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This research was funded by the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT), under the scope of individual fellowships/contracts (SFRH/BD/112139/2015, and SFRH/BPD/93697/ 2013, SFRH/BPD/85790/2012 and CEECIND/01306/2018) and research projects (PTDC/CTMCTM//29813/2017 and PTDC/BII-BIO/31570/2017); by the Northern Portugal Regional Operational Programme (NORTE 2020), under the scope of Structured Projects NORTE-01-0145-FEDER-000021 and NORTE-01-0145-FEDER-000023; and by European Union Transborder Cooperation Program Interreg España-Portugal 2014-2020 (POCTEP), under the scope of project 0302_CVMAR_I_1_P.

FCT (JMG, PD/BD/135247/2017 and LCR, SFRH/BPD/93697/2013). This work was also financially supported by a PhD programme in Advanced Therapies for Health (PATH) (PD/00169/2013); FCT R&D&I projects with references PTDC/BII‐BIO/31570/2017, PTDC/CTM‐CTM/29813/2017 and PTDC/CTM‐BIO/4706/2014‐(POCI‐01‐0145‐ FEDER‐016716) and R&D&I Structured Projects with reference NORTE‐01‐0145‐FDER‐000021

Emulsion-based systems that combine natural polymers with vegetable oils have been identified as a promising research avenue for developing structures with potential for biomedical applications. Herein, chitosan (CHT), a natural polymer, and virgin coconut oil (VCO), a resource obtained from coconut kernels, were combined to create an emulsion system. Phytantriol-based cubosomes encapsulating sodium diclofenac, an anti-inflammatory drug, were further dispersed into CHT/VCO- based emulsion. Then, the emulsions were frozen and freeze-dried to produce scaffolds. The scaffolds had a porous structure ranging from 20.4 to 73.4 µm, a high swelling ability (up to 900%) in PBS, and adequate stiffness, notably in the presence of cubosomes. Moreover, a well-sustained release of the entrapped diclofenac in the cubosomes into the CHT/VCO-based system, with an accumulated release of 45 ± 2%, was confirmed in PBS, compared to free diclofenac dispersed (80 ± 4%) into CHT/VCO-based structures. Overall, the present approach opens up new avenues for designing porous biomaterials for drug delivery through a sustainable pathway.

Bacterial colonization of polyurethane (PU) ureteral stents usually leads to severe and challenging clinical complications. As such, there is an increasing demand for an effective response to this unmet medical challenge. In this study, we offer a strategy based on the functionalization of PU stents with chitosan-fatty acid (CS-FA) derivatives to prevent bacterial colonization. Three different fatty acids (FAs), namely stearic acid (SA), oleic acid (OA), and linoleic acid (LinA), were successfully grafted onto chitosan (CS) polymeric chains. Afterwards, CS-FA derivatives-based solutions were coated on the surface of PU stents. The biological performance of the modified PU stents was evaluated against the L929 cell line, confirming negligible cytotoxicity of the developed coating formulations. The antibacterial potential of coated PU stents was also evaluated against several microorganisms. The obtained data indicate that the base material already presents an adequate performance against Staphylococcus aureus, which slightly improved with the coating. However, the performance of the PU stents against Gram-negative bacteria was markedly increased with the surface functionalization approach herein used. As a result, this study reveals the potential use of CS-FA derivatives for surface functionalization of ureteral PU stents and allows for conjecture on its successful application in other biomedical devices.

The authors would like to thank the contributions to this research from the project “TERM RES Hub–Scientific Infrastructure for Tissue Engineering and Regenerative Medicine”, reference PINFRA/22190/2016 (Norte-01-0145-FEDER-022190), funded by the Portuguese National Science Foundation (FCT) in cooperation with the Northern Portugal Regional Coordination and Development Commission (CCDR-N), for providing relevant lab facilities, state-of-the art equipment and highly qualified human resources.

Os eletrólitos poliméricos são uma classe de materiais condutores de iões, cuja principal vantagem reside no seu estado físico. Nas últimas décadas, o seu estudo tem crescido na medida em que podem ser incorporados como componentes de dispositivos eletroquímicos totalmente no estado sólido. Esta propriedade permite reduzir os custos de produção, uma vez que possibilita a adoção de arquiteturas simplificadas sem recurso a vedações. A incorporação de eletrólitos poliméricos em dispositivos eletroquímicos sólidos como baterias, surge assim, como resposta às necessidades energéticas da sociedade atual, essencialmente no que respeita aos dispositivos portáteis, pois possibilita a redução da massa e volume da fonte energética (Power Source) como também melhora os seus parâmetros de operação. Um eletrólito polimérico é uma solução sólida constituída por um polímero hospedeiro no qual se solubiliza um sal. Os iões movimentam-se na cadeia ou entre cadeias poliméricas, entre diferentes locais de coordenação, o que possibilita a condução iónica. O polímero hospedeiro mais estudado é o poli (óxido de etileno) que devido à sua natureza semicristalina não apresenta propriedades mecânicas e eletroquímicas que tornam possível a sua aplicação em dispositivos comercializáveis. Assim, no âmbito deste trabalho de doutoramento foram preparados diversos eletrólitos poliméricos baseados em dois métodos de preparação distintos, nos quais se utilizou um polímero hospedeiro de poli(oximetilenoxietileno), di-ureasils e di-uretanos. Recorrendo ao método de deposição foram preparados eletrólitos poliméricos utilizando uma matriz polimérica de poli(oximetilenoxietileno), sintetizada com recurso a um procedimento aperfeiçoado que permitiu obter um polímero transparente, com elevada estabilidade térmica e propriedades mecânicas e eletroquímicas apropriadas. Este polímero foi caracterizado recorrendo a diferentes técnicas como, espectroscopia de impedância, cromatografia de permeação em gel, análises térmicas e ressonância magnética nuclear. O polímero hospedeiro preparado foi dopado com diferentes sais de lítio dos quais se destacam o tetrafluoro borato de lítio que produz o material mais condutor à temperatura a ambiente e o perclorato de lítio que produz o mais condutor a temperaturas superiores a 35oC. Ainda com recurso à técnica de deposição, foram preparadas redes interpenetrantes consti tuídas por diferentes proporções de duas matrizes poliméricas poli(oximetilenoxietileno) e poli(trimetileno carbonato), dopadas com sais de lítio. Destas destaca-se a composição (a-PEO90%/ pTMC10%)5LiTFSI que apresenta valores de condutividade de 4,76x10-5 S.cm-1 e 4,18x10-4 S.cm-1 a 25 e 75oC respetivamente, valores superiores aos registados por cada um dos polímeros hospedeiros dopadas isoladamente. Os eletrólitos poliméricos produzidos recorrendo à técnica de deposição apresentaram-se sob a forma de filmes finos, transparentes, flexíveis e autossustentados. O método sol -gel foi utilizado para preparar sis temas híbridos orgânico-inorgânicos designados por di-ureasils e di-uretanos, constituídos por um esqueleto silicioso covalentemente ligado, através de grupos ureia ou uretano, a cadeias de polioxietileno (PEO) de diferentes massas moleculares. Estes sistemas foram dopados com diferentes sais de lítio, produzindo materiais transparentes e flexíveis com propriedades eletroquímicas e térmicas adequadas à aplicação em dispositivos eletroquímicos . De entre os vários dispositivos possíveis foi avaliada a incorporação dos materiais híbridos preparados em protótipos de “janelas inteligentes ”, confirmando as potencialidades de aplicação. Dos dispositivo avaliados o que incorpora a amostra com composição d-PCL(530)25LiTFSI é o que apresenta maior variação de densidade ótica e diferença de contraste ótico entre o estado colorado e transparente, demonstrando potencialidade de aplicação a dispositivos eletrocrómicos comerciais.