Made available in DSpace on 2014-10-09T12:49:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09985.pdf: 6877691 bytes, checksum: dbb82a71813daa904aeb868d4c7c46f3 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:00/07378-9

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Ao se trabalhar com materiais para a área de saúde, uma das principais considerações é evitar possíveis contaminações, dada a natureza da sua aplicação. Dentre os métodos desenvolvidos para esterilização, a radiação ionizante tem sido amplamente empregada por inúmeros setores da área de saúde pela sua eficácia em eliminar contaminantes biológicos de diversas origens. A problemática da utilização da radiação ionizante em materiais de origem humana, contudo, vai além da questão de sua eficácia como esterilizante, incluindo as possíveis alterações na estrutura do material de escolha. Desta forma, no presente trabalho, buscou-se avaliar qual a extensão das alterações biomecânicas causadas pela radiação em tecidos ósseos. Mais especificamente avaliamos as alterações no módulo de elasticidade, tensão de ruptura e porcentagem de deformação que decorrem do processo de irradiação. Como modelo de eleição foram escolhidas réguas ósseas retiradas da diáfase de fêmures bovinos, simulando as condições de ossos humanos armazenados em Bancos de Tecidos Biológicos. Estas foram congeladas a -70ºC e expostas a doses crescentes de radiação gama (0, 12.5, 25 e 50 kGy). Durante o trabalho foi desenvolvido um sistema de cortes para obtenção de amostras precisas e homogêneas. Os resultados demonstram que há uma diferença significativa entre as características observadas com o aumento da dose de radiação. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:38:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06005.pdf: 2890583 bytes, checksum: 2f17f4a36e3c1ad4920f61948e4b905c (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:55:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A busca pelo prolongamento da qualidade da vida tem incentivado o aparecimento de novos materiais. Vidros que possuem fosfato em sua composição têm encontrado um grande espaço em aplicações como biomateriais, e sua utilização como scaffolds pode ser promissora, pois além de sua estrutura ser mais próxima da parte mineral dos tecidos ósseos, eles são materiais com alta solubilidade em meios aquosos. Vidros niobofosfato foram estudados em trabalhos anteriores e provou-se que a adição de óxido de nióbio em vidros fosfato melhora sua durabilidade química. Há também estudos que revelam que o óxido de nióbio pode ser utilizado como biomaterial devido a sua biocompatibilidade. Neste trabalho determinou-se a taxa de dissolução de uma ampla faixa de composições de vidros niobofosfato em soluções aquosas, e em soluções simuladoras de fluído corpóreo (SBF), com diferentes condições de ensaio. Os vidros estudados neste trabalho com composições (32 - 37)P2O5 (2- 15)Nb2O5 (6-7)Na2O (46-53)CaO, % em mol, foram produzidos a partir da mistura e fusão dos precursores em forno elétrico na faixa de temperatura de 1300ºC - 1400ºC por 0,3h. Foram produzidos sete tipos de vidros com composições diferentes, tendo como base a variação do teor de óxido de nióbio. Os vidros foram submetidos a análises de citotoxicidade e foram considerados não citotóxicos. Análises por difração de raios X mostraram que os materiais são amorfos e não se observou a presença de fases cristalinas após imersão tanto em solução aquosa, quanto em SBF. A densidade dos vidros variou de 2,84 a 3,14 g/cm3 em função do teor de óxido de nióbio. Observou-se a perda de massa dos vidros imersos em água e em SBF a 37ºC por 21 dias, sendo que a taxa de dissolução é maior quanto menor o teor de nióbio. As taxas de dissolução também variam de acordo com as condições de imersão das amostras. Micrografias eletrônicas de varredura mostraram a superfície das amostras antes e após imersão. Observou-se a formação de trincas nas superfícies de algumas amostras, resultado da liberação de matéria para o meio lixiviante. Houve aparente formação de uma camada superficial em uma determinada composição. Análises por espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDX) determinaram os teores dos elementos presentes nas composições dos vidros, antes e após as imersões. Observou-se a presença de Al2O3, resultado da contaminação do vidro pelo cadinho, e também uma variação significativa no teor de P2O5 causado pela volatilização do mesmo no processo de obtenção do vidro. A variação dos teores dos elementos na superfície de alguns vidros após os períodos de imersão é causada principalmente pela liberação preferencial de P, Na, Al. Os teores dos elementos P, Na, Nb e Ca foram determinados por EDX nas soluções aquosas utilizadas para os testes de lixiviação. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:48:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 08982.pdf: 2422558 bytes, checksum: 60387a45e253ccb9f9bfb3c47cc9947e (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A terapia fotodinâmica antimicrobiana é uma promissora alternativa para sanificação de tecidos infectados. Entretanto, esta modalidade terapêutica apresenta diferenças quanto à sua eficiência sobre diferentes microrganismos, de acordo com sua morfologia e fisiologia. A associação de H2O2 e PDT pode aumentar a eficiência de ambos os tratamentos, principalmente em infecções provocadas por microrganismos Gram negativos. O objetivo deste trabalho é investigar o efeito antimicrobiano sinérgico existente na reação fotodinâmica em presença do peróxido de hidrogênio e esclarecer os mecanismos envolvidos neste processo fotobioquímico. O efeito fotodinâmico foi avaliado, in vitro, através da redução microbiana de três microrganismos: Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa e Candida albicans na presença e ausência de H2O2, resultando no aumento de eficiência quando associada ao H2O2. Para elucidar os mecanismos envolvidos no aumento da redução microbiana observada, foram avaliadas, por detecção direta e indireta, a produção de superóxido, radical hidroxila e oxigênio singleto na presença de H2O2 e em sua ausência. Os resultados mostraram que na presença de H2O2 ocorre uma supressão nos mecanismos fotoquímicos, resultado em uma menor produção de espécies reativas de oxigênio. Comparando-se a redução bacteriana em Escherichia coli provocada pelo uso das terapias em separado, ou agindo em conjunto, e confrontando a quantidade de fotossensibilizador captado pelo microrganismo após condicionamento com H2O2 e após PDT, os resultados indicam que os mecanismos de ação da associação PDT e H2O2 podem ser bioquímicos. Os resultados obtidos mostram que em associação com H2O2, a PDT antimicrobiana tem sua eficiência aumentada, produzindo maior redução microbiana em diferentes microrganismos, entretanto, a dinâmica de formação de espécies reativas de oxigênio na presença do peróxido mostrou menor eficiência, tanto para reação tipo I como para reação tipo II. A avaliação dos mecanismos bioquímicos envolvidos neste processo mostra que há um aumento da captação do fotossensibilizador pelo microrganismo após condicionamento prévio da célula com H2O2. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-10-28T11:29:54Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-10-28T11:29:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Na implantodontia visa-se dois grandes resultados para os desdentados parciais e totais, função mastigatória e estética. Ambos têm o mesmo grau de importância, para tanto se deve pensar no que se tem de mais seguro e prático nos dias de hoje. O cone Morse, na implantodontia oral, é um sistema de estabilidade entre o implante dentário e o parafuso intraósseo de sustentação. Para seu correto uso se faz necessário uma série de análise de suas características e condições. No presente trabalho focou-se em desenvolver protocolo de validação de torque, além de analisar parâmetros de acabamento, deformação e estabilidade précarga e pós-carga dentro de protocolos já recomendados. Avaliou-se sua condição antes e após os efeitos de carga mastigatória simulada por ensaio de fadiga. Concluiu-se que o uso do cone Morse dentro dos protocolos indicados deve ser revisto quanto a padrões similares de torque nos pilares sólidos e indexados, cada um possui limites e indicações diferentes para se manter estável. Concluiu-se também que não é um sistema totalmente livre de trânsito de bactérias e que esse trânsito aumenta de forma proporcional ao uso e força mastigatória, indicando que melhorias no acabamento entre as peças devem ser implementadas e/ou adição de material que afaste crescimento bacteriano priorizando a saúde do periodonto e do tecido ósseo de sustentação mantendo o sistema seguro em longevidade. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

<p>Through thousands of years of evolution, natural biological systems have optimized their structures to thrive in diverse ecological conditions. Extracting and leveraging the inherent design principles of these biological systems can provide inspiration for the development of advanced lightweight structural materials. To effectively facilitate this transition, it is crucial to understand the specific mechanisms by which the microstructure of biological materials influences their mechanical properties. This dissertation focuses on understanding microstructure-property correlations in three biological systems: Venus flower basket, Cholla cactus, and Organ pipe coral.</p> <p>The Venus flower basket exhibits a cylindrical cage-like structure made from a complex network of silica fibers which exhibit a core-shell like layered architectures. A novel multimodal approach involving nanoindentation, ex situ and in situ fiber testing, and post-failure fractography was utilized to precisely understand the impact of the layered structure on the tensile and fracture behavior of fibers. The observation of fibers in real-time revealed, for the first time, that the initiation of failure occurs at the fiber's surface and progressively advances towards the core, traversing multiple layers. The concentric layers encompassing the central core act sacrificially, employing various toughening mechanisms to protect the core. Furthermore, nanoindentation experiments performed in situ in water shed light on the significance of the layered fiber structure in a marine environment. Another interesting system is the Cholla cactus. In arid environments, Cholla cactus produces porous wood with a mesh-like structure. To comprehensively understand the structure, properties, and designs of Cholla cactus wood, various techniques such as x-ray tomography, scanning electron microscopy, nanoindentation, and finite element simulations were employed. The structure and function of different wood components was investigated from both biological and mechanical behavior perspectives. The impact of the unique structure of wood components on the design of engineering materials is discussed. Finally, the dissertation focuses on the Organ pipe coral, which exhibits a hierarchical structure comprising vertical tubes and horizontal platforms at the macrostructure level. At the microstructure level, cells are formed through a unique arrangement of micrometer-sized plates made of calcium carbonate. Nanoindentation was used to assess the impact of this hierarchical structure on micromechanical properties. The results unveiled distinct toughening mechanisms operating at different length scales within the coral.</p> <p>17</p> <p>By gaining a precise understanding of the correlations between microstructure and properties in various biological materials, this research provides valuable insights for the design of advanced architected structural materials. The unique interplay between microstructure, function, and properties is discussed.</p>

Ao se trabalhar com materiais para a área de saúde, uma das principais considerações é evitar possíveis contaminações, dada a natureza da sua aplicação. Dentre os métodos desenvolvidos para esterilização, a radiação ionizante tem sido amplamente empregada por inúmeros setores da área de saúde pela sua eficácia em eliminar contaminantes biológicos de diversas origens. A problemática da utilização da radiação ionizante em materiais de origem humana, contudo, vai além da questão de sua eficácia como esterilizante, incluindo as possíveis alterações na estrutura do material de escolha. Desta forma, no presente trabalho, buscou-se avaliar qual a extensão das alterações biomecânicas causadas pela radiação em tecidos ósseos. Mais especificamente avaliamos as alterações no módulo de elasticidade, tensão de ruptura e porcentagem de deformação que decorrem do processo de irradiação. Como modelo de eleição foram escolhidas réguas ósseas retiradas da diáfase de fêmures bovinos, simulando as condições de ossos humanos armazenados em Bancos de Tecidos Biológicos. Estas foram congeladas a -70ºC e expostas a doses crescentes de radiação gama (0, 12.5, 25 e 50 kGy). Durante o trabalho foi desenvolvido um sistema de cortes para obtenção de amostras precisas e homogêneas. Os resultados demonstram que há uma diferença significativa entre as características observadas com o aumento da dose de radiação. / In the production process of health care products, contamination must be considered as one of the principal hazards to be avoided. Among the developed methods for sterilization, ionizing radiation has largely been used by many sectors in health care area as it is efficient in eliminating biological contaminants of several origins. The difficulty of deploying ionizing radiation in materials of human origin, though, includes which possible alterations it might cause in human tissue. In the present work, the extension of the biomechanical alteration generated by radiation in bone tissue was evaluated by biomechanical methods. More specifically, we evaluated alterations to the elastic modulus, rupture tension and percentage of deformation that are thought to be a consequence of the sterilization process. As a research model, bovine femur struts obtained from the diaphysis were used. The struts were frozen in a temperature of -70 ºC and irradiated with crescent doses of gamma radiation (0, 12.5, 25 e 50 kGy). During this work, a cutting system to obtain precision samples to use in such essays was developed. As results show that there is a significant different between the analyzed characteristics in the different doses of radiation.

Ao se trabalhar com materiais para a área de saúde, uma das principais considerações é evitar possíveis contaminações, dada a natureza da sua aplicação. Dentre os métodos desenvolvidos para esterilização, a radiação ionizante tem sido amplamente empregada por inúmeros setores da área de saúde pela sua eficácia em eliminar contaminantes biológicos de diversas origens. A problemática da utilização da radiação ionizante em materiais de origem humana, contudo, vai além da questão de sua eficácia como esterilizante, incluindo as possíveis alterações na estrutura do material de escolha. Desta forma, no presente trabalho, buscou-se avaliar qual a extensão das alterações biomecânicas causadas pela radiação em tecidos ósseos. Mais especificamente avaliamos as alterações no módulo de elasticidade, tensão de ruptura e porcentagem de deformação que decorrem do processo de irradiação. Como modelo de eleição foram escolhidas réguas ósseas retiradas da diáfase de fêmures bovinos, simulando as condições de ossos humanos armazenados em Bancos de Tecidos Biológicos. Estas foram congeladas a -70ºC e expostas a doses crescentes de radiação gama (0, 12.5, 25 e 50 kGy). Durante o trabalho foi desenvolvido um sistema de cortes para obtenção de amostras precisas e homogêneas. Os resultados demonstram que há uma diferença significativa entre as características observadas com o aumento da dose de radiação. / In the production process of health care products, contamination must be considered as one of the principal hazards to be avoided. Among the developed methods for sterilization, ionizing radiation has largely been used by many sectors in health care area as it is efficient in eliminating biological contaminants of several origins. The difficulty of deploying ionizing radiation in materials of human origin, though, includes which possible alterations it might cause in human tissue. In the present work, the extension of the biomechanical alteration generated by radiation in bone tissue was evaluated by biomechanical methods. More specifically, we evaluated alterations to the elastic modulus, rupture tension and percentage of deformation that are thought to be a consequence of the sterilization process. As a research model, bovine femur struts obtained from the diaphysis were used. The struts were frozen in a temperature of -70 ºC and irradiated with crescent doses of gamma radiation (0, 12.5, 25 e 50 kGy). During this work, a cutting system to obtain precision samples to use in such essays was developed. As results show that there is a significant different between the analyzed characteristics in the different doses of radiation.