University of Beira Interior
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Avaliação do Potencial Protetor do Acetato de Segesterona e da Sinvastatina em um Modelo In Vitro de Isquemia Cerebral
No full textO Acidente Vascular Cerebral Isquémico (AVCI) ocorre quando o fluxo sanguíneo
cerebral é interrompido ou diminuído devido à obstrução de uma artéria, levando
consequentemente a danos no tecido cerebral. Quando não revertido rapidamente, o
AVCI leva a sequelas duradouras que podem comprometer as funções motoras,
cognitivas e emocionais do doente. Em lesões graves, os tratamentos existentes não são
eficazes na reversão dos danos causados pelo evento isquémico, sendo crucial o
desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas.
Com o presente trabalho, pretendemos avaliar o potencial efeito neuroprotetor dos
fármacos acetato de segesterona, um potente agonista do recetor da progesterona, e a
sinvastatina, uma estatina com ação antioxidante, num modelo in vitro de AVCI, e testar
a segurança de duas novas formulações (nanoemulsão e microemulsão) para o acetato
de segesterona. Para o efeito, foram usadas como modelo de AVCI culturas de córtex de
rato submetidas a privação de oxigénio e de glucose. Numa primeira fase, otimizámos o
modelo celular de forma a obter uma percentagem de morte celular que permitisse
detetar possíveis efeitos protetores dos fármacos em estudo. A citotoxicidade foi avaliada
pelo ensaio de redução do sal de tetrazólio. Posteriormente, otimizámos as condições de
cultura de forma a eliminar possíveis ações protetoras endógenas, que pudessem
camuflar a ação protetora dos compostos em estudo. Com este objetivo, procedemos à
remoção do soro da cultura e testámos a lesão isquémica em culturas enriquecidas em
neurónios, para eliminar a ação protetora dos astrócitos. Apesar destas estratégias
conduzirem ao aumento da morte celular, a análise da viabilidade celular com o ensaio
MTT (do inglês, Thiazolyl Blue Tetrazolium Bromide) não demonstrou efeito protetor do
acetato de segesterona ou da sinvastatina em nenhuma das concentrações testadas
(0,001 mM a 10000 mM para o acetato de segesterona e 0,1 mM a 10000 mM para a
sinvastatina), sugerindo que o efeito protetor destes compostos, observado em estudos
in vivo, pode depender da ação destes em outros alvos.
A segunda parte do trabalho consistiu na análise da segurança de uma nanoemulsão e de
uma microemulsão para o acetato de segesterona, tendo-se verificado que nenhuma das
formulações apresentou citoxicidade nas concentrações estudadas.
Concluindo, as formulações de acetato de segesterona são promissoras para uso in vivo,
de modo a aumentar a biodisponibilidade do fármaco na administração intranasal.
Embora não tenhamos conseguido obter os efeitos neuroprotetores pretendidos, ainda existe necessidade de efetuar mais estudos, para compreender os efeitos protetores
descritos pela literatura tanto para o acetato de segesterona como da sinvastatina em
AVCI, bem como o impacto da interação com outros alvos na neuroprotecção exercida
por esses fármacos.Ischemic stroke occurs when cerebral blood flow is interrupted or reduced due to the
obstruction of an artery, consequently leading to damage to brain tissue. In Portugal,
ischemic stroke is the leading cause of death and permanent disability. When not
reversed quickly, it leads to lasting sequelae that can compromise motor, cognitive and
emotional functions. In severe injuries, existing treatments are not effective in reversing
the damage caused by the ischemic event, hence the strong need for new therapeutic
strategies.
The aim of this study was to evaluate the potential neuroprotective effect of the drugs
segesterone acetate, a potent progesterone receptor agonist, and simvastatin, a statin
with antioxidant action, in an in vitro model of ischemic stroke, and to test the safety of
two new formulations (nanoemulsion and microemulsion) for segesterone acetate. For
this purpose, rat cortex cultures subjected to oxygen and glucose deprivation were used
as a stroke model. Initially, we optimized the cell model to obtain a percentage of cell
death that would allow us to detect possible protective effects of the drugs under study.
Cytotoxicity was assessed using the MTT reduction assay. Subsequently, we adjusted the
culture conditions to eliminate possible endogenous protective actions that could mask
the protective action of the compounds under study. With this aim, we removed the
serum from the culture and tested the ischemic injury in cultures enriched in neurons,
to eliminate the protective action of astrocytes. Although these strategies led to increased
cell death, analysis of cell viability using the MTT assay did not show a protective effect
of segesterone acetate or simvastatin at any of the concentrations tested (0.001 mM -
10000 mM for segesterone acetate and 0.1 mM - 10000 mM for simvastatin), suggesting
that the protective effect observed in the in vivo studies of these compounds may depend
on other targets.
A second part of the work consisted of analyzing the safety of a nanoemulsion and a
microemulsion for segesterone acetate. None of the formulations showed toxicity at the
concentrations studied (up to 10000 mM of segesterone acetate).
In conclusion, segesterone acetate formulations are promising for in vivo use, to increase
the bioavailability of the drug in intranasal administration. Although we were unable to
achieve the desired neuroprotective effects, there is still a great need for further studies
to understand the protective effects described in the literature for both segesterone acetate and simvastatin in ischemic strokes, as well as the impact of interaction with
other targets on the neuroprotection exerted by these drugs
Experiência Profissionalizante na vertente de Investigação, Farmácia Hospitalar e Farmácia Comunitária
No full textThis work is divided into three chapters. The first chapter refers to the research work in
Pharmaceutical Sciences, developed under the ERASMUS+ program in the Skin Barrier
Research Group of the Faculty of Pharmacy of Charles University. The second chapter
reports my experience in hospital pharmacy at the Centro Hospitalar Universitário da
Cova da Beira. Finally, the third chapter describes my experience in community
pharmacy at Farmácia Silveira Mem Martins.
The first chapter is entitled “Evaluation of topical formulation based on ceramides and
study of its effect on the skin barrier properties” and was carried out within the scope of
the research component, under the supervision of Prof. Dr. Andrej Kovacik. It is known
that changes in the lipid content of the stratum corneum, especially ceramides, correlate
with skin diseases. The present work aimed to study the role of topical formulations
based on ceramides and the barrier properties of the skin after applying the prepared
emulsions. The study concluded that the topical application did not favor the barrier
properties, however, it increased the organization of the lipid chain. These results may
be useful to further support other studies that develop topical lipid-based formulations.
In the second chapter, I report my experience over 8 weeks in Hospital Pharmacy, under
the guidance of Dra. Olímpia Fonseca. In this chapter, I present everything I have learned
about the medication circuit in the hospital and how the pharmacist plays a key role in
its multidisciplinary team.
In the third chapter, I describe my experience in Community Pharmacy, under the
guidance of Dra. Bruna Castanheira. I described the activities to be developed in the
community pharmacy and how the pharmacist has an active role in society.O presente trabalho encontra-se dividido em três capítulos. O primeiro capítulo é
referente ao trabalho da vertente de investigação em Ciências Farmacêuticas,
desenvolvido ao abrigo do programa ERASMUS+, na Charles University. O segundo
capítulo relata a minha experiência em farmácia hospitalar no Centro Hospitalar
Universitário da Cova da Beira. Para finalizar, o terceiro capítulo descreve a minha
experiência em farmácia comunitária na Farmácia Silveira Mem Martins.
O primeiro capítulo intitula-se “Evaluation of topical formulation based on ceramides
and study of its effect on the skin barrier properties” e foi realizado no âmbito da
componente de investigação, sob orientação do Prof. Dr. Andrej Kovácik. Sabe-se que
mudanças no conteúdo de lípidos no stratum corneum, especialmente ceramidas,
correlacionam-se com doenças da pele. O presente trabalho teve como objetivo estudar
o papel de formulações tópicas à base de ceramidas, e estudar as propriedades barreira
da pele após a aplicação das emulsões preparadas. O estudo permitiu concluir que a
aplicação tópica não favoreceu as propriedades barreira, no entanto, aumentou a
organização da cadeia lipídica. Estes resultados podem ser úteis para suportar outros
estudos que desenvolvam formulações tópicas à base de lípidos.
No segundo capítulo relato a minha experiência ao longo de 8 semanas em Farmácia
Hospitalar, sob a orientação da Dra. Olímpia Fonseca. Apresento neste capítulo tudo o
que apreendi sobre o circuito do medicamento no hospital e como o farmacêutico
desempenha um papel fulcral na equipa multidisciplinar.
No terceiro capítulo descrevo a minha experiência em Farmácia Comunitária, sob a
orientação da Dra. Bruna Castanheira. Descrevi as atividades a serem desenvolvidas na
farmácia comunitária e como o farmacêutico possui um papel ativo perante a sociedade
Os Efeitos do Bisfenol A na Infertilidade Masculina Humana
No full textOs disruptores endócrinos (DE) podem ter um efeito nocivo no sistema endócrino do
corpo humano. São definidos pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA como "um
agente que interfere com a síntese, secreção, transporte, ligação ou eliminação de
hormonas naturais no organismo responsáveis pela manutenção da homeostasia,
reprodução, desenvolvimento e/ou comportamento. Ao interferir com o sistema
hormonal, produzem efeitos adversos no desenvolvimento, reprodução, sistema
neurológico, cardiovascular, imunológico e metabolismo, tanto em seres humanos como
na vida selvagem. De acordo com a OMS, os DE são maioritariamente fabricados pelo
homem, encontrados ubiquamente no nosso dia-dia, nomeadamente em pesticidas,
metais, aditivos ou contaminantes nos alimentos e produtos de higiene pessoal. A
exposição humana ocorre através da ingestão de alimentos, poeiras e água, através da
inalação de gases e partículas no ar e através da pele. O Bisfenol A (BPA) é um disruptor
endócrino capaz de imitar ou bloquear os recetores e alterar as concentrações hormonais
e o seu metabolismo. Apesar de ser detetado em doses baixas, a sua exposição pode
estimular respostas celulares e afetar as funções do corpo. Nos seres humanos, o
aumento da exposição ao BPA tem sido correlacionado com o aparecimento ou
desenvolvimento de várias doenças, problemas de saúde e condições médicas. Com esta
revisão da literatura pretendeu-se verificar quais os efeitos do BPA na infertilidade
masculina humana, recorrendo à bibliografia publicada mais recentemente. Assim, esta
revisão permitiu concluir que parecem existir efeitos nocivos deste composto na
infertilidade masculina humana, causando alterações hormonais e nas características do
sémen. No entanto estas conclusões carecem de estudos científicos mais robustos e
reprodutíveis. Ainda assim, e uma vez que a infertilidade masculina é cada vez mais
prevalente, devem ser tomadas medidas preventivas, a fim de salvaguardar a fertilidade
do homem.Endocrine disruptors (EDs) can have a harmful effect on the human body's endocrine
system. They are defined by the US Environmental Protection Agency as “an agent that
interferes with the synthesis, secretion, transport, binding or elimination of naturally
occurring hormones in the body responsible for maintaining homeostasis, reproduction,
development and/or behavior”. By interfering with the hormone system, they produce
adverse effects on the development, reproduction, neurological, cardiovascular, and
immune systems and metabolism in both humans and wildlife. According to the World
Health Organization, EDs are mostly man-made, found ubiquitously in our daily lives,
notably in pesticides, metals, additives or contaminants in food and personal care
products. Human exposure occurs through ingestion of food, dust and water, through
inhalation of gases and particles in the air and through the skin. Bisphenol A (BPA) is a
proven endocrine disruptor capable of mimicking or blocking receptors and altering
hormone concentrations and metabolism. Although consumed in low doses, it can
stimulate cellular responses and affect the body's functions. In humans, increased
exposure to BPA has been correlated with the onset or development of several diseases,
health problems and medical conditions. This literature review aimed to verify the effects
of BPA on human male infertility, using the most recently published literature. Thus, this
review allowed us to conclude that there seem to be harmful effects of this compound on
human male infertility, causing changes in hormonal and semen characteristics.
However, these conclusions lack more robust and reproducible scientific studies. Even
so, and since male infertility prevalence is increasing, preventive measures must be taken
to ensure male fertility
Avaliação de i-motif no gene B-MYB como uma terapia inovadora para o cancro de pulmão
No full textO cancro do pulmão é um dos mais diagnosticados e mortais em todo o mundo. Os protooncogenes desempenham funções importantes tais como reguladores do crescimento
celular normal, a divisão e a apoptose. No entanto os proto-oncogenes podem dar origem a
oncogenes e levar ao crescimento celular descontrolado, o que pode resultar no
desenvolvimento de cancro. Oncogenes têm um papel crucial no desenvolvimento do cancro.
B-MYB é um proto-oncogene que codifica um fator de transcrição crucial na proliferação e
diferenciação celular. Em células do cancro do pulmão este gene encontra-se com níveis de
expressão elevados. De forma a controlar a expressão de oncogenes tem surgido interesse
em estudar estruturas não-canónicas de ácidos nucleicos. A estrutura i-motif (iM) tem
interesse como possível alvo terapêutico, uma vez, que há sugestões que indicam que estas
estruturas estão envolvidas em processos biológicos como a transcrição.
Este trabalho teve como objetivo identificar e caracterizar a estrutura iM no gene B-MYB
assim como estudar a interação/estabilização na presença de ligandos.
De maneira a alcançar estes objetivos, foi primeiramente realizada uma análise
bioinformática do gene B-MYB onde foram identificadas regiões promissoras de estruturas
de iM. Após a análise bioinformática foram realizados estudos de caracterização biofísica
tais como dicroísmo circular (CD), UV, ressonância magnética nuclear e PAGE.
Posteriormente foi determinada a estabilização das sequências na presença de vários
ligandos (acridinas, porfirinas, fenantrolinas) por FRET-melting e CD e afinidade através
da técnica de ressonância plasmónica de superfície (SPR) baseada num biossensor ótico e
espetroscopia de fluorescência. Por fim foi estudada a interação dos ligandos selecionados
(TMPyP4 e 360A) na linha celular A549.
Os resultados da análise bioinformática demonstraram 6 regiões promissoras para a
formação da estrutura iM. Através da caracterização biofísica foi demonstrado que 5 formam
a estrutura iM. O ensaio da interação de ligandos na linha celular A549 mostrou que o
ligando TMPyP4 induz a formação da estrutura i-motif nas células. O ligando 360A não
apresentou grande diferença em relação ao controlo, concluindo assim que este ligando não
induz a formação do iM nesta linha celular.Lung cancer is one of the most diagnosed and deadliest cancers worldwide. Proto-oncogenes
have important functions, including regulating normal cell growth, division and apoptosis.
However, proto-oncogenes have the potential to become oncogenes, which can cause
uncontrollable cell growth, ultimately leading to the development of cancer. The presence of
oncogenes plays a crucial role in the pathogenesis of cancer.
B-MYB is a proto-oncogene, displaying high expression levels in lung cancer, that encodes a
transcription factor crucial in cell proliferation and differentiation. There is increasing
interest in investigating non-canonical nucleic acid structures to regulate oncogene
expression, with the i-motif (iM) structure of particular interest as a possible therapeutic
target. This arises from suggestions that these structures play a role in biological processes
such as transcription.
This work aimed to identify and characterize the iM structure of the B-MYB gene, as well as
explore its interaction and stabilization in the presence of ligands.
To achieve these objectives, a bioinformatic analysis of the B-MYB gene was first carried out,
in which was identified promising regions of iM structures. Subsequently, biophysical
characterization studies were conducted, including circular dichroism, nuclear magnetic
resonance, PAGE and UV. The sequences’ stability in the presence of different ligands -
acridines, porphyrins, phenanthrolines- was assessed using FRET and CD, and SPR
technique to determine their affinity. Thereafter, the interaction of the selected ligands
(TMPyP4 and 360A) was studied in the A549 cell line.
The bioinformatics analysis revealed 6 promising regions for iM structure formation, with
biophysical characterization confirming that 5 of those regions form the iM structure. The
ligand interaction assay on the A549 cell line showed that the TMPyP4 successfully induces
i-motif structure formation in the cells. However, no significant difference was observed
when the 360A ligand was compared to the control, concluding that this ligand does not
induce iM formation in this cell line
Effects of G-quadruplex structures formation in miRNA expression associated with lung cancer
No full textLung cancer (LC) is a growing health issue. Characterized by the aggressive profile and late
presentation, it ranks first as the deadliest cancer worldwide, requiring novel therapeutic
approaches and biomarkers to improve the prognosis. MicroRNAs (miRNAs or miR) are
actively implicated in the inhibition of gene expression, leading to pathologies when
dysregulated. In this way, they are promising targets in diagnosis but also therapy by
restoring the endogenous levels. MiR-3196 and miR-193a-5p/3p are aberrantly expressed
in LC, affecting the cancer cell’s apoptosis, proliferation, and migration.
The G-quadruplex (G4) is a non-canonical secondary structure capable of structurally
interfering with the enzymatic maturation and target binding in miRNAs, acting as a
potential tool for miRNA silencing.
The current dissertation determines the expression and therapeutic potential of miR-3196
and miR-193a-3p/5p in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) and LC cell lines and
evaluates the miRNA-silencing by the G4 structure stabilization within the precursor
sequences. Overall, the abnormal profile of both miRNAs and their suitability as targets was
observed. Biophysical evidence confirmed the folding of stable parallel G4 structures in the
pre-miRNAs, greatly stabilized by the ligand C8-NH2. In cells, incubation with the ligand
did not reveal a G4-mediated effect on the maturation. Hence, further research is required
to validate the results and assess this hypothesis as an anti-cancer strategy.O cancro do pulmão é uma das neoplasias malignas mais agressivas. Por ser frequentemente
diagnosticado em estadios mais avançados, a eficácia dos tratamentos é mais limitada,
resultando num pior prognóstico e maior reincidência. Opções terapêuticas e
biomarcadores alternativos estão a ser estudados. Os microRNAs (miRNAs ou miR) são
importantes reguladores da expressão genética, cuja desregulação favorece um ambiente
ideal para o desenvolvimento de tumores, progressão e resistência ao tratamento. Desse
modo, é importante restaurar os níveis endógenos normais. O miR-3196 e o miR-193a5p/3p estão alterados no cancro do pulmã0, afetando a apoptose, proliferação e migração
das células cancerígenas.
O G-quadruplex (G4) é uma estrutura secundária não canónica capaz de se formar em
condições iónicas favoráveis e na presença de ligandos. Nos miRNAs, o G4 dificulta a
maturação enzimática e a ligação ao alvo, pelo que, pode ser explorado como uma estratégia
terapêutica para modular a biogénese e a função.
O presente trabalho determina a expressão e o potencial terapêutico do miR-3196 e do miR193a-3p/5p em células mononucleares do sangue periférico e em linhas celulares do cancro
do pulmão; seguido da caraterização do G4 nos pre-miRNAs e do seu papel na biogénese.
No geral, os resultados demonstraram o perfil anormal de ambos os miRNAs, bem como a
sua associação com as metástases, tipo histológico e com mutações; e a formação de
estruturas G4 paralelas estáveis nas sequências precursoras, estabilizadas mais fortemente
pelo ligando C8-NH2. Nas células, a incubação com o ligando não revelou um efeito
específico do G4 na maturação. Nesse sentido, apesar do potencial destes miRNAs como
alvos e da regulação dos seus níveis e função mediante o G4, futuros trabalhos de
investigação são necessários para estabelecer uma estratégia anticancerígena
Experiência Profissionalizante na vertente de Farmácia Comunitária e Investigação
No full textA presente dissertação para a obtenção do grau de mestre em Ciências Farmacêuticas
encontra-se dividida em duas partes, a primeira parte incide sobre o trabalho de
investigação e a segunda refere-se ao relatório desenvolvido durante o estágio curricular
em farmácia comunitária.
Na primeira parte é descrito todo o trabalho de investigação que incidiu no estudo da
gestão da rinite alérgica (RA) em adultos jovens. Nesse sentido, o trabalho encontra-se
segmentado em 5 componentes chave, a obtenção e caracterização sociodemográfica da
amostra, caracterização dos sintomas associados à RA, terapêutica medicamentosa da RA,
outras influências na gestão da RA e influências da Covid-19 na gestão da RA. Para a
recolha dos dados, foi realizado um inquérito baseado num questionário online, que
contou com 318 respondentes, sendo que 239 questionários foram considerados válidos. A
análise estatística dos dados obtidos foi efetuada no Microsoft Office 365 - Excel e no IBM
Statistical Package for the Social Sciences (SPSS), versão 27 para Windows, com nível de
significância de 5%.
Foi possível apurar que 1% dos participantes sofria de RA intermitente ligeira, 51% de RA
intermitente moderada a grave e 48% de RA persistente moderada a grave. Verificou-se
que os sintomas mais comuns eram a congestão nasal, os espirros e a rinorreia, e que
todos os sintomas foram avaliados como extremamente incomodativos, afetando
significativamente a qualidade de vida dos participantes. A esmagadora maioria dos
participantes (93,3%) referiram que a RA interfere de alguma forma nas atividades do diaa-dia e 71,3% mencionou que pelo menos duas atividades são afetadas.
No que se refere aos medicamentos as opções mais utilizadas para o controlo dos sintomas
são os anti-histamínicos orais, os descongestionantes nasais, os anti-histamínicos
intranasais e a solução salina, e constatou-se uma predominância da periocidade de toma
“diariamente (ou quase diariamente) quando estou com sintomas”. Ao longo do estudo os
profissionais de saúde foram sempre considerados as maiores influências na gestão da RA.
As considerações relativas à Covid-19 e o seu impacto na gestão da RA foram discordantes.
A segunda parte descreve as atividades desenvolvidas durante o estágio curricular em
farmácia comunitária realizado na Farmácia Parente, entre 7 de fevereiro a 17 de junho de
2022. Este capítulo descreve todas funções do farmacêutico comunitário que tive
oportunidade de experienciar, as mesmas encontram-se segmentadas em duas áreas, o
trabalho de backoffice e o atendimento ao público. No backoffice realizei diversas atividades tais como aquisição, receção e armazenamento de encomendas, devolução de
produtos, marcação de preços, controlo dos prazos de validade, entre outras tarefas. No
atendimento ao público dispensei variados medicamentos/produtos de saúde e procurei
efetuar sempre um aconselhamento individualizado para cada utente, promovendo a
adesão à terapêutica e fornecendo informações sobre o modo de utilização, posologia,
duração do tratamento, indicações de conservação, possíveis efeitos adversos e o uso
seguro e racional dos medicamentos/ produtos de saúde. Adicionalmente, tive a
oportunidade de colaborar ativamente nos serviços farmacêuticos disponibilizados na
farmácia, nomeadamente na medição de parâmetros fisiológicos e bioquímicos e na
preparação individualizada da medicação.
O estágio permitiu-me consolidar e aplicar os conhecimentos adquiridos ao longo da
formação académica e aprender mais sobre o funcionamento da farmácia e as funções e
competências do farmacêutico.This dissertation for obtaining the Master’s Degree in Pharmaceutical Sciences is divided
into two parts, the first part focuses on the research work and the second refers to the
report developed during the curricular internship in community pharmacy.
The first part describes the research project that focused on the management of allergic
rhinitis (AR) by young adults. In this regard, the work is segmented into five key
components: obtaining and sociodemographic characterization of the sample,
characterization of symptoms associated with AR, pharmacological therapy of AR, other
influences on the management of AR, and Covid-19 influences on the management of AR.
For data collection, an online questionnaire survey was conducted. The inquiry had 318
respondents, of which 239 questionnaires were considered valid. Statistical analysis of the
obtained data was performed using Microsoft Office 365 - Excel and IBM Statistical
Package for the Social Sciences (SPSS), version 27 for Windows, with a significance level of
5%.
Data analysis showed that 1% of the participants suffered from mild intermittent AR, 51%
from moderate to severe intermittent AR, and 48% from moderate to severe persistent
AR. The most common symptoms were nasal congestion, sneezing, and rhinorrhea, and all
symptoms were rated as “extremely bothersome”, significantly affecting the quality of life
of the participants. The overwhelming majority of the participants (93.3%) reported that
AR interferes in some way with their daily activities, and 71.3% mentioned that at least
two activities are affected.
In terms of medication, the most commonly used options for symptoms control were oral
antihistamines, nasal decongestants, intranasal antihistamines, and saline solution, and
there was a predominance of "daily (or almost daily) when I have symptoms" in terms of
frequency of use. Throughout the study, healthcare professionals were considered the
biggest influences on the management of AR. The considerations regarding Covid-19 and
its impact on the management of AR were discordant.
The second part of the dissertation describes the activities developed during the curricular
internship in community pharmacy carried out at Farmácia Parente, from February 7th to
June 17th, 2022. This chapter describes all the functions of the community pharmacist that
I had the opportunity to experience, which are segmented into two areas: back office work,
and customer service. In the back office, I performed several activities such as acquisition reception, and storage of medicines and other products, product returns, price marking,
and controlling expiration dates, among other tasks. In customer service, I dispensed
various medications/health products and always tried to provide individualized advice for
each user, promoting adherence to therapy and providing information on the use,
contraindications, and possible side effects of the products dispensed. Additionally, I had
the opportunity to actively collaborate in the pharmaceutical services provided in the
pharmacy, such as the measurement of physiological and biochemical parameters and the
individualized preparation of medication.
Overall, the curricular internship was a very enriching experience that allowed me to
consolidate and apply the knowledge acquired throughout the academic training and to
acquire practical skills about the daily activities of a community pharmacist
Synthesis of anthraquinone derivatives for Catechol-O-methyltransferase inhibition
No full textCatechol-O-methyltransferase (COMT, EC 2.2.1.6) is the enzyme that O-methylates
catecholamine neurotransmitters, such as dopamine, epinephrine and norepinephrine, catechol
estrogens and other drugs and substances that have a catecholic structure. Due to its correlation
with Parkinson’s disease, cardiovascular diseases, and hormone-dependent cancers, COMT is of
great therapeutic interest. Parkinson's disease is a neurological disorder characterized by the
degradation of dopaminergic neurons, with a consequent reduction in dopamine levels in the
striatum. The most effective treatment for Parkinson’s disease to date involves the administration
of levodopa along with COMT and aromatic L-amino acid decarboxylase (AADC) inhibitors to
increase the amount of levodopa in the brain, since only 1% of the amount of levodopa
administered would reach the brain as it is degraded both by AADC, forming dopamine, and by
COMT, whose degradation would lead to the formation of 3-O-methyldopa. However,
commercially available COMT inhibitors lack effectiveness, have harmful effects and/or are
unable to cross the blood-brain barrier. Thus, it is crucial to find and develop new compounds
that are more powerful, less harmful and have better pharmacokinetics properties than the
inhibitors currently in clinical use. With this goal in mind, previously, our research group
synthesized a class of compounds known as triazolopyrimidines, which can be considered
catechol bioisosters and can thus interact with the active site of COMT. In the present work,
alizarin, a proven molecule capable of inhibiting COMT, was used as the basis for the synthesis of
a novel anthraquinone family compound. The synthesized compound, 3-nitroalizarin, shares
many structural similarities with tolcapone. There was also an attempt to synthesize histazarin,
an alizarin analogue, as well as the possibility of synthesizing 1-nitrohistazarin. Because of the
positions of the hydroxyl and nitro groups, these molecules are more similar to tolcapone than
alizarin and histazarin. Unfortunately, histazarin could not be synthesized, which prevented the
synthesis of 1-nitrohistazarine. The triazolopyrimidine derivatives and the anthraquinone
derivatives were subjected to molecular docking to determine which molecular interactions might
occur between the compounds and the active site of the protein and to access their binding
affinities. All compounds can be possible inhibitors since it was predicted that they would form
molecular interactions with the protein’s active site similar to those that tolcapone established,
exhibiting even higher binding energies than tolcapone. Recombinant human MBCOMT lysates
were used to test the potency of these compounds, being incubated with the compounds at several
concentrations to determine the IC50 values. All compounds had the capability to reduce the
MBCOMT activity, however triazolopyrimidine derivatives exhibited lower and constant
inhibition across the tested concentrations. Anthraquinone derivatives exhibited the highest
potency, with 3-nitroalizarin being the most potent. Subsequently, two different cell lines were
used, Normal Human Dermal Fibroblasts (NHDF) and Rat Dopaminergic Neural Cell Line (N27),
in cytotoxicity assays for the most promising compounds. These cells were treated with the compounds first in a screening trial and then in a concentration-response assay. While
compounds at 10 µM exhibit low cytotoxicity, cell viability dramatically decreases at 100 µM. The
results of the concentration-response assays show that the IC50 values are significantly higher
than those from the enzymatic assays, proving that these compounds are not hazardous at the
concentrations at which they inhibit 50% of COMT activity. Thus, it is concluded that alizarin and
3-nitroalizarin are both very promising molecules and should be used in further research on
hepatocyte toxicity testing, co-crystallization, and differential scanning fluorimetry, among
others.A catecol-O-metiltransferase (COMT, EC 2.2.1.6) é a enzima responsável pela degradação de
catecolaminas neurotransmissoras (dopamina, adrenalina e noradrenalina), estrogénios
catecólicos e inúmeras moléculas com estrutura catecólica. A COMT apresenta elevado interesse
clínico, devido a estar associada a inúmeras doenças, nomeadamente à doença de Parkinson,
doenças cardiovasculares e cancros hormono-dependentes, entre outras. A doença de Parkinson
é uma desordem neurológica caracterizada pela degradação de neurónios dopaminérgicos, com
consequente redução dos níveis de dopamina no espaço nigro-estriatal. Atualmente, a terapia
mais eficaz é a administração de levodopa em conjugação com inibidores da COMT e da Laminoácido aromático descarboxilase (AADC), enzimas envolvidas no seu metabolismo, na
esperança de se conseguir aumentar os níveis de levodopa que chegam ao cérebro para posterior
conversão a dopamina. No entanto, os inibidores da COMT existentes comercialmente têm
potência inferior à desejada, apresentam variadíssimos efeitos secundários e a maioria dos
inibidores é incapaz de penetrar a barreira hematoencefálica. Assim, é vital a procura e
desenvolvimento de novos compostos mais potentes, menos tóxicos e com melhores propriedades
farmacocinéticas que os inibidores existentes. Com este objetivo em mente, anteriormente, o
nosso grupo de investigação sintetizou um conjunto de triazolopirimidinas que podem ser
consideradas bioisósteros de catecóis e que, por isso, poderiam interagir com o sítio ativo da
COMT. No presente trabalho, além de se ter continuado a estudar o potencial interesse das
triazolopirimidinas na inibição da COMT, foi também sintetizado um composto da família das
antraquinonas, a partir de um já existente e já comprovado como inibidor da COMT, a alizarina.
O composto sintetizado, a 3-nitroalizarina, tem uma estrutura bastante semelhante à do
tolcapone, o composto comercial com maior poder inibitório da isoforma membranar da COMT
(MBCOMT), podendo considerar-se um potencial inibidor da COMT. Adicionalmente, tentou-se
também sintetizar um análogo da alizarina, histazarina, para posterior síntese da 1-
nitrohistazarina. Estes compostos apresentam ainda maior semelhança com o tolcapone do que a
alizarina e a 3-nitroalizarina, devido às posições dos grupos hidroxilo e nitro. No entanto, não foi
possível sintetizar a histazarina, o que, por consequência, impossibilitou a síntese da 1-
nitrohistazarina. O docking molecular foi utilizado como uma importante ferramenta para prever
de que forma os compostos em estudo iriam interagir com o sítio ativo da proteína. Assim, tanto
as triazolopirimidinas como as antraquinonas foram sujeitas ao docking molecular usando a
estrutura tridimensional da MBCOMT obtida a partir do AlphaFold Protein Structure Database.
Todos os compostos poderão formar interações moleculares com o sítio ativo da proteína
semelhantes às interações estabelecidas pelo tolcapone, o que os torna potenciais inibidores da
COMT. A potência destes compostos foi testada em lisados recombinantes da MBCOMT humana
provenientes de Komagataella pastoris, tendo sido estudados em diferentes concentrações,
concretamente, 1, 2.5, 5, 7.5, 10, 15, 20, 30, 60 e 100 µM. Todos os compostos foram capazes de
reduzir a atividade da MBCOMT, no entanto, os derivados de dihidrotriazolopirimidinas (DHPM)
possuem uma inibição baixa e independente das diferentes concentrações testadas. Quanto aos derivados antraquinonas, estes foram os que apresentaram maior potência inibitória, sendo a 3-
nitroalizarina a mais potente. Após os ensaios enzimáticos, os compostos mais promissores foram
sujeitos a ensaios de citotoxicidade. Para isso, foram usadas duas linhas celulares distintas,
fibroblastos normais da derme humana e uma linha neuronal dopaminérgica de rato, as quais
foram incubadas com os compostos, primeiramente num ensaio de screening (10 e 100 µM) e
posteriormente num ensaio para obtenção de curvas de concentração-resposta. Os compostos a
10 µM apresentaram baixa citotoxicidade enquanto a 100 µM observou-se um declínio drástico
na viabilidade celular. Quanto aos ensaios concentração-resposta, os valores de concentração
inibitória média (IC50) obtidos são consideravelmente superiores aos obtidos nos ensaios
enzimáticos, o que indica que estes compostos não apresentam toxicidade nas concentrações a
que inibem 50% da atividade da COMT. Conclui-se então que, tanto a alizarina como a 3-
nitroalizarina, são compostos bastante promissores e que devem prosseguir para futuros estudos,
tais como fluorimetria de varrimento diferencial, co-cristalização, ensaios de toxicidade em
hepatócitos, entre outros
Nanodiamonds selectivity towards DNA and RNA: exploiting a tool for biopharmaceuticals capture
No full textThe therapeutic potential of RNA has been unveiled since its discovery in the beginning
of the 20th century. Notwithstanding, for RNA to be used for such applications, it has to
present high purity, integrity, and biological activity.
The recombinant production of nucleic acids is a complex process involving multiple
steps. It can be divided into upstream and downstream processing. While improvements
have been made in upstream processing, the same level of progress is not directly
observed for downstream processing.
Downstream processing, a crucial part of a bioprocess, involves the recovery,
concentration, and purification of the product from the upstream process. It
encompasses three main steps: initial recovery, high-resolution purification, and
polishing. The higher the product purity level achieved in the low-resolution purification
phase, the greater the potential for reducing high-resolution purification steps, thereby
enabling cost reduction. This is particularly important, as downstream processing
accounts for nearly 80% of the total biopharmaceutical production costs.
To advance on the current state-of-art for RNA purification, an optimization of an
adsorption method for the pre-purification of RNA when it is present in complex E. coli
lysate samples, using MDs, NDs, and functionalized NDs as adsorbents was carried out.
A simple and efficient method, using the CM that showed to be the most promising, for
the selective capture and recovery of RNA from E. coli lysates containing impurities such
as pDNA and proteins, was developed. Particularly, ND-ox were the materials that
showed to be the most promising, allowing the achievement of an adsorption capacity of
86.9 mg of RNA/g of CM, not being present pDNA in the RNA sample recovered at the
end of the procedure, and achieving an elimination of solubilized proteins of 91.28 %
relatively to the initial sample.
Globally, the results of this work demonstrated that ND-ox can be used as adsorbents in
DSPE, being capable of selectively capturing RNA and enabling its complete recovery
without contamination.O potencial terapêutico do RNA tem vindo a ser estudado desde a sua descoberta no
início do século XX. Não obstante, para que o RNA possa ser usado em tais aplicações
tem de apresentar elevada pureza, integridade, assim como atividade biológica.
A produção recombinante de ácidos nucleicos é um processo complexo que envolve
múltiplas etapas, e pode dividir-se em processamento upstream e downstream. Embora
tenham sido feitas melhorias no processamento upstream, o mesmo não se observa
diretamente no processamento downstream.
O processamento downstream é a parte de um bioprocesso no qual o produto obtido do
processamento upstream é recuperado, concentrado e purificado. Este inclui três etapas
principais: recuperação inicial ou purificação de baixa resolução, purificação de alta
resolução, e polimento. Quanto maior o nível de pureza do produto após a fase de
purificação de baixa resolução, maior a probabilidade de minimizar o número de passos
de purificação de alta resolução, permitindo assim que haja uma redução de custos, uma
vez que o processamento downstream representa cerca de 80% dos custos totais de
produção de biofármacos.
Para avançar no estado-de-arte atual relativo à purificação de RNA, procedeu-se a uma
otimização de um método de adsorção para a pré-purificação de RNA quando este está
presente em amostras complexas de lisado de E. coli, utilizando microdiamantes,
nanodiamantes e nanodiamantes funcionalizados como adsorventes.
Foi desenvolvido um método simples e eficiente, utilizando os materiais de carbono para
a captura seletiva e recuperação de RNA de lisados de E. coli contendo impurezas como
pDNA e proteínas. Em particular, os nanodiamantes oxidados foram os materiais que
mostraram ser os mais promissores, permitindo alcançar uma capacidade de adsorção
de 86.9 mg RNA/g de CM, não havendo presença de pDNA na amostra de RNA
recuperada no final do procedimento, e atingindo uma eliminação de 91.28 % de
proteínas solubilizadas da amostra recuperada relativamente à inicial.
Globalmente, os resultados deste trabalho demostraram que os nanodiamantes oxidados
podem ser utilizados como adsorventes em extração de fase sólida dispersiva, sendo
capazes de capturar seletivamente RNA e permitindo a sua completa recuperação sem
contaminação
Validação de Métodos Internos de ensaio para determinação de proteína em produtos lácteos
No full textEste relatório, decorrente de um estágio, aborda aspetos na validação de
métodos internos para análises de proteínas e as funções desempenhadas no controlo
produtivo, por um técnico de laboratório na Schreiber Foods, uma empresa laticínios.
O objetivo principal foi avaliar a viabilidade do uso do método Dumas, de forma a
substituir o método Kjedahl no contexto da empresa, visando uma maior rapidez,
segurança e sustentabilidade ambiental. O estudo abrangeu três tipos de produtos: o
leite, o semielaborado e o iogurte. Estes representam as três fases do processo de
fabrico de iogurte. Foram utilizadas cinco fontes de análise, uma para o método Dumas,
VELP NDA 701, e quatro para o método Kjedahl, “Lab1” e “Lab2” que representam
empresas externas acreditadas, e MS120 e FT3 equipamentos internos de análise
calibrados. As análises efetuadas sugerem uma forte correlação entre os métodos,
especialmente para o semielaborado, 0,994, e iogurte, 0,988. Com recurso a análise de
regressão foi possível estabelecer fatores de conversão entre os métodos de 0,1608 para
o semielaborado e 0,0578 para o iogurte, embora com limitações fora do espaço
amostral. Adicionalmente, testes ANOVA confirmaram diferenças significativas entre
os métodos, bem como a sua independência face a outros fatores. No entanto, o método
Dumas apresentou uma baixa precisão com erro médio de ±0,11 fora dos limites
exigidos pela empresa Schreiber Foods para a sua aplicação a nível empresarial.This report, resulting from an internship, addresses aspects in the validation of
in-house methods for protein analysis and the roles played in production control by a
laboratory technician at Schreiber Foods, a dairy company. The main objective was to
assess the viability of using the Dumas method to replace the Kjeldahl method within
the company, aiming for greater speed, safety, and environmental sustainability. The
study covered three types of products: milk, semi-processed products, and yogurt,
representing the three phases of the yogurt manufacturing process. Five sources of
analysis were used, one for the Dumas method, VELP NDA 701, and four for the
Kjeldahl method,"Lab1" and "Lab2," representing accredited external companies, and
MS120 and FT3, internally calibrated analysis equipment. The conducted analyses
suggest a strong correlation between the methods, especially for “semielaborated”
products, 0,994, and yogurt, 0,988. Regression analysis allowed for establishing a
conversion factor between the methods for “semielaborated” products being 0,1608
and for yogurt, 0,0578, although with limitations outside the sample space.
Additionally, ANOVA tests confirmed significant differences between the methods, as
well as their independence from other factors. However, the Dumas method exhibited
low precision average error of, ±0.11 outside the scope required by the Schreiber Foods
Company for its application at an enterprise level
Impacto dos Processos Mecânicos do Converting nas Propriedades do Papel Tissue
No full textTissue paper is truly rooted in the daily life of modern society due to the wide variety of products that make different applications possible. For this type of industry, it is a huge challenge to produce the best products to retain the final consumer. Tissue paper is a paper characterized mainly by its low grammage and tensile strength, and by its high softness, liquid absorption, and elasticity. Depending on the product segment to be produced, it is necessary to consider which of these characteristics are essential, for example, in toilet paper the focus is on softness and absorbency, in kitchen rolls it is on absorbency and wet strength, softness on napkins, absorption and wet strength and softness on facial tissues. These properties must be adapted to meet end consumer requirements, which vary greatly for the different countries in the world. The tissue paper production process uses virgin cellulose as the main raw material and involves two steps: the formation of the tissue paper sheet itself (tissue base paper) and its transformation into different types of finished products. This work essentially addresses this second stage, where the transformation of tissue base paper into finished products takes place and its impact on the properties of the products produced. During the tissue paper base sheet transformation process, also called the conversion process, the properties acquired in the previous step are altered, as the sheet is subjected to successive operations that will permanently deform it. The converting machine is characterized by several operations, the main ones being winding/unwinding, embossing/laminating, perforating, cutting, packaging, and palletizing. The converting process proves to be very complex and has a huge impact on the properties of the finished tissue paper. Embossing is the key operation in the tissue paper transformation process, as it is the one that most affects the final properties of the finished product. This operation consists in marking a pattern on the tissue paper base sheet by applying pressure, with the purpose of producing papers that are more appealing to the final consumer and/or being a mean to recognize a brand. In addition to visually affecting the paper, it also affects the final properties of the finished products, adding a more pronounced third Z dimension with a compression matrix, increasing its liquid absorption capacity and volume, but, on the other hand, reducing its softness and tensile strength.
Since embossing is the most impacting operation in the transformation of tissue paper and taking into account the industrial embossing process, a system was developed that would allow the study on a laboratory scale of the impact of this operation on the physical-mechanical properties of tissue paper, depending on the different operating parameters of the converting machine, such as the finishing of the dots and/or lines of the embossing pattern, hardness of the embossing rubber, pressure, temperature and humidity, both on laboratory sheets (isotropic handsheets) and on industrial base tissue paper (anisotropic and creped sheets). As this laboratory set-up makes it possible to control all the operating parameters individually, it was possible to optimize the embossing process at a laboratory level and its validation was carried out using the finite element method. Thus, for each new unique standard that the tissue paper industry intends to implement, they can test it in the laboratory before making the scale-up.
Using the laboratory embossing system, we started by studying how pressure affects the main properties of tissue paper. Industrial base tissue paper sheets were used and an optimum pressure of 2.8 bar was achieved for this system. It was possible to distinguish two effects that occur in the tissue paper sheet during the embossing operation with pressure, the densification of the sheet and the permanent deformation of the sheet with the mark of the pattern. The effect of pressure when densifying the paper sheet gives it a gain in mechanical strength, but without differences in terms of liquid absorption. The two embossing patterns (deco and micro) showed different behaviors with the effect of pressure, but both showed losses in both mechanical properties and softness. These losses were less pronounced for the pressure 2.8 bar since the densification is maximum for this pressure. On the other hand, the finite element method failed to show how pressure affects paper strength.
Another operating parameter that also impacts the final properties of tissue products is the influence of the hardness of the rubber used in the counter-roller to the embossed steel roll with an engraved pattern. Three different configurations of stacking rubber plates with different hardness on sheets of industrial tissue paper were studied. This study allowed us to conclude that to obtain greater softness, the best solution was where two rubber plates with different hardness were used, and the rubber plate with greater hardness was in contact with the tissue paper sheet. This result corroborates the future industrial trend in which the use of rubber rollers in the embossing operation with an inner layer of low hardness and an outer layer of high hardness is pointed out. The finite element method, in addition to validating the results obtained, proved to be a reliable tool to virtually test other configurations, such as, for example, three or more rubber plates with different hardness. The impact of the geometry of the finishing of the lines and dots of the patterns to be embossed, on the final properties of the tissue paper was another operating parameter object of study. This work was carried out using industrial base tissue paper sheets and it was concluded that although the patterns with straight finish geometry individually presented a higher softness value, when the prototype of a finished product with 2 plies (deco + micro) was assembled, the greater softness was obtained for the round finish geometry. It was confirmed that the softness value decreases with increasing bulk, being more pronounced for the micro embossing pattern. No relevant differences were found in the kinetics of liquid droplet scattering over time, from which it can be inferred that the finish geometry of the lines and dots of the embossing patterns does not affect this property in this type of products. The finite element method also in this case, allowed a better understanding of the effect of the pattern finishing geometry on the tissue paper sheet, and the simulation results matches with the experimental results, showing the same trend where the patterns with round geometry marked more tissue paper sheet than patterns with straight finishing.
The laboratory embossing system was also used to investigate the effect of this converting operation on industrial base tissue paper sheets and handsheets. To evaluate the influence of the embossing patterns, the fiber composition and the creping process, industrial base tissue paper sheets, handsheets produced from a fibrous suspension obtained from the disintegration of the industrial sheet were used as samples (keeping the same fibrous composition) and handsheets produced from a never-dry bleached eucalyptus industrial kraft pulp. The handsheets were produced with a grammage of 17 g/m2 (grammage similar to the industrial base tissue paper) and not pressed. The results indicated that the embossing process produced more bulky and porous structures, at the expense of losses in mechanical and softness properties, which were more pronounced for the micro pattern than for the deco pattern. The effect of fibrous composition showed that an increase in mechanical properties negatively impacted the softness of handsheets. Handsheets composed of 100% eucalyptus showed greater softness than handsheets whose composition is a mixture of short and long fiber. It was found that the crepe existing in the sheet of industrial base tissue paper, gives it a high elongation capacity that is practically non-existent in the handsheets. Furthermore, due to this operation, industrial paper samples have a higher apparent porosity than handsheets samples. The analysis by the finite element method allowed the validation of the experimental results, proving that the micro pattern has a higher stress field value and, consequently, a lower mechanical strength. In addition to the use of the laboratory embossing system and to deepen the impact of embossing on the properties of finished tissue products, other studies were carried out on industrially and commercialized finished products. The absorption capacity, also being a fundamental property of tissue papers, was one of the studies developed. In this work, the absorption capacities of four different industrial base tissue papers were compared, as well as the respective 2-ply industrial toilet papers that they originated. It was concluded that the embossing operation increased the thickness and, consequently, the bulk of the toilet paper. Furthermore, it was also found that among the various samples of toilet paper there was no perceptible variation in the water absorption time, as the samples presented similar morphology and porosity. However, it was found that where bulk increased the most (about 150%), it resulted in an increase in water absorption capacity (about 60%).
Another important study to deepen the embossing operation was the impact of the sequence of stacking a toilet paper with an odd number of plies (in this case 5 plies). The two possible configurations, 1 and 2 (deco:micro pattern of 3:2 and 2:3 plies, respectively) were the object of study. The industrially produced products with both configurations were originated from the same base tissue mother-reels. Overall, the sheet stacking sequence was found to influence the properties of the finished toilet paper. For configurations 1 and 2, after the embossing process, bulk increases of 46% and 40%, respectively, and water absorption capacity increases of 2% and 17%, respectively, were recorded. Regarding the mechanical properties, both configurations had a greater negative impact caused by the deco embossing pattern. For commercial purposes and to meet the preferences of the final consumer, toilet paper with configuration 1 was more suitable for mechanical strength preferences and toilet paper with configuration 2 was the most suitable for preferences of absorbency. Regarding softness, the stacking sequence also affected the results, where configuration 2 proved to be the smoothest and most pleasant to the touch product, with an overall handfeel value of 75.3 HF, and the product produced with configuration 1 presented rougher and less pleasant to the touch, with an overall handfeel value of 68.0 HF.
Another operation that takes place in the converting machine and which also impacts both the properties of this type of product and the operability of the machine itself is the perforating operation. A system was then developed that would allow a laboratory-scale study of the impact of this operation on the perforation efficiency of the finished products. This perforation system applies to all tissue paper products, such as kitchen paper or toilet paper, that need to be portioned according to the needs of the end consumer. The perforations facilitate this portioning, promoting the separation of sheets or services, by the perforation line without tearing them. However, the perforated paper must be strong enough to hold together under a certain tension, but on the other hand it should be weak enough that the sheet or service can be detached from the roll easily, without tearing, with little effort along the straight or patterned horizontal perforated line. This balance is given by the perforation efficiency. The higher the perforation efficiency, the easier the service separation will be. In this context, the developed laboratory perforating system allows testing new types of cuts distances on a laboratory scale, allowing the results to be transposed to an industrial scale, and allows to evaluate problems associated with the perforation of products, as well as testing new cutting patterns.
As customer satisfaction can depend on the perforation performance, the laboratory perforation system was used to perforate different commercial toilet papers (in brands and number of plies) to evaluate their perforation efficiency. With this study, it was verified a stabilization of the perforation efficiency from a cut distance of 6 mm and a 15% increase in the cut distance for the laboratory blade to correspond to the industrial perforation efficiency. The finite element method was also used to simulate the progression curve of perforation efficiency as a function of cut distance. This analysis confirmed the behavior of the evolution of the perforation efficiency with the increase of the cut distance and its stabilization from the cut distance of 6 mm.
Another study with interest to understand the impact of perforation was its evaluation in commercial toilet products. In this work, the mechanical behavior of 15 commercial toilet papers from different European producers, with equally different compositions and number of plies, was studied. A qualitative analysis of the quality of the cuts, together with a quantitative analysis of the dimensions of the same cuts, was performed through an optical system. An analysis using the finite element method was carried out where it was possible to examine the behavior of the stress concentration in the cut hole and the influence of the cut distance. The results showed that a cut distance equal to or less than 2.0 mm should not be used in these types of papers, and the perforation efficiency increased with the increasing of the cut distance, regardless of the number of plies that make up the toilet paper. The stress concentration factor was also determined and a limit value of 0.11 was reached. Toilet papers to tear at the perforation line, as desired, need to have a stress concentration factor above this limit value.
Resuming, it is in the converting machine where value is added to tissue paper products, which is why these machines are constantly evolving. At the beginning of the tissue paper transformation, the paper was rewound by hand on a mandrel and when the first semi-automatic machine appeared, only a few LOGs were wound per minute. Currently, product design plays a very important role, as in addition to its apparent sophistication, it is also the key to optimizing its properties. Therefore, more and more products are embossed and printed, and design patterns are constantly changing and optimizing. Due to market demands, the adaptability of this type of machine and its rapid updating is imperative for the producer, as meeting the requirements of the final consumer is his main motivation. The fact that the automation of the converting machines goes all the way to the end of the line (palletization), allows the producer to better control the quality and price of the product he presents to the consumer, who, in the last analysis, has a greater probability of success for the producer who have the right products that reflect the needs and wants of customers. The advantage will be found in producers who use the latest technology, because with the slowdown in the economy, products will have to be redesigned to find a lower price, which means making an additional effort to produce the products at the lowest cost possible as well as lowering the cost of transportation through distribution channels. This work thus helps the producer to optimize the operating parameters along the converting machine, pointing out some modifications, such as replacing the single hardness rubber roller with one of variable hardness, or finding the optimal pressure of the machine in which the resistance mechanics is maximized, and that when implemented will improve the quality of the product produced, adding value.
The digital twining of the various converting processes, presented here by the finite element method, proved to be a reliable modeling tool to test changes that are intended to be introduced in the process, virtually and with reduced costs. This procedure is a trend in the near future, because it allows optimization in a digital environment, without having to make several attempts and errors to determine the optimal parameters of the processes.
Due to the high competition and secrecy between different tissue paper producers and suppliers, there is little research and publications related to the production and its impact on the final properties of these types of tissue paper products. This thesis shows some advances that have been made in this area of research, since most of the studies referenced here are very recent, which indicates a slight opening of the industry to create partnerships to deepen these mechanical impacts on the properties of finished products.O papel tissue está verdadeiramente enraizado no cotidiano da sociedade moderna devido à grande variedade de produtos que possibilitam diferentes aplicações. Para este tipo de indústria, é um enorme desafio produzir os melhores produtos para fidelizar o consumidor final. O papel tissue é um papel caracterizado principalmente pela sua baixa gramagem e resistência à tração, e pela sua elevada suavidade, absorção de líquidos e alongamento. Consoante o segmento de produto a ser produzido, tem de se ter em conta qual/quais destas características são essenciais, por exemplo, no papel higiénico o foco é a suavidade e absorção, já nos rolos de cozinha é a absorção e a resistência à tração em húmido, nos guardanapos a suavidade, a absorção e a resistência à tração em húmido e nos lenços faciais a suavidade. Essas propriedades devem ser adaptadas para atender aos requisitos do consumidor final, que variam muito para os diferentes países do mundo. O processo de produção do papel tissue usa a celulose virgem como principal matéria-prima e envolve duas etapas: a formação da própria folha de papel tissue (papel base tissue) e sua transformação em diferentes tipos de produtos acabados. Este trabalho aborda essencialmente esta segunda etapa, onde ocorre a transformação do papel base tissue em produtos acabados e o seu impacto nas propriedades dos produtos produzidos. Durante o processo de transformação da folha base de papel tissue, também chamado de processo de conversão (converting), as propriedades adquiridas na etapa anterior são alteradas, pois a folha é sujeita a sucessivas operações que a vão deformar de forma permanente. A máquina de conversão é caracterizada por diversas operações, sendo as principais: bobinagem/desenrolamento, embossing/laminação, perfuração, corte, embalagem e paletização. O processo de conversão manifesta ser muito complexo e com um enorme impacto nas propriedades do papel tissue acabado. O embossing é a operação chave do processo de transformação do papel tissue, pois é aquela que mais afeta as propriedades finais do produto acabado. Esta operação consiste na marcação de um padrão na folha base de papel tissue por aplicação de pressão, com o propósito de produzir papéis esteticamente mais apelativos ao consumidor final e/ou ser um meio de identificação de uma marca. Para além de afetar visualmente o papel, também afeta as propriedades finais dos produtos acabados, adicionando uma terceira dimensão z com uma matriz de compressão, aumentando sua capacidade de absorção de líquidos e seu volume, mas, por outro lado, reduzindo a sua suavidade e resistência à tração. Sendo a embossing a operação mais impactante da transformação do papel base tissue e tendo em conta o sistema de embossing industrial, foi desenvolvido um sistema que permitisse o estudo à escala laboratorial do impacto desta operação nas propriedades físico-mecânicas do papel tissue, em função dos diferentes parâmetros de operação da máquina de converting, como o acabamento dos pontos e/ou traço que compõem o padrão de embossing, dureza da borracha de embossing, pressão, temperatura e humidade, tanto em folhas laboratoriais (isotrópicas) como em folhas base de papel tissue industrial (anisotrópicas e crepadas). Como este set-up laboratorial permite controlar todos os parâmetros de operação individualmente, foi possível otimizar o processo de embossing a nível laboratorial e foi feita a sua validação pelo método dos elementos finitos. Assim, para cada novo padrão exclusivo que a indústria de papel tissue pretenda implementar, poderá testá-lo laboratorialmente antes de fazer o seu scale-up.
Com o sistema de embossing laboratorial primeiramente iniciou-se um estudo para se perceber como a pressão afeta as principais propriedades do papel tissue. Foram usadas folhas de papel base tissue industrial e foi alcançada uma pressão ótima de 2.8 bar para este sistema de embossing laboratorial. Conseguiram-se distinguir dois efeitos que ocorrem na folha de papel base tissue durante a operação de embossing com a pressão, a densificação da folha e a deformação permanente da folha com a marcação do padrão de relevo. O efeito da pressão ao densificar a folha de papel confere-lhe um ganho de resistência mecânica, mas sem diferenças em termos de absorção de líquidos. Os dois padrões de embossing (deco e micro) apresentaram comportamentos diferentes com o efeito da pressão, mas ambos evidenciaram perdas tanto nas propriedades mecânicas como na suavidade. Estas perdas foram menos acentuadas para a pressão 2.8 bar, uma vez que a densificação é máxima para esta pressão. Por outro lado, o método dos elementos finitos (FEM) não conseguiu mostrar como a pressão afeta a resistência do papel.
Outro parâmetro de operação que também tem impacto nas propriedades finais dos pr