Denise Freitas Siqueira Petri.

Estruturas tridimensionais porosas como aerogéis, criogéis e xerogéis são interessantes devido à baixa densidade e alta área superficial. Esta proposta foca no desenvolvimento de criogéis e xerogéis, os quais tem como ponto de partida comum os hidrogéis precursores, usando polissacarídeos, fibra de paina (kapok fiber, KF) e moléculas anfifílicas. KF é uma fibra lignocelulósica, hidrofóbica, oca, com diâmetro médio de 22 2 m e parede de ~ 1.0 m de espessura, e pouco explorada na construção de criogéis ou xerogéis. Criogéis são obtidos a partir do congelamento dos hidrogéis, seguido de sublimação dos cristais de gelo, enquanto xerogéis são obtidos a partir da evaporação da água dos hidrogéis. As principais perguntas que queremos responder com este projeto são como (i) a estrutura química dos polissacarídeos e das moléculas anfifílicas afeta as interações intermoleculares entre eles, na ausência e presença de KF, (ii) os valores de módulo de armazenamento G' dos diferentes géis precursores se correlacionam com os valores de modulo de compressão (E) dos criogéis correspondentes obtidos por diferentes modos de congelamento e xerogéis, (iii) a microestrutura (porosidade, distribuição de tamanho de poros) dos criogéis e xerogéis se correlacionam com valores de absorção acústica e de condutividade térmica, (iv) KFs modificadas com tensoativos podem adsorver íons metálicos de resíduos de laboratórios didáticos do IQUSP, (v) a microestrutura e a hierarquia estrutural afeta liberação de O2 a partir de criogéis e xerogéis contendo CaO2, e (vi) a presença de KFs afeta a formação e estabilidade de espumas líquidas.

Este projeto visa à compreensão da relação ente estrutura e propriedade de poloxâmeros na interface líquido-ar e líquido-sólido.

Este projeto tem como objetivo produzir bioadsorventes de bagaço de cana/polidopamina (BG/PDA) combinados com nanopartículas de óxido de grafeno (GO) e/ou magnetita (Fe3O4), com o intuito de serem aplicados na remoção de bisfenol A (BPA) e íons cromo (VI) (Cr(VI)) de sistemas aquosos. Ensaios preliminares serão dedicados a otimizar os teores de GO e/ou magnetita nos adsorventes de BG/PDA, de modo a obter estabilidade química na faixa de pH de 2 a 10 e resposta magnética em campo magnético na faixa de 0,1 T a 1,0 T. Após otimização, os materiais serão caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, espectroscopia vibracional no infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Raman. As propriedades magnéticas serão determinadas com um magnetômetro de amostra vibratória. A fim de compreender o mecanismo de adsorção, experimentos de adsorção serão realizados inicialmente em batelada, variando-se: dosagem do adsorvente, pH, tempo de contato e concentrações dos iniciais. Para avaliar a eficiência dos adsorventes para tratar volumes maiores, experimentos de adsorção em coluna serão realizados, variando-se: massa ou altura da coluna, fluxo de entrada do efluente contaminado, concentração inicial do(s) contaminante(s) e campo magnético. O efeito combinado das variáveis independentes que influenciam a adsorção de Cr(VI) e BPA também será quantificado por meio da metodologia de superfície de resposta juntamente com planejamento composto central (RSM-CCD). Espera-se obter bioadsorventes magneto-responsivos de baixo custo, com alta capacidade de adsorção dos poluentes íons Cr(VI) e BPA e mais eficientes que adsorventes a base de carvão ativado.

Nos últimos anos, o nosso grupo de pesquisa vem se dedicando a estudos sobre (I) propriedades e estruturas de filmes finos (patches transdérmicos) para liberação de fármacos, (II) criação de suportes híbridos polímero/nanopartículas magnéticas (NPM) para proliferação e diferenciação celular e (III) desenvolvimento de materiais porosos como adsorventes. Os três tópicos convergem para fenômenos de superfícies/interfaces e polissacarídeos, e estão relacionados com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU #3 (Saúde e Bem-Estar) e #6 (Água potável e Saneamento).

Neste projeto, serão criados materiais magnéticos através da síntese in situ de nanopartículas de magnetita, usando matrizes de polissacarídeos (alginato, xantana e quitosana) ou através da incorporação de nanopartículas magnéticas produzidas ex situ em matrizes dos polissacarídeos. As propriedades mecânicas dos arcabouços magnéticos serão avaliadas em função da concentração de nanopartículas magnéticas, força iônica do meio e da densidade de carga dos hidrogéis, na ausência e presença de imãs posicionados sob os arcabouços. A determinação quantitativa do módulo de elasticidade dos arcabouços será realizada em escala nanométrica através de medidas de força no modo contato em um microscópio de força atômica (AFM), na ausência e presença de campo magnético externo. As propriedades mecânicas serão correlacionadas com proliferação e diferenciação de células neuronais. As propriedades de adesão entre células e microesferas recobertas com biomateriais ("colloidal probe") serão avaliadas por medidas de força no AFM.

Quitosana é um polissacarídeo largamente utilizado como arcabouço (scaffold) para adesão e proliferação celular. Entretanto, não está muito claro como a nanotopografia e as propriedades nanomecânicas dos scaffolds afetam o comportamento celular. Nanoimpressão, eletrofiação, ablação a laser são técnicas comumente aplicadas para nano-estruturação de scaffolds. Todavia, elas requerem instrumentação específica e há limitação da área a ser nanoestruturada. Este projeto propõe uma metodologia simples para a produção de scaffolds de quitosana com nanotopografias e propriedades nanomecânicas controladas para posterior avaliação dos processos de adesão, migração e proliferação de fibroblastos (células modelo). A criação de domínios sobre a superfície de quitosana reticulada com vanilina acontecerá em uma única etapa, através da evaporação ou polimerização das gotículas hidrofóbicas emulsificadas e com tamanho controlado. Domínios de n-hexano são potenciais candidatos para a produção de cavidades nanométricas na superfície da quitosana por evaporação, ao passo que domínios do monômero de metacrilato de metila (MMA) puro ou em misturas com etileno glicol dimetacrilato (EGDMA) serão polimerizados para produção de protuberâncias com diferentes propriedades mecânicas. Os scaffolds nanoestruturados produzidos serão avaliados qualitativamente (tamanho, morfologia, reprodutibilidade de estruturas) e quantitavamente (grau de intumescimento, topografia e propriedades mecânicas). Técnicas baseadas em microscopia de força atômica (AFM) serão aplicadas para determinar a topografia e propriedades mecânicas. Posteriormente, o efeito das diferentes topografias e propriedades mecânicas de superfície dos scaffolds será avaliado qualitativamente em processos de mecanotransdução (adesão, migração e proliferação) de fibroblastos in vitro, bem como nas propriedades biomecânicas das células aderidas.

Neste projeto, serão criados arcabouços de xantana contendo nanopartículas magnéticas (NPM) como reservatórios de bioativadores. Primeiramente, NPM serão produzidas ex situ e depois serão incorporadas nos arcabouços por imersão [1]. Um biotivador que será testado é a cafeína ou 1,3,7-trimetilxantina, que é um alcaloide pertencente à família das purinas. A incorporação da cafeína nos arcabouços magnéticos deverá ser otimizada. A liberação da cafeína a partir dos arcabouços magnéticos será testada em função da força iônica e pH do meio, presença e ausência de campo magnético externo (imãs).

Esta proposta conjunta visa à criação de novos conjugados peptídeo-polissacarídeo com propriedades antimicrobianas e passíveis de impressão 3D, e o estabelecimento de uma colaboração frutífera na pesquisa de novos biomateriais. Peptídeos antimicrobianos (AMP) serão isolados de leveduras na Escola de Bioengenharia da Universidade Libré de Bruxelles - ULB, Bélgica. A conjugação de AMP com alginato e acetato butirato de carboximetilcelulose (CMCAB) será realizada através de química de carbodiimida, no Instituto de Química da Universidade de São Paulo, Brasil. Os polissacarídeos AMP serão processados usando diferentes instalações de bioimpressão 3D e eletrofiação, disponíveis em ambas as instituições.

Experimentos de capilaridade são importantes para a compreensão de fenômenos que
envolvem interface sólido-líquido. Estes fenômenos estão presentes nas plantas, em extração
de petróleo, desenvolvimento de tintas e cosméticos. O conceito de capilaridade é trabalhado
em disciplinas teóricas oferecidas para o IQ e EP-DEQ, mas não há experimentos. O material
resultante deste projeto poderá ser utilizado como complemento da aula teórica, na forma de
protocolo que pode ser executado num período de até 1 h ou na forma de vídeos curtos. Projeto apoiado pelo Programa Unificado de Bolsas da USP

Auxílio CNPq Universal 421014/2018-0
Este projeto contempla etapas de síntese, caracterização e aplicação de materiais tridimensionais porosos a base de polissacarídeos. Os materiais porosos serão produzidos por liofilização de soluções aquosas, gerando criogéis. Fundamentalmente, nas etapas de síntese dos criogéis pretende-se compreender como o tipo de polissacarídeo (carregado ou neutro, balanço hidrofílico/hidrofóbico), a concentração e polissacarídeo, tipo de agentes reticulantes (ácido fumárico, aminoácidos e proteínas), pH e força iônica do meio, adição de aditivos (tensoativos, beta-ciclodextrina, sacarose e glicerol) e de nanopartículas inorgânicas (SiO2, TiO2 e Fe3O4), além do tamanho do molde, afetam nas propriedades físico-químicas (densidade, resistência à compressão, sorção de água, magnetização, morfologia e morfometria) dos materiais porosos. Os criogéis imersos em meio aquoso se tornam hidrogéis. Os hidrogéis de polissacarídeos serão avaliados em meio aquoso como adsorventes de poluentes orgânicos persistentes organoclorados e íons metálicos em batelada, na ausência e presença de campo magnético externo (CME) e em fluxo, sob efeito de campo eletromagnético

Este projeto tem como objetivo geral o desenvolvimento de arcabouços para crescimento celular a partir de sistemas poliméricos inéditos, visando aplicações em engenharia biomédica, em especial, na área de medicina regenerativa. Propomos a união de esforços de especialistas de várias áreas para uma abordagem multi- e interdisciplinar, na solução de problemas envolvendo o controle de diversas propriedades fundamentais dos materiais utilizados na geração de tecidos artificiais. Propomos, assim, a geração de arcabouços que apresentam estímulos químicos, físicos e biológicos, voltados ao controle de respostas celulares, como a adesão, proliferação e diferenciação. Dentre os estímulos químicos, propomos a funcionalização das superfícies com sistemas layer-by-layer, de forma a incluir moléculas sinalizadoras proteicas, assim como a utilização de frações de matriz extracelular decelularizada e digerida na produção de arcabouços híbridos. Como estímulos físicos, propomos o estudo de arcabouços produzidos a partir de polímeros condutores e de nanopartículas magnéticas, de forma a examinar como estes podem controlar os diversos eventos biológicos, e quais os mecanismos envolvidos. Ainda, pretendemos agregar aos laboratórios associados técnicas de processamento de ultima geração, como eletrofiação e impressão 3D, que possibilitem uma visão do papel da morfologia sobre os eventos biológicos. De forma a tirar o melhor proveito destas técnicas de processamento, propomos o estudo de materiais inéditos, com propriedades termofixas e de fotocura. Desta forma, faz-se necessário o aporte de técnicas microscópicas adequadas, capazes de produzir análises mecânicas e condutoras das superfícies assim geradas. A essência do projeto é a integração de abordagens distintas, mas complementares, de forma a compreender a complexa relação entre material, arquitetura e resposta celular.

O projeto visa ao desenvolvimento de novos experimentos para aulas práticas de Química. O
Instituto de Química oferece disciplinas experimentais para várias unidades da USP (IQ, EP, FCF,IF, IG) e seria importante ter novos experimentos, inclusive com o auxílio da câmera de telefone celular. O projeto está dividido em dois blocos: no primeiro serão desenvolvidos experimentos de molhabilidade e capilaridade com o auxílio da câmera de telefone celular, no segundo bloco serão feitos experimentos para avaliar o efeito da força iônica do meio na determinação de constante de equilíbrio e na atividade dos reagentes. Os experimentos serão filmados, de modo ao final do projeto deseja-se gerar protocolos reprodutíveis e vídeos de amplo acesso. Programa Unificado de Bolsas - USP

Projeto para Bolsa de Produtividade de 01/03/2018 a 28/02/2022- Nível 1B - Processo 306848/2017-1

Projeto aprovado junto à CAPES, na chamada Programa de Apoio a Eventos no Pais, processo 88881.191306/2018-01, para o 6º Encontro Sobre Estruturas Auto-Organizadas (AutoOrg 2018).

Determinação de molhabilidade de folhas de soja e solo por emulsões de herbicidas, em conjunto com Dow Sudeste.

O projeto visa à compreensão dos efeitos da incorporação das nanopartículas magnéticas em matrizes poliméricas, na ausência e presença de campo magnético externo (CME), em processos biotecnológicos, como proliferação e diferenciação de células neurais, adsorção e dessorção de biomoléculas e atividade enzimática de hidrolases. Compósitos de polissacarídeos e nanopartículas magnéticas serão sintetizados na forma de membranas, hidrogéis, aerogéis e microesferas, e caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, análises termogravimétricas, espectroscopia vibracional no infravermelho e medidas de propriedades magnéticas. Para os processos de proliferação e diferenciação de células neuronais sobre os suportes de polissacarídeos e nanopartículas magnéticas serão utilizados estímulos magnéticos estáticos e pulsados, com a possibilidade de análise de morfologia e monitoramento de influxo de íons Ca2+ para dentro das células in situ no microscópio de fluorescência. O conhecimento sobre a adsorção e dessorção de levodopa, carbidopa e dopamina a partir dos materiais compósitos, na ausência e presença de CME, será aplicado no desenvolvimento de "patches" transdérmicos voltados para o tratamento de doenças neurodegenerativas, bem como na diferenciação de células tronco neuronais em neurônios dopaminérgicos. Adsorção e dessorção de etinilestradiol a partir dos materiais compósitos serão estimuladas por CME. O efeito de estímulos por CME na atividade enzimática de lipase e celulase, ambas hidrolases, será sistematicamente investigado.

CNPq - Universal 448497/2014-0.
Neste projeto serão desenvolvidos materiais compósitos de polissacarídeos e nanopartículas magnéticas para serem utilizados como suportes para drogas, enzimas, proteínas e crescimento celular. O desempenho destes materiais sob estímulo de campo magnético externo será avaliado.

Projeto de Bolsa de Produtividade de 01/03/2014 a 28/02/2018 (1C)

Edital MCT/CNPq 14/2010 - Universzal Faixa B

Edital MCT/CNPq 046/2010 Cooperação Científica e Tecnológica CNPq/MICINN-Espanha

Neste projeto primeiramente fluidos de perfuração a base aquosa são preparados com diversos polissacarídeos. Numa segunda etapa, as propriedades reológicas das novas formulações, bem como as suas afinidades por superficie de sílica são investigadas.

REDE NANOBIOTEC - BRASIL CAPES
Coordenadora principal Profa Dra Maria Rita Sierakowski da UFPR
Valor total R$ 1.784.037,86
Sou coordenadora do núcleo de São Paulo, onde a obtenção e caracterização dos sistemas nanoesturutrados serão realizadas.

Universal2007FaixaB-Edital MCT/CNPq 15/2007 - Universal - Faixa B, valor R$ 40.000,00
Número: 470715/2007-3