Dissertações/Teses

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2026
Dissertações
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  • MARJORIE DE CARVALHO VIEIRA QUEIROZ
  • Nanoencapsulação de Licopeno Extraído de Subprodutos do Tomate (Solanum lycopersicum L.) em Carreadores Lipídicos Obtidos por Inversão de Fases por Temperatura

  • Orientador : LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Alan Kelbis Oliveira Lima
  • LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • RAYANE GANASSIN
  • SONIA NAIR BAO
  • 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.

2
  • LUCAS CANTALOVO PEREIRA
  • Do fruto à nanopartícula: como o pré-processamento da pimenta rosa influencia as propriedades dos nanomateriais de ouro e prata

  • Orientador : CLAURE NAIN LUNARDI GOMES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CLAURE NAIN LUNARDI GOMES
  • GUILHERME MARTINS GELFUSO
  • FRANCISCO JOSE RIVERA PINEDO
  • Fernanda Sodré Rodrigues
  • 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
  • Desenvolvimento e avaliação de nanoemulsões contendo urucum e curcumina para aplicação antimicrobiana frente a Staphylococcus aureus em feridas cutâneas

  • Orientador : MARCELLA LEMOS BRETTAS CARNEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ERICK GUIMARÃES FRANÇA
  • MARCELLA LEMOS BRETTAS CARNEIRO
  • MARCUS VINICIUS LIA FOOK
  • SUELIA DE SIQUEIRA RODRIGUES FLEURY ROSA
  • 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
  • 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

  • Orientador : LAISE RODRIGUES DE ANDRADE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Deizilene de Souza Barbosa
  • LAISE RODRIGUES DE ANDRADE
  • MARCELLA LEMOS BRETTAS CARNEIRO
  • MELISSA SILVA MONTEIRO DE MENDONÇA
  • 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
  • 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

  • Orientador : JOSE ANTONIO HUAMANI COAQUIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE ANTONIO HUAMANI COAQUIRA
  • MARCELO HENRIQUE SOUSA
  • MARIA DEL PILAR HIDALGO FALLA
  • MARLY MONTERO MUNOZ
  • 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
  • Desenvolvimento e otimização por redes neurais artificiais de nanopartículas poliméricas contendo minoxidil e espironolactona para o direcionamento folicular no tratamento da alopecia androgenética

  • Orientador : MARCILIO SERGIO SOARES DA CUNHA FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCILIO SERGIO SOARES DA CUNHA FILHO
  • IDEJAN PADILHA GROSS
  • GUILHERME MARTINS GELFUSO
  • BRENO NORONHA MATOS
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • 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
  • NaDES como componente estrutural de carreadores lipídicos nanoestruturados de coprodutos do Cerrado: redirecionamento fenotípico em melanoma murino

  • Orientador : VICTOR CARLOS MELLO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CAROLINA MADEIRA LUCCI
  • HILANA DOS SANTOS SENA BRUNEL
  • JULIANA LIS MENDES DE BRITO
  • VICTOR CARLOS MELLO DA SILVA
  • 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
  • Avaliação in vitro do potencial imunomodulador e do perfil de liberação de nanogel de Poloxamer 188 associado a lisado de células tumorais 4T1-luc.

  • Orientador : JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDRA MARIA DOS SANTOS CARVALHO
  • Bruno Iles
  • JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • MOSAR CORREA RODRIGUES
  • 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
  • "Microverdes de beterraba (Beta vulgaris L.) nanobiofortificados com nanopartículas e complexos de selênio (Se)."

  • Orientador : LUCIANO PAULINO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LAISE RODRIGUES DE ANDRADE
  • LUCIANO PAULINO DA SILVA
  • THAIS RIBEIRO SANTIAGO
  • Tatiane de Melo Pereira
  • 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
  • Otimização da fotohipertermia testicular mediada por nanopartículas magnéticas para indução de infertilidade em gatos – avaliação de longo prazo

  • Orientador : CAROLINA MADEIRA LUCCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CAROLINA MADEIRA LUCCI
  • JOSÉ LUIZ JIVAGO DE PAULA RÔLO
  • MARIA LUIZA FASCINELI
  • MONICA PEREIRA GARCIA
  • 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
  • Desenvolvimento de lipossomas modulados com colesterol como plataforma nanoestruturada versátil para encapsulamento de antibióticos.

  • Orientador : LUCIANO PAULINO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • Juliana Junqueira Pinelli
  • LUCIANO PAULINO DA SILVA
  • Tatiane de Melo Pereira
  • 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.

Teses
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  • Walberson da Silva Reatgui
  • "DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE CARREADORES LIPÍDICOS NANOESTRUTURADOS CARREGADOS COM CURCUMINA E QUERCETINA PARA APLICAÇÃO TÓPICA"

  • Orientador : LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Alan Kelbis Oliveira Lima
  • Bruno Iles
  • JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • RAYANE GANASSIN
  • 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
  • "Desenvolvimento de software para modelagem preditiva de nanopartículas poliméricas de interesse farmacêutico."

  • Orientador : MARCILIO SERGIO SOARES DA CUNHA FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GUILHERME MARTINS GELFUSO
  • JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • MARCILIO SERGIO SOARES DA CUNHA FILHO
  • NÁDIA FELIX FELIPE DA SILVA
  • SAVIO SALVARINO TELES DE OLIVEIRA
  • 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
  • "Nanoemulsões de óleo de peixe como plataforma tecnológica para a estabilização e otimização biológica".

  • Orientador : JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • GUILHERME MARTINS GELFUSO
  • Geonildo Rodrigo Disner
  • Adolfo Luis Almeida Maleski
  • MOSAR CORREA RODRIGUES
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • 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
  • NANOFORMULAÇÃO CONTENDO CLOROFILA COMO FOTOSSENSIBILIZADOR PARA TERAPIA FOTODINÂMICA DO MELANOMA CUTÂNEO: DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO PRÉ-CLÍNICA IN VITRO

  • Orientador : LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Jefferson Almeida Rocha
  • JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • RAYANE GANASSIN
  • THYAGO JOSÉ ARRUDA PACHECO
  • 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.

2025
Dissertações
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  • DANIELLY STÉFANY BARBOSA DIAS DE CASTRO
  • PROPRIEDADES ANTIBACTERIANA, ANTI-INFLAMATÓRIA E ANTIOXIDANTE DE NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDO DE CÉRIO: UM ESTUDO IN VITRO

  • Orientador : LAISE RODRIGUES DE ANDRADE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LEONARDO PEREIRA FRANCHI
  • LAISE RODRIGUES DE ANDRADE
  • MARCELLA LEMOS BRETTAS CARNEIRO
  • MELISSA SILVA MONTEIRO DE MENDONÇA
  • Data: 07/02/2025

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  • As nanopartículas de óxido de cério (NpCeO2 ) destacam-se por sua habilidade de alternar entre os estados Ce³⁺ e Ce⁴⁺, conferindo-lhes propriedades redox ideais para aplicações em catálise, antioxidantes e terapias avançadas. Este estudo teve como objetivo avaliar NpCeO2 funcionalizadas com citrato de sódio em formatos de bastão (NCB) e esfera (NCE). Foram investigados parâmetros físico-químicos, como diâmetro hidrodinâmico (DH), índice de polidispersão (PDI) e potencial zeta (PZ), além de efeitos biológicos in vitro, incluindo atividades antibacteriana, antioxidante, anti-inflamatória e cicatrizante. As análises físico-químicas indicaram que a NCB possui DH de 85,78 ± 3,22 nm, PDI de 0,24 ± 0,02 e PZ de –53,42 ± 12,08 mV, enquanto a NCE apresentou valores de 140,06 ± 11,2 nm, 0,35 ± 0,05 e –55,23 ± 10,47 mV. Ambas demonstraram estabilidade por 70 dias a 4°C. No teste antibacteriano, realizado por diluição em caldo, S. aureus apresentou maior sensibilidade, com redução de crescimento de 50% e 85%, respectivamente, para NCB e NCE. A viabilidade celular, avaliada por MTT, revelou diferenças nos IC50 : 1176 µg/mL (NCB) e 45,6 µg/mL (NCE) para macrófagos RAW 264.7; e 992,4 µg/mL (NCB) e 406,3 µg/mL (NCE) para fibroblastos NIH-3T3. Nos estudos subsequentes, foram testadas apenas as concentrações de NpCeO2 consideradas seguras por 24h para ambas as linhagens, correspondentes a 10,2, 40,6 e 81,3 µg/mL de NCB. Essas concentrações não apresentaram efeito citostático ou citotóxico por até 72h, conforme análise de viabilidade em tempo real. Além disso, NCB demonstrou efeito protetor contra o estresse oxidativo em RAW 264.7 ativados por LPS, reduzindo em cerca de 35% os níveis de espécies reativas de oxigênio quantificados pela sonda DCFDA. O efeito anti-inflamatório de NCB, medido pelos métodos de Griess para dosagem de óxido nítrico (NO) e ELISA para dosagem de citocinas (TNF-α, IL-6 e IL-10) em RAW 264.7, demonstrou uma redução significativa de 70% de NO em todas as concentrações testadas e, na concentração de 81,3 µg/mL, apresentou redução de 26% em TNF-α, 48% em IL-6 e 15% em IL-10. O ensaio de ranhura com células NIH-3T3 indicou o potencial cicatrizante de NCB, promovendo proliferação e migração celular até 15% superiores ao controle. Em conjunto, os resultados apontam a NCB como uma abordagem terapêutica promissora, particularmente no tratamento de condições associadas ao estresse oxidativo e processos inflamatórios. Estudos futuros são recomendados para explorar os mecanismos de ação e validar os efeitos in vivo.


  • Mostrar Abstract
  • Cerium oxide nanoparticles (NpCeO2 ) are notable for their ability to alternate between Ce³⁺ and Ce⁴⁺ states, granting them ideal redox properties for applications in catalysis, antioxidants, and advanced therapies. This study aimed to evaluate NpCeO2 functionalized with sodium citrate in rod (NCB) and sphere (NCE) shapes. Physicochemical parameters, including hydrodynamic diameter (HD), polydispersity index (PDI), and zeta potential (ZP), were investigated, along with in vitro biological effects, such as antibacterial, antioxidant, anti-inflammatory, and wound-healing activities. Physicochemical analyses indicated that NCB exhibited an HD of 85.78 ± 3.22 nm, a PDI of 0.24 ± 0.02, and a ZP of –53.42 ± 12.08 mV, while NCE showed values of 140.06 ± 11.2 nm, 0.35 ± 0.05, and –55.23 ± 10.47 mV, respectively. Both demonstrated stability for 70 days at 4°C. In the antibacterial test performed using broth dilution, S. aureus showed greater sensitivity, with growth reductions of 50% and 85% for NCB and NCE, respectively. Cellular viability, assessed using the MTT assay, revealed differences in IC50 values: 1176 µg/mL (NCB) and 45.6 µg/mL (NCE) for RAW 264.7 macrophages, and 992.4 µg/mL (NCB) and 406.3 µg/mL (NCE) for NIH-3T3 fibroblasts. In subsequent studies, only NpCeO2 concentrations deemed safe after 24 hours for both cell lines—10.2, 40.6, and 81.3 µg/mL of NCB—were tested. These concentrations exhibited no cytostatic or cytotoxic effects for up to 72 hours, according to real-time viability assays. Furthermore, NCB demonstrated a protective effect against oxidative stress in LPS-activated RAW 264.7 cells, reducing reactive oxygen species levels by approximately 35%, as quantified using the DCFDA probe. The anti-inflammatory effect of NCB, evaluated by Griess method for nitric oxide (NO) quantification and ELISA for cytokines (TNF-α, IL-6, and IL-10) in RAW 264.7, showed a significant 70% reduction in NO at all tested concentrations. At 81.3 µg/mL, NCB reduced TNF-α by 26%, IL-6 by 48%, and IL-10 by 15%. The scratch assay with NIH-3T3 cells indicated NCB’s wound-healing potential, promoting cell proliferation and migration up to 15% greater than the control. Collectively, the results highlight NCB as a promising therapeutic approach, particularly for conditions associated with oxidative stress and inflammatory processes. Future studies are recommended to explore the mechanisms of action and validate in vivo effects.

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  • TALITA PEREIRA GONÇALVES
  • "Avaliação do efeito antibiofilme da terapia fotodinâmica mediada por nanoemulsão de cloreto de alumínio-ftalocianina em modelos com Candida albicans."

  • Orientador : LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Alan Kelbis Oliveira Lima
  • José Athayde Vasconcelos Morais
  • LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • SONIA NAIR BAO
  • Data: 18/02/2025

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  • A espécie Candida albicans é um patógeno oportunista responsável pela maioria das infecções fúngicas em humanos. Este fungo pode ser encontrado em biofilmes, os quais, em relação às células planctônicas, são mais resistentes a antifúngicos e dificultam o tratamento da candidíase. A terapia fotodinâmica (TFD) é uma abordagem que consiste na geração de espécies reativas de oxigênio por meio da excitação de um fotossensibilizador com luz. O aprimoramento de fotossensibilizadores pode ser feito com nanotecnologia, como o aumento da atividade de derivados de ftalocianina em meios aquosos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da terapia fotodinâmica mediada por nanoemulsão de cloreto de alumínio-ftalocianina (NEAlPc) contra biofilmes de C. albicans. O estabelecimento do biofilme maduro foi padronizado por meio de testes com diferentes tempos de incubação, concentrações de células e condições de cultivo. Biofilmes padronizados foram expostos por 30 min a concentrações de 20000 nM a 39 nM, com posterior irradiação a 108 J/cm², 30 min, de LED 660 nm construído no Instituto de Física da Universidade de Brasília. A viabilidade destes biofilmes foi avaliada por ensaio colorimétrico da resazurina e contagem de unidades formadoras de colônia. A análise estatística apontou que os biofilmes não expostos ao LED tiveram viabilidade igual à do controle de crescimento fúngico. Enquanto os biofilmes expostos à TFD mediada por NEAlPc em concentração de 625 nM tiveram redução de 80% em sua viabilidade. Somado a isso, a TFD foi estatisticamente significativa para a redução da viabilidade dos biofilmes de C. albicans. Assim, os resultados deste trabalho sugerem que a TFD mediada por NEAlPc é uma alternativa de combate a biofilmes de Candida albicans.


  • Mostrar Abstract
  • The species Candida albicans is an opportunistic pathogen responsible for most fungal infections in humans. This fungus can be found in biofilms, which, compared to planktonic cells, are more resistant to antifungals and complicate the treatment of candidiasis. Photodynamic therapy (PDT) is an approach that involves the generation of reactive oxygen species by exciting a photosensitizer with light. The enhancement of photosensitizers can be achieved using nanotechnology, such as increasing the activity of phthalocyanine derivatives in aqueous media. The aim of this study was to evaluate the effect of photodynamic therapy mediated by aluminum phthalocyanine chloride nanoemulsion (NEAlPc) against C. albicans biofilms. The establishment of mature biofilms was standardized through tests with different incubation times, cell concentrations, and culture conditions. Standardized biofilms were exposed for 30 minutes to concentrations ranging from 20000 nM to 39 nM, followed by irradiation at 108 J/cm² for 30 minutes using a 660 nm LED constructed at the Institute of Physics at the University of Brasília. The viability of these biofilms was assessed using a resazurin colorimetric assay and colony-forming unit counting. Statistical analysis indicated that biofilms not exposed to LED had the same viability as the fungal growth control. In contrast, biofilms exposed to PDT mediated by NEAlPc at a concentration of 625 nM showed an 80% reduction in viability. Additionally, PDT was statistically significant in reducing the viability of C. albicans biofilms. Thus, the results of this study suggest that PDT mediated by NEAlPc is an alternative approach for combating Candida albicans biofilms.

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  • TAINA PEREIRA DA SILVA OLIVEIRA
  • "Síntese de nanopartículas de selênio com redução por ácido ascórbico ou por extrato aquoso de casca de laranja:padronização reacional, caracterização e atividades biológicas in vitro."

  • Orientador : LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • JULIANO ALEXANDRE CHAKER
  • ISABELLA MACÁRIO FERRO CAVALCANTI
  • LUÍS ANDRÉ DE ALMEIDA CAMPOS
  • Data: 20/02/2025

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  • O selênio é um micronutriente essencial responsável por desempenhar papeis estruturais, enzimáticas, antioxidanteseimunológicos importantes para a saúde humana e animal; contudo, é amplamente reconhecido por apresentarníveisde toxicidade que podem trazer risco a saúde a depender da dose de consumo e a forma química ingerida. Comosolução para a dualidade comportamental do selênio, as nanopartículas de selênio (SeNPs) destacam-se por suamenorcitotoxicidade e por suas propriedades quimiopreventivas, antioxidantes, antimicrobianas, antiparasitárias, antivirais,antitumorais e anticancerígenas. A síntese de SeNPs ocorre a partir da redução dos íons de selênio(Se+) aselênioelementar (Se0), mediado por agentes redutores utilizados durante o processo reacional. Entreos métodosempregados para a síntese, destacam-se o químico, amplamente utilizado e baseado emcompostos sintéticos,geralmente tóxicos, o que levanta preocupações em relação às aplicações animais e ambientais, e obiológico, queutiliza compostos naturais, sendo considerada uma alternativa mais segura e sustentável, capaz de gerar produtosbiocompatíveis, promissores para a produção em larga escala e uma opção viável à síntese química. Sendoassim, esteestudo propôs a síntese de SeNPs utilizando o selenito de sódio como precursor, por dois métodos distintos: oquímico,com ácido ascórbico e álcool polivinílico como redutor e estabilizante, respectivamente, e o biológico, empregandoextrato aquoso de casca de laranja como substituto desses agentes, com o objetivo de investigar fatores comparativosentre as sínteses, como viabilidade, características físico-químicas das SeNPs, parâmetros de reação (concentraçãodosagentes, tempo, temperatura e tipo de equipamento/fonte de energia) e aplicações in vitro. O extrato aquosodecascade laranja, preparado por decocção, foi caracterizado quanto ao perfil fitoquímico, onde foramobservadosapredominância de flavonoides, alcaloides e ácidos fenólicos, além de altos teores de compostos fenólicostotaisecapacidade de eliminação de radicais livres, dose dependente do tempo e concentração avaliados. As investigaçõesmostraram que as características físico-químicas das SeNPs são moduladas pelos parâmetros da sínteseepelatemperatura de armazenamento, com as SeNPs armazenadas em geladeira mantendo estabilidade por 180dias,enquanto as armazenadas em temperatura ambiente apresentaram alterações nos espectros de absorbância, nasinspeções visuais, no tamanho e na dispersividade. Os resultados demonstraram que quando armazenadasemgeladeira, as SeNPs preparadas pelo método químico apresentaram diâmetros menores (140,6 a 141,9nm)emcomparação com as do método biológico (217,4 a 370,0 nm), com índice de polidispersidade de 0,030 a 0,109e0,195a0,392, respectivamente, e potencial zeta negativo de -10,6 a -13,9 mV e -27,2 a -35,6 mV, respectivamente, semgrandes variações e com manutenção. A morfologia das SeNPs, confirmada por microscopia, foi esferoidal emambosos métodos de síntese, com distribuição monodispersa para o método químico e polidispersa para obiológico. Comrelação as atividades in vitro, as SeNPs apresentaram alta atividade antioxidante, dependente de dose, tempoeconcentração, com destaque para as preparadas pelo método biológico, bem como apresentaramatividadeantifúngicacontra diferentes cepas patogênicas de Candida spp. em células planctonicas ou na condição de biofilme préformados.


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  • Selenium is an essential micronutrient responsible for structural, enzymatic, antioxidant, and immunological rolescritical to human and animal health. However, it is widely recognized for its toxicity levels, which posehealthrisksdepending on the dose and the chemical form ingested. To address selenium's dual behavior, seleniumnanoparticles(SeNPs) have emerged as a promising alternative due to their lower cytotoxicity and chemopreventive, antioxidant,antimicrobial, antiparasitic, antiviral, antitumor, and anticancer properties. The synthesis of SeNPs involvesthereduction of selenium ions (Se⁺) to elemental selenium (Se⁰), mediated by reducing agents used duringthereactionprocess. Among the synthesis methods, the chemical approach is widely used, relying on synthetic compoundsthatareoften toxic, raising concerns regarding their environmental and animal applications. In contrast, the biological methodemploys natural compounds, offering a safer and more sustainable alternative capable of producing biocompatibleproducts. This approach is considered promising for large-scale production and as a viable substitutefor chemicalsynthesis. This study proposed the synthesis of SeNPs using sodium selenite as a precursor via two distinct methods:the chemical method, employing ascorbic acid as a reducing agent and polyvinyl alcohol as a stabilizer, andthebiological method, utilizing aqueous orange peel extract as a substitute for these agents. The goal was tocomparetheviability, physicochemical characteristics of SeNPs, reaction parameters (agent concentration, time, temperature, andtype of equipment/energy source), and in vitro applications. The aqueous orange peel extract, preparedthroughdecoction, was characterized for its phytochemical profile, revealing the predominance of flavonoids, alkaloids, andphenolic acids, as well as high total phenolic content and time- and concentration-dependent free radical scavengingcapacity. Investigations showed that the physicochemical properties of SeNPs are modulated by synthesis parametersand storage temperature. SeNPs stored under refrigeration maintained stability for 180 days, while thosestoredatroom temperature exhibited changes in absorbance spectra, visual inspections, size, and dispersity. Resultsdemonstrated that SeNPs synthesized chemically under refrigeration had smaller diameters (140.6to141.9nm)compared to those synthesized biologically (217.4 to 370.0 nm), with polydispersity indices ranging from0.030to0.109and 0.195 to 0.392, respectively. The zeta potential values were negative (-10.6 to -13.9 mV for chemical synthesisand-27.2 to -35.6 mV for biological synthesis), with minimal variations, indicating stability. The morphologyof SeNPs,confirmed by microscopy, was spherical for both methods, with monodisperse distribution in the chemical methodandpolydisperse distribution in the biological method. In in vitro activities, SeNPs demonstrated high antioxidant activity,which was dose-, time-, and concentration-dependent, with a notable performance from biologically synthesizedSeNPs.Additionally, they exhibited antifungal activity against various pathogenic Candida spp. strains in bothplanktoniccellsand pre-formed biofilm conditions.

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  • MIDWAR NAZARIO RODRÍGUEZ PURGUAYA
  • Formulações Lipídicas Nanoestruturadas Contendo Rodamina 6G e Curcumina: Desenvolvimento e Aplicação na Revelação de Impressões Digitais Latentes

  • Orientador : SEBASTIAO WILLIAM DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FERMIN FIDEL HERRERA ARAGON
  • JOSE ANTONIO HUAMANI COAQUIRA
  • SEBASTIAO WILLIAM DA SILVA
  • TIAGO DE JESUS E CASTRO
  • Data: 28/02/2025

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  • O estudo teve como objetivo desenvolver, caracterizar e avaliar a eficácia de diferentes formulações reveladoras de impressões digitais latentes, comparando formulações recém-preparadas e envelhecidas. As formulações foram baseadas em nanopartículas (NPs) lipídicas luminescentes contendo fluoróforos orgânicos (rodamina 6G e curcumina), produzidas por nanoemulsificação lipídica sólida. As formulações foram caracterizadas por espectroscopia de absorção UV-Visível, Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de transmissão (MET) e espalhamento de luz dinâmico (DLS). As impressões digitais foram depositadas sobre substratos de vidro e papel plastificado colorido e reveladas com as formulações NLC/Curc e NLC/Rh6G, além de soluções tradicionais como AB40/EtOH e Rh6G/OSM/EtOH. Foram avaliados a qualidade das imagens e a durabilidade das impressões digitais reveladas ao longo do tempo. Os resultados demostraram que as NPs lipídicas luminescentes foram preparadas com sucesso, apresentando tamanho nanométrico e morfologia aproximadamente esférica, conforme indicado pelas análises de MET e DLS. As análises espectroscópicas mostraram que, ao contrário da curcumina, as moléculas de rodamina 6G não interagem com as moléculas formadoras da matriz lipídica. A interação da curcumina ocorre preferencialmente por meio da sua estrutura diferuloil conjugada na forma enol, em detrimento da forma β-diceto. Em relação a eficácia das formulações na revelação das impressões digitais latentes, observou-se que a NLC/Rh6G obteve 100% de sucesso em todo período estudado, enquanto a NLC/Curc apresentou durabilidade limitada, com as impressões desaparecendo após 120 minutos em vidro e 60 minutos em papel plastificado. Adicionalmente, foi realizada uma análise morfológica detalhada das impressões digitais, identificando características essenciais para sua classificação e identificação. Esses resultados sugerem que as NPs lipídicas luminescentes podem ser uma ferramenta promissora para aprimorar os métodos forenses de revelação de impressões digitais, oferecendo maior sensibilidade, especificidade e tempo de visualização. Além disso, o uso de NPs lipídicas luminescentes pode contribuir para reduzir a toxicidade e o impacto ambiental associados aos métodos convencionais de revelação de impressões digitais


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  • The study aimed to develop, characterize, and evaluate the effectiveness of different latent fingerprint revealing formulations, comparing freshly prepared and aged formulations. The formulations were based on luminescent lipid nanoparticles (NPs) containing organic fluorophores (rhodamine 6G and curcumin), produced by solid lipid nanoemulsification. The formulations were characterized using UVVisible absorption spectroscopy, Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, Raman spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), and dynamic light scattering (DLS). The fingerprints were deposited on glass and colored plastic substrates and revealed using the NLC/Curc and NLC/Rh6G formulations, in addition to traditional solutions like AB40/EtOH and Rh6G/OSM/EtOH. The quality of the images and the durability of the revealed fingerprints over time were assessed. The results demonstrated that the luminescent lipid NPs were successfully prepared, presenting a nanometric size and approximately spherical morphology, as indicated by TEM and DLS analyses. Spectroscopic analyses showed that, unlike curcumin, rhodamine 6G molecules do not interact with the lipid matrix-forming molecules. Curcumin interacts preferentially through its conjugated diferuloyl structure in the enol form, rather than the β-diketone form. Regarding the effectiveness of the formulations in revealing latent fingerprints, it was observed that NLC/Rh6G achieved 100% success throughout the studied period, while NLC/Curc showed limited durability, with fingerprints disappearing after 120 minutes on glass and 60 minutes on plastic. Additionally, a detailed morphological analysis of the fingerprints was performed, identifying essential characteristics for their classification and identification. These results suggest that luminescent lipid NPs could be a promising tool to enhance forensic fingerprint revealing methods, offering greater sensitivity, specificity, and visualization time. Furthermore, the use of luminescent lipid NPs may contribute to reducing the toxicity and environmental impact associated with conventional fingerprint revelation methods.

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  • LINDOMARA CRISTINA FÉLIX DA SILVA
  • "EFEITOS DE NANOEMULSOES DE ÓLEO DE PEQUI (Caryocar brasiliense) OBTIDOS POR DIFERENTES METODOS DE EXTRAÇÃO, NA CITOTOXICIDADE E MIGRAÇÃO CELULAR".

  • Orientador : GRAZIELLA ANSELMO JOANITTI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA OLIVIA DE SOUZA
  • FRANCISCO HUMBERTO XAVIER JÚNIOR
  • GRAZIELLA ANSELMO JOANITTI
  • MONICA PEREIRA GARCIA
  • Data: 08/08/2025

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  • A busca por terapias inovadoras e eficazes para o tratamento de feridas crônicas tem impulsionado o desenvolvimento de estratégias que integram ativos naturais e nanotecnologia. Nesse contexto, o óleo de pequi (Caryocar brasiliense), rico em compostos bioativos, como carotenoides e ácidos graxos é um composto valioso em estudos envolvendo cicatrização. Neste estudo, o objetivo foi avaliar como diferentes métodos de extração — solvente (OPS), cocção (OPB) e prensagem a frio (OPP) — influenciam as características físico-químicas do óleo livre e de suas respectivas nanoemulsões, a fim de investigar seus efeitos biológicos in vitro sobre a citotoxicidade e a migração celular. Os óleos foram analisados quanto à acidez, índice de peróxido, teor de carotenoides e lipídios, atividade antioxidante e espectros FTIR. As nanoemulsões foram produzidas por sonicação e denominadas NEPS, NEPB e NEPP, correspondendo, respectivamente, às formulações obtidas a partir dos óleos extraídos por solvente, cocção e prensagem a frio, e caracterizadas físicoquimicamente em equipamento Zetasizer® (Malvern). A citotoxicidade foi avaliada utilizando o ensaio MTT em linhagens de queratinócitos (HaCaT), fibroblastos (FGH) e macrófagos (RAW 264.7) e a migração celular foi avaliada através do ensaio de “Scratch” em HaCaT e FGH. O OPS apresentou o maior teor de carotenóides (168,8 ± 1,66 mg/100 g) e atividade antioxidante, apesar de obter a maior acidez residual (4,89 ± 0,05%). O ácido oleico foi identificado como o principal ácido graxo em todas as amostras (~ 56 %), seguido pelo ácido palmítico (~ 40 %). Todas as nanoemulsões apresentam distribuições de tamanho uniformes (~ 88 - 96 nm), demonstrando estabilidade coloidal frente a diferentes condições de temperatura e pH. Tanto as nanoemulsões como os óleos livres não apresentaram toxicidade em queratinócitos e fibroblastos na concentração de 1000 µg/mL (24 h), o que não foi observado nos macrófagos, onde nessa concentração houve uma diminuição da viabilidade de 31,7% e 21,9% em NEPB e NEPP, respectivamente (p<0,05). No ensaio de migração (1000 µg/mL, 24 h), não houve diferenças significativas entre os óleos livres e suas respectivas nanoemulsões em relação ao controle. Em suma, não foram observadas diferenças expressivas entre os métodos de extração na caracterização e estabilidade das nanoemulsões desenvolvidas, bem como na citotoxicidade e na migração de células HaCat e FGH. Em relação aos macrófagos, observou-se diferenças entre os métodos de extração e citotoxicidade apenas na maior concentração avaliada (1000 µg/mL / 24 h). O presente estudo apresenta caráter transversal, reunindo desenvolvimento, avaliação biológica e potencial translacional de nanoemulsões a base de óleo de pequi, o que reforça sua relevância na agregação de valor a compostos da biodiversidade brasileira e direciona futuras investigações sobre seus mecanismos moleculares e aplicações terapêuticas.


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  • The search for innovative and effective therapies for the treatment of chronic wounds has encouraged the development of strategies that integrate natural active principles and nanotechnology. In this context, pequi oil (Caryocar brasiliense), rich in bioactive compounds such as carotenoids and fatty acids, is a valuable component in studies involving wound healing. In this study, the objective was to evaluate how different extraction methods — solvent (OPS), cooking (OPB), and cold pressing (OPP) — influence the physicochemical characteristics of free oil and its respective nanoemulsions in order to investigate their in vitro biological effects on cytotoxicity and cell migration. The oils were analyzed for acidity, peroxide index, carotenoid and lipid content, antioxidant activity, and FTIR spectra. The nanoemulsions were produced by sonication and named NEPS, NEPB, and NEPP, corresponding, respectively, to the formulations obtained from the oils extracted by solvent, cooking, and cold pressing, and characterized physicochemically using Zetasizer® equipment (Malvern). Cytotoxicity was evaluated using the MTT assay in keratinocyte (HaCaT), fibroblast (FGH), and macrophage (RAW 264.7) cell lines, and cell migration was evaluated using the scratch assay in HaCaT and FGH cells. OPS had the highest carotenoid content (168.8 ± 1.66 mg/100 g) and antioxidant activity, despite having the highest residual acidity (4.89 ± 0.05%). Oleic acid was identified as the main fatty acid in all samples (~56%), followed by palmitic acid (~40%). All nanoemulsions have uniform size distributions (~ 88 - 96 nm), demonstrating colloidal stability under different temperature and pH conditions. Both nanoemulsions and free oils showed no toxicity in keratinocytes and fibroblasts at a concentration of 1000 µg/mL (24 h), which was not observed in macrophages, where at this concentration there was a decrease in viability of 31.7% and 21.9% in NEPB and NEPP, respectively (p<0.05). In the migration assay (1000 µg/mL, 24 h), there were no significant differences between the free oils and their respective nanoemulsions in relation to the control. In summary, no expressive differences were observed between the extraction methods in the characterization and stability of the developed nanoemulsions, as well as in the cytotoxicity and migration of HaCat and FGH cells. Regarding macrophages, differences between the extraction methods and cytotoxicity were observed only at the highest concentration evaluated (1000 µg/mL / 24 h). This study is cross-sectional in nature, bringing together the development, biological evaluation, and translational potential of pequi oil-based nanoemulsions, which reinforces their relevance in adding value to Brazilian biodiversity compounds and directs future investigations into their molecular mechanisms and therapeutic applications.

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  • ALICE GONÇALVES VIEIRA
  • DESENVOLVIMENTO DE NANOEMULSÕES À BASE DE ÓLEOS ESSENCIAIS OBTIDAS POR SÍNTESE VERDE PARA O MANEJO DE SPODOPTERA FRUGIPERDA

  • Orientador : LUCIANO PAULINO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCIANO PAULINO DA SILVA
  • CLAURE NAIN LUNARDI GOMES
  • Marlinda Lobo de Souza
  • Tatiane de Melo Pereira
  • Data: 22/08/2025

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  • A lagarta-do-cartucho do milho (Spodoptera frugiperda) é uma das espécies de insetos-praga mais nocivos para diversos cultivos, em países de quase todos os continentes. Essa espécie é polífaga e apresenta elevada capacidade de infestar plantios. A forma de manejo dessa praga mais utilizada é por meio de pesticidas sintéticos, que causam danos diversos para o meio ambiente e para a saúde humana. Surge, então, a necessidade de estabelecer mais métodos sustentáveis para o manejo da espécie. Nas últimas décadas, o uso de óleos essenciais tem se tornado uma tendência para o manejo de pragas agrícolas. Eles são compostos atóxicos e biodegradáveis; porém, requerem métodos que permitam sua aplicação apesar da volatilidade de seus compostos. O uso da nanobiotecnologia, em particular para a preparação de nanoemulsões (NEs), pode ser aplicado para melhorar a entrega dos óleos essenciais e protegêlos da degradação. Dito isso, o objetivo do presente trabalho é desenvolver nanoemulsões com óleos essenciais que apresentem reconhecida atividade biológica contra insetos-praga. As nanoemulsões foram sintetizadas conforme os princípios da síntese verde, com substâncias biodegradáveis e seguras. Foi empregado o método de ultrassonicação para formular nanoemulsões com 13 diferentes óleos essenciais. Foram obtidas NEs de aspecto leitoso e esbranquiçado. As NEs formuladas foram caracterizadas por espalhamento de luz dinâmico e mobilidade eletroforética. Os valores de diâmetro hidrodinâmico encontrado variaram entre 151,3 ± 13,7 nm e 403,4 ± 108,1 nm, demonstrando que as NEs obtidas foram nanométricas. O índice de polidispersividade (PdI) de diversas NEs preparadas apresentou valores próximos a 0,200, indicando que essas NEs tendem à monodispersão. Além disso, todas apresentaram potencial Zeta com módulo superior a -50 mV, indicando boa estabilidade coloidal. A nanoemulsão branca (NEB), a nanoemulsão com óleo essencial de anis estrela (NEAE) e a nanoemulsão com óleo essencial de mandarina verde (NEMV) foram escolhidas para as etapas seguintes. A caracterização periódica por 150 dias demonstrou que as nanoemulsões obtidas apresentaram variação dos parâmetros nos primeiros 15 dias, seguida de estabilidade até o fim do período avaliado. As nanoemulsões armazenadas a ~5°C não apresentaram nenhum processo aparente de separação de fases; o mesmo não ocorreu para todas as nanoemulsões armazenadas em temperatura ambiente. Adicionalmente, as nanoemulsões foram caracterizadas após serem submetidas a estresses por pH, diluição e autoclavagem. Os resultados obtidos demonstraram resiliência das nanoemulsões em manterem suas características físico-químicas sob diferentes cenários de simulação de estresse. Um teste de reprodutibilidade foi realizado com formulação de 10 lotes em condições idênticas. Houve limitada alteração entre os lotes, dentro do esperado para síntese verde. Assim, foi constatado que os diferentes lotes das nanoemulsões ainda poderiam ser classificadas dentro de parâmetros físico-químicos satisfatórios e que a metodologia de formulação desenvolvida é reprodutível. Testes de nanocitotoxicidade contra a bactéria Gram negativa Escherichia coli e Gram positiva Staphylococcus aureus demonstraram que NEB, NEAE e NEMV não apresentaram efeito bactericida e bacterióstatico; assim, essas NEs são potencialmente seguras para a microbiota do solo. Foi realizado teste de citotoxicidade com células eucarióticas de inseto da linhagem sf21, que demonstrou que as NEs foram atóxicas para esse modelo nas condições avaliadas. Análise por cromatografia gasosa acoplada a detector de ionização por chama e a espectrometria de massas dos óleos essenciais revelou a presença de diversos compostos com atividade inseticida relatada pela literatura, como o trans-anetol e o limoneno. Por fim, o bioensaio realizado com larvas do segundo instar de S. frugiperda em dieta artificial demonstrou níveis de controle das larvas de até 90,3%. Concluí-se a viabilidade de 12 dos 13 óleos essenciais utilizados para formulação de nanoemulsões nanométricas, monodispersas e estáveis. Além disso, NEAE foi considerada a mais promissora para o controle de S. frugiperda.


  • Mostrar Abstract
  • The fall armyworm (Spodoptera frugiperda) is one of the most harmful pests for various crops in countries of almost every continent. This species is polyphagous and has a high capacity to spread in the crops. The most usual method used for managing this pest is with synthetic pesticides, which cause significant damage to the environment and human health. Therefore, there is an increasing need to establish more sustainable methods for managing this species. In recent decades, the use of essential oils has become a trend for agricultural pest management. They are non-toxic and biodegradable substances; however, they require methods that allow their application despite the volatility of their compounds. The use of nanobiotechnology, particularly for the synthesis of nanoemulsions, can be applied to improve the delivery of essential oils and protect them from degradation. Therefore, the objective of this work is to develop nanoemulsions with essential oils that have recognized biological activity against insects. The nanoemulsions were synthesized according to green synthesis principles, using biodegradable and safe substances. The ultrasonication method was used to formulate nanoemulsions with 13 different essential oils. The resulting nanoemulsions were characterized by dynamic light scattering and electrophoretic mobility. The ultrasonication method was used to formulate nanoemulsions with 13 different essential oils. Milky and whitish NEs were obtained. The formulated NEs were characterized by dynamic light scattering and electrophoretic mobility. The hydrodynamic diameter values found varied between 151.3 ± 13.7 nm and 403.4 ± 108.1 nm, demonstrating that the NEs obtained were nanometric. The polydispersity index (PdI) of several prepared NEs presented values close to 0.200, indicating that these NEs tend to monodispersion. In addition, all presented Zeta potential with modulus greater than -50 mV, indicating good colloidal stability. Blank nanoemulsion (NEB), star anise essential oil nanoemulsion (NEAE) and green mandarin essential oil nanoemulsion (NEMV) were chosen for the following steps. The periodic characterization for 150 days demonstrated that the nanoemulsions obtained showed variation of parameters in the first 15 days, followed by stability until the end of the evaluated period. The nanoemulsions stored at ~5°C showed no apparent phase separation process; the same did not occur for all nanoemulsions stored at room temperature. In addition, the nanoemulsions were characterized after being subjected to stress by pH, dilution and autoclaving. The results obtained demonstrated resilience of nanoemulsions in maintaining their physico-chemical characteristics under different stress simulation scenarios. A reproducibility test was performed with formulation of 10 lots in identical conditions. There was limited change between the lots, within the expected for green synthesis. Thus, it was found that the different batches of nanoemulsions could still be classified within satisfactory physicochemical parameters and that the formulation methodology developed is reproducible. Nanocytotoxicity tests against Gram negative bacteria Escherichia coli and Gram positive Staphylococcus aureus showed that NEB, NEAE and NEMV did not present bactericidal and bacteriostatic effect; thus, these NEs are potentially safe for soil microbiota. Cytotoxicity test was performed with eukaryotic cells of insect strain sf21, which demonstrated that NEs were non-toxic for this model in the conditions evaluated. Analysis by gas chromatography coupled to the flame ionization detector and mass spectrometry of essential oils revealed the presence of several compounds with insecticidal activity reported in the literature, such as trans-anethole and limonene. Finally, the bioassay performed with larvae of the second instar of S. frugiperda in artificial diet showed levels of control of up to 90.3%. In conclusion, 12 of the 13 essential oils used for formulation were nanometric, monodispersed and stable nanoemulsions. In addition, NEAE was considered the most promising for the control of S. frugiperda.

Teses
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  • Thalita Fonseca de Araujo
  • "Comparação das atividades biológicas de nanopartículas metálicas: rota química versus Verde e nova metodologia para avaliação de citotoxicidade."

  • Orientador : LUCIANO PAULINO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCIANO PAULINO DA SILVA
  • THAIS RIBEIRO SANTIAGO
  • ANA LUÍZA GARCIA MILLÁS MASSAGUER
  • LIVIA CRISTINA DE SOUZA VIOL
  • VERA LÚCIA PERUSSI POLEZ
  • Data: 27/02/2025

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  • Dentre as formas de sintetizar nanopartículas metálicas (NPMs), existe a síntese química, que se utiliza de reagentes que podem ser tóxicos tanto para o meio ambiente quanto para o ser humano; e a síntese verde, que se utiliza principalmente, mas não apenas, de recursos biológicos para sintetizar tais nanomateriais. Tal abordagem tem diversas vantagens com relação à síntese química: custo baixo, eco-amigabilidade, atoxicidade do processo e a grande disponibilidade e diversidade dos recursos biológicos a serem utilizados. Porém, poucos estudos avaliam se há toxicidade diferenciada das NPMs produzidas por efeito do seu método de síntese. Dentre as metodologias para avaliar a toxicidade de nanomateriais, existem aquelas baseadas em câmara de Boyden, porém o alto valor desse material limita a sua aplicação em mais laboratórios. Portanto, esse trabalho objetivou comparar as atividades biológicas de nanopartículas produzidas por rotas verde e química e produzir a proposta de um novo teste de nanotoxicidade. Foram produzidas nanopartículas de prata (AgNPs), ferro (FeNPs), cobre-prata (CuAgNPs) e prataferro (AgFeNPs) tanto por abordagem química quanto por abordagem verde. Para isso, chá mate foi escolhido como agente redutor e estabilizante das NPMs produzidas por síntese verde. Já as reações de síntese química foram realizadas conforme protocolos da literatura disponível. Ademais, foram realizados testes de concentração inibitória mínima (CIM) das NPMs contra a bactéria Gram-negativa Escherichia coli e Gram-positiva Staphylococcus aureus, além da levedura Saccharomyces cerevisiae. Por fim, foram realizados testes de viabilidade celular utilizando fibroblastos e macrófagos. Houve mudança de coloração em todas as reações de síntese realizadas, indicativo de formação de NPMs. Outras técnicas de caracterização, como microscopia e espectroscopias aplicadas, confirmaram a síntese efetiva das nanopartículas. Com relação à atividade antimicrobiana das NPMs, as AgNPs produzidas por rota verde inibiram o crescimento de E. coli na concentração de 128 µM e de S. aureus na concentração de 256 µM. Nenhuma das outras NPMs sintetizadas inibiram o crescimento bacteriano nas concentrações estudadas e nenhuma NPM inibiu o crescimento da levedura. No tocante ao inserto baseado em câmara de Boyden, foram produzidos 10 modelos e o hidrogel escolhido foi acoplado a este. Testes de desinfecção foram realizados para comprovar que os insertos com hidrogéis estavam livres de contaminação microbiana. Com relação aos testes de viabilidade celular, apenas as células expostas à AgNP-V tiveram viabilidade aumentada quando comparada à sua contrapartida química. Em suma, foram sintetizadas nanopartículas monometálicas e bimetálicas de diversos metais a partir de rotas químicas e rotas verdes, com apenas uma destas apresentando atividade antimicrobiana. Ademais, foi construído um modelo baseado em câmara de Boyden para testes de toxicidade dos materiais e, por fim, testes mostraram que AgNP-V teve toxicidade menor do que AgNP-Q.


  • Mostrar Abstract
  • Among the ways to synthesize metallic nanoparticles (MNPs), there is the chemical synthesis that uses reagents that can be toxic to the environment and to the human being; and there is the green synthesis, that utilizes, mainly, but not only, biological resources to synthesize such nanomaterials. This approach has many advantages regarding chemical synthesis: low cost, its eco-friendly, low toxicity of the process and the vast availability and diversity of the biological resources to be utilized. Although, there are few studies that evaluate if there is a difference in the toxicity of the nanoparticles regarding its synthesis method. Among the methodologies available to assess the toxicity of nanomaterials, there are those based in Boyden chambers, nonetheless the high value of such material limits its application in more laboratories. Therefore, this work aimed to compare the biological activities of nanoparticles produced by green and chemical routes and produce a proposal for a new nanotoxicity test. Silver (AgNPs), iron (FeNPs), copper-silver (CuAgNPs) and silver-iron (AgFeNPs) nanoparticles were produced both by chemical and green routes. For that, yerba mate tea was chosen as reducing and stabilizing agent of the green synthesis. The chemical synthesis was accomplished according protocols of the available literature. Also, minimum inhibitory concentration (MIC) assays of the nanoparticles against the Gram-negative bacteria Escherichia coli and the Gram-positive bacteria Staphylococcus aureus, and the yeast Saccharomyces cerevisiae were performed. Finally, cell viability tests were performed using fibroblasts and macrophages. There was color change in all the synthesis, indicating nanoparticles formation. Other characterization techniques, such as microscopy and applied spectroscopy, confirmed the effective synthesis of the nanoparticles. Regarding the antimicrobial activity of the nanoparticles, AgNPs produced by green route inhibited E. coli growth in the concentration of 128 µM and of S. aureus in the concentration of 256 µM. None of the other synthesized nanoparticles inhibited bacteria growth in the studies concentrations and none of them inhibited yeast growth. With regards to the insert based on Boyden chambers, 10 models were produced and the chosen hidrogel was coupled to it. Disinfection assays were performed to prove that the insert and hydrogel were free of microbial contamination. Regarding cell viability tests, only cells exposed to AgNP-V had increased viability when compared to their chemical counterpart. In short, monometallic and bimetallic nanoparticles were synthesized from chemical and green routes, and only one of them presented antimicrobial activity. Besides, an insert based on Boyden chamber was produced to perform cytotoxic assays and finally, tests showed that AgNP-V had lower toxicity than AgNP-Q.

2
  • Marylene Sousa Guimarães Roma
  • "DESENVOLVIMENTO DE SENSOR CAPACITIVO PARA CORTISOL A BASE DE NANOPARTÍCULAS DE TITANATO DE BÁRIO MESOPOROSO E ELETRODO INTERDIGITADO".

  • Orientador : JULIANO ALEXANDRE CHAKER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JULIANO ALEXANDRE CHAKER
  • MARCELO HENRIQUE SOUSA
  • MARIA DEL PILAR HIDALGO FALLA
  • ALESSANDRO PINHEIRO
  • Lucas Romano Oliveira de Souza
  • Data: 18/07/2025

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  • O cortisol constitui um biomarcador essencial para a detecção de estresse, cujos níveis podem ser monitorados por meio de dispositivos point-of-care que integram sensores baseados em nanopartículas e eletrodos em arranjo interdigitado (IDE). No presente estudo, desenvolveuse uma plataforma de IDE utilizando partículas de titanato de bário (BaTiO₃), sua estrutura de perovskita e propriedades ferroelétricas, piezoelétricas, e alta constante dielétrica, foram sintetizadas por precipitação coloidal a partir de tetraisopropóxido de titânio IV (TTIP IV), cloreto de bário e o copolímero Pluronic® P123. As temperaturas de calcinação variaram entre 160°C e 340°C, sendo os resultados mais satisfatórios observados a 160°C. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou partículas com tamanho médio de 26 nm, e a espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) confirmou a composição molecular após a remoção do surfactante P123 a partir de 280ºC. A análise de difração de raiosX (DRX) identificou as fases anatase e brookita. A análise Brunauer–Emmett–Teller (BET) evidenciou alterações na morfologia dos poros, com amostras tratadas a 160°C exibindo estrutura mesoporosa do tipo IV(a), área superficial elevada de 163 m²/g e diâmetro médio dos poros de 5,24 nm. Temperaturas mais elevadas ocasionaram transições para o adsorçãodessorção do tipo IV(b) a 260°C e tipo V a 340°C reduz para 86 m2 /g, e resultando em poros de menor dimensão. A espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) foi empregada para avaliar o desempenho do sensor IDE integrado com depósitos de nanopartículas de BaTiO₃, ligante orgânico-inorgânico de uretano-siloxano, albumina, e concentrações de cortisol variando de 5,0 a 20 ng/mL. As medições de impedância revelaram significativa redução na impedância (Z') com o aumento da concentração de cortisol, indicando maior condutividade e proporcionalidade esperada. De modo particular, os diagramas de Nyquist para amostras de saliva contendo 5 ng/mL de cortisol, valor usualmente encontrado em condições fisiológicas, apresentaram aumento notável na resistência de transferência de carga (Rct), corroborando a capacidade do sensor em detectar baixos níveis hormonais em fluidos biológicos. Estes achados ressaltam o potencial das plataformas IDE baseadas em BaTiO₃ tratadas a 160°C para monitoramento de biomarcadores de estresse.


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  • Cortisol is a key biomarker for stress detection, and its levels can be monitored using point-ofcare (POC) devices that integrate nanoparticle-based sensors with interdigitated electrode (IDE) arrays. In this study, an IDE platform was developed using barium titanate (BaTiO₃) particles. Leveraging its perovskite structure and intrinsic ferroelectric, piezoelectric, and high dielectric constant properties, BaTiO₃ was synthesized via colloidal precipitation from titanium(IV) tetraisopropoxide (TTIP IV), barium chloride, and the Pluronic® P123 copolymer. Calcination temperatures ranged from 160°C to 340°C, with the most satisfactory results obtained at 160°C. Scanning Electron Microscopy (SEM) revealed particles with an average size of 26 nm, while Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) confirmed molecular composition following the removal of the P123 surfactant starting at 280°C. X-ray Diffraction (XRD) analysis identified the presence of anatase and brookite crystalline phases. The Brunauer–Emmett– Teller (BET) analysis indicated changes in pore morphology, with samples treated at 160°C displaying a type IV(a) mesoporous structure, a high specific surface area of 163 m²/g, and an average pore diameter of 5.24 nm. Higher temperatures led to transitions to type IV(b) adsorption-desorption isotherms at 260°C and type V at 340°C, reducing the surface area to 86 m²/g and resulting in narrower pores. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) was used to evaluate the performance of the IDE sensor integrated with BaTiO₃ nanoparticle deposits, an organic-inorganic urethane-siloxane binder, albumin, and cortisol concentrations ranging from 5.0 to 20 ng/mL. Impedance measurements showed a significant decrease in real impedance (Z') with increasing cortisol concentration, indicating enhanced conductivity and expected proportionality. Notably, Nyquist plots of saliva samples containing 5 ng/mL of cortisol—a concentration typically found under physiological conditions—exhibited a marked increase in charge transfer resistance (Rct), confirming the sensor’s capability to detect low hormonal levels in biological fluids. These findings highlight the potential of BaTiO₃-based IDE platforms treated at 160°C for the monitoring of stress-related biomarkers.

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  • Bruno Iles
  • "ESTABILIZAÇÃO DE EMULSÕES UTILIZANDO LIGNOSSULFONATO: UMA ABORDAGEM SUSTENTÁVEL NO CARREAMENTO DO PRAZIQUANTEL".

  • Orientador : JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • LUANA CRISTINA CAMARGO
  • JÉSSICA MARIA TELES SOUZA
  • PRISCILA GRITTEN SIEBEN
  • Data: 24/07/2025

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  • A esquistossomose, endêmica em países em desenvolvimento, é tratada principalmente com praziquantel (PZQ), um fármaco eficaz, porém limitado frente a formas juvenis do parasita e com risco de resistência. Neste estudo, investigou- se o uso do lignossulfonato — um biopolímero anfifílico, sustentável e de origem lignocelulósica — como agente estabilizante em emulsões múltiplas contendo PZQ, visando uma liberação controlada e maior estabilidade do sistema. Objetivo: Avaliar o potencial do lignossulfonato como surfactante alternativo e sustentável em formulações de emulsões múltiplas contendo praziquantel. Metodologia: O lignossulfonato foi purificado por centrifugação, diálise e seco por spray dryer, sendo posteriormente ressuspenso em água e submetido à ultrassonificação. Caracterizações foram realizadas por DLS, FTIR, RMN, NTA e AFM. As propriedades interfaciais foram determinadas por medidas de tensão superficial, interfacial e ângulo de contato. Emulsões a/o/a foram preparadas com óleo de rícino e lignossulfonato em proporções variadas e monitoradas macroscópicamente por 120 dias, e através de análises por microscopia confocal a laser. A incorporação do PZQ foi seguida de ensaios de liberação em membranas de diálise. As análises térmicas (DSC e TG) foram realizadas para avaliar interações entre os componentes e a estabilidade térmica do fármaco. Para avaliação da segurança, foi realizado ensaio de citotoxicidade em células Caco-2 utilizando o método do MTT. As células foram cultivadas em DMEM, tratadas com diferentes concentrações das emulsões por 24 h, e posteriormente incubadas com solução de MTT (0,5 mg/mL) por 4 h. O formazan formado foi solubilizado com DMSO, e a absorbância foi lida a 570 nm para determinação da viabilidade celular. Resultados: A ultrassonificação reduziu o tamanho das partículas de lignossulfonato de 740,0 nm para 175,7 nm e o PDI de 0,6 para 0,2, mantendo o potencial zeta próximo de -15 mV. As análises de AFM mostraram morfologia esférica, enquanto FTIR e RMN confirmaram a guaiacílica, e as propriedades hidrofílicas foram mantidas. A formulação mais estável foi a de razão 50/50 (m/m) com 5% de lignossulfonato, que permaneceu estável por até 120 dias. A estabilidade foi atribuída ao efeito Pickering, à gelificação induzida pela alta fração volumétrica de óleo (close packing). As análises de DSC e TG demonstraram a manutenção da estabilidade térmica do PZQ após incorporação nas emulsões. A liberação do fármaco seguiu uma cinética de primeira ordem, com 17,52% liberado em 2 horas. Os ensaios de MTT indicaram baixa citotoxicidade nas concentrações testadas. Conclusão: O lignossulfonato demonstrou ser um estabilizante eficaz e sustentável para emulsões múltiplas contendo praziquantel, promovendo estabilidade prolongada, manutenção da integridade térmica do fármaco e liberação controlada. Os mecanismos de estabilização envolveram efeito Pickering, close packing e formação de estruturas viscoelásticas. Apesar dos resultados promissores, estudos adicionais, especialmente in vivo, são necessários para validar a eficácia terapêutica e a segurança do sistema. 


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  • Schistosomiasis, endemic in developing countries, is primarily treated with praziquantel (PZQ), an effective drug that is, however, limited against juvenile forms of the parasite and poses a risk of resistance development. In this study, lignosulfonate—an amphiphilic, sustainable, and lignocellulosic-based biopolymer—was investigated as a stabilizing agent in multiple emulsions containing PZQ, aiming for controlled drug release and enhanced formulation stability. Objective: To evaluate the potential of lignosulfonate as a sustainable and alternative surfactant in multiple emulsion formulations containing praziquantel. Methodology: Lignosulfonate was purified via centrifugation, dialysis, and spray drying, then resuspended in water and subjected to ultrasonication. Characterization was performed using DLS, FTIR, NMR, NTA, and AFM. Interfacial properties were assessed by surface and interfacial tension measurements and contact angle analysis. Water-in-oil-in-water (w/o/w) emulsions were prepared with castor oil and varying concentrations of lignosulfonate, monitored macroscopically for 120 days and analyzed by confocal laser scanning microscopy. PZQ incorporation was followed by drug release assays using dialysis membranes. Thermal analyses (DSC and TGA) were conducted to evaluate interactions among components and the thermal stability of the drug. For safety assessment, a cytotoxicity assay was performed on Caco-2 cells using the MTT method. Cells were cultured in DMEM, treated with different concentrations of the emulsions for 24 h, and then incubated with MTT solution (0.5 mg/mL) for 4 h. The formazan crystals were solubilized in DMSO, and absorbance was read at 570 nm to determine cell viability. Results: Ultrasonication reduced the lignosulfonate particle size from 740.0 nm to 175.7 nm, and the PDI from 0.6 to 0.2, while maintaining a zeta potential around -15 mV. AFM analysis revealed spherical morphology, and FTIR and NMR confirmed the presence of guaiacyl units, with hydrophilic properties preserved. The most stable formulation was the 50/50 (w/w) ratio with 5% lignosulfonate, which remained stable for up to 120 days. Stability was attributed to the Pickering effect and close packing-induced gelation due to the high oil phase volume fraction. DSC and TGA analyses demonstrated the maintenance of the drug’s thermal stability after emulsification. Drug release followed first-order kinetics, with 17.52% released within 2 hours. MTT assays showed low cytotoxicity at the concentrations tested. Conclusion: Lignosulfonate proved to be an effective and sustainable stabilizer for multiple emulsions containing praziquantel, providing prolonged stability, preservation of drug integrity, and controlled release. The stabilization mechanisms involved Pickering effect, close packing, and viscoelastic structure formation. Despite promising results, further studies, especially in vivo, are required to validate the system's therapeutic efficacy and safety. 

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  • Samuel Lamarão Alves Monticeli
  • "SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DOS COMPOSTOS Mn1.3FeTi2Ow e Mn6Fe4V7Ow NANOESTRUTURADOS".

  • Orientador : JUDES GONCALVES DOS SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JUDES GONCALVES DOS SANTOS
  • JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • ALESSANDRO MARTINS
  • JOSMARY RODRIGUES SILVA
  • MAURO GUILHERME FERREIRA BEZERRA
  • Data: 12/08/2025

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  • Este estudo tem como foco principal a investigação e desenvolvimento de nanocompósitos inovadores baseados em titânio (Ti), vanádio (V), manganês (Mn) e ferro (Fe), com as fórmulas MnxFeyTizOw e MnxFeyVzOw. A pesquisa busca explorar um processo de síntese por combustão assistida, utilizando muflas elétricas operando em diferentes faixas de temperatura: 400 °C, 800 °C e 1000 °C. A caracterização detalhada dos nanocompósitos será realizada por meio de diversas técnicas avançadas, que incluem: fluorescência de raios - X (XRF), para análise qualitativa e quantitativa da composição química; difração de raios - X (DRX), destinada à identificação dos planos cristalinos e estudo da estrutura cristalográfica; espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), para avaliação dos grupos moleculares presentes nos compostos; espectroscopia ultravioleta, visível e infravermelho (UV-VIS-NIR), que fornecerá dados sobre os espectros de absorção e reflexão; microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), indispensáveis para análise da forma e do diâmetro médio das nanopartículas; e ressonância paramagnética eletrônica (RPE), que permitirá avaliar as propriedades magnéticas do material. Os resultados deste estudo fornecerão informações detalhadas sobre os parâmetros físico-químicos, além de propor diretrizes para a obtenção de nanoestruturas com características híbridas e propriedades magnético-ópticas detectáveis. Entre as análises esperadas, destaca-se a identificação dos planos cristalinos, a forma e o tamanho das nanopartículas, bem como os espectros de absorção e reflexão dos elementos constituintes. Adicionalmente, o estudo abre perspectivas para investigações futuras, incluindo novas caracterizações que visem aprimorar o desenvolvimento de materiais nanométricos com alta estabilidade, fase única e potencial promissor, devido às propriedades intrínsecas dos elementos empregados.


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  • The main focus of this study is the research and development of innovative nanocomposites based on titanium (Ti), vanadium (V), manganese (Mn) and iron (Fe), with the formulas MnxFeyTizOw and MnxFeyVzOw. The research aims to explore an assisted combustion synthesis process, using electric muffles operating at different temperature ranges: 400 °C, 800 °C and 1000 °C. Detailed characterization of the nanocomposites will be carried out using various advanced techniques, including: X-ray fluorescence (XRF), for qualitative and quantitative analysis of the chemical composition; X-ray diffraction (XRD), to identify the crystalline planes and study the crystallographic structure; Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), to evaluate the molecular groups present in the compounds; ultraviolet, visible and infrared spectroscopy (UV-VIS-NIR), which will provide data on the absorption and reflection spectra; transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM), which are essential for analyzing the shape and average diameter of the nanoparticles; and electron paramagnetic resonance (EPR), which will make it possible to evaluate the magnetic properties of the material. The results of this study will provide detailed information on the physical-chemical parameters, as well as proposing guidelines for obtaining nanostructures with hybrid characteristics and detectable magnetic-optical properties. The expected analyses include the identification of the crystalline planes, the shape and size of the nanoparticles, as well as the absorption and reflection spectra of the constituent elements. In addition, the study opens up prospects for future research, including new characterizations aimed at improving the development of nanometric materials with high stability, a single phase and promising potential, due to the intrinsic properties of the elements used.

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  • Pedro Everardo Ferreira Melo
  • DESENVOLVIMENTO DE NANOCOMPÓSITO INCORPORADO COM CARBON DOT DERIVADO DE ÁCIDO CÍTRICO E ETILENODIAMINA.

  • Orientador : JULIANO ALEXANDRE CHAKER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JULIANO ALEXANDRE CHAKER
  • MARCELLA LEMOS BRETTAS CARNEIRO
  • MARCELO HENRIQUE SOUSA
  • ELIGENES SAMPAIO DO NASCIMENTO
  • Henriette Monteiro Cordeiro de Azeredo
  • Data: 05/09/2025

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  • Os materiais de embalagem desempenham papel fundamental na conservação e segurança de alimentos, e há uma crescente demanda por sistemas multifuncionais capazes de oferecer proteção, prolongar a vida útil dos produtos e, ao mesmo tempo, serem ambientalmente sustentáveis. Nesse contexto, este trabalho propôs o desenvolvimento de filmes biopoliméricos funcionais à base de álcool polivinílico (PVA) e quitosana (CS), incorporados com Carbon Dots (CDots), nanopartículas de carbono sintetizadas a partir de ácido cítrico e etilenodiamina, com potencial aplicação como embalagens ativas e fotoprotetoras. A formulação dos filmes nanocompósitos foi cuidadosamente conduzida, e suas propriedades estruturais, morfológicas, térmicas, ópticas e mecânicas foram amplamente caracterizadas. Os resultados demonstraram que a incorporação dos CDots promoveu melhorias significativas no desempenho funcional dos filmes, com destaque para a elevada eficiência de bloqueio da radiação ultravioleta (UV), especialmente na faixa UVC, onde foram observados índices de bloqueio superiores a 80% nas formulações com maior concentração de nanomaterial. Apesar da adição das nanopartículas, os filmes mantiveram boa transparência, homogeneidade estrutural e ausência de aglomerações visíveis, características importantes para a aplicação em embalagens. As análises mecânicas indicaram resistência à tração satisfatória, aliada a uma estabilidade térmica aprimorada, o que amplia as possibilidades de uso em condições variáveis de armazenamento. Adicionalmente, os testes de citotoxicidade in vitro evidenciaram a inocuidade do material, reforçando sua segurança para o contato com alimentos. A presença dos CDots não comprometeu a integridade da matriz polimérica, o que demonstra a compatibilidade entre os componentes e a estabilidade do sistema. De forma geral, os resultados obtidos evidenciam o potencial promissor desses filmes nanocompósitos como alternativa sustentável e funcional para aplicação no setor de embalagens alimentícias, contribuindo para a proteção contra degradação fotoinduzida e para o prolongamento da vida útil dos produtos acondicionados.


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  • Packaging materials play a fundamental role in food preservation and safety, and there is a growing demand for multifunctional systems capable of offering protection, extending product shelf life, and being environmentally sustainable. In this context, this work proposed the development of functional biopolymer films based on polyvinyl alcohol (PVA) and chitosan (CS), incorporated with Carbon Dots (CDots), carbon nanoparticles synthesized from citric acid and ethylenediamine, with potential application as active packaging and photoprotective agents. The formulation of the nanocomposite films was carefully conducted, and their structural, morphological, thermal, optical, and mechanical properties were extensively characterized. The results demonstrated that the incorporation of CDots promoted significant improvements in the functional performance of the films, notably the high efficiency in blocking ultraviolet (UV) radiation, especially in the UVC range, where blocking rates exceeding 80% were observed in formulations with the highest nanomaterial concentration. Despite the addition of nanoparticles, the films maintained good transparency, structural homogeneity, and the absence of visible agglomerations, important characteristics for packaging applications. Mechanical analyses indicated satisfactory tensile strength, combined with improved thermal stability, expanding their potential for use in varying storage conditions. Additionally, in vitro cytotoxicity tests demonstrated the material's safety, reinforcing its safety for food contact. The presence of CDots did not compromise the integrity of the polymer matrix, demonstrating the compatibility between the components and the stability of the system. Overall, the results obtained demonstrate the promising potential of these nanocomposite films as a sustainable and functional alternative for use in the food packaging sector, contributing to protection against photoinduced degradation and extending the shelf life of packaged products.

6
  • ANA BARBARA ROCHA SILVA
  • "Magnetohipertermia mediada por nanopartículas magnéticas como potencial indutor de infertilidade em gatos machos".

  • Orientador : CAROLINA MADEIRA LUCCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CAROLINA MADEIRA LUCCI
  • LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • FABIANO JOSE FERREIRA DE SANT ANA
  • ALEXANDRE RODRIGUES SILVA
  • MARGOT ALVES NUNES DODE
  • Data: 03/10/2025

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  • Este estudo tem como objetivo avaliar a magneto-hipertermia (MHT) mediada por nanopartículas magnéticas como possível indutor de infertilidade em gatos. Foram utilizados 20 gatos divididos em duas fases que avaliaram os efeitos a curto prazo – Fase 1 (N= 11) e a longo prazo – Fase 2 (N=9). O tratamento consistiu na injeção intratesticular de 150µL de fluido magnético composto de ferritina de manganês recoberta com citrato combinado com a MHT até os testículos atingirem a temperatura de 45°C e manutenção por 15 minutos. Os animais passaram por orquiectomia em momentos diferentes pósMHT - Etapa 1: (Grupo D7, N=3; Grupo D24, N=4; Grupo D47, N=4; - Etapa 2: (Grupo D90, N=2), (Grupo D145, N=3) e (Grupo D180, N=4). Foram avaliados parâmetros clínicos, hematológicos e ultrassonográficos em diferentes intervalos pré e pós procedimento para avaliação da saúde e bem-estar dos animais. A MHT foi segura, bem tolerada e não houve aumento significativo da temperatura testicular, sinais clínicos significativos de dor ou comprometimento sistêmico. Notou-se que dos testículos avaliados pós-procedimento, 57,5% se apresentaram mais firmes nas primeiras 24 horas, 65% tiveram aumento da sensibilidade nas primeiras 2 horas e 85% apresentaram eritema da bolsa escrotal nas primeiras 4 horas, e a partir da avaliação de 7 dias, essas alterações não foram mais encontradas. Observou-se diferença estatística no peso absoluto testicular no D180 quando comparado ao grupo controle. O volume testicular teve um aumento significativo no 7° dia devido a inflamação peritesticular com diminuição significativa no 180º dia e observou-se azoospermia em 80% dos animais. Histologicamente foi possível identificar lesões importantes na arquitetura dos túbulos seminíferos e epidídimos dos animais tratados em ambas as fases dependendo do processo inflamatório e da presença, quantidade e proximidade com o material sugestivo de nanopartículas. A presença de nanopartículas foi associada a danos celulares, principalmente nas regiões de maior acúmulo, resultando em necrose e destruição parcial dos testículos. Os resultados indicam o potencial de métodos nanotecnológicos como alternativas não cirúrgicas na esterilização de gatos machos.


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  • This study aimed to evaluate magnetic hyperthermia (MHT) mediated by magnetic nanoparticles as a potential method to induce infertility in male cats. A total of 20 cats were divided into two experimental phases to assess short-term effects – Phase 1 (N = 11) and long-term effects – Phase 2 (N = 9). The treatment consisted of intratesticular injection of 150 µL of a magnetic fluid composed of citrate-coated manganese ferrite, followed by MHT until testicular temperature reached 45°C, maintained for 15 minutes. Orchiectomy was performed at different time points post-MHT – Phase 1: (Group D7, N = 3; Group D24, N = 4; Group D47, N = 4) and Phase 2: (Group D90, N = 2; Group D145, N = 3; Group D180, N = 4). Clinical, hematological, and ultrasonographic parameters were evaluated at various pre- and post-treatment intervals to monitor animal health and welfare. MHT was found to be safe and well-tolerated, with no significant increase in testicular temperature, no marked clinical signs of pain, and no systemic compromise. Among the testes evaluated post-treatment, 57.5% were firmer within the first 24 hours, 65% showed increased sensitivity within the first 2 hours, and 85% presented scrotal erythema within the first 4 hours. These alterations were no longer observed from day 7 onward. A statistically significant reduction in absolute testicular weight was observed on day 180 compared to the control group. Testicular volume increased significantly on day 7 due to peritesticular inflammation, followed by a marked decrease on day 180. Azoospermia was observed in 80% of the treated animals. Histological analysis revealed substantial damage to the architecture of seminiferous tubules and epididymides in both phases, depending on the intensity of the inflammatory process and the presence, quantity, and proximity of nanoparticle-like material. The presence of nanoparticles was associated with cellular damage, particularly in areas of higher accumulation, leading to necrosis and partial destruction of testicular tissue. These findings indicate the potential of nanotechnology-based approaches as non-surgical alternatives for sterilization in male cats.

2024
Dissertações
1
  • Alessandra Maia Freire
  • Desenvolvimento de um spin-coater de baixo custo e avaliação da produção de filmes de alginato. 

  • Orientador : LUCIANO PAULINO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCIANO PAULINO DA SILVA
  • RICARDO BENTES DE AZEVEDO
  • ARTEMIS MARTI CESCHIN
  • CINTHIA CAETANO BONATTO
  • Data: 28/05/2024

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  • Filmes finos são camadas superficiais com espessuras que variam de poucos nanômetros a micrômetros. Suas aplicações podem incluir dispositivos eletrônicos, como transistores e células solares, a indústria alimentícia como embalagens biopoliméricas, embalagens inteligentes com propriedades personalizadas para o produto e também aplicações biomédicas, melhorando a biocompatibilidade e resistência à corrosão em superfícies, assim como para aplicações em feridas e implantes. Compreender as propriedades de filmes finos e seus processos de produção é essencial para o desenvolvimento de tecnologias inovadoras. Dentre várias técnicas de deposição para produção de filmes finos, spin-coating é considerada rápida e fácil para produzir filmes homogêneos. Ela é realizada por meio do espalhamento de um material em rotação sobre um substrato. Em sua aplicação, pode-se utilizar uma variedade de materiais que formam filmes após secagem ou solidificação, incluindo líquidos, suspensões, soluções ou géis. O controle da densidade e espessura do revestimento pode ser implementado ajustando a concentração do material depositado, a velocidade e o tempo de rotação do substrato. Neste estudo, é apresentado o desenvolvimento de um equipamento de spin-coating com opções de aceleração, tempo de deposição, tempo de rotação e velocidade programáveis. A máquina foi construída utilizando componentes eletrônicos comerciais, peças impressas em 3D e elementos reciclados, como a carenagem de um estabilizador, uma caixa plástica de CDs e um motor DC de CD ROM, reduzindo seu custo expressivamente. O protótipo final do spin-coater desenvolvido apresentou funcionamento compatível com a finalidade desejada, cumprindo suas funções básicas de máquina para produção de filmes em laboratório e adicionando opções personalizadas de suporte para tamanhos e formatos de substrato e configurações de rotinas para fabricação de filmes. É também apresentado no trabalho a fabricação de filmes finos de alginato de cálcio com o spin-coater desenvolvido e, posteriormente, realizada a análise de tais filmes por microscopia de força atômica para obtenção de informações de topografia e de viscoelasticidade. Para isso, foram realizados testes de deposição de filmes em triplicatas utilizando concentrações de alginato de sódio de 1%, 2% e 3%, seguidas de reticulação com cloreto de cálcio (CaCl2) 1%, processo realizado em duas etapas de spin-coating. Com isso, foi possível obter informações dos efeitos das concentrações do filme de alginato nas topografias e rugosidades dos filmes. Foi observado que menores concentrações de alginato resultaram em filmes mais homogêneos. Assim, a concentração de alginato 1% e CaCl2 1% foram selecionadas para os testes subsequentes aplicando diferentes condições de velocidade, tempo e tempo de deposição. A partir de um delineamento experimental (DoE) fatorial completo, foi-se variando os parâmetros de spincoating para as mesmas concentrações e proporções de material. Com isso, foi possível avaliar as influências da velocidade e do tempo de rotação na rugosidade e distribuição do filme pelo substrato. Nesse sentido, foi observada uma influência mais evidente do tempo de rotação do que da velocidade nas medidas de rugosidade dos filmes. Por fim, foram realizadas comparações e análises do spin-coater desenvolvido com outros equipamentos e estudos semelhantes, onde são listadas as vantagens e desvantagens de cada característica listada, como de tipo de suporte de substrato, opções de controle e outras configurações. Essas características são discutidas levando em consideração o funcionamento das máquinas comerciais e sua acessibilidade no mercado para contextualizar a máquina desenvolvida. No geral, este estudo não apenas ajudou a expandir a compreensão dos processos de fabricação de filmes finos, como também ofereceu uma valiosa perspectiva sobre o desenvolvimento de tecnologias inovadoras e acessíveis neste campo em crescimento


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  • Thin films are superficial layers with thickness ranging from a few nanometers to micrometers. Their applications can encompass electronic devices such as transistors and solar cells, the food industry for biopolymeric packaging, smart packaging with customized properties for the product, as well as biomedical applications, enhancing biocompatibility and corrosion resistance on surfaces, as well as for wound care and implants. Understanding the properties of thin films and their production processes is crucial for the development of innovative technologies. Among various deposition techniques for thin film production, spin-coating is considered a fast and easy way to produce homogeneous films. It is performed by spreading a material on a substrate in rotation. In its application, a variety of materials that form films upon drying or solidification can be used, including liquids, suspensions, solutions, or gels. Control over coating density and thickness can be implemented by adjusting the concentration of the deposited material, substrate rotation speed, and time. This study presents the development of a spin-coating equipment with programmable options for acceleration, deposition time, rotation time, and rotation speed. The machine was built using commercial electronic components, 3D-printed parts, and recycled elements, such as the casing of a stabilizer, a plastic CD case, and a CD-ROM DC motor, significantly reducing its cost. The final prototype of the developed spin-coater exhibited functioning compatible with the intended purpose, fulfilling its basic functions as a laboratory film production machine and adding a substrate holder with customized options for different substrate sizes and formats and routine configurations for film manufacturing. The fabrication of thin films of calcium alginate with the developed spin-coater is also presented in the work, followed by the analysis of such films by atomic force microscopy to analyze their characteristics of topography and viscoelasticity. For this, film deposition tests were performed in triplicates using concentrations of sodium alginate of 1%, 2%, and 3%, followed by crosslinking with 1% calcium chloride (CaCl2), a process performed in two spin-coating steps. This allowed obtaining information on the effects of alginate film concentrations on film topographies and roughnesses. It was observed that lower concentrations of alginate resulted in more homogeneous films. Thus, the concentration of 1% alginate and 1% CaCl2 were selected for subsequent tests applying different conditions of speed, time, and deposition time. Through a full factorial experimental design, the spincoating parameters were varied for the same concentrations and material proportions. This allowed evaluating the influences of speed and rotation time on film roughness and distribution over the substrate. In this regard, a more evident influence of rotation time than speed on the roughness measurements of the films was observed. Finally, comparisons and analyses of the developed spin-coater with other equipment and similar studies were carried out, listing the advantages and disadvantages of each feature, such as substrate support type, control options, and other configurations. These characteristics are discussed considering the operation of commercial machines and their market accessibility to contextualize the developed machine. Overall, this study not only helped to expand the understanding of thin film manufacturing processes but also offered a valuable perspective on the development of innovative and accessible technologies in this growing field. 

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  • ISADORA FLORENCIO DE SOUZA
  • Desenvolvimento de plataforma para tratamento de melanoma por via oral utilizando fotossensibilizante de terceira geração associado a solvente verde

  • Orientador : SONIA NAIR BAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SONIA NAIR BAO
  • LAISE RODRIGUES DE ANDRADE
  • LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • LEILA DENISE FALCÃO
  • Data: 01/07/2024

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  • O melanoma se configura como uma neoplasia maligna altamente letal e um problema de saúde pública, de modo que os tratamentos existentes são, muitas vezes, ineficazes para conter a progressão da doença. Devido à sua biocompatibilidade, nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) surgem como alternativa terapêutica através do nanocarreamento de fotossensibilizantes para o uso na Terapia Fotodinâmica (TFD), chamados de fotossensibilizantes de 3ª geração. Porém, a aplicação desta tecnologia ainda enfrenta desafios no que diz respeito à administração por via oral, de modo que a entrega do fotossensibilizante não ocorre de forma adequada na região tumoral. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver uma plataforma para o tratamento de melanoma murino baseada em administração oral contendo fotossensibilizante de 3ª geração em sua forma concentrada e associado a solvente verde, possibilitando melhor entrega do fármaco no tumor. Para isso, formulações de NLS contendo solvente eutético profundos natural (NaDES) foram desenvolvidas, caracterizadas, submetidas a procedimentos de concentração de partículas e aplicadas em células de melanoma murino. Foram obtidas formulações de NLS de alta estabilidade coloidal, contendo 12,5% de NaDES baseadas em metodologia de baixa energia e com alto valor agregado, resultando no desenvolvimento de um fotossensibilizante de 3ª geração contendo Alumínio-Cloro Ftalocianina (AlPc). O solvente verde utilizado no trabalho permitiu a redução do uso de água nas formulações em 12,5%, além de atuar como crioprotetor para as NLS, possibilitando o seu congelamento para protocolo de concentração das partículas. A metodologia de secagem por liofilização foi a mais adequada para promover concentração das nanopartículas, permitindo o aumento de sua concentração em até três vezes sem o comprometimento de suas aplicações. O fotossensibilizante de 3ª geração desenvolvido no trabalho apresentou alta estabilidade em fluidos gastrointestinais simulados, o que indica o seu alto potencial para se tornar uma plataforma para administração oral. Os ensaios de viabilidade celular demonstraram que o nanocarreador desenvolvido apresentou favorável atividade fotodinâmica antineoplásica em células de melanoma murino, resultando em alta toxicidade celular. Desta forma, esses resultados indicam que o fotossensibilizante de 3ª geração associado a solvente verde desenvolvido no trabalho e submetido a procedimentos de concentração apresenta- se como potencial metodologia para resolver os desafios enfrentados pelas NLS no tratamento do melanoma por via oral.


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  • Melanoma is a highly lethal malignant neoplasm and a public health problem, so existing treatments are often ineffective in halting the progression of the disease. Due to their biocompatibility, solid lipid nanoparticles (SLN) have emerged as a therapeutic alternative through the nanoencapsulation of photosensitizers for use in Photodynamic Therapy (PDT), known as 3rd generation photosensitizers. However, the application of this technology still faces challenges with regard to oral administration, so that the delivery of the photosensitizer does not occur properly in the tumor region. In this context, this study aims to develop a platform for the treatment of murine melanoma based on oral administration containing 3rd generation photosensitizer in its concentrated form and associated with a green solvent, enabling better delivery of the drug to the tumor. For this purpose, SLN formulations containing natural deep eutectic solvent (NaDES) were developed, characterized, subjected to particle concentration procedures and applied to murine melanoma cells. High colloidal stability SLN formulations were obtained, containing 12.5% NaDES based on low energy methodology and with high added value, resulting in the development of a 3rd generation photosensitizer containing Aluminum-Chlorine Phthalocyanine (AlPc). The green solvent used in the work allowed the reduction of water use in the formulations by 12.5%, as well as acting as a cryoprotectant for the SLN, making it possible to freeze them for the particle concentration protocol. The lyophilization methodology was the most suitable to promote concentration of nanoparticles, allowing their concentration to be increased up to three times without compromising their applications. The 3rd generation photosensitizer developed in the work showed high stability in simulated gastrointestinal fluids, which indicates its high potential to become a vehicle for oral administration. Cell viability assays demonstrated that the developed nanocarrier presented favorable antineoplastic photodynamic activity in murine melanoma cells, resulting in high cellular toxicity. Thus, these results indicate that the 3rd generation photosensitizer associated with a green solvent developed in the work and subjected to concentration procedures emerges as a potential methodology to solve the challenges faced by SLN in the treatment of melanoma by oral administration.

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  • Fabiana Chagas Costa
  • "EFEITO COMBINADO DE CURCUMINA E TERAPIA FOTODINÂMICA MEDIADA POR NANOEMULSÃO DE ALUMÍNIO-FTALOCIANINA EM LINHAGENS DE C. neoformans."

  • Orientador : LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABIANA BRANDAO ALVES SILVA
  • LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • SANDRA MILENA LEAL PINTO
  • SONIA NAIR BAO
  • Data: 29/11/2024

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  • Os fungos leveduriformes são organismos unicelulares e heterotróficos, caracterizados por suas células arredondadas ou ovais, conhecidas como leveduras. Eles se reproduzem por brotamento ou divisão celular. Cryptococcus neoformans é uma levedura encapsulada encontrada no meio ambiente e é um patógeno humano oportunista. Um dos principais fatores de virulência desse patógeno é a cápsula de polissacarídeo, essencial para sua virulência. Dados epidemiológicos recentes indicam que a criptococose é uma das infecções fúngicas mais comuns em pacientes com HIV/AIDS no Brasil, com variações na incidência conforme a região e o acesso a cuidados médicos, resultando em alta taxa de mortalidade se não tratada adequadamente. Novos medicamentos e tecnologias são necessários para superar a resistência e garantir tratamentos eficazes, explorando abordagens como terapias combinadas e imunoterapias, que podem ser mais eficazes do que os tratamentos tradicionais, reduzindo o tempo de tratamento e os efeitos colaterais. A linhagem H99 de C. neoformans variedade grubii (sorotipo A) é amplamente utilizada em pesquisas sobre este fungo patogênico. As linhagens T1-5796 e 89- 6105797 são conhecidas por sua tolerância ao fluconazol. Linhagens mutantes como hda1Δ, hos2Δ, hda1Δ/hos2Δ e hda1Δ+HDA1 foram produzidas por técnicas de biologia molecular para remover genes responsáveis pela codificação de histonas desacetilases (HDACs). Foram determinadas as concentrações inibitórias mínimas (CIM) das linhagens quanto à curcumina e NEAlFlCl com terapia fotodinâmica (TFD). Após a determinação de CIM100, foram utilizadas CIM50 e CIM75 de cada tratamento, testadas em diferentes linhagens de C. neoformans com exposição prévia à curcumina e tratamento posterior com TFD. O uso de curcumina e TFD apresenta potencial significativo como alternativa terapêutica para o controle de infecções por fungos leveduriformes. Este estudo investigou a ação dos tratamentos individuais e combinados no controle do crescimento de linhagens selvagens e mutantes com genes codificadores de HDACs deletados. A curcumina em CIM50 e CIM100 demonstrou mudanças visuais na cápsula das linhagens expostas ao tratamento. Os resultados mostraram que o uso individual de cada tratamento foi eficaz, mas o uso combinado nem sempre foi promissor. Em linhagens mutantes como hda1Δ, a curcumina em baixas concentrações (CIM50) protegeu as leveduras contra a TFD, provavelmente por mecanismos de antioxidação e modulação epigenética, regulando a repressão da transcrição, o ciclo celular e a resposta ao estresse. Na linhagem hos2Δ, os resultados foram diferentes, com a linhagem se desenvolvendo em concentrações menores de NE-AlFtCl, independentemente da concentração de curcumina, demonstrando a atividade da TFD. Esses achados sugerem mecanismos epigenéticos da curcumina, especialmente em concentrações mais baixas, e apoiam a continuação da investigação dessa abordagem como possível opção para o tratamento de infecções fúngicas causadas por Candida spp. e C. neoformans, com potencial para melhorar a eficácia dos tratamentos existentes e enfrentar a crescente resistência antifúngica.


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  • Yeast-like fungi are unicellular and heterotrophic organisms characterized by their round or oval cells, known as yeasts. They reproduce by budding or cell division. Cryptococcus neoformans is an encapsulated yeast found in the environment and is an opportunistic human pathogen. One of the main virulence factors of this pathogen is the polysaccharide capsule, which is crucial for its virulence. Recent epidemiological data indicate that cryptococcosis is one of the most common fungal infections in HIV/AIDS patients in Brazil, with variations in incidence depending on the region and access to medical care, resulting in a high mortality rate if not treated adequately. New drugs and technologies are needed to overcome resistance and ensure effective treatments, exploring approaches such as combination therapies and immunotherapies, which may be more effective than traditional treatments, reducing treatment time and side effects. The H99 strain of C. neoformans var. grubii (serotype A) is widely used in research on this pathogenic fungus. The T1-5796 and 89- 6105797 strains are known for their tolerance to fluconazole. Mutant strains such as hda1Δ, hos2Δ, hda1Δ/hos2Δ, and hda1Δ+HDA1 were produced using molecular biology techniques to remove genes responsible for encoding histone deacetylases (HDACs). The minimum inhibitory concentrations (MIC) of the strains for curcumin and NE-AlFlCl with photodynamic therapy (PDT) were determined. After determining MIC100, MIC50 and MIC75 of each treatment were used and tested in different strains of C. neoformans with prior exposure to curcumin and subsequent treatment with PDT. The use of curcumin and PDT shows significant potential as a therapeutic alternative for controlling infections by yeast-like fungi. This study investigated the action of individual and combined treatments in controlling the growth of wild-type and mutant strains with deleted HDAC-encoding genes. Curcumin at MIC50 and MIC100 demonstrated visual changes in the capsule of the treated strains. The results showed that the individual use of each treatment was effective, but the combined use was not always promising. In mutant strains such as hda1Δ, curcumin at low concentrations (MIC50) protected the yeasts against PDT, probably due to antioxidant mechanisms and epigenetic modulation, regulating transcription repression, cell cycle, and stress response. In the hos2Δ strain, the results were different, with the strain developing at lower concentrations of NE-AlFtCl, regardless of curcumin concentration, demonstrating PDT activity. These findings suggest epigenetic mechanisms of curcumin, especially at lower concentrations, and support the continued investigation of this approach as a potential option for treating fungal infections caused by Candida spp. and C. neoformans, with the potential to improve the efficacy of existing treatments and address the growing antifungal resistance.

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  • Marcella Fernandes Reginato
  • Buscando a Nanoformulação Perfeita (BANP): Otimização Laboratorial Utilizando Design Experimental, Inteligência Artificial e Aprendizado de Máquina.

  • Orientador : SONIA NAIR BAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTINA CASTRO LUCAS DE SOUZA
  • JAQUELINE RODRIGUES DA SILVA
  • KAREN RAPP PY DANIEL
  • SONIA NAIR BAO
  • Data: 03/12/2024

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  • O projeto "Buscando a Nanoformulação Perfeita" (BANP) desenvolve uma plataforma online que visa otimizar processos de nanoformulação, uma área essencial na Nanociência e Nanobiotecnologia. Integrando Design Experimental (DoE), Inteligência Artificial (AI) e Aprendizado de Máquina (ML), o BANP permite simulações precisas e personalizadas, reduzindo o tempo e custo de experimentos. Ao unir essas tecnologias, a plataforma oferece uma solução inovadora para os desafios das nanoformulações lipídicas, facilitando a análise de variáveis experimentais e promovendo avanços nas metodologias científicas. Através de uma interface intuitiva, o BANP não só apoia os pesquisadores de bancada, como também colabora com os princípios da Química Verde e da Indústria 4.0 ao reduzir o uso de reagentes e melhorar a eficiência dos processos laboratoriais.


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  • The "Searching for the Perfect Nanoformulation" (BANP) project develops an online platform aimed at optimizing nanoformulation processes, an essential area in Nanoscience and Nanobiotechnology. By integrating Design of Experiments (DoE), Artificial Intelligence (AI), and Machine Learning (ML), BANP enables precise and customized simulations, reducing the time and cost of experiments. Through the combination of these technologies, the platform offers an innovative solution to the challenges of lipid nanoformulations, facilitating the analysis of experimental variables and advancing scientific methodologies. With an intuitive interface, BANP not only supports laboratory researchers but also aligns with the principles of Green Chemistry and Industry 4.0 by reducing reagent usage and improving laboratory process efficiency.

Teses
1
  • Laffert Gomes Ferreira da Silva
  • "DIFUSIVIDADE TRANSDÉRMICA DE NANOEMULSÃO POLIMÉRICA SUPERPARAMAGNÉTICA"

  • Orientador : JUDES GONCALVES DOS SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JUDES GONCALVES DOS SANTOS
  • PAULO CESAR DE MORAIS
  • SACHA BRAUN CHAVES
  • MARCIO RODRIGUES MIRANDA
  • ANSELMO FORTUNATO RUIZ RODRIGUEZ
  • Data: 19/02/2024

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  • O maior órgão do corpo humano, a pele possui um grande potencial em tratamentos não invasivos. Todavia, para que se obtenha uma maior eficiência neste tipo de aplicação, faz se necessário que o mesmo consiga ultrapassar sua primeira barreira imunológica o Estrato Córneo. Uma solução vantajosa pode estar relacionada ao uso de nanoemulsões, como matriz no carreamento do fármaco, tanto pela sua versatilidade quanto pela facilidade de ser reproduzido em grande escala. Tendo isso em vista, o presente estudo tem por objetivo a síntese, caracterização e avaliação da difusividade passiva em membrana Estrato Córneo (SC) de um complexo nanoestruturado baseado e nanoemulsões à base de polímeros extraídos do óleo fixo da Carapa Guianensis Aubl, popularmente conhecida como Andiroba, e dopados com nanopartículas superparamagnéticas de Fe3O4, visando aplicações em Tratamentos Transdérmicos. As nanopartículas foram sintetizadas pelo processo de coprecipitação, já na síntese dos polímeros utilizou-se o método de policondensação e as nanoemulsões foram sintetizadas pelo método homogeneização ultrassônica. Para caracterização do material estudado foram utilizadas diversas técnicas: Espectroscópicas (UV-Vis, NIR, FTIR, RAMAN, XRF e RPE), Micrografias (MO, MET e MEV). No que diz respeito a avaliação difusividade passiva em SC aplicou-se estudos de liberação/permeação in vitro, em pele de porco, utilizando uma célula Franz modificada. As Nanoemulsões foram preparadas em quatro proporções diferentes (CGNE 1, CGNE 2, CGNE 3 e CGNE 4) e caracterizadas por TEM, OM, XRF e UV-vis. As Micrografias (TEM) mostraram o formato esférico do CGNE e diâmetro de 340 nm. Os dados de XRF indicam vestígios de Cu e Fe, provenientes do óleo vegetal e das nanopartículas de Fe3O4. As medições UV-Vis mostraram picos em 230nm e 260nm, com aumento de intensidade ao longo do tempo. Nos cálculos de permeação, a amostra CGNE apresentou o maior fluxo molecular e coeficiente de permeabilidade, seguida por CGNE 1, CGNE 2 e CGNE 3. As micrografias OM, MET e MEV da membrana do SC mostraram altas concentrações das amostras nos capilares do SC e estabilidade nas amostras permeadas. Os dados de XRF e RPE indicam que houve a difusão passiva das amostras na membrana SC. A eficiência, no processo de difusão, pode estar relacionada à concentração do Fe3O4 em relação ao óleo de C. Guianensis. A eficiência na difusão na superfície da membrana indicou que a concentração não foi um fator determinante. Os dados indicam que o processo de difusão ocorreu intracelularmente. O material apresentou boa difusividade e pode ser útil para encapsular fármacos para tratamentos transdérmicos.


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  • The largest organ in the human body, the skin has great potential for non-invasive treatments. However, in order to obtain greater efficiency in this type of application, it is necessary that it is able to overcome its first immunological barrier, the stratum corneum (SC). An advantageous solution may be related to the use of nanoemulsions, as a matrix in drug delivery, both for its versatility and for its ease of being reproduced on a large scale. With this in mind, the present study aims at the synthesis, characterization and evaluation of passive diffusivity in the SC membrane of a nanostructured complex based on polymers extracted from the essential oil of Carapa Guianensis Aubl, popularly known as Andiroba, and doped with Fe3O4 nanoparticles. The nanoparticles were synthesized by the co-precipitation process, in the polymer synthesis the polycondensation method was used and the nanoemulsions were synthesized by the ultrasonic homogenization method. To characterize the studied material, technical techniques were used: Spectroscopic (UV-VIS, NIR, FTIR, RAMAN, XRF and RPE), Micrographs (MO, MET and SEM). Regarding the passive diffusivity evaluation in SC, in vitro release studies were applied in pig skin using a modified Franz cell. Nanoemulsions were prepared in four different proportions (CGNE 1, CGNE 2, CGNE 3 and CGNE 4) and described by TEM, OM, XRF and UV-vis. TEM Micrographs showed the spherical shape of CGNE and a diameter of 340 nm. The XRF data shows traces of Cu and Fe, coming from vegetable oil and Fe3O4 nanoparticles. UV-Vis emissions showed peaks at 230nm and 260nm, with increasing intensity over time. In the permeation calculations, the CGNE sample presented the highest molecular flux and permeability coefficient, followed by CGNE 1, CGNE 2 and CGNE 3. The OM, TEM and SEM micrographs of the SC membrane showed high concentrations of the samples in the SC capillaries and stability in permeated samples. The XRF and RPE data indicate that there was passive diffusion of the samples in the SC membrane. The efficiency in the diffusion process may be related to the concentration of Fe3O4 in relation to the C. Guianensis oil. The diffusion efficiency on the membrane surface indicated that concentration was not a determining factor. The data indicate that the diffusion process occurred intercellularly. The presented material has good diffusion and can be useful for encapsulating drugs for transdermal treatments.

2
  • Fernanda Altino Silvestre
  • "Nanopartículas lipídicas sólidas contendo curcumina: avaliação do potencial antitumoral em células de câncer de mama e da hepatocompatibilidade em camundongos."

  • Orientador : MARCELLA LEMOS BRETTAS CARNEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GLECIA VIRGOLINO DA SILVA LUZ
  • LAISE RODRIGUES DE ANDRADE
  • MARCELLA LEMOS BRETTAS CARNEIRO
  • MARIANA CAMPOS DA PAZ LOPES
  • SUELIA DE SIQUEIRA RODRIGUES FLEURY ROSA
  • Data: 22/11/2024

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  • O presente estudo investiga o uso de nanopartículas carregadas com curcumina como uma estratégia terapêutica no tratamento do adenocarcinoma de mama, inserindo-se em um contexto de crescente preocupação global com a incidência de câncer de mama, uma das principais causas de mortalidade entre mulheres. Este tipo de neoplasia é o mais prevalente entre a população feminina no Brasil, o que ressalta a urgência no desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas, especialmente em face dos efeitos adversos frequentemente associados aos tratamentos convencionais. A curcumina, um composto bioativo derivado do açafrão, é analisada neste estudo por suas propriedades anti-inflamatórias e potencial antitumoral. A nanobiotecnologia é proposta como uma abordagem promissora para aumentar a biodisponibilidade e a eficácia da curcumina, dado que sua administração isolada pode resultar em baixa absorção e rápida metabolização, limitando, assim, seu efeito terapêutico. A pesquisa emprega uma metodologia abrangente, utilizando tanto modelos in vitro quanto in vivo. Os ensaios de viabilidade celular e as análises histopatológicas são fundamentais para a avaliação dos efeitos das nanopartículas de curcumina sobre as células cancerosas. Além disso, a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) foi utilizada para a validação do método, e a espectrofotometria de fluorescência, para a análise farmacocinética, através da intensidade da curcumina presente em tecidos biológicos. Os resultados obtidos indicam que as nanopartículas de curcumina demonstram eficácia na redução da viabilidade celular em linhagens de câncer de mama, fornecendo informações valiosas sobre sua distribuição nos tecidos tumorais. Portanto, as nanopartículas lipídicas contendo curcumina apresentam um potencial terapêutico significativo, embora a necessidade de estudos clínicos adicionais para validar esses achados e otimizar as condições de tratamento seja enfatizada. Em síntese, este estudo contribui para a compreensão do papel da curcumina na terapia oncológica e destaca a relevância da nanobiotecnologia no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para o adenocarcinoma mamário.


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  • The present study investigates the use of curcumin-loaded nanoparticles as a therapeutic strategy in the treatment of breast adenocarcinoma, set against a backdrop of growing global concern over the incidence of breast cancer, one of the leading causes of mortality among women. This type of neoplasia is the most prevalent among the female population in Brazil, highlighting the urgency in developing new therapeutic approaches, especially considering the adverse effects often associated with conventional treatments. Curcumin, a bioactive compound derived from turmeric, is analyzed in this study for its anti-inflammatory properties and potential antitumor effects. Nanobiotechnology is proposed as a promising approach to enhance the bioavailability and efficacy of curcumin, given that its isolated administration can result in low absorption and rapid metabolism, thereby limiting its therapeutic effect. The research employs a comprehensive methodology, utilizing both in vitro and in vivo models. Cell viability assays and histopathological analyses are fundamental for evaluating the effects of curcumin nanoparticles on cancer cells. Furthermore, high-performance liquid chromatography (HPLC) is used for method validation, and fluorescence spectrophotometry is employed for pharmacokinetic analysis, assessing the intensity of curcumin present in biological tissues. The results obtained indicate that curcumin nanoparticles demonstrate efficacy in reducing cell viability in breast cancer cell lines, providing valuable insights into their distribution within tumor tissues. Therefore, lipid nanoparticles containing curcumin present significant therapeutic potential, although the need for additional clinical studies to validate these findings and optimize treatment conditions is emphasized. In summary, this study contributes to the understanding of the role of curcumin in oncological therapy and highlights the relevance of nanobiotechnology in developing new therapeutic strategies for breast adenocarcinoma.

2023
Dissertações
1
  • Bruna Mendonça Lima
  •  DESENVOLVIMENTO E OTIMIZAÇÃO DE NANOSSISTEMAS HÍBRIDOS PARA TRANSPORTE DE RESVERATROL ATRAVÉS DE MEMBRANA COM POROSIDADE SIMILAR À DA BARREIRA HEMATO-ENCEFÁLICA

  • Orientador : LUCIANO PAULINO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Juliana Junqueira Pinelli
  • JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • LUCIANO PAULINO DA SILVA
  • VERA LÚCIA PERUSSI POLEZ
  • Data: 28/02/2023

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  • O sistema nervoso central (SNC) é protegido por uma estrutura dinâmica semipermeável, denominada barreira hemato-encefálica (BHE), que blinda eficientemente esta área de possíveis alterações ocasionadas por agentes nocivos oriundos do meio ambiente. Nesse sentido, os nanossistemas lipossomais apresentam ganhos de desempenho e funcionalidade, tendo em vista facilitar a passagem de medicamentos por essa barreira. Dentre os nutracêuticos que podem ser utilizados terapeuticamente, o resveratrol (RES) é um flavonoide muito promissor por atuar como agente anti-inflamatório e antioxidante. No presente trabalho, foi confeccionado nanossistema lipossomal de fosfatidilcolina associado com micelas poloxâmero (pluronic F127) para encapsulamento de RES. Cada etapa dos experimentos (produção de micelas de pluronic F127 vazias e com RES, nanossistemas lipossomais vazios e com RES, nanossistemas lipossomais extrusados vazios e com RES) foram repetidas por pelo menos três vezes para verificar sua reprodutibilidade, além de terem os valores de diâmetro hidrodinâmico (Z-Ave e números em percentual) e medidas de polidispersão (PdI) contabilizados. Na avaliação de Z-Ave, cada grupamento obteve resultados distintos inclusive com diferenças estatísticas entre os mesmos, sendo necessário recorrer a análise do diâmetro hidrodinâmico em números para solucionar questionamentos. Já o PdI evidenciou a importância da técnica de extrusão para obtenção de uma solução mais monodispersa (próximo de 0,2). Depois foi avaliada a taxa de eficiência de encapsulamento nos três experimentos (lotes) de nanossistemas lipossomais extrusados com RES com taxa de encapsulamento de 63,94%, 89,10% e 100%. Em seguida, foi construída nova estrutura extrusada lipossomal com RES e submetida a passagem por membrana com porosidade compatível a da BHE. Este nanossistema foi capaz de realizar diapedese e manter seu tamanho próximo àquele de antes da passagem. O nanossistema liposomal usado mostrou-se eficaz para encapsulamento de RES e possibilitou taxas de encapsulamento compatíveis com a da literatura revisada quando comparado a outros tipos de nanossistemas. Os resultados confirmam as premissas iniciais de alta eficiência da capacidade de encapsulamento das análises in vitro e serão necessários estudos in vivo futuramente para verificação de funcionalidade de entrega de RES em modelo animal.


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  •  The central nervous system (CNS) is protected by a semipermeable dynamic structure, called the blood-brain barrier (BBB), which efficiently shields this area from possible changes caused by harmful agents from the environment. In this sense, liposomal nanosystems present gains in performance and functionality, with a view to facilitating the passage of drugs through this barrier. Among the nutraceuticals that can be therapeutically used, resveratrol (RES) is a very promising flavonoid for acting as an anti-inflammatory and antioxidant agent. In the present work, a liposomal phosphatidylcholine nanosystem was made associated with poloxamer (pluronic F127) micelles for RES encapsulation. Each step of the experiments (production of empty and RES-filled pluronic F127 micelles, empty and RES-filled liposomal nanosystems, empty and extruded extruded liposomal nanosystems with RES) were repeated at least three times to verify their reproducibility, in addition to having the diameter values hydrodynamic (Z-Ave and percentage numbers) and polydispersion (PdI) measurements accounted for. About the Z-Ave, each group obtained different results including statistical difference between then. Therefore was necessary to review the hydrodynamic diameter in numbers in order to solve this issue. The PdI showed the importance of the extrusion method to obtain a more monodisperse solution (close to 0,2). Afterwards, the encapsulation rate was evaluated in the three experiments (batches) of extruded liposomal nanosystems with RES with an encapsulation rate of 63.94%, 89.10% and 100%. Then, a new liposomal extruded structure was constructed with RES and subjected to passage through a membrane with porosity compatible with that of the BBB. This nanosystem was able to perform diapedesis and maintain its size close to before passage. The liposomal nanosystem proved to be effective for RES encapsulation with an encapsulation rate compatible with that of the reviewed literature when compared to other nanosystem types. The results confirm the initial assumptions of high efficiency of the encapsulation capacity of the in vitro analyses and in vivo future studies will be necessary to verify the functionality of RES delivery in animal models.  

2
  • Bruno Zschaber Mavignier de Castro
  • Caracterização de vestígios de solos visando à produção de provas materiais forenses ”.

  • Orientador : MARCELO HENRIQUE SOUSA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCELO HENRIQUE SOUSA
  • JORLANDIO FRANCISCO FELIX
  • JULIANO ALEXANDRE CHAKER
  • EDUARDO JOSÉ JUCÁ MALLMANN
  • Data: 30/06/2023

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  • O solo é uma mistura de matéria orgânica e inorgânica cujos componentes, entre eles a argila, contêm características individualizadoras especificas. No contexto forense, os vestígios do solo são importantes evidências, uma vez que frequentemente se aderem a indivíduos e objetos associados com ações criminosas. A partir da análise dos referidos vestígios é possível relacionar um suspeito a um local de crime ou descartar tal relação. No presente estudo, foi levantada a hipótese de que amostras de solo coletadas de locais diferentes podem ser diferenciadas entre si a partir da análise da sua fração de argila isoladamente. Para testar a hipótese apresentada, 16 (dezesseis) amostras de Latossolo e 16 (dezesseis) amostras de Cambissolo foram coletadas da camada superficial (profundidade entre 0 e 10 cm), em transectos de áreas com mesmas geologia e geomorfologia. No caso do Latossolo, foram realizadas coletas distantes 2 m, 10 m, 100 m e 1.000 m entre si, totalizando uma distância total de 4.446 m e, no caso do Cambissolo, as amostras foram coletadas a cada 2 m, 10 m, 100 m e 300 m de distância entre si, totalizando 1.646 m. Frações de argila foram extraídas de amostras de solo e analisadas quanto à cristalografia por difração de raios X (Síncontron) e quanto ao potencial Zeta. O conjunto de dados foi submetido à análise multivariada e os resultados foram eficazes para distinguir as amostras dos dois tipos de solo. Quando as amostras de mesmo solo foram analisadas entre si, os resultados variaram de acordo com a técnica utilizada. A análise forense de amostras de solo se apresenta, portanto, como um campo promissor, uma vez que a porção argila presente nas referidas amostras pode ser útil mesmo quando utilizadas técnicas analíticas de rotina.


  • Mostrar Abstract
  • Soil is a mixture of organic and inorganic matter whose components, including clay, contain specific individualizing characteristics. In the forensic context, soil traces are important evidence, since they often adhere to individuals and objects associated with criminal actions. Based on the analysis of said traces, it is possible to link a suspect to a crime scene or to rule out such a link. In the present study, the hypothesis was raised that soil samples collected from different locations can be differentiated from each other based on the analysis of their clay fraction alone. To test the presented hypothesis, 16 (sixteen) samples of Oxisol and 16 (sixteen) samples of Cambisol were collected from the superficial layer (depth between 0 and 10 cm), in transects of areas with the same geology and geomorphology. In the case of the Oxisol, collections were carried out 2 m, 10 m, 100 m and 1,000 m apart, totaling a total distance of 4,446 m and, in the case of the Cambisol, the samples were collected every 2 m, 10 m, 100 m and 300 m. m apart, totaling 1,646 m. Clay fractions were extracted from soil samples and analyzed for crystallography by X-ray diffraction (Synchotron) and for Zeta potential. The dataset was subjected to multivariate analysis and the results were effective in distinguishing samples from the two types of soil. When samples from the same soil were analyzed among themselves, the results varied according to the technique used. The forensic analysis of soil samples is therefore a promising field, since the clay portion present in said samples can be useful even when routine analytical techniques are used.

3
  • ALICE LIMA ROSA MENDES
  •  " AVALIAÇÃO DA APLICAÇÃO DA NARINGENINA NANOESTRUTURADA NA AGROPECUÁRIA".

  • Orientador : LIVIA CRISTINA LIRA DE SA BARRETO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LIVIA CRISTINA LIRA DE SA BARRETO
  • MARCILIO SERGIO SOARES DA CUNHA FILHO
  • JAIRELDA SOUSA RODRIGUES
  • TALITA FARAJ FARIA
  • Data: 06/07/2023

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  • Objetivo: Desenvolver e caracterizar nanossistemas contendo Naringenina como alternativa eficaz para o controle de carrapatos na pecuária e ácaros na agricultura. Metodologia: A análise das nano formulações (Nanossistema 1, Nanossistema 2 e Nanossistema 3). O controle positivo, foi representado por formulações com fármaco, enquanto o controle negativo foi representado por nano formulações sem o princípio ativo. O pH, o Potencial Zeta, o PDI e o tamanho da gotícula foram avaliados para a caracterização das nano formulações com o intuito de verificar sua atividade acaricida e toxicidade para a germinação de sementes como uma alternativa terapêutica para o controle de carrapatos através de um teste de imersão em lavar e de imersão de fêmeas ingurgitadas. Resultados e discussões: A adição de componentes às nano formulações resultou na variação do tamanho, PDI, Potencial Zeta e pH das nanopartículas. Esse resultado, é esperado, pois alterações na estrutura das nanopartículas causam o remanejamento e variação dos seus parâmetros. A Nanoformulação Nanossistema 1 NAR, Nanossistema 2 NAR, Nanossistema 3 NAR, mostraram-se mais eficazes do que a água destilada e o Amitraz (controle positivo) no controle do R. microplus, sugerindo que elas possam ser boas opções de controle positivo para o teste de imersão das adultas. O teste imersão em larvas demonstrou que o controle de água destilada não apresentou efeito deletério nas larvas, enquanto o controle positivo Triatox (Amitraz) apresentou 100% de mortalidade, aos padrões da FAO (95%). As nanoformulações contendo Nanossistema 1 NAR e Nanossistema 2 NAR foram eficazes, pois geraram 95% e 96% de mortalidade respectivamente. Esses resultados sugerem que a permeação do princípio ativo fica mais eficiente e eficaz, pois elas permitem que o fármaco seja depositado na pele, gerando um efeito oclusivo o que impede as trocas gasosas nas células dos ácaros. Testes mostraram que a Nanossistema 3 NAR teve um aumento na germinação em 68%. A aplicação de nano formulações Nanossistema 1 NAR e Nanossistema 2 NAR aumentou a germinação das sementes mais que 75%, excedendo os requisitos da Instrução Normativa n.º 42 de 2019, se tornando eficaz assim como o controle negativo água. Conclusão: Estudos demonstraram que nano formulações contendo a naringenina como princípio ativo podem atingir parâmetros físicos-químicos adequados e oferecer eficácia para o controle da resistência ácaricida em relação a teleóginas e larvas de carrapatos bovinos. Sementes de alface também foram testadas, revelando que os nanossistemas obtiveram eficácia e segurança na qualidade físico-química e biológica das nano formulações. Essa formulação, abre oportunidades para o desenvolvimento de novas formulações e formas farmacêuticas.


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  • Objective: To develop and characterize nanosystems containing Naringenin as an effective alternative for controlling ticks in livestock and mites in agriculture. Methodology: The analysis of nano formulations (Nanosystem 1, Nanosystem 2 and Nanosystem 3). The positive control was represented by drug formulations, while the negative control was represented by nano formulations without the active principle. The pH, the Zeta Potential, the PDI and the droplet size were evaluated for the characterization of the nano formulations in order to verify their acaricidal activity and toxicity to seed germination as a therapeutic alternative for the control of ticks through a test dipped in washing and dipped in engorged females. Results and Discussion: The addition of components to the nano formulations resulted in the variation of the size, PDI, Zeta Potential and pH of the nanoparticles. This result is expected, since alterations in the structure of nanoparticles cause the rearrangement and variation of its parameters. The nanoformulation Nanosistema 1 NAR, Nanosistema 2 NAR, Nanosistema 3 NAR, was known to be more effective than distilled water and Amitraz (positive control) in controlling R. microplus, suggesting that they may be good options for positive control for the adult immersion test. The submerged test on larvae showed that the distilled water control did not have a deleterious effect on the larvae, while the positive control Triatox (Amitraz) showed 100% mortality, according to FAO standards (95%). The nanoformulations containing Nanosystem 1 NAR and Nanosystem 2 NAR were effective, as they generated 95% and 96% of mortality, respectively. These results suggest that the permeation of the active principle is more efficient and effective, as they allow the drug to be deposited on the skin, generating an occlusive effect, which prevents gas exchange in the mite cells. Tests appreciated that Nanosystem 3 NAR had an increase in germination by 68%. The application of nanoformulations Nanosistema 1 NAR and Nanosistema 2 NAR increased seed germination by more than 75%, exceeding the requirements of Normative Instruction No. 42 of 2019, making it effective as well as negative water control. Conclusion: Pathogenic studies that nano formulations containing naringenin as an active principle can reach the appropriate physicochemical requirements and offer effectiveness for the control of acaricide resistance in relation to teleogynes and bovine tick larvae. Lettuce seeds were also tested, revealing that the nanosystems were effective and safe in the physicochemical and biological quality of the nanoformulations. This formulation opens up opportunities for the development of new formulations and dosage forms.

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  • Louiz Gonçalves dos Santos
  • Análise das alterações moleculares em testículos submetidos à fotohipertermia mediada por nanopartículas como método de indução de infertilidade

  • Orientador : CAROLINA MADEIRA LUCCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDREA QUEIROZ MARANHAO
  • CAROLINA MADEIRA LUCCI
  • JULIANA LIS MENDES DE BRITO
  • MAURÍCIO MACHAIM FRANCO
  • Data: 26/07/2023

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  • O objetivo do presente trabalho foi investigar alterações moleculares causadas pelo procedimento de fotohipertermia mediada por nanopartículas (FHT) aplicada a testículos de ratos Wistar. Os animais foram tratados e divididos de acordo com o momento da eutanásia: 24 horas, 72 horas e 7 dias após o procedimento. Os testículos foram medidos, pesados e segmentados, uma parte destinada para avaliação de marcadores moleculares e uma parte para avaliação histopatológica. Para a análise de marcadores moleculares foi realizada a extração do RNA total das amostras e analisada a expressão dos genes Mtrf1, Trf2, CLDN11 e StAR, normalizados pelos genes GAPDH e B-actin. Os genes Mtrf1 e Trf2 apresentaram uma redução significativa na expressão após o tratamento, principalmente nos grupos de 24h e 72h, mantendo-se baixos no grupo de 7 dias. O gene CLDN11 não apresentou diferença estatística, porém é possível observar uma tendencia de aumento, mais evidente nos animais analisados 7 dias após a FHT. O gene StAR teve maior expressão nos testículos dos animais tratados 24h após o tratamento, mesmo com variação entre os animais, e reduziu após 72h e 7 dias. As análises histopatológicas mostraram alterações sutis nos grupos 24h e 72h, porém sendo visível o início de vacuolização e células exfoliadas no lúmen de alguns túbulos. Nas amostras de 7 dias as alterações foram mais pronunciadas, com maior vacuolização, redução do tamanho dos túbulos e necrose coagulativa extensa. O trabalho mostrou que o tratamento de FHT testicular afeta a expressão de genes que podem estar envolvidos em vias de produção de ROS ou proteção antioxidante, e as análises histopatológicas mostram os danos causados pelo tratamento, corroborando que o procedimento causa danos irreversíveis à função testicular precocemente. Ainda é necessário analisar a expressão de outros genes para identificar melhor a via de regulação.


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  • The objective of the present work was to investigate molecular alterations caused by the procedure of photohyperthermia mediated by nanoparticles (FHT) applied to testicles of Wistar rats. The animals were treated and divided according to the moment of euthanasia: 24 hours, 72 hours and 7 days after the procedure. The testicles were measured, weighed and segmented, one part destined for the evaluation of molecular markers and one part for histopathological evaluation. For the analysis of molecular markers, the extraction of total RNA from the samples was performed and the expression of the genes Mtrf1, Trf2, CLDN11 and StAR was analyzed, normalized by the GAPDH and B-actin genes. The Mtrf1 and Trf2 genes showed a significant reduction in expression after treatment, mainly in the 24h and 72h groups, remaining low in the 7-day group. The CLDN11 gene did not show statistical difference, however it is possible to observe an increasing tendency, more evident in the animals analyzed 7 days after FHT. The StAR gene had higher expression in the testes of treated animals 24h after treatment, even with variation between animals, and reduced after 72h and 7 days. Histopathological analyzes showed slight alterations in the 24h and 72h groups, however, the beginning of vacuolation and exfoliated cells in the lumen of some tubules were already visible. In the 7-day samples, the alterations were more pronounced, with greater vacuolization, reduction in the size of the tubules and extensive coagulative necrosis. The work showed that testicular FHT treatment affects the expression of genes that may be involved in ROS production or antioxidant protection pathways, and histopathological analyzes showed the damage caused by the treatment, corroborating that the procedure causes irreversible damage to testicular function. It is still necessary to analyze the expression of other genes to better identify the regulatory pathways.

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  • Julia Augusto Vieira
  • " Desenvolvimento de um nanobiosensor de nanopartículas de ouro (AuNPs) funcionalizadas com anticorpos de glicoproteína anti-SARS-CoV-2 e testagem em pacientes voluntários".

  • Orientador : RICARDO BENTES DE AZEVEDO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Glêndara Aparecida de Souza Martins
  • PATRICIA BENTO DA SILVA
  • RICARDO BENTES DE AZEVEDO
  • SACHA BRAUN CHAVES
  • Data: 28/07/2023

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  • A pandemia de COVID-19, causada pelo vírus SARS-CoV-2, compreende uma doença infecciosa. Os coronavírus (CoVs), que fazem parte de uma família viral, são reconhecidos por provocar uma variedade de doenças respiratórias em humanos, que vão desde o resfriado comum até condições mais raras e graves, como a Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS) e a Síndrome Respiratória do Oriente Médio (MERS). Essas informações são registradas pelo painel da Organização Mundial da Saúde. No que diz respeito à transmissão, as gotículas respiratórias são o principal meio de contaminação, permitindo que o SARS-CoV-2 seja transmitido de uma pessoa infectada para uma pessoa saudável através do contato físico com o paciente doente ou ao entrar em contato com seus pertences. Os coronavírus (CoVs) têm a capacidade de permanecer em superfícies por vários dias, o que pode explicar o caso do SARS-CoV-2 e representar um risco prolongado de infecção. A nanotecnologia tem encontrado ampla aplicação em diversos campos de estudo, incluindo medicina, bio-rotulagem e agricultura. Nos dias atuais, essa tecnologia tem sido empregada em diferentes domínios da ciência médica, como a entrega direcionada de medicamentos, o diagnóstico de câncer e o desenvolvimento de agentes contra infecções virais, bacterianas e fúngicas. As nanopartículas de ouro (AuNPs) apresentam características que incluem a capacidade de fornecer uma superfície estável para a imobilização de biomoléculas, o que é altamente útil na preparação de biossensores. Elas são consideradas as nanopartículas metálicas mais estáveis devido às suas propriedades ópticas, eletrônicas e catalíticas, além de possuírem alta biocompatibilidade e uma taxa aprimorada de transferência de elétrons. Por esses motivos, as AuNPs têm encontrado amplas aplicações em diversos tipos de biossensores. No presente estudo, foi conduzido o desenvolvimento de um nanobiossensor utilizando AuNPs que foram funcionalizadas com anticorpos específicos para a glicoproteína do SARS-CoV-2. O principal objetivo desse nanobiossensor era possibilitar a detecção altamente específica do vírus SARS-CoV-2. Os resultados de caracterização das AuNP50 e AuNP100 nuas e funcionalizadas mostraram que as nanopartículas ficaram estáveis (diâmetro hidrodinâmico e índice de polidispersão). As nanopartículas funcionalizadas mostraram um bom desempenho quanto à ligação nos vírus SARS-CoV-2. Por fim, quando as AuNP100 funcionalizadas foram colocadas em contato com as amostras de pacientes positivados, houve alteração no tamanho das nanopartículas verificadas pela técnica de espalhamento dinâmico da luz (DLS).


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  • The current COVID-19 pandemic, caused by the SARS-CoV-2 virus, comprises an infectious disease. Coronaviruses (CoVs), which are part of a viral family, are recognized for causing a variety of respiratory diseases in humans, ranging from the common cold to rarer and more severe conditions such as Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) and Middle East Respiratory Syndrome (MERS). This information is recorded by the World Health Organization panel. As far as transmission is concerned, respiratory droplets are the primary means of contamination, allowing SARS-CoV-2 to be transmitted from an infected person to a healthy person through physical contact with the sick patient or by coming into contact with their belongings. Coronaviruses (CoVs) have the ability to remain on surfaces for several days, which may explain the case of SARS-CoV-2 and represent a prolonged risk of infection. Nanotechnology has found extensive application in various fields of study, including medicine, biolabeling, and agriculture. Nowadays, this technology has been employed in different domains of medical science, such as targeted drug delivery, cancer diagnosis, and the development of agents against viral, bacterial, and fungal infections. Gold nanoparticles (AuNPs) exhibit characteristics that include the ability to provide a stable surface for the immobilization of biomolecules, which is highly useful in the preparation of biosensors. They are considered the most stable metallic nanoparticles due to their optical, electronic, and catalytic properties, as well as having high biocompatibility and an improved rate of electron transfer. For these reasons, AuNPs have found wide applications in various types of biosensors. In the present study, the development of a nanobiosensor was conducted using AuNPs that were functionalized with antibodies specific for the SARS-CoV-2 glycoprotein. The main goal of this nanobiosensor was to enable highly specific detection of the SARS-CoV-2 virus. The characterization results of the naked and functionalized AuNP50 and AuNP100 showed that the nanoparticles were stable (hydrodynamic diameter and polydispersity index). The functionalized nanoparticles showed good performance regarding binding on SARS-CoV-2 viruses. Finally, when the functionalized AuNP100 were put in contact with the samples from positive patients, there was a change in the size of the nanoparticles verified by dynamic light scattering (DLS) technique.

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  • Débora Pires Porto Barbosa
  • " Estudo da penetração cutânea in vitro de nanocarreadores de óxidos de ferro com diferentes coberturas ".

  • Orientador : MARIA APARECIDA GODOY SOLER PAJANIAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Elton Brito Ribeiro
  • JOSE JOAQUIN LINARES LEON
  • MARIA APARECIDA GODOY SOLER PAJANIAN
  • PAULO EDUARDO NARCIZO DE SOUZA
  • Data: 29/08/2023

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  • Este trabalho tem como objetivo o estudo da penetração cutânea de diferentes nanocarreadores de oxido de ferro e avaliar a sua aplicação para a administração tópica de fármacos. As nanopartículas (NPs) foram sintetizadas via coprecipitação em meio básico e funcionalizadas com três surfactantes diferentes, o ácido láurico (aniônico), a dodecilamina (catiônico) e o Pluronic F127 (não iônico), formando dispersões coloidais estáveis em meio aquoso. Os nanocarreadores sintetizados foram caracterizados por meio das técnicas de espalhamento dinâmico de luz, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia no infravermelho e Raman. As NPs apresentaram diâmetro médio, obtido por microscopia eletrônica de transmissão, aproximadamente 6,50 nm, enquanto o tamanho hidrodinâmico variou de 130 a 230 nm, dependendo do tipo de cobertura. A partir dos espectros Raman obtidos, observou-se que a oxidação das partículas de magnetita para maguemita foi efetiva, enquanto a análise dos espectros no infravermelho indicou a presença da cobertura nos 3 nanocarreadores. Estudos de penetração cutânea in vitro dos 3 nanosistemas, utilizando pele da orelha de suínos como modelo para a pele humana e empregando o método Saarbrüecken modificado, foram realizados por 12, 24 e 36 horas. A técnica de ressonância ferromagnética foi empregada para obter a concentração de ferro no estrato córneo e no folículo piloso, no entanto, não se observou a presença de ferro na pele remanescente. Os resultados indicaram que os 3 nanocarreadores apresentam potencial para a aplicação tópica de fármacos, possibilitando um tratamento local, sem atingir a corrente sanguínea, minimizando os efeitos colaterais do fármaco.


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  • The cutaneous penetration of different iron oxide nanocarriers has been investigated to evaluate its application as topical administration of drugs. The nanoparticles (NPs) were synthesized via chemical coprecipitation in basic aqueous medium and functionalized with three different surfactants, lauric acid (anionic), dodecylamine (cationic) and Pluronic F127 (non-ionic), resulting in stable aqueous coloidal dispersions. The synthesized nanocarriers were characterized by dynamic light scattering, transmission electron microscopy, infrared and Raman spectroscopy. The NPs presented mean diameter of about 6.5 nm, while the hydrodynamic diameter ranged from 130 to 230 nm. Raman spectra showed that the oxidation of the magnetite particles to maghemite was effective, while the analysis of the Infrared Spectra indicated the presence of each coating layers on the 3 nanocarriers. In vitro skin penetration studies of the 3 nanosystems, was conducted using pig ear skin as a model for human skin through the modified Saarbrüecken method. The permeation was conducted during 12, 24 and 36 hours. The concentration of iron was determined through ferromagnetic resonance measurements following permeation. The concentration of iron in the stratum corneum and the hair follicle, for each nanonocarries was obtained. It was not observed the presence of iron in the remaining skin. These results indicate that all the synthesized nanocarriers present potential for topical application of drugs, allowing a local treatment, without reaching the bloodstream.

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  • Aline Beatriz da Silva Santos
  • Desenvolvimento de Nanocompósitos De Ouro/Pluronic para Aplicações Biológicas

  • Orientador : MARIA APARECIDA GODOY SOLER PAJANIAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ELAINE ROSE MAIA
  • LUANA ALVES DE FREITAS AFIUNE
  • MARIA APARECIDA GODOY SOLER PAJANIAN
  • PAULO EDUARDO NARCIZO DE SOUZA
  • Data: 30/08/2023

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  • O objetivo deste trabalho é a preparação, caracterização e aplicação biomédica de nanocompósitos formados por nanopartículas de ouro e Pluronic® F-127. Os nanocompósitos foram sintetizadas a partir da mistura das soluções do copolímero tribloco Pluronic® variandose as concentrações em (0,5; 2,0 mmol.L-1 ), e do ácido cloroáurico (HAuCl4) (0,1; 2,0; 3,0; 4,0 mmol.L-1 ), em uma câmara de radiação UV (254nm), à temperatura ambiente. Nesta reação o copolímero atua na redução dos íons de ouro e estabilização da nanopartículas de ouro, formando o nanocompósito coloidal AuNP-PLU. A análise de espectroscopia do ultravioletavisível mostra que a banda de ressonância plasmônica de superfície dos nanocompósitos está localizada entre 525 a 529 nm. As micrografias dos nanocompósitos obtidas mostram nanopartículas de ouro com formato esférico, triangular ou cilíndrico, com diâmetro médio de 5 a 44 nm. O tamanho hidrodinâmico (DH) médio obtido por espalhamento dinâmico de luz variou de 31 a 68 nm. Para os experimentos de aplicação biológica, foram escolhidos nanocompósitos 2.0AuNP-PLU:2.0 e o 2.0AuNP-PLU:0.5, pois eles apresentaram maior reprodutibilidade e estabilidade das características físico-químicas após a síntese. Estes nanocompósitos foram empregados no teste fotoquímico com 1,3-difenilisobenzofurano (DPBF), no qual foi observada a formação de espécies reativas de oxigênio (ROS). Para realização deste teste, as nanopartículas foram associadas a um fotossensibilizador, o cloreto de ftalocianina de alumínio (AlClPc), em concentrações de 0,1 a 5,0 µg. Após a mistura com o fotossensibilizador, os nanocompósitos foram caracterizados por espectroscopia do ultravioleta-visível, na qual foi possível observar um novo pico em 680 nm advindo do fotossensibilizador. O novo tamanho hidrodinâmico (DH) médio dos nanocompósitos com o fotossensibilizador foi de 31 a 73 nm. Foi realizada a caracterização por espectroscopia Raman e por espectroscopia no infravermelho (FTIR-ATR), nos quais observou-se mudanças nos espectros dos nanocompósitos devido às ligações entre os grupos éter do pluronic com os grupos nitrogenados do cloreto de ftalocianina de alumínio. Em outra abordagem, o nanocompósito 2.0AuNP-PLU:2.0 foi empregado para estudar os efeitos toxicológicos materno e fetal, da sua administração durante a gestação de ratas e nos fetos. Os resultados mostraram que o nanocompósito é seguro tanto para mãe quanto para o feto, na dose de 137,5 μg/kg. Portanto, a administração do nanocompósito não resultou em alteração no desenvolvimento fetal, nem alterações maiores do que 5% nos órgãos observados. O mesmo nanocompósito 2.0AuNP-PLU:2.0 foi investigado como agente de contraste em tomografia computadorizada. Os resultados mostraram que o agente de contraste é comparável ao contraste utilizado comercialmente (Optiray® 320) para a mesma energia de feixe.


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  • The objective of this work is the preparation, characterization and biomedical application of nanocomposites formed by gold nanoparticles and Pluronic® F-127. The nanocomposites were synthesized from the mixture of Pluronic® triblock copolymer solutions varying the concentrations in (0.5; 2.0 mmol.L-1), and chloroauric acid (HAuCl4) (0.1; 2. 0, 3.0, 4.0 mmol.L-1), in a UV radiation chamber (254nm), at room temperature. In this reaction, the copolymer acts in the reduction of gold ions and stabilization of gold nanoparticles, forming the AuNP-PLU colloidal nanocomposite. The ultraviolet-visible spectroscopy analysis shows that the surface plasmonic resonance band of the nanocomposites is located between 525 to 529 nm. The micrographs of the nanocomposites obtained show gold nanoparticles with a spherical, triangular or cylindrical shape, with an average diameter of 5 to 44 nm. The average hydrodynamic (DH) size obtained by dynamic light scattering ranged from 31 to 68 nm. For the biological application experiments, nanocomposites 2.0AuNP-PLU:2.0 and 2.0AuNP-PLU:0.5 were chosen, as they presented greater reproducibility and stability of the physical-chemical characteristics after synthesis. These nanocomposites were used in the photochemical test with 1,3-diphenylisobenzofuran (DPBF), in which the formation of reactive oxygen species (ROS) was observed. To carry out this test, the nanoparticles were associated with a photosensitizer, aluminum phthalocyanine chloride (AlClPc), in concentrations of 0.1 to 5.0 µg. After mixing with the photosensitizer, the nanocomposites were characterized by ultraviolet-visible spectroscopy, in which it was possible to observe a new peak at 680 nm coming from the photosensitizer. The new average hydrodynamic (DH) size of the nanocomposites with the photosensitizer was from 31 to 73 nm. The characterization was performed by Raman spectroscopy and by infrared spectroscopy (FTIR-ATR), in which changes were observed in the spectra of the nanocomposites due to the bonds between the ether groups of the pluronic with the nitrogenous groups of the aluminum phthalocyanine chloride. In another approach, the 2.0AuNP-PLU:2.0 nanocomposite was used to study the maternal and fetal toxicological effects of its administration during pregnancy in rats and fetuses. The results showed that the nanocomposite is safe for both the mother and the fetus at a dose of 137.5 μg/kg. Therefore, the administration of the nanocomposite did not result in changes in fetal development, nor changes greater than 5% in the observed organs. The same 2.0AuNP-PLU:2.0 nanocomposite was investigated as a contrast agent in computed tomography. The results showed that the contrast agent is comparable to the commercially used contrast (Optiray® 320) for the same beam energy.

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  • Samuel Silva Morais
  • "Síntese e Caracterização dos Compostos Mn1.3FeTi2Ow e Mn6Fe4V7Ow Nanoestruturados".

  • Orientador : GRAZIELLA ANSELMO JOANITTI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GRAZIELLA ANSELMO JOANITTI
  • LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • MONICA PEREIRA GARCIA
  • BRENO NORONHA MATOS
  • Data: 08/12/2023

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  • A inflamação é um dos processos de defesa do corpo e ocorre em resposta a infecções causadas por microorganismos ou danos nos tecidos. O óleo de pequi extraído de Caryocar brasiliense, encontrado na região do Cerrado, é popularmente utilizado por suas propriedades antiinflamatórias e antioxidantes devido à presença de ácidos graxos e carotenoides. A nanotecnologia serve como uma ferramenta para superar barreiras na administração de compostos hidrofóbicos. Este estudo teve como objetivo produzir e avaliar as propriedades físico-químicas e a citotoxicidade de nanoemulsões à base de óleo de pequi (PeNE) obtidas por diferentes métodos de extração: prensagem a frio, solvente (acetona) e fervura (método artesanal). Os óleos de pequi foram avaliados com base em seu perfil lipídico, acidez e valores de peróxidos para garantir sua qualidade após os processos de extração. As nanoemulsões foram formuladas com óleo de pequi, lecitina de ovo (2:1 p/p) e PEG 40 (2%) e dispersas em PBS por ultrassonicação. As amostras foram avaliadas usando Dynamic Light Scattering (DLS) por 120 dias a 4°C e 25°C para avaliar sua estabilidade, além de pH e condições de estresse (diluição serial de 0 a 1/128 e variação de pH entre 3-11). Para os ensaios de citotoxicidade, macrófagos RAW 264.7 foram tratados com diferentes PeNE e tiveram sua viabilidade analisada pelo ensaio MTT. Os óleos de pequi mantiveram altos níveis de pureza de acordo com os índices avaliados. As PeNE obtidas por diferentes métodos de extração apresentaram diâmetro hidrodinâmico semelhante <100 nm, PDI <0,250, potencial zeta entre -1,5 e -2,5 mV, pH entre 6 e 7, e permaneceram estáveis durante o teste de diluição sem variação significativa. Os testes de variação de pH mostraram mudanças no potencial zeta no pH mais ácido, as nanoemulsões permaneceram neutras (3) perto de 0 mV, e no pH mais básico (11) ficaram negativas, perto de -10 a -15 mV. O ensaio MTT indicou que a concentração de 360 µg/mL de diferentes PeNE e óleos livres não apresentou citotoxicidade significativa às células após 24 horas, com viabilidade celular >80%. As nanoemulsões formuladas a partir de óleo de pequi obtido por diferentes métodos de extração permaneceram estáveis, e os métodos de extração não levaram a diferenças entre as amostras nos parâmetros avaliados. Essas nanoemulsões mostraram promessa para aplicação com macrófagos, células cruciais no processo inflamatório, demonstrando biocompatibilidade para avaliações futuras.


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  • Inflammation is one of the body's defense processes and occurs in response to infections caused by microorganisms or tissue damage. Pequi oil extracted from Caryocar brasiliense found in the Cerrado region is popularly used for its anti-inflammatory and antioxidant properties due to the presence of fatty acids and carotenoids. Nanotechnology serves as a tool to overcome barriers in the administration of hydrophobic compounds. This study aimed to produce and evaluate the physico-chemical properties and cytotoxicity of nanoemulsions based in pequi oil (PeNE) obtained through different extraction methods: cold pressing, solvent (acetone), and boiling (artisanal method). The pequi oils were evaluated based on their lipid profile, acidity and peroxide values to ensure their quality after extraction processes. The nanoemulsions were formulated with pequi oil, egg lecithin (2:1 w/w), and PEG40 (2%) and dispersed in PBS by ultrasonication. The samples were evaluated using Dynamic Light Scattering (DLS) for 120 days at 4°C and 25°C to assess their stability, as well as pH and stress conditions (serial dilution from 0 to 1/128 and pH variation between 3-11). For cytotoxicity assays, RAW 264.7 macrophages were treated with different PeNE and had their viability analyzed by MTT assay. The pequi oils maintained high purity levels according to the evaluated indices. PeNE obtained with oil obtained by different extraction methods showed similar hydrodynamic diameter <100 nm, PDI <0.250, zeta potential between -1.5 and -2.5 mV, pH between 6 and 7, and remained stable during the dilution test without significant variation and pH variation tests showed zeta potential changes in the most acidic pH the nanoemulsions remained neutral (3) near to 0 mV the most basic (11) got negative near to -10 to -15 mV. The MTT assay indicated that the concentration of 360 µg/mL of different PeNE and free oils did not show significant cytotoxicity to the cells after 24 hours, with cellular viability >80%. The nanoemulsions formulated from pequi oil obtained by different extraction methods remained stable, and the extraction methods did not lead to differences between the samples in the evaluated parameters. These nanoemulsions showed promise for application with macrophages, which are crucial cells in the inflammatory process, demonstrating biocompatibility for future evaluations.

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  • PEDRO ANDRÉS GRANADOS MUÑOZ
  • "Preformulation studies to guide the production of a mucoadhesive oral film containing triamcinolone acetonide by hot-melt extrusion for the treatment of recurrent aphthous stomatitis".

  • Orientador : MARCILIO SERGIO SOARES DA CUNHA FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCILIO SERGIO SOARES DA CUNHA FILHO
  • IDEJAN PADILHA GROSS
  • ADRIANA MARCELA NIETO MUNOZ
  • GEISA NASCIMENTO BARBALHO
  • Data: 19/12/2023

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  • A estomatite aftosa recorrente (EAR) é a doença bucal que mais afeta a população global, atingindo até 25% das pessoas. A triancinolona acetonida (TA) tem sido amplamente utilizada no tratamento da EAR, no entanto, as formas farmacêuticas disponíveis não são eficientes nesse propósito, havendo uma significativa necessidade de desenvolvimento de um sistema de administração melhorado. Este trabalho propõe obter uma dispersão sólida amorfa contendo TA fabricada por termoextrusão, na forma de um filme oral mucoadesivo, como alternativa para o tratamento da EAR. Para isso, um detalhado protocolo de pré-formulação foi desenvolvido usando ferramentas teóricas e experimentais que levaram à seleção de quatro carreadores poliméricos e um plastificante. A partir dos parâmetros de solubilidade de Hansen, a miscibilidade entre o fármaco e os polímeros selecionados foi estabelecida, sendo PVA > EUD > PVPVA > HPMCAS, enquanto a análise térmica (DSC) permitiu estabelecer a miscibilidade experimental, com base na porcentagem de fármaco no estado amorfo, sendo EUD (81.07%) > PVA (67.55%) > PVPVA (45.57%) > HPMCAS (8.46%). A partir das curvas DTG foram observados problemas de estabilidade nas misturas contendo PVA, PVPVA ou HPMCAS, assim como a evaporação parcial do plastificante (TEC). O espectro FTIR confirmou os resultados. A mistura TA-EUD-TEC (10:60:30, p/p) foi termoextrusada com fluxo contínuo, levando à obtenção de uma dispersão sólida amorfa na forma de filme mucoadesivo com espessura de 0,69 ± 0,06 mm. O teor de fármaco foi determinado em 99,6% e a mucoadesão resultante foi considerada moderada (0.216N ± 0.031). A caracterização físico-química foi realizada através de DSC, TGA, FTIR e MEV. Os resultados sugerem evaporação parcial do plastificante líquido e a formação de anidridos derivados da cadeia polimérica resultantes do processo de aquecimento. O protocolo de pré-formulação estabelecido permitiu selecionar os materiais adequados para o processamento da TA por termoextrusão, no entanto, a estabilidade dos materiais durante o processamento deve ser cuidadosamente estudada.


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  • Recurrent aphthous stomatitis (RAS) is the most widespread oral disease, affecting up to 25% of the global population. Triamcinolone acetonide (TA) has been widely used in the topical treatment of RAS, but current pharmaceutical forms are not efficient for this purpose, so there is a significant need to develop an improved drug administration system. This work proposes to obtain a TA-containing amorphous solid dispersion (ASD) processed by hotmelt extrusion (HME) in the form of a mucoadhesive oral film as an alternative to the RAS treatment. To this end, a detailed preformulation protocol was carried out using theoretical and experimental approaches, leading to the selection of four polymers and a plasticizer. From the Hansen solubility parameters (HSPs) the miscibility of the drug with the polymers was predicted as PVA > EUD > PVPVA > HPMCAS, while thermal analysis (DSC) showed an experimental miscibility, based on the percentage of drug in amorphous state as follows: EUD (81.07%) > PVA (67.55%) > PVPVA (45.57%) > HPMCAS (8.46%). The DTG curves showed instability problems with PVA, PVPVA and HMPCAS, as well as the plasticizer (TEC) evaporation. FTIR spectra confirm the instability and exhibit the maintenance of TEC within the HME processing temperature. The TA-EUD-TEC mixture (10:60:30, w/w) was successfully extruded forming an ASD in the form of a mucoadhesive oral film with a thickness of 0.69 ± 0.06 mm, moderate adhesive potential (0.216N ± 0.031), and 99.6% of drug content. The physicochemical characterization was carried out by DSC, TGA, FTIR and SEM. The results suggest partial evaporation of the liquid plasticizer and formation of heat-dependent anhydrides derived from the polymer chain, thus, the stability of the drug within the polymer matrix must be carefully evaluated. Notably, the pre-plasticization procedure was a key parameter for the success of the HME process.

Teses
1
  • Andréia Camargo Pinheiro
  • Avaliação do efeito anti-inflamatório de nanoemulsão à base de óleo de pequi (Caryocar brasiliense) em macrófagos in vitro e em modelo de edema in vivo.

  • Orientador : GRAZIELLA ANSELMO JOANITTI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GRAZIELLA ANSELMO JOANITTI
  • ANAMELIA LORENZETTI BOCCA
  • MARCELO HENRIQUE SOUSA
  • ANDREANNE GOMES VASCONCELOS
  • PATRICIA BENTO DA SILVA
  • Data: 24/03/2023

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  • A inflamação é um conjunto de alterações que ocorrem no organismo e se inicia imediatamente após um estímulo, estando associada a diversas causas, que vão desde infecções à estresse ou disfunção relacionados a fatores emocionais, imunológicos ou genéticos. A inflamação crônica está relacionada a diversas enfermidades, tendo relação com a evolução de doenças crônicas não transmissíveis, como a obesidade, a diabetes e o câncer, que são hoje as principais causas de mortalidade no mundo, fenômeno que tem contribuído para um aumento expressivo da demanda médica para casos inflamatórios. Os anti-inflamatórios estão entre os fármacos mais prescritos e consumidos no mundo, sendo utilizados desde 1897, com a produção da aspirina. Apesar de serem amplamente estudados ao longo destes anos, ainda apresentam uma importante limitação de uso, que está associada ao tempo prolongado e os consequentes efeitos adversos. Novas pesquisas têm levantado uma preocupação alarmante em relação a novas descobertas relacionando o uso de anti-inflamatórios à complicações gastrointestinais, cardiovasculares, hepáticas, renais, cerebrais e pulmonares, o que eleva a necessidade de novos fármacos com efetiva ação anti-inflamatória e que traga segurança para uso a longo prazo. Neste quesito, a biodiversidade brasileira representa fonte rica de moléculas bioativas que podem contribuir tanto para a resolução quanto prevenção de processos inflamatórios. O óleo de pequi (Caryocar brasiliense), planta originária do Cerrado brasileiro, é constituído principalmente por ácidos graxos e carotenoides que lhe conferem diversas propriedades biológicas, incluindo efeito anti-inflamatório. Entretanto, a hidrofobicidade dessas moléculas representa limite à suas administrações. Portanto, o óleo de pequi foi nanoestruturado em forma de nanoemulsão (PeNE) como forma de melhorar o transporte e entrega do óleo às celulas. Neste trabalho, as investigações foram conduzidas em 3 capítulos: (1) revisão sistemática avaliando o potencial anti-inflamatório do óleo de pequi em sua forma livre ou nanoestruturada; (2) síntese e caracterização de PeNE, avaliação da citotoxidade em macrófagos da medula óssea de ratos diferenciados por L929, in vitro, na viabilidade celular e avaliação do potencial anti-inflamatório sobre estas células quanto a modulação de mediadores inflamatórios e alterações morfológicas de ativação; (3) síntese, caracterização e avaliação do efeito anti-inflamatório e nociceptivo da PeNE por modelo de edema induzido por carragenina, além de avaliação de toxicidade por meio de análises clínicas, bioquímicas, hematológicas e histopatológicas em ratos machos Rattus novergicus, In vivo, além de avaliação de citotoxidade, fragmentação de DNA e incorporação da NePE em células de macrógafos J774-1, in vitro. Os resultados demonstraram que há diversos estudos indicando atividade anti-inflamatoria do óleo de pequi, porém, até o momento não há nenhuma revisão sistemática envolvendo estes dados e que a literatura aponta a interação do óleo de pequi com mecanismos do processo inflamatório através da modulação de mediadores pró e anti-inflamatórios. Além disso, obteve-se sucesso na obtenção da PeNE estável e de acordo à proposta de ser utilizada como nanofitoterápico, com atividade citotóxica sobre macrófagos dose dependente, biocompatibilidade, atividade anti-inflamatória e anti-nociceptiva em modelos in vitro e in vivo. Dessa forma, a utilização do óleo de pequi nanoestruturado como alternativa ou complemento aos fármacos anti-inflamatórias convencionais é promissor e carece de atenção para futuros estudos investigativos para melhor compreensão do seu potencial ant-inflamatório e anti-nociceptivo.


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  • Inflammation is a set of changes that occur in the body and begin immediately after a stimulus, remaining associated with various causes, ranging from abandonment to stress or dysfunction related to emotional, immunological or genetic factors. Chronic inflammation is related to several diseases, being related to the evolution of noncommunicable chronic diseases, such as obesity, diabetes and cancer, which are now the main causes of mortality in the world, a phenomenon that has contributed to a significant increase in the medical demand for inflammatory cases. Anti-inflammatory drugs are among the most prescribed and consumed drugs in the world, being used since 1897, with the production of aspirin. Despite being widely observed over these years, they still have an important limitation of use, which is associated with prolonged time and consequent adverse effects. New research has raised an alarming concern in relation to new discoveries relating the use of anti-inflammatories to gastrointestinal, cardiovascular, hepatic, renal, respiratory and pulmonary complications, which raises the need for new drugs with effective anti-inflammatory action and that bring safety for long-term use. In this regard, Brazilian biodiversity represents a rich source of release of bioactives that can contribute both to the resolution and prevention of inflammatory processes. Pequi oil (Caryocar brasiliense), a plant native to the Brazilian Cerrado, consists mainly of fatty acids and carotenoids that give it several biological properties, including an antiinflammatory effect. However, the hydrophobicity of these molecules represents a limit to their administration. Therefore, the pequi oil was nanostructured in the form of a nanoemulsion (PeNE) as a way to improve the transport and delivery of the oil to the cells. In this work, investigations were conducted in 3 chapters: (1) systematic review evaluating the anti-inflammatory potential of pequi oil in its free or nanostructured form; (2) synthesis and characterization of PeNE, evaluation of cytotoxicity in macrophages from the bone marrow of rats differentiated by L929, in vitro, on cell viability and evaluation of the anti-inflammatory potential on these cells regarding the modulation of inflammatory mediators and morphological activation changes; (3) synthesis, characterization and evaluation of the anti-inflammatory and nociceptive effect of PeNE by model of edema induced by carrageenan, in addition to toxicity evaluation through clinical, biochemical, hematological and histopathological analyzes in male rats Rattus novergicus, In vivo, in addition to evaluation of cytotoxicity, DNA fragmentation and incorporation of NePE in J774-1 macrophage cells, in vitro. The results showed that there are several studies indicating the anti-inflammatory activity of pequi oil, however, so far there is no systematic review involving these data and that the literature points to the interaction of pequi oil with mechanisms of the inflammatory process through the modulation of pro and anti-inflammatory mediators. In addition, success was achieved in obtaining stable PeNE and in accordance with the proposal to be used as a nanophytotherapy, with dose-dependent cytotoxic activity on macrophages, biocompatibility, anti-inflammatory and anti-nociceptive activity in in vitro and in vivo models. Thus, the use of nanostructured pequi oil as an alternative or complement to conventional anti-inflammatory drugs is promising and needs attention for future research studies to better understand its anti-inflammatory and anti-nociceptive potential.

2
  • Fellipy Samuel Rocha
  • "Estudo da Associação da Ftalocianina de Cobre Tetrasulfonada (CuPcSO4) ao Nanocompósito de TiO2/Grafeno Com Vistas a Ação Fotocatalítica".

  • Orientador : CLAURE NAIN LUNARDI GOMES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CLAURE NAIN LUNARDI GOMES
  • ELTON CLEMENTINO DA SILVA
  • VIVIAN DA SILVA SANTOS
  • ALISSON MENDES RODRIGUES
  • EDUARDO HENRIQUE DUARTE
  • Data: 19/07/2023

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  • Apesar do dióxido de titânio (TiO2) ser um dos compostos pioneiros na aplicação em fotocatálise, ainda existe bastante espaço para estudar e aprimorar sua capacidade de fotoabsorção e propriedades fotocatalíticas. TiO2 sozinho, apresenta atividade fotocatalítica sob influência da luz ultravioleta, mas somente 5% da energia solar se encontra nesta faixa, e 45% da radiação solar é composta de radiação eletromagnética na região de comprimento de onda visível. Ftalocianinas são estudas devido suas interações com a luz visível, a ftalocianina de cobre tetra sulfonada (CuPcSO4) foi associada a TiO2 e grafeno (GR) acoplado a TiO2. O composto de TiO2-GR e CuPcSO4 foi preparado e seu comportamento fotoquímico estudado. O composto tem uma capacidade de adsorção de CuPcSO4, 26% maior do que o TiO2 sozinho. A incorporação da CuPcSO4 na superfície do TiO2-GR é capaz de gerar um deslocamento batocrômico da sua assinatura típica, indicando uma funcionalização capaz de reduzir o bandgap do fotocatalisador. A CuPcSO4 apresenta uma maior separação da sua banda Q em contato com o TiO2, tornado a banda Qy aquela com maior intensidade. As variações da absorbância são indícios que os compostos estudados apresentam maior atividade fotocatalítica, e aproveitamento de um espectro luminoso mais amplo ao comparados ao TiO2. Os compostos TiO2-CuPcSO4 e TiO2-GR-CuPcSO4 apresentam uma interação com a anfotericina B, evidenciado pelo deslocamento hipsocrômico da resposta do fármaco indicando aumento do seu estado agregado. A energia e químicos consumidos durante o processo de síntese contribuem significativamente com o impacto ambiental. É importante elucidar se existem vantagens práticas e econômicas na funcionalização de materiais. Uma análise de ciclo de vida simplificada é feita para a síntese de 1 Kg de cada um dos compostos estudados. Os compostos com 30% de grafeno por massa, apresentam impactos cerca de 80% maiores do que os demais em algumas categorias. Um toque de engenharia aplicada é adicionado para dar uma concepção geral da viabilidade do desenvolvimento de um modelo piloto para quem procura tratar água por fotocatálise. O projeto hidráulico do sistema é adotado para um fluxo de 1 L/min para facilitar os cálculos do projeto para não especialistas. Fotocatalisadores heterogêneos, se mostram um processo promissor para a remediação do meio ambiente.


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  • Titanium dioxide TiO2 is one of the primary compounds for photocatalysis applications. Even though it has been extensively studied, there is still room to improve its photocatalytic properties and photoabsorption. TiO2 presents photocatalytic activity under uv-vis light; however, only 5% of solar energy is present in this region, while 45% comprises visible electromagnetic radiation. Phthalocyanines are studied due to their capacity to interact with visible light, and the copper(II)phthalocyanine tetrasulfonic acid tetrasodium salt (CuPcSO4) was associated with TiO2 and graphene (GR) attached to TiO2. TiO2-GR adsorbed CuPcSO4, and the photochemical behavior was studied. TiO2- GR adsorbed 26% more CuPcSO4 than TiO2 alone. The incorporation of CuPcSO4 onto the surface of TiO2-GR generates a bathochromic shift of the typical graphene response, which indicates that the adsorption of CuPcSO4 reduces the TiO2-GR bandgap. The CuPcSO4 presents a clearer separation of the Q band when adsorbed onto the TiO2 surface, and the Qy band becomes the primary one. The increase and shift in the Qy band indicate a stronger response for low-energy light sources for the phthalocyanine, hence improving the light-harvesting capability of the compound. TiO2-CuPcSO4 and TiO2-GR-CuPcSO4 interact with amphotericin B (amB), demonstrated by the drug absorbance's hypochromic shift, indicating a higher aggregation state. The energy and chemical compounds consumed during the synthesis contribute to the environmental impacts. It is important to elucidate the practical and economic advantages of functionalizing the material. A simplified life cycle analysis (LCA) was conducted with 1kg of catalyst production as a functional unit. The compounds with 30 wt% graphene presented 80% more impact in some categories. An applied engineering concept is added to visualize the viability of developing a pilot model for wastewater treatment. The hydraulic system idea was adopted with an effluent flow of 1 L/min to facilitate calculations. Heterogeneous catalysts are a promising process for environmental remediation.

3
  • MELISSA SILVA MONTEIRO DE MENDONÇA
  • "Avaliação in vitro e in vivo de terapia antitumoral com radiofrequência e nanoestruturas de ouro e grafeno em modelo de tumor Walker 256".

  • Orientador : SONIA NAIR BAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BRUNA CANDIDO GUIDO
  • CRISTIANO JACQUES MIOSSO RODRIGUES MENDES
  • MARCELLA LEMOS BRETTAS CARNEIRO
  • MARCIA CRISTINA OLIVEIRA DA ROCHA
  • SONIA NAIR BAO
  • Data: 21/12/2023

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  • As estimativas do GLOBOCAN 2020 produzido pela International Agency for Research on Cancer (IARC) para 36 tipos de cânceres em 185 países foi de 9,9 milhões de mortes em uma proporção de 1 a cada 6 mortes tendo como causa o câncer e uma incidência prevista de 19,3 milhões de casos de câncer para o mesmo ano (exceto câncer não-melanoma de pele). Diante desse panorama, os tratamentos acessórios minimamente invasivos como a ablação por radiofrequência para tumores iniciais apresentam-se como opções elegíveis para a redução dessa estatística. A Ablação por Radiofrequência (ARF) consiste em recurso terapêutico destinado a provocar lesão tecidual programada por meio do aquecimento resistivo de forma segura e eficiente. Entretanto, apesar de ser considerada uma técnica segura e efetiva a ARF apresenta limitações como uma área de ablação restrita a 3 cm e recidiva em tumores de 3 a 5 cm. O objetivo desse estudo envolve a promoção de uma terapia combinada de RF obtida por equipamento de ablação denominado SOFIA® produzido pelo Laboratório de Engenharia Biomédica (LaB) com aplicação conjugada de nanoestrutura de ouro e grafeno na forma do compósito de óxido de grafeno com polietilenoimina e ouro, denominado GOPEIAu e produzidas pelo Laboratório de Pesquisa em Polímeros e Nanomateriais (LabPoln), ambos da Universidade de Brasília. Para esse estudo foram realizados ensaios in vitro com a linhagem de LLC WRC 256 (Walker 256), ex vivo com fígado de suínos com post mortem de até 2h e in vivo com ratos Wistar portando o modelo tumoral Walker 256. A avaliação da eficácia terapêutica ocorreu por análises in vitro de viabilidade celular, ultraestrutura e tumorigênese; ex vivo para avaliação da formação macroscópica da área de ablação, aumento de temperatura e variação de impedância e in vivo com análise clínica, histopatológica e imuno-histoquímica. Como resultado dos ensaios in vitro observou-se uma remissão promissora da linhagem in vitro LLC WRC 256 (Walker 256) com a terapia combinada do nanocompósito com a aplicação de RF, observação da presença do GO-PEI-Au em até 6h pós tratamento no núcleo celular e redução expressiva na formação de colônia. No ensaio ex vivo, foi observada a importância da conjugação do óxido de grafeno com a polietilenoimina (PEI) para redução da impedância durante o procedimento de ARF, já no ensaio de sobrevida in vivo, observou-se uma antecipação da redução tumoral e melhor captação do nanocompósito pelo tumor no grupo da terapia combinada em comparação com os grupos de tratamento de RF ou GO-PEI-Au isoladamente. No ensaio in vivo, observou-se antecipação de remissão tumoral e maior captação do nanocompósito em presença de radiofrequência, assim como menor atividade de BCL2 pelo tumor pós-ablação em contraposição à terapia com RF que indicou uma sinergia de coexpressão das proteínas BCL2 e p53 sugerindo uma super expressão indicadora de recidiva.


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  • Estimates from GLOBOCAN 2020, produced by the International Agency for Research on Cancer (IARC), reported 9.9 million deaths from 36 types of cancers across 185 countries, accounting for 1 in every 6 deaths due to cancer. The predicted cancer incidence for the same year (excluding nonmelanoma skin cancer) was 19.3 million cases. In light of this global scenario, minimally invasive adjunct treatments such as radiofrequency ablation for early-stage tumors emerge as eligible options for reducing this statistic. Radiofrequency Ablation (RFA) is a therapeutic approach designed to induce programmed tissue injury through resistive heating safely and efficiently. Despite being considered a safe and effective technique, RFA has limitations, including a restricted ablation area of 3 cm and recurrence in tumors of 3 to 5 cm. This study aims to promote a combined therapy of RF obtained by an ablation device named SOFIA®, developed by the Laboratory of Biomedical Engineering (LaB), with the conjugated application of a gold and graphene nanostructure in the form of the graphene oxidepolyethyleneimine-gold composite (GO-PEI-Au), produced by the Laboratory of Research in Polymers and Nanomaterials (LabPoln), both from the University of Brasília. In vitro assays were conducted with the LLC WRC 256 (Walker 256) cell line, ex vivo with pig liver within 2 hours post mortem, and in vivo with Wistar rats carrying the Walker 256 tumor model. Therapeutic efficacy was assessed through in vitro analyses of cell viability, ultrastructure, and tumorigenesis; ex vivo for macroscopic evaluation of the ablation area, temperature increase, and impedance variation; and in vivo with clinical, histopathological, and immunohistochemical analysis. In the in vitro assays, a promising remission of the LLC WRC 256 (Walker 256) cell line was observed with the combined therapy of the nanocomposite and RF application, along with the presence of GO-PEI-Au in the cellular nucleus up to 6 hours posttreatment and a significant reduction in colony formation. The ex vivo assay highlighted the importance of conjugating graphene oxide with polyethyleneimine (PEI) to reduce impedance during the RFA procedure. In the in vivo survival assay, an earlier tumor reduction and enhanced nanocomposite uptake by the tumor were observed in the combined therapy group compared to the RF or GO-PEI-Au treatment groups alone. The in vivo assay showed an early tumor remission and increased nanocomposite uptake in the presence of radiofrequency, as well as lower BCL2 activity by the tumor post-ablation, contrasting with RF therapy that indicated a synergy of BCL2 and p53 protein coexpression, suggesting an indicative overexpression of recurrence.

2022
Dissertações
1
  • JOABE LIMA ARAUJO
  • HIDROGEL COMO SISTEMA DE LIBERAÇÃO DO FOTOSSENSIBILIZANTE CLOROFILA A, PARA APLICAÇÃO EM TERAPIA FOTODINÂMICA FRENTE AO CÂNCER DE PELE DO TIPO MELANOMA

  • Orientador : RICARDO BENTES DE AZEVEDO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOAO PAULO FIGUEIRO LONGO
  • LUIS ALEXANDRE MUEHLMANN
  • PATRICIA BENTO DA SILVA
  • RICARDO BENTES DE AZEVEDO
  • Data: 05/09/2022

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  • O melanoma maligno é o tipo mais agressivo de câncer de pele, no qual fatores genéticos e ambientais estão intimamente envolvidos em seu desenvolvimento. A Organização Mundial da Saúde (OMS) prevê um aumento médio de 100 mil novos casos por ano em todo o mundo até o ano de 2040. Isso mostra os desafios que órgãos governamentais enfrentarão ao longo desses anos, exigindo novas estratégias de tratamento com maior eficácia e com menos efeitos colaterais. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a atividade anticancerígena do fotossensibilizante (FS) Clorofila a (Chl_a, em inglês) incorporada a hidrogéis (HGs) à base de quitosana (QS) e poloxamer 407 (P407) aplicado na Terapia Fotodinâmica (TFD) in vitro frente à linhagem celular de melanoma murino B16-F10. A formulação de HG baseado em QS e P407 contendo Chl_a foi avaliada por meio de estudos reológicos, tais como: temperatura da fase de transição sol-gel (Tsol-gel), tempo da fase de Tsol-gel, viscosidade e bioadesão. Também foram realizados estudos de caracterização morfológica através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e estudos por Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR, em inglês) para identificar interações de grupos funcionais dos polímeros utilizados e qualquer outro composto contaminante. Além disso, a atividade fotodinâmica do HG contendo Chl_a foi avaliada por meio da TFD in vitro. O HG à base de QS e P407 mostrou-se eficaz na liberação do FS Chl_a. Além disso, apresentou características essenciais para aplicações tópicas, como a temperatura de 32 ºC da fase de Tsol-gel, tempo de 10,20 s da fase de Tsol-gel e força de deslocamento de 50 mN. Todas essas propriedades favoreceram a biodisponibilidade do fármaco, liberação do princípio ativo e aumento do tempo de permanência do FS no local aplicado devido à sua baixa fluidez. Como também, proporcionou efetividade da TFD in vitro em que o FS apresentou alta atividade fotodinâmica com um IC50 de 25,99 µM, uma redução significativa da viabilidade celular das células de melanoma em comparação ao IC50 de 173,8 µM da Cisplatina (CDDP). Portanto, foi possível evidenciar a efetividade da formulação de um HG à base de QS e P407 como sistema termossensível em aplicações tópicas para a liberação do FS Chl_a em TFD contra melanoma. Permitindo inferir, que este sistema termossensível de aplicação tópica também proporciona uma liberação controlada de fármacos, necessitando-se de estudos que confirmem essa evidência.


  • Mostrar Abstract
  • Malignant melanoma is the most aggressive type of skin cancer, in which genetic and environmental factors are closely involved in its development. The World Health Organization (WHO), predict an average increase of 100,000 new cases worldwide by the year 2040. This shows the challenges that government agencies will face over these years, requiring new treatment strategies with greater effectiveness and with fewer side effects. Thus, this study aimed to evaluate the anticancer activity of the photosensitizer (PS) Chlorophyll a (Chl a) incorporated into hydrogels (HGs) based on chitosan (CS) and poloxamer 407 (P407) using Photodynamic Therapy (PDT) against the murine melanoma cell line B16-F10. The formulation of HG based on CS and P407 containing Chl a was evaluated through rheological studies, such as: sol-gel (Tsol-gel) transition phase temperature, Tsol-gel phase time, viscosity and bioadhesion. Morphological characterization studies were also carried out by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) studies to identify interactions at the level of functional groups of the polymers used and to identify any contaminating compound. In addition, the photodynamic activity of HG containing Chl a was evaluated by in vitro PDT. The HG based on QS and P407 proved to be effective in releasing PS Chl a. In addition, it presented essential characteristics for topical applications, such as a temperature of 32 ºC in the Tsol-gel phase, a time of 10.20 s in the Tsol-gel phase and a displacement force of 50 mN. All these properties favored the bioavailability of the drug, controlled release of the active ingredient and an increase in the permanence time of the PS at the applied site due to its low fluidity. It also provided effectiveness in vitro PDT in which PS showed high photodynamic activity with an IC50 of 25.99 µM, a significant reduction in the cell viability of melanoma cells compared to the IC50 of 173.8 µM of Cisplatin (CDDP). Therefore, it was possible to evidence the effectiveness of the formulation of a HG based on QS and P407 as a thermosensitive system in topical applications for the release of PS Chl a in PDT against melanoma. Allowing us to infer that this thermosensitive system of topical application also provides a controlled release of drugs, requiring further studies to confirm this evidence.

Teses
1
  • MARCO ANTONIO DE SOUZA
  • Desenvolvimento de métodos para detecção de informações, a partir de substâncias endógenas e exógenas, em impressões digitais latentes utilizando espectroscopia vibracional e nanossensores.

  • Orientador : MARCELO HENRIQUE SOUSA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA CAROLLINE RIBEIRO DE TOLEDO PINTO
  • JULIANO ALEXANDRE CHAKER
  • MARCELO HENRIQUE SOUSA
  • MARCIO TALHAVINI
  • RODRIGO MENESES DE BARROS
  • Data: 23/08/2022

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  • Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de métodos para análise de informações de impressões digitais latentes (IDL), a partir de substâncias exógenas e endógenas, utilizando espectroscopia vibracional. Acerca dos métodos de análise de substâncias exógenas foi possível realizar a detecção qualitativa de cocaína (COC) das IDLs, utilizando Espalhamento Raman Intensificado por Superfície – SERS. Para isso, foram realizados testes com diferentes substratos SERS de nanopartículas de ouro. A estratégia adotada envolveu o gotejamento desses substratos SERS em lâminas de alumínio. Foi estudada a adsorção de R6G e COC em soluções aquosas de diferentes concentrações, e a metodologia foi aplicada na detecção de COC em impressões digitais. A COC utilizada para preparar as soluções de trabalho para os estudos SERS foi o sal de cloridrato correspondente. Ela foi analisada por RMN-H1 e a sua pureza foi determinada como 88,27%. O substrato selecionado a partir dos testes com R6G foi caracterizado. Os resultados de UV-Vis mostraram que a absorção máxima das ressonâncias de plasmon de superfície localizadas transversal (LSPRT) em 545 nm e longitudinal (LSPRL) em 599 nm para as AuNPs, confirmando a presença de nanobastões. Além disso, também por meio da análise de medidas de UV-Vis, foi observada estabilidade por um período de 28 dias. Os dados experimentais foram ajustados às isotermas de Langmuir, Frumkin e Freundlich, sendo a de Langmuir a que melhor se ajustou aos dados experimentais para COC e, de acordo com seu DGads de -84,12 kJ/mol, pôde-se constatar que a adsorção física e espontânea. Na impressão digital contaminada, foi possível detectar uma concentração da ordem de 10-4mol/L, o que corresponde a uma massa de 273 ng. Além disso, buscou-se determinar o sexo de um indivíduo , a partir de substâncias endógenas das impressões digitais, por meio das espectroscopias Raman e Infravermelho com Transformada de Fourier – FTIR, com auxílio de ferramentas quimiométricas (Análise de Componentes Principais (PCA), Análises discriminantes por método dos mínimos quadrados parciais (PLS-DA) e suporte de vetor de máquina (SVM-DA)). Para a espectroscopia Raman, as taxas de discriminação variaram entre 80 e 93%, considerando um período até 7 dias da data da coleta. Para as medidas Raman, o método supervisionado SVM-DA demonstrou ser mais eficiente. Para o FTIR, os resultados PLS-DA mostraram uma taxa de discriminação superior a 80%.


  • Mostrar Abstract
  • This work aimed to develop methods for forensic informations from latent fingermarks (LF), from exogenous and endogenous substances, using vibrational spectroscopy. Regarding the methods of analysis of exogenous substances, it was possible to perform the qualitative detection of cocaine (COC) from LFs, using Surface Intensified Raman Scattering (SERS). For this, tests were performed with different SERS substrates of gold nanoparticles. The strategy adopted involved dripping these SERS substrates into aluminum blades. The adsorption of R6G and COC in aqueous solutions of different concentrations was studied, and the methodology was applied in the detection of COC in fingerprints. The COC used to prepare the solutions used for SERS studies was the corresponding hydrochloride salt. It was analyzed by 1H-NMR and its purity was determined as 88.27%. The substrate selected from the R6G tests was characterized. The UV-Vis results showed that the maximum absorption of cross-sectional surface plasmon resonances (LSPRT) at 545 nm and longitudinal (LSPRL) at 599 nm for AuNPs, confirming the presence of nanorods. In addition, stability was also observed through the analysis of UV-Vis measurements for a period of 28 days. The experimental data were adjusted to Langmuir, Frumkin and Freundlich isotherms, and Langmuir's data were best adjusted to the experimental data for COC and, according to DGads of -84.12 kJ/mol, it was possible to verify that the physical and spontaneous adsorption. In the contaminated fingerprint, it was possible to detect a concentration of the order of 10-4 mol/L, which corresponds to a mass of 273 ng. In addition to, it is sought to determine the gender of an individual, from endogenous substances of fingerprints, by means of Raman Spectroscopy and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), with the aid of chemometric tools (Principal Component Analysis (PCA), Discriminant analyses by partial least squares (PLS-DA) ) and machine vector support (SVM-DA)). For Raman spectroscopy, discrimination rates varied between 80 and 93%, considering a period up to 7 days from the date of collection. For Raman measurements, the Supervised SVM-DA method proved to be more efficient. For FTIR, the PLS-DA results showed a discrimination rate of more than 80%.

2
  • André Luiz Teixeira
  • Interação entre Tetrakis-Acetato de DiRódio (II) e o dendrímero PAMAM enxertado em nanopartículas de magnetita: Efeitos nas propriedades magnéticas e no tratamento de células de câncer de mama

  • Orientador : SEBASTIAO WILLIAM DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CELIA MARIA DE ALMEIDA SOARES
  • DENILSON RABELO
  • MARTIN SCHWELLBERGER BARBOSA
  • PAULO EDUARDO NARCIZO DE SOUZA
  • SEBASTIAO WILLIAM DA SILVA
  • Data: 30/08/2022

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  • Este estudo relata o sucesso da fabricação e caracterização de um novo nanocarreador magnético baseado na associação de nanopartículas de magnetita com dendrímeros de poli (amidoamina) (PAMAM), carregando complexo de Tetrakis-Acetato de DiRódio (II) [DiRh (II)]. A interação entre os dendrímeros do PAMAM e o DiRh (II) e seus efeitos nas propriedades magnéticas e nas atividades biológicas em células de câncer 4T1 e MCF7 forma investigados. A fase de espinélio de magnetita é confirmada por meio de difração de raios X (XRD) e espectroscopia Raman. O tamanho médio de cristalito de magnetita de 9,5 ± 0,3 nm é avaliado a partir de dados de DRX, que está próximo aos valores obtidos por meio de dispersão dinâmica de luz (DLS) e micrografias de microscopia eletrônica de transmissão. Os resultados sugerem fortemente que os íons Rh (II) interagem com pares de elétrons livres de átomos de nitrogênio em amida-II e aminas primárias das porções terminais na superfície do PAMAM. Os dados de magnetização indicam que a presença de DiRh (II) ligado ao dendrímero PAMAM leva a um forte enfraquecimento da interação dipolo-dipolo magnético em nanopartículas de magnetita revestidas com ATPS e ATPS@PAMAM. Os ensaios in vitro, realizados em células 4T1 e MCF7 mostram que tanto o complexo de DiRh(II) quanto sistemas MAPP não apresentam citotoxidade estatisticamente significativa no intervalo de concentração de DiRh(II) estudado. Por outro lado, os sistemas noanoestrurados MAPPRh e PPDiRh(II) apresentam elevada atividade citotoxidade em ambas as linhagens celulares, sendo o IC50 observado para o sistema MAPPRh 15 vezes menor que o observado para o sistema PPDiRh(II). Os estudos do perfil de internalização dos sistemas nanoestruturados em células 4T1 e MPF7 mostram que para ambas as linhagens celulares a internalização dos sistemas MAPPRh e PPDiRh(II) foi muito superior ao observado para o sistema MAPP. Por fim, foi identificado a apoptose como o principal mecanismo de morte celular após tratamento com os sistemas MAPPRh e PPDiRh(II). Este resultado foi mais pronunciado para a células 4T1 quando comparado com as células MCF7.


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  • This study reports the success of the fabrication and characterization of a novel magnetic nanocarrier based on association of magnetite nanoparticles with poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimers loading dirhodium(II) tetraacetate complex (DiRh(II)). Interaction between PAMAM dendrimers and DiRh(II) and its effects on magnetic properties and biological activities in 4T1 and MCF7 cancer cells were investigated. Magnetite spinel phase is confirmed via x-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy data analysis. Magnetite mean crystallite size of 9.5 ± 0.3 nm is assessed from XRD data, which is close to values obtained via dynamic light scattering (DLS) and transmission electron microscopy micrographs. Our findings strongly suggest that Rh(II) ions interact with lone electron pairs of nitrogen atoms in amide-II and primary amines of PAMAM surface-terminated moieties. Magnetization data indicate that the presence of DiRh(II) attached to PAMAM dendrimer leads to strong weakening of magnetic dipole-dipole interaction in ATPS- and ATPS+PAMAM coated magnetite nanoparticles. In vitro assays performed on 4T1 and MCF7 cells show that both the DiRh(II) complex and MAPP systems do not show statistically significant cytotoxicity in the range of DirRh(II) concentration studied. On the other hand, the noanostructured MAPPRh and PPDiRh(II) systems show high cytotoxic activity in both cell lines, with the IC50 observed for the MAPPRh system being 15 times lower than that observed for the PPDiRh(II) system. Studies of the internalization profile of nanostructured systems in 4T1 and MPF7 cells show that for both cell lines the internalization of the MAPPRh and PPDiRh(II) systems was much higher than that observed for the MAPP system. Finally, apoptosis is identified as the main mechanism of cell death after treatment with the MAPPRh and PPDiRh(II) systems. This result is more pronounced for 4T1 cells when compared to MCF7 cells.

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  • Marina Lima Rodrigues
  • NANOPARTÍCULAS POLIMÉRICAS NATURAIS E SINTÉTICAS CONTENDO LÁTEX DA EUPHORBIA TIRUCALLI: PRODUÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E AÇÃO ANTINOCICEPTIVA.

  • Orientador : CLAURE NAIN LUNARDI GOMES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DE CARVALHO PEREIRA MORAES
  • CLAURE NAIN LUNARDI GOMES
  • MARCELO HENRIQUE SOUSA
  • ODAIR ANTONIO BARBIZAN
  • PAULO GUSTAVO BARBONI DANTAS NASCIMENTO
  • Data: 20/12/2022

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  • Euphorbia tirucalli L. é uma planta que apresenta em seu látex o composto eufol que quando altamente diluído tem diversas propriedades medicinais, como anti-inflamatório, anticoncepcionais e antitumorais. A aplicação da nanotecnologia aos fitoterápicos e extratos vegetais podem potencializar a ação dos extratos vegetais, promover a liberação sustentada dos princípios ativos, reduzir a dose necessária e os efeitos colaterais, através do encapsulamento de fármacos, sendo uma estratégia adequada para superar mecanismos de resistência celular e aumentar a seletividade do fármaco por sítios-específicos. A entrega das nanopartículas tem que satisfazer vários requisitos para aplicações clínicas, com objetivo de maior padronização, aprovação e aceitação frente as legislações, no qual neste trabalho foi realizado o preparo das nanopartículas com quitosana e PLGA, avaliação dos parâmetros físicoquímicos e teste in vivo. As partículas contendo o látex, apresentaram elevada eficiência de encapsulamento (>90 %), com um perfil de liberação em pH ácido, lento e constante durante 6 horas. Através da técnica de espalhamento dinâmico de luz verificou-se que a média das nanopartículas com o fármaco possuem diâmetro próximo de 611 nm, com um bom índice de polidispersão de 0,146 e valor de potencial zeta (2 ± 23 mV). Na espectroscopia de FTIR, as nanopartículas de quitosana apresentaram em 1.566 cm-1, banda fraca de deformação angular usada para caracterizar aminas e amidas secundárias. Avaliação do deslocamento do comprimento de onda do látex de eufol em diferentes pHs apresentaram todos na faixa de 200 a 220 nm. No ensaio de hipernocicepção in vivo o látex-eufol e as nanopartículas contendo eufol inibiu significativamente a hipernocicepção mecânica induzida por carragenina.


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  • Euphorbia tirucalli L. is a plant that has in its latex the compound eufol which, when highly diluted, has several medicinal properties, such as anti-inflammatory, contraceptive and antitumor. The application of nanotechnology to herbal medicines and plant extracts can enhance the action of plant extracts, promote the sustained release of active principles, reduce the necessary dose and side effects, through the encapsulation of drugs, being an adequate strategy to overcome resistance mechanisms cell and increase drug selectivity by site-specific. The delivery of nanoparticles has to meet several requirements for clinical applications, with the objective of greater standardization, approval and acceptance in relation to legislation, in which in this work the preparation of nanoparticles with chitosan and PLGA, evaluation of physical-chemical parameters and and in vivo test. Particles containing the latex, high encapsulation efficiency (> 90%), with a release profile at acidic pH, slow and constant for 6 hours. Through the dynamic light scattering technique it was verified that the mean of the nanoparticles with the drug has a diameter close to 611 nm, with a good polydispersion index of 0.146 and a zeta potential value (2-± 23 mV). In FTIR spectroscopy, as chitosan nanoparticles dissipated at 1.566 cm-1, weak band of angular deformation used to characterize secondary amines and amides. Evaluation of the wavelength shift of the eufol latex at different pHs separated all in the range from 200 to 220 nm. In the in vivo hypernociception assay, latexeufol and nanoparticles containing eufol significantly inhibited the mechanical hypernociception induced by carrageenan.

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