Efficacy assessment of an intramammary formulation based on soluble polypyrrole in cows with experimentally induced mastitis / Avaliação da eficácia de uma formulação intramamária à base de polipirrol solúvel em vacas com mastite experimentalmente induzida

Considerando a necessidade de terapias alternativas para a mastite bovina, uma inflamação, normalmente de causa infecciosa, de alta prevalência e de alto impacto econômico nas fazendas leiteiras, avaliou-se a eficácia antimicrobiana, in vivo, de uma formulação intramamária à base de polipirrol (PPy) solúvel, um polímero condutor promissor para aplicações biomédicas, especialmente como potente antibacteriano. Neste ensaio, quartos mamários de vacas holandesas sadias (n = 8) foram inoculados com Staphylococcus aureus e tratados, por via intramamária, com formulação experimental à base de PPy solúvel (5%) e com formulação comercial à base de sulfato de gentamicina. O efeito desses tratamentos foi avaliado com a realização de lactoculturas, da Contagem Bacteriana Total (TBC), da Contagem de Células Somáticas (SCC) e da análise da composição do leite das amostras obtidas de quartos mamários, em sete momentos experimentais. Avaliação hematológica dos animais também foi realizada. A aplicação intramamária de três doses da formulação experimental à base de PPy solúvel resultou em maiores log/mL da TBC e da SCC quando comparadas ao grupo controle positivo e ao grupo que recebeu sulfato de gentamicina. A administração da formulação experimental não induziu alterações na composição do leite e nos parâmetros hematológicos. Alguns fatores farmacocinéticos e farmacodinâmicos do PPy solúvel podem ser atribuídos a ineficácia antimicrobiana da pomada experimental. Outras pesquisas devem ser realizados em prol do desenvolvimento de formulações que permitam a atuação antibacteriana do PPy solúvel no ambiente intramamário de vacas leiteiras.

Given the need for alternative therapies for bovine mastitis, an infectious disease of high prevalence and significant economic impact in dairy farms, this study evaluated the in vivo antimicrobial efficacy of an intramammary formulation based on soluble polypyrrole (PPy), a promising conductive polymer for biomedical applications, especially as an effective antimicrobial agent. In this assay, mammary quarters of healthy Holstein Friesian cows (n = 8) were inoculated with Staphylococcus aureus and treated, via the intramammary route, with an experimental formulation based on soluble PPy (5%) and a commercial formulation based on gentamicin sulfate. The effect of these treatments was evaluated based on milk cultures, Total Bacterial Count (TBC), Somatic Cell Count (SCC), and milk composition analysis of mammary quarter samples in seven experimental moments. In addition, hematological evaluations of the animals were also performed. The intramammary application of three levels of the experimental formulation based on soluble PPy resulted in higher log/mL of the TBC and SCC compared to a positive control group and a group that received gentamicin sulfate. The experimental formulation did not induce changes in milk composition or in hematological parameters. Certain factors related to pharmacokinetics, such as the type of carrier used in the formulation and the pharmacodynamics of soluble PPy, may have contributed to the antimicrobial ineffectiveness of the experimental formulation. The results of this study neither define nor decrease the antimicrobial potential of soluble PPy. Further research is required to develop formulations that enable the antibacterial action of soluble PPy in the intramammary environment of dairy cows.

Physiology in Talisia esculenta seedlings under irrigation with saline water on substrate with hydrogel / Fisiologia em mudas de Talisia esculenta sob irrigações com água salina em substrato com hidrogel

Salinity interferes in the physiology of seedlings from germination and seedling emergence, so it is necessary to adopt measures to mitigate its effects. The objectives of this research were to evaluate irrigation frequency, saline water, polymer, and container volume in the emergence and physiology of Talisia esculenta (A. St.-Hil.) Radlk. The treatments were obtained from the combination of polymer doses (0.0; 0.2; 0.6; 1.0; and 1.2 g dm-3), electrical conductivities of the irrigation water (0.3; 1, 1; 2.7; 4.3; and 5.0 dS m-1), and irrigation frequencies (daily and alternate), plus two additional treatments to assess the volume of the container. A randomized block design was used. Emergence and leaf indices of chlorophyll, fluorescence, and gas exchange were analyzed 100 days after sowing. The increase in electrical conductivity reduced and delayed seedling emergence. Decreasing irrigation frequency reduced the chlorophyll b index, stomatal conductance, transpiration, net CO2 assimilation, and carboxylation efficiency. The magnitude of the effects of electrical conductivity of water and polymer were associated with the frequency of irrigation. However, both salinity and polymer reduced practically all physiological variables. The reduction in container volume also affected the physiology of the seedlings, with more effects when irrigated on alternate days. The T. esculenta seedlings are considered sensitive to salinity, should be irrigated daily with water with less electrical conductivity than 1.0 dS m-1, as well as higher capacity containers used (0.75 vs 1.30 dm3).(AU)

A salinidade interfere na fisiologia das mudas desde a germinação e emergência das plântulas, por isso, é necessário adotar medidas que mitiguem seus efeitos. Os objetivos com esta pesquisa foi avaliar frequências de irrigação, salina da água, polímero e volume de recipiente na emergência e fisiologia de Talisia esculenta (A. St.-Hil.) Radlk. Os tratamentos foram obtidos da combinação entre doses de polímero (0,0; 0,2; 0,6; 1,0 e; 1,2 g dm-3), condutividades elétricas da água de irrigação (0,3; 1,1; 2,7; 4,3 e; 5,0 dS m-1) e frequências de irrigação (diária e alternada), mais dois tratamentos adicionais para avaliar o volume do recipiente. Utilizou-se o delineamento de blocos casualizados. Foram analisados a emergência e aos 100 dias após a semeadura os índices foliares de clorofila, fluorescência e trocas gasosas. O aumento da condutividade elétrica reduziu e atrasou a emergência das plântulas. A diminuição da frequência de irrigação reduziu o índice de clorofila b, condutância estomática, transpiração, assimilação líquida de CO2 e a eficiência carboxilação. A magnitude dos efeitos da condutividade elétrica da água e do polímero estiveram associados com a frequência de irrigação. Entretanto, tanto a salinidade quanto o polímero reduziram praticamente todas as variáveis fisiológicas. A redução no volume do recipiente também afetou a fisiologia das mudas, com mais efeitos ao se irrigar em dias alternados. As mudas de T. esculenta são consideradas sensíveis à salinidade, devendo-se irrigar diariamente com água com condutividade elétrica menor que 1,0 dS m-1, como também utilizar recipientes com capacidade maior (0,75 vs 1,30 dm3).(AU)

Atividade antibacteriana de nanopartículas de polipirrol diante de Staphylococcus aureus isolados de amostras de leite de vacas e cabras com mastite / Antibacterial behavior of polypyrrole nanoparticles against Staphylococcus aureus isolated from cows and goats with mastitis

The aim of the present study was to evaluate the antibacterial behavior of polypyrrole nanoparticles (PPy-NPs) in water against biofilm producer or not S. aureus isolated from cows and goats with mastitis. One hundred and thirty-eight isolates of S. aureus were initially evaluated for biofilm formation by spectrophotometry in microplates. In addition, the minimum inhibition concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of PPy-NPs in water for planktonic S. aureus were determined. From the bovine samples analyzed, 5 (4.46%) S. aureus isolates showed a strong biofilm production, 17 (15.18%) moderate production, 36 (32.14%) with weak production and 54 (48.21%) did not produce biofilms. Strains from goats (26) showed no biofilm production in 18 (69.23%) strains and weak biofilm production in 8 (30.76%) strains. The MIC and MBC of S. aureus to PPy-NPs were found in the same concentration (125搭/mL) in all strains tested, regardless of biofilm production or not. This finding provides a new insight into the interaction between PPy-NPs and S. aureus, and will offer potential benefits for the control of mastitis.(AU)

Atividade antibacteriana de nanopartículas de polipirrol diante de Staphylococcus aureus isolados de amostras de leite de vacas e cabras com mastite / Antibacterial behavior of polypyrrole nanoparticles against Staphylococcus aureus isolated from cows and goats with mastitis

The aim of the present study was to evaluate the antibacterial behavior of polypyrrole nanoparticles (PPy-NPs) in water against biofilm producer or not S. aureus isolated from cows and goats with mastitis. One hundred and thirty-eight isolates of S. aureus were initially evaluated for biofilm formation by spectrophotometry in microplates. In addition, the minimum inhibition concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of PPy-NPs in water for planktonic S. aureus were determined. From the bovine samples analyzed, 5 (4.46%) S. aureus isolates showed a strong biofilm production, 17 (15.18%) moderate production, 36 (32.14%) with weak production and 54 (48.21%) did not produce biofilms. Strains from goats (26) showed no biofilm production in 18 (69.23%) strains and weak biofilm production in 8 (30.76%) strains. The MIC and MBC of S. aureus to PPy-NPs were found in the same concentration (125搭/mL) in all strains tested, regardless of biofilm production or not. This finding provides a new insight into the interaction between PPy-NPs and S. aureus, and will offer potential benefits for the control of mastitis.(AU)

Influência do polipirrol e dos níveis de salinidade na formação de biofilme em Aeromonas spp / Influence of polypyrrole and salinity levels on biofilm formation in Aeromonas spp

Bactérias do gênero Aeromonas são patógenos altamente disseminados no ambiente aquático, responsáveis por grandes perdas econômicas na piscicultura de diversos países. São micro-organismos oportunistas e sua patogenicidade está ligada a alguns fatores de virulência, como a formação de biofilme. O estresse salino é um dos fatores que favorecem a formação dessas colônias e, consequentemente, o aumento de infecções. Essas infecções quando estão associadas ao biofilme são ainda mais resistentes aos antimicrobianos. Nesse contexto, o polipirrol destaca-se como uma alternativa antimicrobiana por possuir vários atributos terapêuticos e não apresentar toxicidade aos organismos. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi avaliar o perfil de susceptibilidade e a capacidade de formação de biofilme dos isolados de Aeromonas spp. associados aos diferentes níveis de salinidade e polipirrol. Determinou-se a atividade antibacteriana dos isolados e ensaios de motilidade foram realizados com bactérias que carreavam o gene fla. Também verificou-se a capacidade do cloreto de sódio e polipirrol em interferir na formação do biofilme. Os resultados foram evidenciados com a microscopia eletrônica de varredura. As concentrações de 2 e 3% de NaCl inibiram a motilidade bacteriana. Na formação do biofilme, 83% dos isolados bacterianos induziram a produção na concentração de 0,25%. O polipirrol causou a morte de todos os isolados testados na concentração de 125μg/mL. Além disso, esse composto diminuiu a motilidade bacteriana nas concentrações de 0,25 a 3%, sendo que em relação à produção de biofilme, não houve interferência. Esses resultados evidenciam que os diferentes níveis de NaCl influenciam na formação do biofilme favorecendo a persistência da infecção. Este estudo também realçou a potencialidade do polipirrol como agente bactericida, sendo uma alternativa eficaz às drogas antimicrobianas para o tratamento das infecções causadas por Aeromonas spp.(AU)

Bacteria of the genus Aeromonas are highly disseminated pathogens in the aquatic environment, responsible for great economic losses in the pisciculture of several countries. They are opportunistic microorganisms and their pathogenicity is linked to some virulence factors, such as biofilm formation. Saline stress is one of the factors that favor the formation of these colonies and, consequently, the increase of infections. These infections, when associated with biofilm, are even more resistant to antimicrobials. In this context, polypyrrole stands out as an antimicrobial alternative because it has several therapeutic attributes and does not present toxicity to organisms. Thus, the objective of this study was to evaluate the susceptibility profile and the biofilm formation capacity of Aeromonas spp. associated with different levels of salinity and polypyrrole. The antibacterial activity of the isolates was determined and motility assays were performed with bacteria bearing the fla gene. The ability of sodium chloride and polypyrrole to interfere with biofilm formation has also been demonstrated. The results were evidenced with scanning electron microscopy. Concentrations of 2 and 3% of NaCl inhibited bacterial motility. In the biofilm formation, 83% of the bacterial isolates induced production at the concentration of 0.25%. Polypyrrole caused the death of all the isolates tested at the concentration of 125μg/mL. In addition, this compound decreased bacterial motility at concentrations of 0.25 to 3%, and no biofilm was produced. These results show that the different levels of NaCl influence in the formation of the biofilm favoring the persistence of the infection. This study also highlighted the potential of polypyrrole as a bactericidal agent, being an effective alternative to antimicrobial drugs for the treatment of infections caused by Aeromonas spp.(AU)

Influência do polipirrol e dos níveis de salinidade na formação de biofilme em Aeromonas spp / Influence of polypyrrole and salinity levels on biofilm formation in Aeromonas spp

Bactérias do gênero Aeromonas são patógenos altamente disseminados no ambiente aquático, responsáveis por grandes perdas econômicas na piscicultura de diversos países. São micro-organismos oportunistas e sua patogenicidade está ligada a alguns fatores de virulência, como a formação de biofilme. O estresse salino é um dos fatores que favorecem a formação dessas colônias e, consequentemente, o aumento de infecções. Essas infecções quando estão associadas ao biofilme são ainda mais resistentes aos antimicrobianos. Nesse contexto, o polipirrol destaca-se como uma alternativa antimicrobiana por possuir vários atributos terapêuticos e não apresentar toxicidade aos organismos. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi avaliar o perfil de susceptibilidade e a capacidade de formação de biofilme dos isolados de Aeromonas spp. associados aos diferentes níveis de salinidade e polipirrol. Determinou-se a atividade antibacteriana dos isolados e ensaios de motilidade foram realizados com bactérias que carreavam o gene fla. Também verificou-se a capacidade do cloreto de sódio e polipirrol em interferir na formação do biofilme. Os resultados foram evidenciados com a microscopia eletrônica de varredura. As concentrações de 2 e 3% de NaCl inibiram a motilidade bacteriana. Na formação do biofilme, 83% dos isolados bacterianos induziram a produção na concentração de 0,25%. O polipirrol causou a morte de todos os isolados testados na concentração de 125μg/mL. Além disso, esse composto diminuiu a motilidade bacteriana nas concentrações de 0,25 a 3%, sendo que em relação à produção de biofilme, não houve interferência. Esses resultados evidenciam que os diferentes níveis de NaCl influenciam na formação do biofilme favorecendo a persistência da infecção. Este estudo também realçou a potencialidade do polipirrol como agente bactericida, sendo uma alternativa eficaz às drogas antimicrobianas para o tratamento das infecções causadas por Aeromonas spp.(AU)

Bacteria of the genus Aeromonas are highly disseminated pathogens in the aquatic environment, responsible for great economic losses in the pisciculture of several countries. They are opportunistic microorganisms and their pathogenicity is linked to some virulence factors, such as biofilm formation. Saline stress is one of the factors that favor the formation of these colonies and, consequently, the increase of infections. These infections, when associated with biofilm, are even more resistant to antimicrobials. In this context, polypyrrole stands out as an antimicrobial alternative because it has several therapeutic attributes and does not present toxicity to organisms. Thus, the objective of this study was to evaluate the susceptibility profile and the biofilm formation capacity of Aeromonas spp. associated with different levels of salinity and polypyrrole. The antibacterial activity of the isolates was determined and motility assays were performed with bacteria bearing the fla gene. The ability of sodium chloride and polypyrrole to interfere with biofilm formation has also been demonstrated. The results were evidenced with scanning electron microscopy. Concentrations of 2 and 3% of NaCl inhibited bacterial motility. In the biofilm formation, 83% of the bacterial isolates induced production at the concentration of 0.25%. Polypyrrole caused the death of all the isolates tested at the concentration of 125μg/mL. In addition, this compound decreased bacterial motility at concentrations of 0.25 to 3%, and no biofilm was produced. These results show that the different levels of NaCl influence in the formation of the biofilm favoring the persistence of the infection. This study also highlighted the potential of polypyrrole as a bactericidal agent, being an effective alternative to antimicrobial drugs for the treatment of infections caused by Aeromonas spp.(AU)

Soil solution and plant nitrogen on irrigated rice under controlled release nitrogen fertilizers / Nitrogênio na solução do solo e em plantas de arroz irrigado sob adubação com fertilizantes nitrogenados de liberação controlada

A study was conducted to evaluate the solubilization and nitrogen (N) use efficiency (NUE) of controlled release nitrogen fertilizers in irrigated rice, compared to urea. It was developed under semi-controlled conditions, including five treatments: Control, Splitted Urea (pre-sowing and topdressing), Pre-sowing urea, and Polymer Coated Urea (PCU) with 60-day and 90-day release. PCUs did not maintain high NH4 + and NO3 - levels in solution over a longer period than urea. NUE of PCUs was similar to uncoated urea, not increasing nutrient release in irrigated rice field.(AU)

Realizou-se um trabalho para avaliar a solubilização e eficiência de uso de nitrogênio (N) de fertilizantes nitrogenados de liberação controlada em arroz irrigado, comparando-os à ureia. O experimento foi realizado sob condições semi-controladas, incluindo os tratamentos: Testemunha, Ureia aplicada de forma parcelada, Ureia aplicada em pré-semeadura e Ureia Recoberta por Polímeros (URP) com tempo de liberação de N de 60 e 90 dias, aplicada em pré-semeadura. As URPs não mantiveram os teores de amônio e nitrato em solução por período superior ao da ureia. A eficiência de uso de N das URPs avaliadas foi semelhante à da ureia não recoberta, não aumentando o tempo de liberação do nutriente em cultivo de arroz irrigado.(AU)

Avaliação biomecânica e dimensional do fio de sutura à base de quitosana / Biomechanics and dimensional evaluation of the suture based on chitosan

A resistência à tração e o diâmetro são características de grande importância na avaliação da qualidade de fios de sutura, estando relacionados à capacidade destes de suportar o estresse promovido pelas forças atuantes em determinados tecidos. Desta forma, objetivou-se com este estudo avaliar as propriedades mecânica e dimensional de fios de sutura à base de quitosana, comparando-as com as preconizadas pela norma NBR 13904/2003. Tais propriedades foram avaliadas usando-se uma máquina de ensaio universal e um micrômetro digital. Os parâmetros mecânico e dimensional analisados foram a resistência quanto à tração, a deformação, bem como o diâmetro, respectivamente. O valor médio do diâmetro dos fios de quitosana apresentou variação e observou-se resistência à tração ligeiramente abaixo da norma preconizada, com rápida deformação. O fio de quitosana, na forma em que foi produzido, apresentou variabilidade dimensional e baixa resistência à tração, havendo a necessidade de melhorias no método de fabricação dele.(AU)

Tensile strength and diameter are very important characteristics in assessing the quality of suture, being related to their ability to withstand the stress caused by forces acting in certain tissues. Thus, the aim of this study was to evaluate the mechanical and dimensional properties of chitosan-based suture, comparing them with those recommended by the NBR 13904/2003. These properties were evaluated by using a universal testing machine and a digital micrometer. The mechanical and dimensional parameters analyzed were resistance to traction, deformation and diameter, respectively. The average diameter of the chitosan showed variation and yarn tensile strength was observed slightly below the recommended standard, with rapid deformation. The chitosan yarn in the form in which it was produced, presented dimensional variability and low tensile strength, there is a need for improvements in the method of manufacturing the same.(AU)

Avaliação biomecânica e dimensional do fio de sutura à base de quitosana / Biomechanics and dimensional evaluation of the suture based on chitosan

A resistência à tração e o diâmetro são características de grande importância na avaliação da qualidade de fios de sutura, estando relacionados à capacidade destes de suportar o estresse promovido pelas forças atuantes em determinados tecidos. Desta forma, objetivou-se com este estudo avaliar as propriedades mecânica e dimensional de fios de sutura à base de quitosana, comparando-as com as preconizadas pela norma NBR 13904/2003. Tais propriedades foram avaliadas usando-se uma máquina de ensaio universal e um micrômetro digital. Os parâmetros mecânico e dimensional analisados foram a resistência quanto à tração, a deformação, bem como o diâmetro, respectivamente. O valor médio do diâmetro dos fios de quitosana apresentou variação e observou-se resistência à tração ligeiramente abaixo da norma preconizada, com rápida deformação. O fio de quitosana, na forma em que foi produzido, apresentou variabilidade dimensional e baixa resistência à tração, havendo a necessidade de melhorias no método de fabricação dele.(AU)

Tensile strength and diameter are very important characteristics in assessing the quality of suture, being related to their ability to withstand the stress caused by forces acting in certain tissues. Thus, the aim of this study was to evaluate the mechanical and dimensional properties of chitosan-based suture, comparing them with those recommended by the NBR 13904/2003. These properties were evaluated by using a universal testing machine and a digital micrometer. The mechanical and dimensional parameters analyzed were resistance to traction, deformation and diameter, respectively. The average diameter of the chitosan showed variation and yarn tensile strength was observed slightly below the recommended standard, with rapid deformation. The chitosan yarn in the form in which it was produced, presented dimensional variability and low tensile strength, there is a need for improvements in the method of manufacturing the same.(AU)

Evaluation of short-chain-length polyhydroxyalkanoate accumulation in Bacillus aryabhattai

This study was focused on the polyhydroxybutyrate (PHB) accumulation property of Bacillus aryabhattai isolated from environment. Twenty-four polyhydroxyalkanoate (PHA) producers were screened out from sixty-two environmental bacterial isolates based on Sudan Black B colony staining. Based on their PHA accumulation property, six promising isolates were further screened out. The most productive isolate PHB10 was identified as B. aryabhattai PHB10. The polymer production maxima were 3.264 g/L, 2.181 g/L, 1.47 g/L, 1.742 g/L and 1.786 g/L in glucose, fructose, maltose, starch and glycerol respectively. The bacterial culture reached its stationary and declining phases at 18 h and 21 h respectively and indicated growth-associated PHB production. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectra confirmed the material as PHB. The material has thermal stability between 30 and 140 °C, melting point at 170 °C and maximum thermal degradation at 287 °C. The molecular weight and poly dispersion index of the polymer were found as 199.7 kDa and 2.67 respectively. The bacterium B. aryabhattai accumulating PHB up to 75% of cell dry mass utilizing various carbon sources is a potential candidate for large scale production of bacterial polyhydroxybutyrate.(AU)

AVALIAÇÃO DE DIFERENTES ADJUVANTES POLIMÉRICOS ASSOCIADOS À CANDIDATA VACINAL Brucella ovis abcBA EM MODELO MURINO DE INFECÇÃO POR Brucella ovis

A Brucelose é uma doença infectocontagiosa causada por bactérias Gram-negativas intracelulares facultativas, de grande importância em saúde animal e humana. Brucella ovis infecta ovinos causando principalmente epididimite e falha reprodutiva em carneiros. Práticas de vacinação, aliadas a um eficiente programa de vigilância são ferramentas fundamentais para o controle das doenças. Uma alternativa para o controle e erradicação da brucelose ovina por B. ovis seria a utilização de estirpes atenuadas desta espécie. Este estudo teve o objetivo de avaliar o potencial vacinal da candidata a vacina B. ovis abcBA associada a diferentes adjuvantes em camundongos desafiados com B. ovis. Camundongos imunizados com cápsulas de alginato com quitosana carregadas com a estirpe vacinal apresentaram uma redução significativa na recuperação bacteriana no baço e fígado após o desafio infeccioso quando comparados ao grupo não vacinado, conduzindo há uma diferença de aproximadamente 0,514 Log e 0,598 Log de recuperação bacteriana no baço e fígado, respectivamente. Durante a avaliação dos níveis de IgG os animais imunizados com alginato com quitosana carregadas com a estirpe vacinal exibiram altos níveis de IgG total, exibindo altos níveis dos isotipos IgG1 e IgG2a, ambas responsáveis por auxiliarem na condução de uma resposta imune tanto do tipo humoral quanto celular respectivamente. Este conjunto de resultados obtidos demonstram que B. ovis abcBA associadas a cápsulas de alginato com quitosana protege camundongos contra o desafio experimental com B. ovis.

Brucellosis is an infectious disease caused by facultative intracellular Gram-negative bacteria, of great importance in animal and human health. Brucella ovis infects sheep mainly causing epididymitis and reproductive failure in sheep. Vaccination practices, combined with an efficient surveillance program, are fundamental tools for disease control. An alternative for the control and eradication of ovine brucellosis by B. ovis would be the use of attenuated strains of this species. This study aimed to evaluate the vaccine potential of the candidate for the B. ovis abcBA vaccine associated with different adjuvants in mice challenged with B. ovis. Mice immunized with chitosan alginate capsules loaded with the vaccine strain showed a significant reduction in bacterial recovery in the spleen and liver after the infectious challenge when compared to the unvaccinated group, leading to a difference of approximately 0.514 Log and 0.598 Log of bacterial recovery in the spleen and liver, respectively. During the evaluation of IgG levels, animals immunized with chitosan alginate loaded with the vaccine strain exhibited high levels of total IgG, exhibiting high levels of the IgG1 and IgG2a isotypes, both responsible for assisting in the conduction of an immune response, both humoral and cell respectively. This set of results obtained shows that B. ovis abcBA associated with alginate capsules with chitosan protects mice against the experimental challenge with B. ovis.

Polímero de óleo de soja como potencial veículo termoprotetor para a Fitase em dietas para a Tilápia-do-Nilo

A enzima fitase é utilizada em dietas de animais monogástricos objetivando minimizar o efeito antinutricional do fitato presente nos alimentos de origem vegetal. A elevação da temperatura durante o processamento das rações próprias à piscicultura diminui significativamente a ação dessa enzima e, portanto, este estudo objetivou avaliar o polímero do óleo de soja, obtido pelos princípios da química verde, como veículo termoprotetor para a fitase durante o processamento de dietas para tilápia-do-Nilo. Foram utilizados 192 juvenis de tilápiado-Nilo (peso médio de 140g), dispostos em 12 aquários de alimentação (250 litros). O experimento foi delineado em esquema fatorial (3x2) que consiste em três métodos de inclusão da enzima (revestida ao pellet pós processamento -CPP, associada ao polímero -PAE e sem enzima -NE) x dois tipos de processamento da dieta (extrusão ou peletização). Foi adicionada a mesma quantidade de polímero (43,1 g/kg/ração) com o mesmo nível de fitase (1500 unidades de fitase/kg/ração) seguindo as formas de inclusão e processamento descritas no esquema fatorial. Os peixes foram alimentados quatro vezes ao dia, até a saciedade aparente, e suas excretas coletadas uma vez ao dia, intercalando a repetição de cada tratamento. Para a determinação da eficácia do produto teste, os coeficientes de digestibilidade aparente dos nutrientes das dietas foram determinados. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância (two-way ANOVA), com 5% de significância, e teste Tukey para comparação das médias. Houve interação significativa para os valores de coeficientes de digestibilidade aparente (CDA) para fósforo (P), cálcio (Ca), matéria mineral (MM) e extrato etéreo (EE) (p<0.05). O método CPP determinou os maiores valores de CDA para P, Ca, MM, seguido pelo método PEA em dietas extrudadas (p<0.05). Para as dietas peletizadas, PEA promoveu os maiores valores de CDA para P e Ca, seguido pelo método CPP (p<0.05). Estes resultados sugerem que o polímero de óleo de soja pode ser utilizado com veículo para a fitase.

Phytase is supplemented in non-ruminant diets in order to reduce the antinutritional effects of the phytate content of vegetable ingredients. Aquafeed processing can reach elevated temperatures, which could impair phytase activity. In this sense, this study aimed to evaluate a heat and acidic pH resistant soybean oil polymer, produced following the principles of green chemistry as a vehicle to protect phytase during fish feed processing. Juvenile Nile tilapia (140 ± 4.3 g) were randomly distributed and kept in 12 feeding aquaria (250 L). The experimental design was factorial (3x2) with three phytase supplementation methods (coating post processing - CPP, polymer associated to enzyme - PAE, and no enzyme - NE) and two feed processing methods (extrusion or pelletizing) with one enzyme level: 1500 phytase units kg-1 (FTU kg-1 ) and the same amount of polymer 43.1 g /kg-1 , accordingly to the methods described previously. Fish were fed the experimental diets four times a day until apparent satiation and feces samples were collected once a day. The efficacy of the polymer as a thermoresistant vehicle to phytase during feed processing was evaluated by assessing the apparent digestibility coefficient (ADC) of nutrients in the diets. The data obtained were subject to a two-way ANOVA at 5% of significance and Tukeys test. There was a positive interaction for ADC values of phosphorus (P), calcium (Ca), mineral matter (MM) and crude fat (CF) (p<0.05). Coating determined higher ADC values for P, Ca and MM, followed by PEA in extruded diets (p<0.05). For pelletized diets, PEA determined higher ADC values for P and Ca, followed by coating (p<0.05). These results suggest that the polymer may be a potential protective carrier for phytase and other thermo labile additives.

Uso de polímero hidroabsorvente associado a dois níveis de água no solo e seus efeitos nas características produtivas do Capim-Massai

Uma alternativa para compensar a deficiência e má distribuição da chuva, na Região Semiárida Mineira, pode ser o uso de polímeros hidroabsorventes que possuem a capacidade de absorver água durante a chuva ou irrigação e liberam, gradativamente, quando a disponibilidade no solo diminui. Objetivou-se com esta pesquisa avaliar o efeito da utilização de polímero hidroabsorvente associado a dois níveis de disponibilidade hídrica do solo nas características produtivas e estruturais do capim-massai. O experimento foi realizado utilizando um solo arenoso, em condições controladas de umidade do solo, adotando-se delineamento de blocos ao acaso, em esquema fatorial 2 x 2, com duas opções de utilização do polímero hidroabsorvente (0 e 2 g), duas disponibilidades hídricas no solo (50% e 100% da capacidade de campo) e 10 repetições. O polímero hidroabsorvente foi utilizado na produção de mudas do capim-massai em bandejas. Após o transplantio para cultivo em vasos, a umidade do solo foi mantida por meio da manutenção de peso das parcelas experimentais. As variáveis avaliadas foram: altura de planta, produção de matéria seca da parte aérea de forragem total, dos componentes morfológicos, da raiz, peso e densidade populacional de perfilhos, leitura SPAD e eficiência de uso da água. Houve efeito da interação, uso do polímero com 100% de disponibilidade hídrica, incrementando a produção de folhas do capim-massai (66,19 g vaso- 1) e reduzindo em 36,6% a massa de colmos. O aumento na disponibilidade hídrica de 50% para 100%, incrementa a produção de matéria seca de forragem total (57%), de colmos (58%), na altura da planta (16%), densidade populacional de perfilhos (20%), e massa de perfilhos (47%). O uso de polímero incrementou o índice SPAD do capim-massai em 10%. A associação da utilização de polímero hidroabsorvente com maior disponibilidade hídrica, em solo arenoso, propicia ao capim-massai maior produção de folhas, porém, não parece ser uma alternativa para retenção da umidade neste tipo de solo.

The objective was to evaluate the associated effect of a hydro - absorbent polymer and two levels of water availability on the productive characteristics of massai grass (Megathyrsus maximum (Syn. Panicum) cv. Massai) (forage dry matter production, leaf blade, stem) , root and tillers ; population density of tillers ; height) SPAD index and water use. A 2 x 2 factorial scheme (0 and 2 g of hydro - absorbent polymer and 50% and 100% of water availability in the soil) was used, in a randomized block design, with 10 repetitions. The data were subjected to analysis of variance and the means compared by the F test, at 5% probability. There was an effect of the interaction in the production of leaves, 66.19 g vase-1 for 100% water availability with the use of polymer, and dead material, where there was a 36.6% reduction in the production of senescent material in the highest water availability associated with the polymer. The increase in water availability increases the production of dry fodder (57%), thatch (58%), height (16%), tiller population density (20%), tiller mass production (47%). The use of polymer increased the SPAD index by 10%.

Characterization of progesterone loaded biodegradable blend polymeric nanoparticles / Caracterização de nanopartículas blenda poliméricas biodegradáveis contendo progesterona

The encapsulation of progesterone in poly (hydroxybutirate-co-hydroxyvalerate) (PHBV), poly (-caprolactone) (PCL), poly (L-lactic acid) (PLLA) nanoparticles and PHBV/PCL and PHBV/PLLA blend nanoparticles was investigated in this research. Nanoparticles were produced by miniemulsion/solvent evaporation technique with lecithin as surfactant and were characterized regarding to z-average diameter (Dz) and polydispersity (PDI), progesterone recovery yield and encapsulation efficiency. Possible interactions between progesterone and the polymer matrices were investigated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). High recoveries (up to 102.43±1.80% for the PHBV/PLLA blend) and encapsulation efficiencies (up to 99.53±0.04% for PCL) were achieved and the nanoparticles presented narrow size distribution (0.12±0.03 for PLLA). PCL nanoparticles (217.5±2.12nm) presented significant difference with the Dz from all the other formulations (P 0.05). The most evident interaction between progesterone and the nanoparticles polymeric matrix was found to PHBV/PCL due to the increase in the intensity of the band located in 1631 cm-1.(AU)

A encapsulação de progesterona em nanopartículas de poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV), poli (-caprolactona) (PCL), poli (L-ácido lático) (PLLA) e em nanopartículas blenda de PHBV/PCL e PHBV/PLLA foi investigada neste trabalho. As nanopartículas foram produzidas pela técnica de miniemulsificação/evaporação do solvente com lecitina como surfactante e foram caracterizadas em relação ao diâmetro médio em intensidade (Dz) e o índice de polidispersão (PDI), rendimento de recuperação e eficiência de encapsulação de progesterona. Possíveis interações entre progesterona e as matrizes poliméricas foram investigadas por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Valores elevados de rendimento de recuperação (de até 102,43±1,80% para a blenda PHBV/PLLA) e eficiência de encapsulação (de até 99,53±0,04% para PCL) foram obtidos e as nanopartículas apresentaram distribuição de tamanho estreita (0,12±0,03 para PLLA). As nanopartículas de PCL (217,5±2,12nm) apresentaram diferença significativa com todas as outras formulações (P 0,05) quanto ao Dz. A interação mais evidente entre progesterona e a matriz polimérica das nanopartículas foi para a blenda PHBV / PCL, devido ao aumento na intensidade da banda localizada em 1631 cm-1.(AU)

Pilarização de argilas e perspectivas de aplicação e de pesquisa agronômica e ambiental / Pillaring of clays and perspective of agronomic and environmental application and research

A exploração das propriedades químicas e estruturais de argilas expansivas, por meio da intercalação de polímeros inorgânicos no espaço interlamelar, permite o desenvolvimento de materiais reativos e com elevado potencial de aplicação tecnológica, agronômica e ambiental. Esta técnica, conhecida como pilarização, já é bastante difundida na área das ciências química e dos materiais, havendo esforços crescentes nos últimos anos para aplicação desses materiais com fins ambientais. Contudo, apenas uma fração do conhecimento acumulado é atualmente utilizada diretamente por cientistas do solo, abrindo oportunidades para novas pesquisas por meio do intercambio de conhecimento entre as diferentes áreas de pesquisa, como físico-química e microbiologia. Portanto, esta revisão apresenta e discute o que são a pilarização e as argilas pilarizadas, métodos de síntese e algumas aplicações nas ciências do solo e ambiental, buscando encorajar mais grupos brasileiros de pesquisa a explorá-las.(AU)

The use of chemical and structural properties of swelling clays intercalated with inorganic polymers allows the development of materials with high reactivity and potential for technological and environmental applications. This technique is known as pillaring and has been studied widely in the field of chemical and material science, but the use of pillared clays for environmental application has increased only in the last few years. Nevertheless, only a fraction of this knowledge is applied by soil scientists being, therefore, an opportunity to develop new studies including a wide range of disciplines, such as physico-chemistry and microbiology. Therefore, this review presents and discusses what are pillaring and pillared clays, methods of synthesis and some applications in soil and environmental science, aiming to encourage more research groups in Brazil to explore it.(AU)

TRANSFERÊNCIA GÊNICA DE FIBROBLASTOS, OÓCITOS E EMBRIÕES SUÍNOS MEDIADA POR POLIETILENOIMINA

SOUZA, A. P. Transferência gênica de fibroblastos, oócitos e embriões suínos mediada por polietilenoimina. 2019. 87p. Tese (Doutorado em Ciência Animal. Área: Produção Animal) Universidade do Estado de Santa Catarina. Programa de Pós-graduação em Ciência Animal, Lages, 2019. Diferentes metodologias são utilizadas para produzir suínos transgênicos, entre elas estão microinjeção pronuclear, transferência gênica mediada por espermatozoide, microinjeção de vetores retrovirais em oócitos, transferência nuclear de células somáticas previamente modificadas. Todos esses métodos foram capazes de produzir com sucesso suínos transgênicos. Porém, ainda apresentam limitações, como a baixa integração do transgene e baixo percentual de animais produzidos, ainda, algumas são caras e laboriosas. Assim, torna-se relevante o desenvolvimento de métodos e padronizações que aumentem a eficiência e melhorem a relação custo-benefício da produção de suínos geneticamente modificados. A Polietilenoimina (PEI) é um polímero catiônico, que condensa o DNA em partículas carregadas positivamente, formando complexos que se ligam aos resíduos de superfície aniônicos e são levados para dentro da célula por endocitose. Tem-se descrito o uso da PEI como um bom agente transfectante numa ampla gama de tipos celulares, apesar disso, até o momento não há um protocolo desenvolvido para este polímero visando a transfecção de células na espécie suína. Diante disto, o objetivo do presente trabalho desenvolver protocolos de transfecção celular eficiente para fibroblastos fetais, oócitos e embriões suínos. Para isso, o presente trabalho foi realizado em duas etapas. A etapa I consistiu no desenvolvimento de um protocolo para de transfecção gênica para fibroblastos fetais suínos (FFS). Para isso foram conduzidos 3 experimentos. No experimento 1 foi avaliada a capacidade da PEI de ser internalizada em diferentes concentrações (0,625; 1,25; 2,5; 5; 10; 20; 40 e 80g/mL) por incubação em diferentes períodos (0,5, 1 e 2 horas). O experimento 2 foi realizado para determinar a melhor razão polímero/eDNA, sendo o grau de complexação avaliado por eletroforese em gel de agarose. No experimento 3, a transfecção foi realizada baseada nos resultados dos experimentos anteriores. Para a transfecção, foram utilizadas as concentrações 10 e 40g/mL, a razão N/P igual a 2, por um período de incubação de 0,5h. Não foi verificada diferença entre as concentrações de PEI utilizadas na porcentagem de células positivas para GFP, no entanto, a concentração de 40g/mL causou maiores danos as células transfectadas. Além disso, a GFP foi expressa por um período de 3 dias, o que sugere que o plasmídeo atingiu o núcleo dos fibroblastos, tendo o gene sido expresso de forma não transiente. A etapa II, consistiu no desenvolvimento de um protocolo para de transfecção gênica para oócitos e embriões suínos. Nesta etapa foram conduzidos 2 experimentos. No experimento 1 foi avaliada a capacidade da PEI de ser internalizada em diferentes concentrações (10; 20; 40 e 80g/mL). No experimento 2, baseado nos resultados do experimento 1, as transfecções foram realizadas utilizando as concentrações 20 e 80g/mL, a razão de PEI/ eDNA igual a 2, por 0,5h de incubação. Nesta etapa foi demostrado que a PEI, diferente de outros agentes transfectantes, tem a capacidade de passar a zona pelúcida, sendo o protocolo desenvolvido foi capaz de produzir blastocistos transgênicos para GFP, tanto de oócitos e embriões transfectados. Os resultados apresentados neste trabalho mostram que através da transfecção gênica mediada pela polietilenoimina foi possível gerar fibroblastos e blastocistos suínos transgênicos para proteína verde fluorescente de forma eficiente.

SOUZA, A. P. Polyethyleneimine-mediated gene transfer in swine fibroblast, oocyte and embryos. 2019. 87p. Doctoral Thesis in Animal Science. Area of concentration: Animal Production Santa Catarina State University. Animal Science Postgraduate Program, Lages, 2018. Different methodologies are used to produce transgenic pigs, among them are pronuclear microinjection, sperm-mediated gene transfer, microinjection of retroviral vectors into oocytes, and nuclear transfer of previously modified somatic cells. These methods are able to successfully produce transgenic pigs. However, limitations such as low transgene integration and low percentage of animals produced, furthermore some are expensive and laborious. The development of methods and standards increases the efficiency and improve the cost-benefit ratio of genetically modified pig production becomes relevant. Polyethyleneimine (PEI) is a cationic polymer which condenses the DNA into positively charged particles forming complexes that bind to the anionic surface residues and are carried into the cell by endocytosis. The use of PEI as a transfectant agent in a wide range of cell types has been described, however, so far has not been yet a protocol developed for this polymer to transfect of cells into the swine species. In view of this, the objective of the present work was to develop efficient cellular transfection protocols for fetal fibroblasts, oocytes and swine embryos. The present work was carried out in two stages. Stage I consisted of the development of a protocol for gene transfection for swine fetal fibroblasts (FFS). Therefore, 3 experiments were conducted. In the experiment 1, the capacity of the PEI to be internalized at different concentrations (0.625, 1.25, 2.5, 5, 10, 20, 40 and 80g / mL) by incubation at different periods (0.5, 1 and 2 hours). Experiment 2 was performed to determine the best polymer / eDNA ratio, and the degree of complexation was evaluated by agarose gel electrophoresis. In experiment 3, transfection was performed based on the results of the above experiments. For transfection, the concentrations 10 and 40 g / mL were used, the N / P ratio was 2, for an incubation period of 30 minutes. No difference was found between the concentrations of PEI used in the percentage of GFP positive cells, however, the concentration of 40 g / ml caused greater damage to the transfected cells. In addition that, GFP was expressed for a period of 3 days, suggesting that the plasmid reached the fibroblast nucleus, and the gene was expressed non-transiently. Stage II consisted of the development of a protocol for gene transfection for oocytes and swine embryos. In this stage 2 experiments were conducted. In the experiment 1, the capacity of the PEI to be internalized in different concentrations (10; 20; 40 and 80g/mL) was evaluated. In experiment 2, based on the results of experiment 1, transfections were performed using concentrations of 20 and 80g / mL, the PEI / eDNA ratio was 2, for 0,5 hours of incubation. In this step it was demonstrated that PEI, unlike other transfecting agents, has the ability to pass the zona pellucid, and the protocol developed was able to produce transgenic blastocysts for GFP, both oocytes and transfected embryos. The results presented in this work show that through polyethyleneimine-mediated gene transfection it was possible to generate transgenic fibroblasts and swine blastocysts to efficiently express fluorescent green protein.

Efeitos de um enxerto biofuncional e da terapia laser de baixa intensidade em defeitos ósseos induzidos em tíbias de ratos.

O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos de um enxerto biofuncional isolado, ou combinado com a terapia laser de baixa intensidade no reparo de defeitos ósseos induzidos em tíbias de ratos. A hipótese foi que a qualidade do reparo ósseo pode ser incrementada a partir da associação destas terapias. Foram utilizados 40 ratos da linhagem Wistar, machos, três meses de idade, com massa corpórea variando entre 250 e 300 g, nos quais foi induzido defeito ósseo circular de 3 mm de diâmetro, nas tíbias direita e esquerda. Os ratos foram divididos, aleatoriamente, em quatro grupos experimentais equitativos: Grupo 1 controle, Grupo 2 - enxerto biofuncional composto de beta fosfato tricálcico e poli(ácido lático-co-ácido glicólico) (-TCP/PLGA), Grupo 3 terapia laser de baixa intensidade, Grupo 4 enxerto biofuncional composto de -TCP/PLGA, e terapia laser de baixa intensidade. Os ratos foram submetidos à eutanásia aos 15 dias após a cirurgia. A irradiação laser (Ga-Al-As) foi iniciada no pós-operatório imediato e repetida três vezes por semana, sendo empreagado 6 J de energia em um único ponto sobre a região do defeito. Após a eutanásia, as tíbias direita e esquerda foram removidas, sendo que as tíbias direitas foram designadas para as análises histológicas e as tíbias esquerdas para as análises biomecânicas com ensaio de flexão em três pontos. Estatisticamente o Grupo 4 apresentou o menor escore de infiltrado inflamatório e o maior de tecido ósseo neoformado, sendo o maior escore de tecido de granulação do Grupo 3. A força máxima de ruptura e a força descolamento no momento da ruptura máxima foram maiores no Grupo 4. Foi possível concluir que a terapia laser de baixa intensidade em combinação com enxerto biofuncional composto de -TCP e PLGA permitiu, tanto no aspecto histológico como biomecânico, uma melhor qualidade no reparo de defeitos ósseos induzidos em tíbias de ratos, quando comparado as terapêuticas isoladas.

This study aimed to assess the effects of a biofunctional graft alone, or in combination with low-level laser therapy (LLLT) on the repair of tibial bone defect in rats. The hypothesis was that the combination of therapy modalities could increase the quality of bone healing. Forty male Wistar rats, 3 months of age, weighing from 250 g to 300 g were used. A circular bone defect (3 mm diameter) was created in the right and left tibias. The rats were randomly distributed into four equal groups: G1 - control, G2 - biofunctional graft composed of -tricalcium phosphate and poly(lactic-co-glycolic acid) (-TCP/PLGA), G3 - LLLT, G4 - biofunctional graft composed of -TCP/PLGA and LLLT. The rats were euthanized on day 15 day after surgery. The LLLT (Ga-Al-As) was performed in the immediate postoperative period and three times per week. The application was at one point with energy 6J. After euthanasia, the right and left tibiae were removed. The right tibias were used for the histological analysis, and the left tibias were used for three-point bending tests. The statistical analysis showed lower inflammatory infiltrate score and higher newly-formed bone tissue in G4, and the higher granulation tissue score in G3. Highest values for maximum rupture force and maximum displacement occurred in G4. In conclusion, biofunctional graft composed of -TCP/PLGA and LLLT was better in promoting the repair of bone defects induced in rat tibiae compared with each treatment alone, based on the histopathological and biomechanical findings.

HIDROGEIS DE COLAGENO E SULFATO DE CONDROITINA COM DIFERENTES AGENTES RETICULANTES

A produção de pescado, especificamente, tilapia e camarão geram um enorme montante de resíduo com potencial para a agregação de valor. Uma alternativa para o aproveitamento integral do pescado e a extração de substancias com características químicas e físicas adequadas para a formulação de hidrogeis como base para o desenvolvimento de novos produtos inclusive na área de alimentos e biomedica. Dentre essas substancias, o colágeno e a principal proteina estrutural no corpo, tem como função promover elasticidade e sustentacao a pele, ossos, cartilagens e tendoes. Outra molécula e o Sulfato de Condroitina (SC), um glicosaminoglicano encontrado nos ossos, cartilagens e tecidos conjuntivos de vertebrados, atualmente usado no tratamento de osteartrite (OA) como um farmaco capaz de retardar ou estabilizar essa patologia. Diante disso, o objetivo do presente trabalho foi elaborar e caracterizar hidrogeis a base de colageno com sulfato de condroitina, com diferentes agentes reticulantes. O SC foi extraído do residuo osseo (cranio e coluna vertebral) de tilapia através de processo enzimático. Foram elaborados hidrogeis de colageno com SC, com adição das microcapsulas contendo carotenoide, reticulados com riboflavina e UV como agente de crosslinking. Foram formulados também hidrogeis de colageno com diferentes concentrações de SC, que foram reticulados com EDC/NHS. Os hidrogeis formulados foram caracterizados por termogravimetria (DSC/TGA), infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletronica de varredura (MEV) e grau de intumescimento. Os hidrogeis com reticulação quando comparados com os géis nao reticulados, apresentaram um perfil estável de intumescimento, uma boa estabilidade térmica, bandas caracteristicas dos grupos funcionais dos polimeros componentes dos geis e sua interacao com os agentes de crosslinking. Diante dos resultados apresentados, os hidrogeis a base de biocompostos naturais com diferentes tipos de reticulação podem ser uma alternativa de carreadores para a liberacao de principios bioativos encapsulados para aplicação biomédicas e alimentícia.

The production of fish, specifically tilapia and shrimp, generate a huge amount of waste with potential for value adding. An alternative for the integral use of fish is the extraction of molecules with chemical and physical characteristics suitable for the formulation of microcapsules and hydrogels as a basis for the development of new products including in the area of food and biomedical. Among these molecules, collagen is the main structural protein in the body, its function is to promote elasticity and support to the skin, bones, cartilage and tendons. Glycosaminoglycans are found in bones, cartilage and connective tissue of vertebrates, currently used in the treatment of osteoarthritis. Therefore, the objective of the present work was to elaborate collagen and glycosaminoglycan hydrogels and microcapsules containing carotenoids and characterize them physicochemically. Glycosaminoglycan was extracted from the bone residue (skull and spine) of fish through an enzymatic process, and the carotenoid was obtained from the shrimp residue. The microcapsules with carotenoid were formed by the method of coacervation and extrusion, from an emulsion containing a solution of calcium chloride. Hydrogels were prepared with and without addition of the microcapsules, crosslinked with different crosslinking processes. The formulated hydrogels were characterized by thermogravimetry (DSC / TGA), Fourier transform infrared (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and degree of swelling. The crosslinked hydrogels showed a stable swelling profile, a good thermal stability, bands characteristic of the functional groups of the component polymers of the gels and their interaction with the crosslinking agents. In view of the presented results, hydrogels with different crosslinking agents can be used as high functionality value-added products for the release of carotenoids.

ASSOCIAÇÃO DE CRIOPROTETORES PERMEÁVEIS E NÃO PERMEÁVEIS PARA A CRIOPRESERVAÇÃO DE CÉLULAS TRONCO MESENQUIMAIS DE TECIDO ADIPOSO EQUINO

O uso de células tronco mesenquimais (CTMs) tem sido vastamente investigado para o tratamento de doenças musculoesqueléticas em equinos, principalmente, devido às injúrias sofridas durante a atividade física intensa. É conhecido também que para o sucesso do procedimento, é necessária uma grande quantidade de CTMs viáveis, o que pode ser obtido através de um banco de células. Portanto, a criopreservação é um tema de grande interesse na área da terapia celular, pois pode manter a viabilidade de um material biológico por longos períodos de tempo. No entanto, o uso de agentes crioprotetores (CPAs) permeáveis, como o DMSO, nos processos de criopreservação (congelação lenta ou vitrificação) pode causar injúrias, devido sua toxicidade, o que pode ser minimizado, quando usados em baixas concentrações ou associados a ACPs não permeáveis, como os açúcares ou os polímeros sintéticos. Portanto, o objetivo principal deste estudo foi avaliar a viabilidade, capacidade proliferativa e de diferenciação (linhagens osteogênica, condrogênica e adipogênica) das CTMs equinas oriundas do tecido adiposo após a congelação na presença de diferentes soluções compostas por ACPs, permeável (DMSO) e não permeáveis [(Trealose (T) e SuperCool X-1000 (X-1000)]. A combinação desses ACPs, resultou em sete diferentes soluções de congelação (SC): DMSO; T; X-1000; DMSO+T; DMSO+X-1000; T+X-1000 e DMSO+T+X-1000. Inicialmente, as CTMs equinas frescas (controle) ou congeladas nas diferentes SC foram avaliadas quanto à viabilidade. Posteriormente, a unidade formadora de colônia (CFU - proliferação) e a capacidade de diferenciação celular nas linhagens acima mencionadas foram avaliadas, somente nas células frescas ou que apresentaram viabilidade superior a 40%, após congelação/descongelação. Os dados mostraram que a viabilidade pós congelação das CTMs equinas em todas as SC, reduziu significativamente em relação ao controle (100%). No entanto, a viabilidade das CTMs congeladas na presença apenas do DMSO (80.3 ± 0.6) foi superior (P<0.05) à observada nas demais SC. Para a CFU, não houve diferença (P>0.05) entre as células frescas e as congeladas. Independente do tratamento, as CTMs apresentaram potencial de diferenciação nas três linhagens. Porém, apesar da redução significativa na capacidade de diferenciação osteogênica, não houve diferença (P>0.05) entre as SC testadas e o controle. Por outro lado, células congeladas em DMSO+X-1000 reduziram (P<0.05) seu potencial de diferenciação na linhagem condrogênica em relação ao controle, porém, foi semelhante às demais SC (P>0.05). No tocante à diferenciação adipogênica, não houve diferença entre os tratamentos (P>0.05). Em conclusão, esse estudo confirmou o sucesso da congelação de CTMs na presença do DMSO e evidenciou o potencial de utilização do polímero sintético Super Cool X-1000 na congelação de células tronco, abrindo novas perspectivas para investigação do uso desse polímero e o DMSO em diferentes concentrações e combinações.

The mesenchymal stem cells (MSCs) have been widely investigated for the treatment of musculoskeletal diseases in horses mainly due to the injuries suffered during the intensive physical activity. Likewise, it is well known that for the success of the procedure is necessary a great quantity of viable MSCs, which can be obtained through a cell banking. Therefore, the cryopreservation is a theme of high interest in the cellular therapy area once it can maintain the viability of biological material for long periods of time. However, the use of permeable cryoprotectant agents (CPAs), such as DMSO can cause injuries due to its toxicity, which can be minimized when used in low concentrations or association with non-permeable cryoprotectants, such as sugars or the synthetic polymers. Therefore, the goal of this study was to evaluate the viability, proliferative capacity and the differentiation of the equine MSCs originated from the adipose tissue after freezing in the presence of different solutions comprised by permeable (DMSO) and non- permeable [(Trehalose (T), and SuperCool X-1000 (X-1000)] CPAs. The combination of these CPAs resulted in seven different freezing solutions (FS): DMSO; T; X-1000; DMSO+T; DMSO+X-1000; T+X-1000, and DMSO+T+X-1000. Firstly, fresh or frozen/thawed equine MSCs in the different FS were evaluated concerning viability. After that, the colony forming unit (CFU - proliferation) and the cellular differentiation capacity in the abovementioned lineages were evaluated only in fresh cells or that showed viability superior to 40% after frozen/thawing. The data demonstrated that the viability after freezing of the equine MSCs reduced significantly (100%) to the control. Nonetheless, the viability of the frozen MSCs in the presence only of DMSO (80.3 ± 0.6) was superior (P<0.05) to the others FS. Regarding CFU, no difference (P>0.05) was observed between fresh and frozen cells. Independently of the treatment, the MSCs demonstrated differentiation potential in the three lineages. Nevertheless, despite the significate reduction in the osteogenic differentiation capacity, no differences (P>0.05) among the tested FS and the control. By the other hand, frozen cells in DMSO+X solution reduced (P<0.05) the differentiation potential for the chondrogenic lineages to the control, but similarly to the other FS (P>0.05). Concerning the adipogenic differentiation, no difference was observed between the treatments (P>0.05). In conclusion, this study confirmed the success of the freezing of MSCs in the presence of DMSO, and emphasized the potential utilization of the synthetic polymer Super Cool X-1000 in the freezing of stem cells, opening new perspectives for the investigation of X-1000 and DMSO in different concentrations and combinations.

Estudo de Alternativas de Fixação de Implantes Intramedulares Poliméricos

O tratamento de fraturas ósseas são procedimentos corriqueiros na clínica ortopédica humana e veterinária. As fraturas em ossos longos (p. ex. fêmur, úmero, tíbia) ocorrem com frequência tanto em humanos como em animais domésticos e demandam técnicas específicas de estabilização. Hastes intramedulares, confeccionadas com materiais biocompatíveis, têm sido reconhecidas como adequadas no tratamento de fraturas de ossos longos. O desenvolvimento de artefatos, que apresentem as necessárias características de biocompatibilidade e resistência mecânica às demandas de estabilização óssea, exige o entendimento do comportamento biomecânico do sistema músculo-esquelético. Dessa forma, um projeto de caráter multidisciplinar tem sido desenvolvido por pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais, utilizando-se dos recursos da Escola de Engenharia, Escola de Veterinária e Escola de Educação Física, Fisioterapia e Terapia Ocupacional. Um estudo do comportamento do conjunto osso-implante, nas mais diversas situações de solicitação mecânica, será realizado em parceria com pesquisadores da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. Nesse trabalho, pretende-se desenvolver metodologia que permita melhor entendimento da biomecânica do sistema musculo-esquelético de bovinos jovens, facilitando a monitoração do processo de reabilitação dos animais e possibilitando o aperfeiçoamento dos modelos teóricos utilizados nas simulações computacionais, baseadas no método dos elementos finitos. Serão analisados dados relativos à força de reação do solo, obtidos por meio do uso de plataforma de força, durante o deslocamento ao passo dos animais. Da mesma forma, resultados obtidos em testes in-vivo, a serem realizados, com hastes fabricadas com o material polimérico, serão analisados, a fim de avaliar o comportamento do conjunto osso implante e possibilitar o acompanhamento do processo de reparação da fratura.

The treatment and the reduction of bone fractures are usual procedures in human and veterinary orthopedic clinics. Fractures of long bones (e.g., femur, humerus, tibia) occur frequently both in humans and domestic large animals, requiring specific techniques of stabilization. Intramedullary nails, made from biocompatible materials, have been recognized as suitable for the treatment of long bone fractures. The development of prosthesis, presenting the necessary biocompatibility and mechanical strength to support bone stabilization demands, requires the understanding of the biomechanical behavior of the musculoskeletal system. To investigate the effect of different fixation strategies of the intramedullary interlocking nail (IIN) on the mechanical behavior of a polymeric implant applied for femoral fracture fixation in calves. It was also evaluated the performance of four polymeric materials used for the manufacture of intramedullary nails. Five Holstein male animals with a mean weight (± SD) of 62.8 ± 20.4 kgf and aged 74 ± 15 days were used in this study. Based on the solid model of the femur, sixteen models were built to simulate an oblique simple fracture. The models were divided into four groups, with each group of four models being associated with a different fixation strategy. Models were tested under the same loading condition that simulated a calf in the transition (decubitus position to static position) condition. Maximum bone and implant stresses were compared to yield and rupture stresses of specific materials (polyacetal, polypropylene, polyamide VI and a glass fiber-reinforced polymer). The largest stresses in the implant were found in the screws and at the interface between the screw and the nail. The performance of implants was influenced by the material and fixation strategy. The finite element method (FEM) model analyses demonstrated that all polymeric materials analyzed provided sufficient resistance to tolerate the loading forces imposed on the femur when an adequate fixation strategy was applied.