos ensaios com peixe-zebra, a NOP apresentou CL50 de 140,64 µg/mL, com efeitos subletais dose-dependentes, enquanto a solução branca (NBR) mostrou maior toxicidade (CL50 de 69,69 µg/mL). Os marcadores bioquímicos revelaram perfis de resposta distintos entre as formulações. Para a NOP, observou-se redução da atividade da AChE, sugerindo possível modulação da neurotransmissão colinérgica, e aumento transitório da GST na menor concentração testada, indicativo de ativação dos mecanismos de defesa antioxidante, sem alterações significativas na atividade da LDH, o que sugere preservação da integridade da membrana celular. Em contraste, a NBR promoveu aumento significativo da LDH em todas as concentrações avaliadas, evidenciando dano à integridade celular, acompanhado pela redução da atividade da GST, o que sugere comprometimento da capacidade de desintoxicação e da resposta antioxidante dos embriões.
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Omega-3 polyunsaturated fatty acids have significant nutritional and functional interest, with fish oil being widely recognized as one of the sources of omega-3. However, fish oil has low water solubility and high susceptibility to oxidation, factors that limit its application in foods, supplements, and nutraceutical systems. In this context, oil-inwater nanoemulsions can be advantageous as they favor the dispersion and protection of bioactive compounds. The aim of this study was to characterize the physicochemical properties, evaluate the oxidative stability, and investigate the biological effects of an oil-in-water fish oil nanoemulsion (FON). FON was prepared and subjected to characterization by hydrodynamic diameter, polydispersity index, zeta potential, pH, thermodynamic and oxidative stability, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) scavenging capacity, rheological behavior, and microscopy. Photothermal stress was evaluated through characterization by hydrodynamic diameter, polydispersity index, zeta potential, pH, and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). Additionally, the viability of RAW 264.7 cells and the toxic effects on zebrafish embryos were assessed, including mortality, hatching, phenotypic alterations, and the biochemical markers acetylcholinesterase (AChE), lactate dehydrogenase (LDH), and glutathione S-transferase (GST). FON exhibited a hydrodynamic diameter of 209.4 ± 6.50 nm, a PdI of 0.18, and a negative surface charge. The formulations remained stable for 365 days at 4 °C and 25 °C, whereas at 37 °C there was a significant increase in particle size (887.5 nm) and a reduction in pH to acidic values (3.52). The oxidative assessment revealed greater formation of secondary oxidation products (TBARS) at elevated temperatures (25 and 37 °C), while primary oxidation products remained stable across all three temperatures evaluated (4, 25, and 37 °C). It was verified that FON exhibited free radical scavenging activity in the DPPH assay. Morphological analyses confirmed spherical and homogeneous particles. Under photothermal stress (60 °C and UV radiation for 30 days), an increase in particle size (290 nm) and changes in zeta potential and pH were observed; however, FTIR analyses demonstrated that the formulation components remained structurally preserved. Cell viability in RAW 264.7 macrophages showed an IC50 of 38.74 µg/mL for FON. In zebrafish assays, FON presented an LC50 of 140.64 µg/mL, with dose-dependent sublethal effects, while the blank solution (BS) showed higher toxicity (LC50 of 69.69 µg/mL). The biochemical markers revealed distinct response profiles between the formulations. For FON, a reduction in AChE activity was observed, suggesting possible modulation of cholinergic neurotransmission, along with a transient increase in GST at the lowest concentration tested, indicative of activation of antioxidant defense mechanisms, without significant changes in LDH activity, suggesting preservation of cell membrane integrity. In contrast, BS promoted a significant increase in LDH across all tested concentrations, indicating cell damage, accompanied by a reduction in GST activity, suggesting impairment of detoxification capacity and antioxidant response in the embryos.
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JOABE LIMA ARAUJO
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NANOFORMULAÇÃO CONTENDO CLOROFILA COMO FOTOSSENSIBILIZADOR PARA TERAPIA FOTODINÂMICA DO MELANOMA CUTÂNEO: DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO PRÉ-CLÍNICA IN VITRO
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Orientador : LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
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MEMBROS DA BANCA :
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Jefferson Almeida Rocha
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JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
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LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
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RAYANE GANASSIN
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THYAGO JOSÉ ARRUDA PACHECO
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Data: 30/09/2026
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O melanoma é o tipo mais agressivo de câncer de pele e a principal causa de mortalidade associada a essa doença, apesar de sua menor incidência em comparação aos cânceres de pele não melanoma. Entre os principais fatores de risco destacam-se a exposição excessiva à radiação ultravioleta, a predisposição genética e o histórico familiar. Embora o tratamento convencional compreenda a ressecção cirúrgica associada à quimioterapia, radioterapia ou imunoterapia, a resistência terapêutica e os efeitos adversos ainda limitam sua eficácia. Nesse contexto, a terapia fotodinâmica (TFD) destaca-se como uma estratégia minimamente invasiva e promissora. Entretanto, muitos fotossensibilizantes apresentam baixa estabilidade em meio aquoso devido à agregação molecular, comprometendo sua atividade fotodinâmica. Diante desse cenário, o presente estudo teve como objetivo desenvolver e caracterizar nanoformulações à base de óleo de rícino contendo clorofila (NFs-Clo), bem como avaliar seu potencial fotodinâmico in vitro contra células de melanoma murino (B16-F10) e inferir sua seletividade preliminar em queratinócitos humanos (HaCaT). As NFs-Clo foram obtidas por emulsificação espontânea e caracterizadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS), espectroscopia UV–Vis, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A atividade biológica foi avaliada por ensaios de viabilidade celular (MTT), proliferação celular (RealTime-Glo™) e migração celular (scratch assay), sob irradiação em 660 nm. As NFs-Clo apresentaram tamanho hidrodinâmico entre 24 e 31 nm, índice de polidispersidade entre 0,25 e 0,40 e preservaram as propriedades ópticas da clorofila após o encapsulamento. Quando empregadas como fotossensibilizantes em TFD, promoveram redução significativa da viabilidade, da proliferação e da migração de células B16-F10, além de apresentarem menor fotocitotoxicidade em células HaCaT. Em conjunto, os resultados demonstraram que o encapsulamento da clorofila em nanoemulsões à base de óleo de rícino preservou sua funcionalidade fotodinâmica e potencializou sua atividade contra células cancerosas in vitro, evidenciando o potencial dessa nanoformulação como uma estratégia promissora para aplicação em TFD contra o melanoma.
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Melanoma is the most aggressive form of skin cancer and the leading cause of skin cancerrelated mortality, despite its lower incidence compared with non-melanoma skin cancers. The major risk factors include excessive ultraviolet radiation exposure, genetic predisposition, and a family history of the disease. Although conventional treatment consists of surgical resection combined with chemotherapy, radiotherapy, or immunotherapy, therapeutic resistance and treatment-related adverse effects continue to limit clinical efficacy. In this context, photodynamic therapy (PDT) has emerged as a promising minimally invasive therapeutic strategy. However, the clinical application of many photosensitizers is hindered by their poor stability in aqueous media due to molecular aggregation, which compromises their photodynamic activity. Therefore, the present study aimed to develop and characterize chlorophyll-loaded castor oil-based nanoformulations (NFs-Chl), as well as to evaluate their in vitro photodynamic potential against murine melanoma cells (B16-F10) and to assess their preliminary selectivity toward human keratinocytes (HaCaT). NFs-Chl were prepared by spontaneous emulsification and characterized by dynamic light scattering (DLS), UV–Vis spectroscopy, Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, Raman spectroscopy, and transmission electron microscopy (TEM). Their biological activity was evaluated using cell viability (MTT), cell proliferation (RealTime-Glo™), and cell migration (scratch assay) assays under 660 nm light irradiation. NFs-Chl exhibited hydrodynamic diameters ranging from 24 to 31 nm, polydispersity indices between 0.25 and 0.40, and retained the optical properties of chlorophyll following encapsulation. When combined with PDT, NFs-Chl significantly reduced the viability, proliferation, and migration of B16-F10 cells while exhibiting lower cytotoxicity toward HaCaT cells. Collectively, these findings demonstrate that chlorophyll encapsulation within castor oil-based nanoemulsions preserved its photodynamic functionality and enhanced its in vitro antitumor activity, highlighting the potential of this nanoformulation as a promising strategy for photodynamic therapy against melanoma.
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