Síntese coloidal de nanoestruturas baseadas em polímeros condutores

Orientador: Prof. Dr. Marcio VidottiCoorientadora: Profa. Dra. Izabel C. Riegel VidottiTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa : Curitiba, 01/09/2023Inclui referênciasÁrea de concentração: Físico QuímicaResumo: A nanoescala trouxe uma enorme revolução para a química de materiais, e segue sendo pioneira em obter propriedades e funcionalidades únicas, com uma miríade de aplicações. Uma classe especial de materiais, os materiais estímulo responsivos, ou inteligentes, se destacam devido as suas características únicas e grande aplicabilidade, principalmente em áreas da nanomedicina como a entrega controlada de fármacos e tratamentos modernos para o câncer. Uma grande parcela desses materiais nanoestruturados é produzida em suspensões coloidais, e suas sínteses envolvem os diversos desafios da química coloidal, principalmente em termos de estabilidade. Sendo assim, esse trabalho se debruçou sobre a síntese coloidal de nanoestruturas com funcionalidades estímulo responsivas, tendo como base os polímeros condutores para garantir essa propriedade. Ao longo do trabalho, foram sintetizados dois nanomateriais. O primeiro material desenvolvido foi uma nanocápsula composta por núcleo de óleo de linhaça e parede de polímero condutor, sendo empregados tanto o polipirrol como o PEDOT. A síntese foi baseada na polimerização interfacial, utilizando a gotícula de óleo de uma emulsão óleo/água de aproximadamente 200 nm como molde para a formação da parede polimérica. Foi possível obter uma síntese reprodutível e explicitar o papel das principais substâncias envolvidas – o surfactante e o agente oxidante – para os dois polímeros estudados. Além disso, foi possível verificar o caráter estímulo responsivo do sistema, e elucidar como se dá a resposta da parede de polímero condutor frente a dois estímulos distintos, químico (solução de íons Fe2+/Fe3+) e eletroquímico (potencial elétrico: +0,3V para oxidação e -0,5V para redução). As nanocápsulas foram abertas frente à redução da parede polimérica nos dois casos. O segundo material desenvolvido foi uma nanoestrutura core-shell com núcleo de nanopartículas de ouro e parede de polipirrol. Foi proposta uma metodologia de recobrimento baseada na técnica de Layerby- Layer, que foi reprodutível para três morfologias distintas do núcleo de ouro – nanoesferas, nanobastões e nanopartículas quirais. A partir da interação eletrostática entre o ligante de superfície da nanopartícula e o surfactante SDBS que auxilia na polimerização, foi possível ancorar as moléculas de monômero na superfície da nanopartícula, garantindo uma polimerização rápida e localizada, para recobrir as nanopartículas individualmente. Determinou-se a necessidade de uma quantidade mínima de agente oxidante (200 micronL de solução 0,1 mol L-1 de FeCl3) para formar a parede polimérica e evitar a agregação. Através das nanopartículas quirais também foi possível observar que a metodologia de síntese empregada forma uma camada polimérica que replica a forma da nanopartícula do núcleo, pois após o recobrimento com a camada de polímero condutor as nanopartículas quirais mantiveram a quiralidade. Estudou-se também a estímulo responsividade da camada de polímero frente a mudanças de seu estado de oxidação, utilizando como estímulo a mudança de pH. Estudos de SERS permitiram confirmar a mudança de estado redox do polímero frente às mudanças de pH realizadas. Observou-se que frente a oxidação do polímero condutor (pH1) há uma propagação do LSPR originado na nanopartícula metálica para a camada de polímero, resultando em um deslocamento da banda plasmônica para o vermelho. Esse fenômeno é reversível, e observou-se um deslocamento para o azul frente a redução (pH13) e perda da condutividade do polímero condutor. Com isso, esse trabalho buscou contribuir para melhorar a eficiência da síntese de sistemas nanoestruturados via rotas coloidais, e elucidar os mecanismos de estímulo responsividade dos mesmosAbstract: The nanoscale brought a huge revolution to the field of material chemistry and continues to be a pioneer in obtaining unique properties and functionalities, with a myriad of applications. A special class of materials, the stimuli-responsive or intelligent materials, stand out due to their unique characteristics and wide applicability, mainly in areas of nanomedicine such as the controlled delivery of drugs and modern treatments for cancer. A large portion of these nanostructured materials is produced via colloidal systems, and the synthesis of these materials involves the various challenges of colloidal chemistry, mainly in terms of the stability of particles in suspension. Therefore, this work focused on the colloidal synthesis of nanostructures with stimulus-responsive functionalities, using conducting polymers to guarantee this property. Throughout the work, the syntheses of two nanomaterials are developed. The first developed material was a nanocapsule composed of a linseed oil core and a conducting polymer shell, using both polypyrrole and PEDOT. The synthesis was based on interfacial polymerization, using the oil droplet of an oil/water emulsion with approximately 200nm as a template for the formation of the polymeric shell. It was possible to obtain a reproducible synthesis and explain the role of the main substances involved – the surfactant and the oxidizing agent – for the two studied polymers. In addition, it was possible to verify the stimulusresponsive character of the system, and to elucidate how the conductive polymer wall responds to two different stimuli, chemical (Fe2+/Fe3+ ion solution) and electrochemical (electrical potential, +0,3V for oxidation and -0,5V or reduction). The second material developed was a core-shell nanostructure with a gold nanoparticles core and a polypyrrole shell. A coating methodology based on the Layer-by-Layer technique was proposed, which was reproducible for three different morphologies of the gold core – nanospheres, nanorods and chiral nanoparticles. From the electrostatic interaction between the nanoparticle surface binder and the SDBS surfactant that aids in polymerization, it was possible to anchor the monomer molecules on the surface of the nanoparticle, ensuring a fast and localized polymerization, to coat the nanoparticles individually. A minimum amount of oxidizing agent (200 micronL of 0,1 mol L-1 FeCl3 solution) was necessary to form the polymeric shell and prevent aggregation. Through the chiral nanoparticles, it was also possible to observe that the synthesis methodology employed forms a polymeric layer that replicates the shape of the nanoparticle of the nucleus, since after the coating with the conductive polymer layer, the chiral nanoparticles maintained their chirality. The stimuli responsiveness of the polymer layer to changes in its oxidation state was also studied, using the change in pH as a stimulus. SERS studies confirmed the change of redox state of the polymer in face of the pH changes performed. It was observed that when the conducting polymer was oxidized (pH1), there was a propagation of the LSPR originated in the metallic nanoparticle to the polymer layer, resulting in a redshift of the plasmonic band. This phenomenon is reversible, and a blueshift was observed after the reduction (pH13) and loss of conductivity of the conducting polymer. This work sought to contribute to improving the efficiency of the synthesis of nanostructured systems via colloidal routes, and to elucidate the mechanisms that generate their stimuliresponsiveness. It is expected that this work will contribute to a more effective use of these nanostructure

Sistema Juno : ferramenta desenvolvida para monitoria dos estudos clínicos acadêmicos baseada no gerenciamento de riscos

A pesquisa clínica é uma investigação realizada em seres humanos destinada à produção de conhecimentos para compreensão dos mecanismos, prevenção e tratamento de doenças. A pesquisa clínica deve atender às recomendações de Boas Práticas Clínicas (BPC) bem como os requisitos éticos e legais que normatizam sua execução e asseguram os direitos e bem-estar dos participantes. A monitoria dos estudos clínicos pretende verificar se a condução do protocolo de pesquisa está de acordo com as Boas Práticas Clínicas (BPC) para garantir a segurança dos sujeitos de pesquisa e a qualidade dos dados. As agências regulatórias Internacionais (FDA e EMEA) recomendam que a abordagem utilizada na monitoria dos estudos clínicos seja baseada em riscos. A monitoria baseada em riscos (MBR) está focada nos processos críticos do projeto de pesquisa para identificação dos riscos. As ferramentas e técnicas de avaliação e análise de risco podem ser aplicadas à MBR, assim como os elementos da gestão de projetos e da gestão por processos. Este estudo teve por objetivo desenvolver uma ferramenta MBR para ser aplicada em estudos clínicos acadêmicos de fomento público. Para identificar os elementos- chave que compõe as ferramentas MBR, foi realizada revisão integrativa de literatura e, posteriormente, desenvolvida uma ferramenta MBR. As ferramentas MBR descritas na literatura diferem quanto ao modo de utilização, organização afiliada, categorias de risco e tipo de monitoramento. Ferramentas de gerenciamento de risco podem ser adaptadas para MBR. As evidências relacionadas à utilização das ferramentas MBR são escassas e nenhuma ferramenta desenvolvida é considerada padrão ouro. Os critérios de avalição de risco das ferramentas MBR não são padronizados e resultam em níveis de eficácia variados. A ferramenta MBR elaborada permite a identificação dos riscos, em cada fase do projeto de pesquisa, e orienta o plano de monitoria conforme a classificação dos riscos e nível de exposição do estudo.Clinical research is an investigation carried out in human beings aimed at producing knowledge to understand the mechanisms, prevention and treatment of diseases. Clinical research must meet the recommendations of Good Clinical Practices (BPC) as well as the ethical and legal requirements that regulate its execution and ensure the rights and well-being of the participants. The monitoring of clinical studies aims to verify whether the conduct of the research protocol is in accordance with Good Clinical Practices (BPC) to ensure the safety of the research subjects and the quality of the data. International regulatory agencies (FDA and EMEA) recommend that the approach used in monitoring clinical trials be risk-based. Risk-based monitoring (MBR) is focused on the critical processes of the research project to identify risks. Risk assessment and analysis tools and techniques can be applied to MBR as well as the elements of project management and process management. This study aimed to develop an MBR tool to be applied in publicly funded academic clinical studies. To identify the key elements that make up the MBR tools, an integrative literature review was carried out and an MBR tool was subsequently developed. The MBR tools described in the literature differ in terms of use, affiliated organization, risk categories and type of monitoring. Risk management tools can be adapted for MBR. Evidence related to the use of MBR tools is scarce and no tool developed is considered a gold standard. The risk assessment criteria for MBR tools are not standardized and result in varying levels of effectiveness. The MBR tool developed allows the identification of risks in each phase of the research project and guides the monitoring plan according to the risk classification and exposure level of the study

Stratigraphic transition of Bambuí and Paranoá groups in Distrito Federal

O norte do Distrito Federal (DF) inclui uma expressiva sucessão de rochas carbonáticas de posicionamento estratigráfico divergente, tendo sido incluídos tanto no Grupo Bambuí como no Grupo Paranoá. Neste trabalho, os carbonatos do Grupo Paranoá foram individualizados e separados daqueles da Formação Sete Lagoas do Grupo Bambuí. O primeiro é composto de uma unidade siliciclástica formada predominantemente por intercalações rítmicas de siltitos e arenitos sobreposta por rochas pelito-carbonáticas, com lentes de calcários dolomíticos, onde é possível observar o estromatólito Conophyton metulum Kirichenko. A Formação Sete Lagoas do Grupo Bambuí recobre de forma discordante as rochas do Grupo Paranoá e foi subdividida em duas sucessões estratigráficas distintas. A Sucessão 1 da Formação Sete Lagoas inclui três unidades litoestratigráficas distintas: (i) a unidade basal começa por um dolarenito cinza, sobreposto por uma sucessão rítmica de calcilutitos/calcarenitos arroxeados com argilas não carbonáticas, (ii) na unidade intermediária, predominam calcarenitos puros sucedidos pela (iii) unidade de dolomitos. Uma superfície erosiva marcada por níveis de brecha limita a Sucessão 2, que começa com 1–2 metros de siltitos seguidos por calcarenitos com camadas de argilosas crescentes em direção ao topo. O norte do DF está na zona externa da Faixa Brasília, onde foram identificadas duas fases de deformações, perpendiculares entre si, orientadas com direções grosseiramente NS e EW. Distrito Federal’s north area shows an expressive succession of carbonate rocks with divergent stratigraphic position and has already been included in Bambuí or Paranoá groups. In this work, the carbonates of the Paranoá Group were individualized and separated from those of the Sete Lagoas Formation, of the Bambuí Group. The Paranoá Group consists in a siliciclastic unit formed predominantly by rhythmic intercalations of siltstones and sandstones superimposed by pelitocarbonate rocks, with lenses of dolomitic limestones stromatolitic, where it is possible to observe the Conophyton metulum Kirichenko. The carbonate rocks of the Sete Lagoas Formation in the lower Bambuí Group overlies by unconformity a dolostone breccias of the Paranoá Group, and it was individualized in two stratigraphic successions. Sete Lagoas Formation’s Succession 1 comprises three distinct lithostratigraphic units: (i) the basal unit starts with a gray dolarenite overlying by a purple rhythmic succession of calcilutitos-calcarenitos with claystone, (ii) in the middle unit, pure calcarenites dominates, succeeded by (iii) the dolostones unit. An erosive surface is marked by breccia level that limits Succession 2, which begins with 1-2 meters of siltstones followed by calcarenites with clay layers growing towards the top. The north localities of Distrito Federal in the external Brasília Belt, where two perpendicular deformation phases were identified, oriented with NS and EW rough directions

The influence of protective psychosocial factors on the incidence of dental pain

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A influência de fatores psicossociais protetores sobre a incidência de dor dentária

OBJETIVO Investigar a influência de fatores psicossociais protetores sobre a incidência de dor dentária nos últimos seis meses em crianças de 12 anos residentes em Manaus (AM). MÉTODOS Um estudo de coorte prospectivo de base escolar foi realizado com 210 alunos de 12 anos, matriculados em escolas públicas da zona leste de Manaus (AM) que foram acompanhados por dois anos. Questionários validados foram usados para avaliar características sociodemográficas, fatores psicossociais protetores, incluindo senso de coerência, apoio social e autoestima na linha de base e após dois anos. Examinadores calibrados avaliaram clinicamente cárie dentária e sangramento gengival. Regressão de Poisson multinível multivariada foi usada para estimar o risco relativo (RR) e o intervalo de confiança de 95% (IC95%) entre a variação dos escores dos fatores psicossociais e a incidência de dor dentária, ajustada para os escores dos fatores psicossociais na linha de base, plano de saúde odontológico, frequência de escovação dentária e cárie dentária. RESULTADOS As médias dos escores do senso de coerência e do apoio social reduziram significativamente entre linha de base e seguimento de dois anos. A incidência de dor dentária no seguimento de dois anos foi 28,6%. O risco de dor dentária foi 14% maior para cada 10 pontos na redução média do escore do senso de coerência (RR = 1,14; IC95% 1,02–1,20), e 6% maior para cada 10 pontos na redução média do escore do apoio social (RR = 1,06; IC95% 1,01–1,11). A mudança na autoestima não foi associada ao risco de dor dentária. CONCLUSÃO A variação do senso de coerência e do apoio social no período de dois anos influenciou a incidência de dor dentária em crianças, sugerindo que fatores psicossociais protetores, comportamentos em saúde, plano odontológico e a condição clínica bucal desempenham um papel importante na incidência da dor dentária.OBJECTIVE To investigate the influence of protective psychosocial factors on the incidence of dental pain in the last six months among 12-year-old children living in Manaus (AM). METHODS A prospective school-based cohort study was conducted with 210 12-year-old students enrolled in public schools in the eastern zone of Manaus (AM). Students were followed up for two years. Validated questionnaires were used to assess sociodemographic characteristics, protective psychosocial factors, including sense of coherence, social support, and self-esteem at baseline and after two years. Calibrated examiners clinically assessed dental caries and gingival bleeding. Multivariate multilevel Poisson regression was used to estimate the relative risk (RR) and 95% confidence interval (95%CI) between the changes on psychosocial factors scores and incidence of dental pain, adjusted for psychosocial factors scores at baseline, dental health insurance, frequency of tooth brushing, and dental caries. RESULTS Mean scores for sense of coherence and social support reduced significantly from baseline to 2-year follow-up. The incidence of dental pain along the two-year follow-up was 28.6%. The risk of dental pain was 14% higher for every 10 points in the mean reduction of sense of coherence score (RR = 1.14; 95%CI: 1.02–1.20), and 6% higher for every 10 points of the mean reduction in social support score (RR = 1.06; 95%CI: 1.01–1.11). Change on self-esteem was not associated with risk of dental pain. CONCLUSION Change on sense of coherence and social support over the two-year period influenced the incidence of dental pain among children, suggesting that protective psychosocial factors, health behaviours, dental health insurance, and clinical oral condition have an important role in the incidence of dental pain

Dicumba e as Inteligências Múltiplas

Essa pesquisa objetiva apresentar as inteligências múltiplas que foram utilizadas por alunos da Educação Básica para desenvolver uma pesquisa centrada em seu interesse na aplicação da Dicumba, uma metodologia de ensino que parte do pressuposto de que o aluno motivado pela curiosidade e pelo interesse escolhe um assunto que emerge do seu contexto de vida para estudar. A pesquisa foi realizada traçando-se um perfil relacional entre a Dicumba e as inteligências múltiplas. A Dicumba foi aplicada com alunos da Educação Básica de três escolas públicas de Curitiba, por professores participantes do subprojeto Pibid/Química; logo, do ponto de vista metodológico, a pesquisa apresenta tipologia explicativa quanto aos objetivos, documental quanto aos procedimentos e quali-quantitativa quanto a abordagem dos dados analisados. Os trabalhos produzidos pelos alunos a partir da Dicumba foram analisados tendo como elementos estruturantes as inteligências múltiplas, permitindo estabelecer relações entre as inteligências e a Dicumba. Nesse campo, a partir do teste de normalidade dos dados a 95% (nível de significância (α) de 5%), fez-se a análise dos dados por meio do teste não-paramétrico Kruskal-Wallis de amostras independentes para averiguar a função de distribuição dos grupos diante das inteligências. Os resultados indicam quais inteligências são mais mobilizadas em cada pesquisa que o aluno desenvolve e destacam a necessidade, a importância e a influência do papel docente no desenvolvimento da Dicumba, visto que o professor é responsável por promover a conexão entre o científico e o contexto do aluno, estimulando-o a desenvolver autonomia e organização. O incentivo docente ao uso de diferentes formas de apresentação de trabalhos também foi identificado como fator influenciador da quantidade de inteligências que podem ser mobilizadas nos estudantes. Palavras-chave: Metodologia Dicumba; múltiplas inteligências; ensino de Química; educação básica

Anti-EGFR reduces malignant pleural effusion and morbidity in experimental model of adenocarcinoma

Introduction: A lot patients with lung cancer develop pleural effusion in an advanced stage of the disease, with high morbidity and mortality. The pathogenesis of the malignant pleural effusion is not well known and the therapeutic options are limited. Currently target therapy, like the antibody anti-EGFR, is been used more often in the treatment of the lung cancer. The EGFR is a tyrosine-kinase receptor considered oncogenic and responsible for the growing, the survival, the proliferation and the differentiation of loads of cell types. The use of antibodies anti-EGFR may entail positive effects in the fight against the tumor and the effects of the malignant pleural effusion. Goals: To evaluate the effects of intrapleural therapy with anti-EGFR in experimental model of malignant pleural effusion. Material e Methods: This study received the approval of the Comitê de Ética no Uso de Animais (CEUA) from HCFMUSP. Sixty C57BL/6 mice received intrapleural injection of 0,5x105 Lewis Lung Carcinoma (LLC) cells. The animals were divided in two groups that received the intrapleural injection with anti-EGFR or PBS (No treatment/Control) after 3, 7, 10 and 14 days from the induction of the pleural neoplasia. Ten animals from each group were observed until their death to evaluate a survival graphic curve. Forty animals were submitted to euthanasia after 7, 10, 14 or 21 days. We evaluated the weight gain or loss in grams (g), the mobility (score 0-3), the volume of recovered pleural effusion in milliliters (mL), and the presence of tumor in in the pleura, the pericardium, the inflammatory cells of the lungs and the histological changes in the kidneys, liver and spleen. Tumor apoptosis (TUNEL) and proliferation (PCNA) were evaluated by scores (0-4). Statistical analysis: One Way ANOVA, Kaplan-Meier, p <0,05. Results: On the survival analysis we did not observe any statistical difference between the groups. The mice weight loss was observed in all the groups after 21 days. It was observed a better mobility in the groups that receives the anti-EGFR  treatment. The pleural effusion volume was higher in the control group during all the study. The presence of pleural tumor implants was higher in the control group in comparison to the group that received treatment after 14 days. Pulmonary inflammation was discreet in all groups. The histological evaluation of the pericardium and the cardiac muscle showed tumor implants in the control group after 21 days. Hepatic and renal steatosis were more evident after 14 days in the control group. White flesh hyperplasia of the spleen was observed in all the periods of the study, especially in the 21st day in the control group. Higher levels of apoptosis and lower levels of tumor proliferation were observed in the groups that received treatment with anti-EGFR. Conclusions: In this experimental model, although it did not showed any benefic change in the animals survival, the target therapy with anti-EGFR reduced the pleural effusion volume, the morbidity and showed good histological parameters