Efeito da radiação ionizante sobre plastissol de DOP/PVC utilizada como simulador de tecido em radioterapia

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Selma Matheus Loureiro GuedesDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Recentemente foi desenvolvido na FEQ/UNICAMP um simulador de tecidos (¿bolus¿) à base de PVC/DOP com a finalidade de superficializar a dose máxima nos tratamentos de câncer de pele e de mama. Desta forma, os tecidos sadios próximos ao tumor são protegidos. Este bolus é constituído de 23% de poli(cloreto de vinila) (PVC), 76% de ftalato de dioctila (DOP), além de 1% de outros aditivos. Pesquisas realizadas junto ao Centro de Atenção Integral à Saúde da Mulher (CAISM) do Hospital de Clínicas da UNICAMP, têm mostrado que esse material se comporta como tecido equivalente da pele. Neste trabalho, as amostras deste material foram irradiadas com raios gama e com feixe de elétrons, com doses de 0 a 75kGy e, posteriormente, foi estudado o efeito da radiação ionizante na estrutura molecular e nas propriedades óticas. O amarelecimento foi quantificado por índice de amarelecimento e espectroscopia uv-visível. As alterações estruturais foram caracterizadas por FT-IR, espectroscopia de massas e RMN de 'C ANTPOT. 13¿. A formação de radicais livres foi investigada por RPE. Os resultados obtidos mostraram que a radiação ionizante provoca a formação de grupos cromóforos, tornando visível o amarelecimento a partir de 50kGy (feixes de elétrons) ou de 75kGy (raios gama); promove a eliminação da carbonila, através da cisão radiolítica do DOP, que é mais acentuada quando a radiação é feixe de elétrons; induz uma formação de polienos conjugados provenientes da desidrocloração do PVC e, promove a formação de radicais como conseqüência da cisão homolítica de ligações químicas, tanto do DOP como do PVC... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digitalAbstract: Recently a tissue simulator called ¿bolus¿ was developed at FEQ/UNICAMP, which is made of dioctyl phtalate and poly (vinyl chloride) (PVC/DOP). This bolus has the function of displacing the maximum dose to the skin and breast cancer. In this way the healthy tissues around the tumor are protected. The bolus composition is 23% (w/w) PVC and 76% (w/w) DOP with 1% (w/w) additives. Research at the Center for Women¿s Health (CAISM) of the Clinical Hospital of UNICAMP has shown that this material can be used as the tissue-equivalent of skin. In the present work, samples of this material were irradiated using both an electron beam and gamma rays at doses in the range of 0 to 75kGy. After irradiation the ionizing radiation effect on the molecular structure and the optical properties were studied. Changes in color were quantified by the yellowness index and diffusion reflectance spectroscopy. Structural changes were studied by Fourier transform infrared, mass spectroscopy and 'C ANTPOT. 13¿ nuclear magnetic resonance. The radicals formed were investigated by electron paramagnetic resonance. The results obtained show that the ionizing radiation promotes the formation of chromophoric groups, easily perceptible at 50kGy (electron beam) or at 75kGy (gamma rays); promotes the elimination of carbonyl groups from DOP radiolytic scission, which is more severe when the radiation is the electron beam, induces the formation of a small amount of conjugated polyenes as a result of PVC dehydrochlorination as well as radical formation as a consequence of the hemolytic scission of the chemical bonds of both DOP and PVC... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertationsMestradoCiencia e Tecnologia de MateriaisMestre em Engenharia Químic

Comparative study of degradation of PP modified with an organic pro-degradant subjected to natural and artificial ageing

In abiotic degradation the action of light radiation is one of the most important parameters, because polymers undergo degradation due to the action of light (natural or artificial). The aim of this study was to investigate the degradation rate for samples of polypropylene (PP) modified with an organic pro-degradant submitted to ageing in a natural environment and to accelerated ageing test. The degradation behavior of the samples exposed to the ageing processes was evaluated through changes in the degree of crystallinity (Xc), surface morphology (Scanning Electron Microscopy) and molecular weight. The results indicated that for the modified polypropylene samples natural ageing led to a 42.3% reduction in the molecular weight and the surface morphology showed evidence of erosion. In the accelerated ageing process the UV radiation was stronger, which led to a 94.3% increase in the degree of crystallinity and micro-voids were present on the surface of the modified polypropylene

Application of response surface methodology and central composite rotatable design (CCDR) for modelling the influence of agro-industrial waste in lactic acid biosynthesis

Lactic acid (LA) is one of the most important organic acids, with a wide range of industrial and biotechnological applications and can be produced by chemical synthesis and microbial culture. However, the biotech pathway is generally preferred because it provides an optically pure product. In this context, the purpose of this work was to evaluate LA biosynthesis by Lactobacillus amylovorus using molasses as carbon source (CS) and corn steep liquor as nitrogen source (NS) in a central composite rotatable design (CCRD) varying the concentration CS and NS, as well as to validate the model. The method for microbial culture followed an experimental design of the CCRD type, conducted without agitation, at 37ºC in Erlenmeyer flask, with pH in spontaneous evolution. The results showed that, using molasses and corn steep liquor as alternative sources, LA production ranged from 2.8 to 4.6 g/L, respectively, with the most favourable condition being 40.0 g of molasses and 250 g of corn steep liquor. It was possible, from the experimental design, to ascertain the selection of the best conditions for the microbial culture, demonstrating the feasibility of replacing CS and NS by agro-industrial waste, thus reducing the cost of producing LA

Síntese e biodegradação em solo de copolímeros de PET-co-PLLA

  A necessidade de reduzir a quantidade de resíduos plásticos descartada no meio ambiente revela a área de reciclagem como de grande interesse, tendo como uma das alternativas a reciclagem química do po-li(tereftalato de etileno) (PET) pós-consumo com poliésteres alifáticos. Portanto, neste trabalho estudou-se a reação em massa do PET pós-consumo com o poli(L-ácido lático) (PLLA), plastificado com trietil citrato de sódio, visando obter novos copoliésteres alifático-aromáticos potencialmente biodegradáveis. A copolimeri-zação foi conduzida em reator pela adição de PET (obtido de garrafas de refrigerante) e PLLA (obtido por uma reação de policondensação do L-ácido lático), variando de 10 a 90 % em massa. Em seguida, adiciona-ram-se os aditivos necessários e verteu-se em formas de silicone, obtendo os copolímeros. A técnica se mos-trou adequada para a síntese de PET-co-PLLA, sendo esta confirmada através da análise de RMN 1H. As análises de TGA indicaram que a estabilidade térmica dos copolímeros aumenta conforme aumenta o teor de PET. Após a caracterização dos copolímeros, realizou-se o ensaio de biodegradação, a qual foi acompanhado por RMN 1H, FTIR-ATR, análise visual, MEV, DSC e TGA antes e após 15, 45 e 90 dias enterradas em solo preparado. Os resultados de biodegradação revelaram que a parte alifática dos copolímeros foi a primeira a sofrer biodegradação, indicando assim a preferência dos micro-organismos presentes no solo pelo PLLA. Estes resultados indicaram que é possível sintetizar novos copolímeros a partir de garrafas de refrigerante pós-consumo, potencialmente biodegradáveis quando descartados no meio-ambiente.Palavras-chave: poli(L-ácido lático), poli(tereftalato de etileno), PET-co-PLLA, copolimerização, biodegra-dação, reciclagem

Avaliação das propriedades do biopolímero polihidroxibutirato (PHB) extraído por vermes de Zophobas morio Fabricius

Polihidroxibutirato (PHB) é um biopolímero produzido intracelularmente e acumulado como reserva de energia por muitos microrganismos, sendo o principal, a bactéria Cupriavidus necator. Logo, é necessário realizar a extração dos grânulos intracelulares do interior das células. A extração química do PHB com clorofórmio e hipoclorito de sódio é eficiente, porém, utilizam-se elevadas quantidades de clorofórmio, solvente tóxico e volátil. Assim, faz-se necessário o estudo de novas tecnologias para a extração do PHB, buscando tornar o processo viável tecnologicamente, visto que este biopolímero é um importante candidato para substituição de polipropileno (PP). Diante desse contexto, este trabalho objetivou avaliar o processo de extração do PHB por meio das larvas de Zophobas morio Fabricius, comparado ao processo químico tradicional. O PHB foi sintetizado pela bactéria Cupriavidus necator em frascos de Erlenmeyer com 300 mL de meio mineral contendo glicose e frutose como fontes de carbono. O cultivo foi conduzido por 24 h a 30 °C e 150 rpm. A biomassa obtida do cultivo foi submetida à extração química (dispersão de clorofórmio/hipoclorito de sódio) e biológica, sendo, para isto, utilizada em uma mistura 2:1 (m/m) de farelo de trigo para biomassa úmida contendo PHB como fonte de alimentação das larvas de Zophobas morio Fabricius. O PHB obtido pelos dois processos foi caracterizado por  termogravimetria (TG), calorimetria diferencial exploratória (DSC), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier - reflexão total atenuada (FTIR/ATR), difratometria de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Verificou-se que a amostra extraída pelo método biológico (PHB_EB), quando comparada com a amostra extraída pelo método químico (PHB_EQ), apresentou a mesma estrutura química e que a metodologia biológica usando larvas apresentou-se mais rápida e eficiente, garantindo a extração do PHB com elevada pureza e estabilidade térmica, com reduzida quantidade de solvente, tornando este processo mais ambientalmente amigável. Palavras-chave: Extração biológica, Polihidroxibutirato, Zophobas morio Fabricius

Produção e caracterização de filtros hidrofóbicos de celulose vegetal / Production and characterization of hydrophobic filters made of vegetable cellulose

A celulose é um biopolímero abundante que pode ser obtido de fontes como plantas verdes, fungos, procariontes, entre outros. Fibras de coco foram utilizadas como matéria-prima para obtenção de celulose vegetal (CV), devido ao seu caráter renovável, biodegradabilidade e ser um resíduo agroindustrial. As fibras foram pré-tratadas com hidróxido de sódio 2% para remoção de impurezas, substâncias cerosas e extrativos hidrossolúveis. Para o processo de deslignificação da polpa de celulose foi utilizado hipoclorito de sódio 1,7%. A presença de poros na estrutura da celulose confere um alto grau de absorção e, sua capacidade hidrofílica, diminui a sua capacidade de sorver óleos e graxas. Porém, nanocristais de celulose vegetal (NCCV) puderam ser isolados de suas matrizes por um processo de hidrólise ácida com ácido sulfúrico 64%. Os nanocristais apresentam grupos hidroxila em sua estrutura, que possibilitam a modificação de superfície com substâncias com princípio ativo hidrofóbico, como os silanos. Após um eficiente processo de funcionalização dos nanocristais em meio aquoso na presença de metiltrietóxisilano (MTES) e posterior liofilização, obtiveram-se nanocristais de celulose vegetal silanizados (NCCVS), produto final que pode ser utilizado como componente de filtros para a retenção de óleos. O difratograma de raios-X (DRX) apontou o aumento da cristalinidade na amostra após a hidrólise ácida. A análise de Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) indicou a presença de bandas características de silício e ligações do tipo O-Si-CH3 nos NCCVS. A Análise Termogravimétrica (TGA) evidenciou a presença do silano na amostra de NCCVS pela quantidade de resíduo em comparação à amostra de NCCV. Os nanocristais funcionalizados demonstraram propriedades hidrofóbicas e oleofílicas pela repulsão de uma gota de água e retenção de uma gota de xileno depositadas sobre a amostra, indicando que o material é uma alternativa para a remoção de óleos em superfícies hídricas

Proizvodnja i karakterizacija poli(3-hidroksibutirata) iz oleinske kiseline s pomoću bakterije Ralstonia eutropha

The aim of this research is to investigate the influence of oleic acid concentration on the cell growth and the physical properties of the polymer formed by cultures of Ralstonia eutropha in mineral medium. Cells were cultivated in Erlenmeyer flasks with 300 mL of mineral medium, containing glucose and fructose as a carbon source (30 g/L) and ammonium sulphate (5.0 g/L) as a nitrogen source. Oleic acid was added as nutritional supplement in different concentrations (0, 0.3, 0.9, 1.5 and 3.0 g/L) and the cells were incubated at 30 °C and 150 rpm. The films prepared by casting were evaluated by X-ray diffraction, thermogravimetry and differential scanning calorimetry. These results indicate that the increase of oleic acid concentrations leads to a higher specific growth rate and cell productivity. The characterization of the films revealed that the increase of the concentration of oleic acid from 0 to 1.5 g/L has no influence on thermal behaviour and crystallinity degree. However, the thermal stability, melting temperature, glass transition temperatures and crystallinity degree decreased when 3.0 g/L of oleic acid were used.Svrha je ovoga istraživanja bila ispitati utjecaj koncentracije oleinske kiseline na rast stanica i fizikalna svojstva polimera koji proizvodi bakterija Ralstonia eutropha na mineralnoj podlozi. Stanice su uzgojene u Erlenmeyerovim tikvicama s 300 mL mineralne podloge, uz dodatak glukoze i fruktoze kao izvora ugljika (30 g/L) i amonijeva sulfata (5,0 g/L) kao izvora dušika. Kao dopunsko hranjivo dodana je oleinska kiselina u različitim koncentracijama (0; 0,3; 0,9; 1,5 i 3,0 g/L), nakon čega su stanice uzgojene na 30 °C pri 150 rpm. Lijevanjem dobiveni filmovi ispitani su difrakcijom x-zraka, termogravimetrijom i diferencijalnom skenirajućom kalorimetrijom. Rezultati su pokazali da je porast koncentracije oleinske kiseline uzrokovao povećanje specifične brzine rasta i broja stanica. Karakterizacijom filmova otkriveno je da koncentracija oleinske kiseline od 0 do 1,5 g/L nije utjecala na toplinska svojstva i stupanj kristalizacije. Međutim, toplinska stabilnost, talište, staklište i stupanj kristalizacije smanjili su se s povećanjem koncentracije oleinske kiseline iznad 3,0 g/L

Obtaining and characterization of bacterial cellulose synthesized by Komagataeibacter hansenii from alternative sources of nitrogen and carbon

This work aimed to obtain and characterize bacterial cellulose (BC) membranes obtained by cultivating Komagataeibacter hansenii ATCC 23769 using mannitol, glucose, fructose, lactose, glycerol, inulin, and sucrose as carbon sources, and corn steep liquor and Prodex Lac® as alternative sources of nitrogen. The formation of the BC´s gelatinous membrane was monitored for 12 days under static conditions and a temperature of 30 ºC. After purification, the membranes were dried and characterized by thermogravimetric analysis (TGA), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM). The highest BC concentrations were found in the culture medium containing Prodex Lac® as the source of nitrogen. Among sugars, fructose and mannitol presented the best results. TGA analyzes indicate that all membranes have similar thermal behavior. The FTIR results show that the chemically synthesized membranes are equivalent to the structures cited in the literature. The micrographs obtained by SEM showed that the medium might influence BC´s morphology, but in general, all presented nanofibers, an essential feature in the membrane. Thus, the BC membranes synthesized in this study proved that the BC production using low-cost alternative means is feasible. The material obtained meets the expected thermal, physical, and chemical properties.Keywords: Bacterial cellulose, corn steep liquor, Prodex Lac®, nitrogen sources, carbon sources