Microfluidic methods for the controlled preparation of soft self-assembled nanocarriers for drug delivery

Dissertação de mestrado em Biophysics and BionanosystemsCubosomes are dispersions of lipid bicontinuous cubic phases in water. These particles consist of an interior continuous matrix of lipid bilayers arranged in a 3D lattice of cubic symmetry that separates two independent continuous networks of water channels. This coexistence of lipidic and aqueous domains makes cubosomes promising candidates for the encapsulation and delivery of both hydrophobic and hydrophilic drugs. Cubosomes are typically prepared either by fragmenting the cubic liquid crystal in excess water using high energy input (e.g. ultra-sonication), or using solvent-shifting approaches, in which the lipid is first dissolved in a water-miscible solvent (typically ethanol), and later mixed with water and polymer stabilizer. In both cases, poor experimental control at the micron- and nanoscales (e.g. poor control on concentration and heat gradients), limits the fine tuning of the particle properties and results in cubosomes with broad size distributions. In this work, we employ the solvent-shifting method to the monoolein-ethanol-water system and form cubosomes. For this, a microfluidic device capable of mixing the fluids in a rapid and controlled way at the micron-scale, and obtaining cubosomes of tuneable size and low polydispersity, is used. The micron-sized channels in microfluidics lead to laminar flow regimes and enhanced experimental control. In this regime, hydrodynamic focusing can be used to narrow down the length that solvent molecules have to travel to mix, thus decreasing the mixing time. An ethanol-lipid solution is flowed in a central inlet, which is squeezed by two side streams of water with stabilizer. As the lipid-ethanol solution narrows, ethanol and water are mixed in a controlled way by diffusion, leading to formation of cubosomes. By manipulating the flow rate ratio between the two solutions we manipulate the width in which the hydrodynamic focusing occurs, influencing the assembly time in a homogeneous way. This way, by manipulating the flow rate ratio, we were able to tune the size of the cubosome nanoparticles, achieving smaller sizes when increasing the extent of the hydrodynamic focusing (i.e. increasing the flow rate ratio). In addition, the final particle size was also found to be influenced by the composition of the initial solutions. At lipid concentrations above 1 wt% in the ethanolic solution, control over the final particle size is lost. Likewise, inclusion of dioctadecyldimethylammonium bromide (a cationic surfactant) into the formulation also led to large and size-uncontrolled particles. On the other hand, including 29% of water in the initial ethanolic solution leads to smaller particle sizes in the end, also in a controlled way also dependent on the flow rate ratio. In contrast, using a stabilizer to lipid ratio of 1:1 or 3:1 did not show a significant change in the final sizes obtained. Altogether, these results suggest that cubosome size is directly dependent on the exchange rate of solvent molecules until a critical water concentration that induces particle formation is achieved. By allowing a precise control over the mixing and exchange between the two solvents, microfluidics promises to be a promising approach to further tailor the structure and efficiency of drug delivery systems. Nanoparticle size is a key parameter in the carriage of pharmaceuticals. Controlling cubosome size is therefore a relevant step towards the design of new and more efficient formulations.Cubossomas são dispersões lipídicas de fases cúbicas bicontínuas em água. Estas partículas possuem no seu interior uma matriz de bicamadas lipídicas arranjadas numa rede tridimensional contínua de simetria cúbica que separa duas redes continuas de canais de água. Tal coexistência de domínios lipídicos e aquosos faz dos cubossomas excelentes candidatos para a encapsulação e entrega de compostos hidrofóbicos e hidrofílicos. Os cubossomas são geralmente preparados quer por fragmentação da fase bicontínua cúbica em excesso de água ao introduzir uma grande quantidade de energia (como por exemplo ultra-sonicação), ou então por uma troca de solventes, no qual o lípido é primeiramente dissolvido num solvente miscível em água (tipicamente o etanol), e mais tarde dissolvido em água e um polímero estabilizante. Em ambos os casos, um fraco controlo experimental à micro e nano-escala (e.g. fraco controlo nos gradientes de concentração e temperatura), limita a manipulação das propriedades das partículas e resulta em cubossomas com amplas distribuições de tamanho. Neste trabalho, o método da troca de solventes é aplicado ao sistema monooleína-etanol-água para formar cubossomas. Para este fim, um dispositivo de microfluídica capaz de misturar os solventes rápida e controladamente à microescala, e obter cubossomas com tamanhos manipuláveis e baixa polidispersão, foi usado. Os canais à microescala usados nos dispositivos de microfluídica fazem com que o regime de fluxo seja laminar e reforce o controlo experimental. Neste regime, a focagem hidrodinâmica pode ser usada para diminuir a distância que as moléculas têm de atravessar para se misturarem, o que leva a uma diminuição no tempo de mistura. Uma solução de lípido-etanol é inserida pela entrada central, onde será de seguida espremida por dois fluidos laterais de água com estabilizante. À medida que a solução de lípido-etanol é espremida, o etanol e a água vão sendo misturados de uma forma controlada por difusão, o que leva à formação dos cubossomas. Ao manipular o rácio dos diferentes caudais entre as diferentes soluções, a largura à qual a focagem hidrodinâmica se dá é ajustada, influenciando o tempo de associação entre as moléculas lipídicas de forma homogénea. Desta forma, ao manipular o rácio dos caudais, foi possível manipular o tamanho dos cubossomas, atingindo menores tamanhos quando a extensão da focagem hidrodinâmica foi aumentada (aumentando o rácio dos caudais). Conjuntamente, também foi observado que a composição das soluções iniciais também influência o tamanho final das partículas. A concentrações superiores a 1 %(m/m) de lípido na solução de etanol, o controlo sobre o tamanho das partículas é reduzido. Assim como a inclusão do surfactante catiónico brometo de dioctadecil dimetil amónio (DODAB), que na formulação também gerou partículas de grandes tamanhos de forma descontrolada. Por outro lado, a inclusão de 29 %(m/m) de água na solução de lípido-etanol levou a que se formassem partículas com tamanhos reduzidos, também de uma forma controlada e dependente do rácio entre os caudais dos fluidos. A contrastar, quando utilizado um rácio de estabilizante para lípido de 1:1 ou 3:1, os tamanhos finais obtidos não demonstraram diferenças significativas entre ambos os rácios. Resumindo, estes resultados sugerem que o tamanho dos cubossomas está diretamente dependente do ritmo ao qual as moléculas de solvente vão sendo trocadas até atingirem uma concentração crítica de água que induz a formação das partículas. Ao permitir um controlo preciso sobre a mistura e troca entre ambos os solventes, as técnicas de microfluídica assumem-se como uma forma promissora de manipular a estrutura e aumentar a eficiência dos sistemas de entrega de fármacos. O tamanho das nanopartículas é um fator chave na entrega de fármacos e a possibilidade de controlar o tamanho dos cubossomas é, portanto, um passo na direção do desenvolvimento de novas e mais eficientes formulações

Anatomic glossary of mesopleural structures in Bethylidae (Hymenoptera: Chrysidoidea)

The mesopleuron of Bethylidae has many structures that are used in taxonomic and phylogenetic studies. The lack of understanding of these structures has generated independent terminologies and a series of confusing terms, hampering effective scientific communication. A morphological study and literature review were made in order to solve these problems. Our study resulted in an anatomic glossary with 49 terms that presented a large number of synonyms and polysemies. The glossary standardizes the terms used in the Bethylidae mesopleuron and in other Hymenoptera groups, which will facilitate hypotheses of primary homology in comparative biology

Revista Ciência em Extensão: analisando diferentes saberes

A Revista Ciência em Extensão publica seu quarto número, com ênfase na qualidade e apresenta-se com diversidade de temas considerando que a cada artigo mudam a geografia, o assunto, o corpo de participantes, a forma de atuação, exigindo a opinião de pessoas especializadas. Os artigos são submetidos a um corpo de pareceristas fixo e ad hoc, devido a multidisciplinaridade da extensão. Um critério importante foi a preferência por pareceristas de instituições externas à Unesp e do autor do artigo, garantindo um bom processo de avaliação

Revista Ciência em Extensão: diversificando temas e geografia

A Revista Ciência em Extensão publica mais um número, com ênfase na qualidade e a diversidade de temas que aumentou, chegando ao Amazonas. Em se tratando de pesquisa em extensão, a cada artigo muda a geografia, o assunto, o corpo de participantes, a forma de atuação, exigindo a opinião de pessoas especializadas. Os artigos são submetidos a um corpo de pareceristas fixo e ad hoc, devido à multidisciplinaridade da extensão. Um critério importante foi a preferência por instituições externas à Unesp e à do autor do artigo, garantindo a imparcialidade da avaliação. Agradecemos e destacamos os pareceristas que colaboraram com a edição, em contribuições valiosas, permitindo o aprimoramento dos trabalhos e as sugestões propostas. Aproveitamos para convidar os Coordenadores de Projetos de Extensão Universitária a apresentarem o resultado do trabalho da sua equipe e sua comunidade, visando a continuidade deste períodico

Chemical and physical quality of eggplant fruits submitted to different postharvest treatments

O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar a qualidade química e física de berinjelas submetidas a diferentes tratamentos pós-colheita. Berinjelas ( L.), cultivar Ciça, foram colhidas em campos de produção comercial em Brasília-DF e submetidas aos seguintes tratamentos: atmosfera modificada; CaCl (2%) + atmosfera modificada; aplicação de 1-MCP (500nL.L ); aplicação de 1-MCP (500nL.L ) + CaCl (2%); e controle. Após os tratamentos, os frutos foram armazenados por 10 dias (12±1°C/UR 85 - 90%) e avaliados a cada dois dias para perda de massa, firmeza, coloração externa e teor de sólidos solúveis totais (°Brix). Observou-se que ao final do experimento os frutos do tratamento controle apresentavam perda de massa ao redor de 14%. No décimo dia de armazenamento os frutos tratados com cloreto de cálcio associado à atmosfera modificada e aqueles armazenados sob atmosfera modificada apresentavam firmeza 2,5 vezes maior do que o tratamento controle. Ao final do experimento os frutos armazenados sob atmosfera modificada possuíam brilho, que era cerca de 20% maior do que o dos frutos do tratamento controle. Berinjelas do tratamento controle possuíam Brix cerca de 20% maior do que dos frutos armazenados sob atmosfera modificada ao final do experimento.The present work was carried out aiming to evaluate chemical and physical characteristics of eggplant fruits submitted to different postharvest treatments. Eggplant fruits ( L.) were harvested in commercial fields in Brasilia, DF. After harvesting the, fruits were graded for size and diameter and treated as follows: modified atmosphere; CaCl (2%) dipping + modified atmosphere; 1-MCP (500nL.L ); 1-MCP (500nL.L ) + CaCl (2%) dipping; and control. Fruits were then stored for 10 days at 12±1°C, relative humidity ranging from 85 to 90%, and analyzed every two days for mass loss, firmness, external color (brightness) and total soluble solids content. It was observed that mass loss increased during storage. At the end of the storage period control fruits had a mass loss of 14%, and fruits treated with calcium chloride, with or without the association of modified atmosphere, were 2.5 times firmer than control fruits. For brightness, fruits stored under modified atmosphere had L* values that were 20% higher than control fruits at the tenth day of storage. When total soluble solids were evaluated, it was verified that, at the end of the storage period, control fruits had 20% more soluble solids than fruits stored under modified atmosphere

Sobre o 3º Congresso de Extensão Universitária

Um congresso de extensão é um espaço científico e cultural para os que trabalham com a extensão, fornecendo a oportunidade de interagir com a comunidade, seja mostrando as atividades em andamento (uma prestação de contas pública), seja coletando elementos que contribua para a melhoria contínua dos projetos de extensão ao qual estão associados a maioria dos trabalhos (interação inter-projetos e estes com o feedback das comunidades representadas no congresso). A simples apresentação dos resultados obtidos em projetos, com seu entrelaçamento com a pesquisa e o ensino em seus diversos níveis, garante um rompimento com atividades puramente assistencialistas, crítica a que são submetidos diversos pesquisadores e colaboradores atuantes desta área..

Sobre o 3º Congresso de Extensão Universitária

Um congresso de extensão é um espaço científico e cultural para os que trabalham com a extensão, fornecendo a oportunidade de interagir com a comunidade, seja mostrando as atividades em andamento (uma prestação de contas pública), seja coletando elementos que contribua para a melhoria contínua dos projetos de extensão ao qual estão associados a maioria dos trabalhos (interação inter-projetos e estes com o feedback das comunidades representadas no congresso). A simples apresentação dos resultados obtidos em projetos, com seu entrelaçamento com a pesquisa e o ensino em seus diversos níveis, garante um rompimento com atividades puramente assistencialistas, crítica a que são submetidos diversos pesquisadores e colaboradores atuantes desta área..

A função das sensações no processo de conhecimento segundo Heráclito. Primeira parte:: o uso direto das sensações.

Dividido em duas partes o artigo tem o objetivo de determinar qual a função das sensações no processo de conhecimento prescrito por Heráclito. Essa primeira parte é dedicada ao uso direto dos sentidos, aquele sem nenhum tipo de mediação entre a coisa percebida e quem a percebe. Após o exame de fragmentos abordando principalmente os sentidos do olfato, paladar e tato são encontrados os requisitos para obtenção de uma sensação direta apropriada. Tudo começa na coisa percebida que para ser reconhecida propriamente dever ser percebida por um órgão apropriado. Esta apropriação é medida pela capacidade do órgão de distinguir a coisa segundo sua própria natureza. A sensação direta seria responsável pela etapa distintiva no processo de conhecimento que permitiria a identificação de opostos necessária à sua posterior união. O animal em que o órgão se encontra também é relevante no processo pois há indicações de que as sensações são geradas de acordo com a necessidade de cada espécie, um certo tipo de teleologia. Neste ponto o caso dos humanos torna-se particular pois a capacidade de alguma teoria da mente lhes permite identificar as diferenças percebidas em diferentes animais. Assim é introduzido um modo de indiretividade na sensação, ver o que os outros estão sentindo. Isto leva à segunda parte do artigo onde as sensações indiretas são examinadas