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

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.