Devido ao crescente interesse em polímeros biodegradáveis, muitos estudos têm sido realizados a fim de se obter polímeros biodegradáveis com melhores propriedades mecânicas e de processamento. O poli(3-hidroxibutirato) (PHB) tem sido apresentado como um substituto para polímeros não-biodegradáveis em aplicações comerciais. Porém, sua elevada cristalinidade, instabilidade térmica e alto custo de produção são problemas que dificultam sua comercialização. Uma alternativa para modificá-lo e melhorar suas propriedades mecânicas é através de reações de transesterificação com poli(?-caprolactona) (PCL), um poliéster sintético, também biodegradável e com alto potencial para uso como biomaterial. Neste trabalho, realizou-se a extrusão reativa de blendas de PHB e PCL e o copolímero obtido foi caracterizado por ensaios de solubilidade, calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectrometria de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RNM-1H) e de carbono (RNM-13C). Os resultados indicaram que houve modificação do PHB resultando no copolímero PHB-co-PCL, que apresentou menor cristalinidade que os homopolímeros de partida. Com o PHB-co-PCL, foram feitas medidas de viscosidade e ensaios de eletrofiação, variando-se os parâmetros do processo e da solução. As análises por microscopia eletrônica de varredura (MEV) apontaram formação de fibras lisas e uniformes com diâmetros médios entre 900 a 1200 nm. Análise de viabilidade celular confirmou que o material não é citotóxico, favorecendo sua aplicabilidade em mantas porosas na engenharia de tecidos. / Due to the increasing interest in biodegradable polymers, many studies have been conducted in order to obtain biodegradable polymers with improved mechanical and processing properties. The poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) has been proposed as an ideal substitute for non-biodegradable polymers in commercial applications. However, its high crystallinity, thermal instability and high production costs are problems that have limited its commercialization. An alternative to modify it and improve its mechanical properties is through transesterification reactions with poly(?-caprolactone) (PCL), a synthetic polyester, also biodegradable and with high potential for use as a biomaterial. In this work, reactive extrusion of PHB/PCL blend was carried out, and the copolymer was characterized by solubility tests, differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), hydrogen (1H-NMR) and carbon (13C-NMR) nuclear magnetic resonance spectroscopies. The results indicated that PHB was modified, resulting in the copolymer PHB-co-PCL, showing lower crystallinity than the homopolymers. Viscosity measurements of PHB-co-PCL solutions were performed and electrospinning tests were carried out under different conditions. The scanning electron microscopy analysis (SEM) indicated the formation of smooth and uniform fibers, with average diameter between 900-1200 nm. Cell viability analysis confirmed that the material is not cytotoxic, favoring its applicability for the production of porous fiber mats in tissue engineering.

Orientadora: Mariselma Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2009

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-29Bitstream added on 2014-06-13T18:41:20Z : No. of bitstreams: 1 thomazini_aha_dr_araiq.pdf: 2966874 bytes, checksum: c9335301e79d25fc78751f6228db6243 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho, estruturas porosas de Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (PEUAPM) recobertas com diferentes fases de apatita de importância biológica foram desenvolvidas com o objetivo de se obter um biomaterial adequado para a substituição e regeneração óssea, com a combinação das propriedades mecânicas do polímero, da bioatividade das biocerâmicas de apatita e do comportamento favorável dos materiais porosos. Devido às dificuldades de obtenção de recobrimentos de apatita sobre o PEUAPM relatadas na literatura, realizou-se inicialmente um Estudo Preliminar para avaliar a utilização de solução de peróxido de hidrogênio (H2O2) 30% para a modificação química da superfície do polímero, analisando a influência dos períodos de modificação de 24 e 48 horas na variação das propriedades mecânicas do PEUAPM e na obtenção das diferentes fases de apatita de importância biológica empregando-se o método biomimético. Os resultados obtidos, analisados por Microscopia Eletrônica de Varredura – MEV, Microanálise Semi-quantitativa por Energia Dispersiva de Raios X – EDX, Difratometria de Raios X – DRX, Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier – FTIR, medidas de ângulo de contato e ensaio mecânico de resistência à tração, indicaram que a utilização de solução de H2O2 30% pelo período de 48 horas mostrou-se adequada como método de modificação da superfície do PEUAPM, pois possibilitou a formação de grupos funcionais hidrofílicos na superfície do polímero e resultou em menores alterações das propriedades mecânicas e elásticas do polímero. Constatou-se também que o emprego do método biomimético para o recobrimento da superfície do PEUAPM somente foi adequado com a utilização de soluções SBF com composições modificadas. Para o desenvolvimento das estruturas porosas de PEUAPM recobertas com... / In this work, porous samples of Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) coated with different apatite phases of biological importance were developed, aiming to obtain a suitable biomaterial for bone replacement and regeneration, balancing the mechanical properties of the polymer, the bioactivity of apatite bioceramics and the favorable behavior of the porous materials. Due to the difficulties in obtaining apatite coatings on UHMWPE in the literature, a Preliminary Study was conducted to evaluate the use of a 30% solution of hydrogen peroxide (H2O2) for the chemical modification of the polymer surface, analyzing the influence of the modification periods of 24 and 48 hours on the variation of the mechanical properties of UHMWPE and in obtaining the different apatite phases of biological importance using the biomimetic method. The results obtained, analyzed by Scanning Electron Microscopy - SEM, Semi-quantitative microanalysis by Energy Dispersive X-ray - EDX, X-Ray Diffractometry - XRD, Fourier Transform Infrared Spectroscopy - FTIR, contact angle measurements and tensile strength mechanical tests, indicated that the use of a 30% solution of H2O2 for a period of 48 hours proved adequate as a surface modification method of UHMWPE, since it allowed the formation of hydrophilic functional groups on the surface of the polymer, resulting in lower changes of the mechanical and elastic properties of the polymer. It was also found that the use of the biomimetic method for the surface coating of UHMWPE was only appropriate with the use of SBF solutions with modified compositions. For the development of porous samples of UHMWPE coated with apatites, UHMWPE porous supports were obtained using NaCl as a pore-forming agent in proportions of 50, 60 and 70% (m/m) with particle size in the range of 175-350µm, 350-500µm and 175- 500µm. The apatite coatings were ... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-24Bitstream added on 2014-06-13T19:01:19Z : No. of bitstreams: 1 almeida_lh_dr_bauru_prot.pdf: 5007545 bytes, checksum: 41716fcc83b2b706362664ae94c57d9b (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Desde a antiguidade o homem busca materiais que possam substituir parcial ou totalmente tecidos do corpo humano. Os materiais metálicos mais utilizados com essa finalidade se enquadram em três grupos: os aços inoxidáveis, as ligas a base de cobalto e as ligas a base de titânio, esta última com destaque em relação às outras duas. As ligas de titânio são classificadas de acordo com a fase estável à temperatura ambiente, podendo ser α, α + β e β. A liga comercialmente mais utilizada em implantes é a Ti-6A1-4V, uma liga tipo α + β, porém estudos mostraram que os elementos A1 e V apresentam alguns efeitos tóxicos. Visando contornar esse problema, tem sido desenvolvidas ligas sem a presença destes elementos e que apresentem propriedades adequadas para a sua utilização como biomaterial. Dentre os diferentes tipos de ligas de titânio, as ligas do tipo β têm um futuro promissor, pois são as ligas que apresentam menores valores de módulo de alasticidade. A liga Ti-35Nb-7Zr5Ta se destaca, pois tem o menor módulo de elasticidade dentre elas, 55 GPa. As propriedades mecânicas destes materiais são fortemente relacionadas com o seu processamento térmico e mecânico, bem como a presença de elementos intersticiais como H, O, N e C. Este trabalho teve como objetivo estudar a influência de elementos intersticiais em solução sólida nas propriedades físicas, mecânicas e biocompatibilidade da liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta. Para isso foram realizadas medidas de difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e análises químicas, objetivando a caracterização das amostras. Foram realizados ensaios de citotoxicidade direta e indireta, espectroscopia mecânica e tratamentos térmicos, além de dopagem com oxigênio nas amostras, para verificar que influência os elementos intersticiais acarretariam nas propriedades físicas e biocompatibilidade desta liga... / Since the antiquity the man searches for materials that can substitute partially or totally tissues of the human body. The metallic materials more used with that purpose are in three groups: the stainless steels, the cobalt based alloys and the titanium based alloys, this last one with prominence in relation to the other ones two. The titanium alloys are classified in agreement with the stable phase to the room temperature, could be, α, α + β e β. The commercially more used alloy in implants it is Ti-6A1-4V, a α + β type alloy, even so studies showed that the elements A1 and V present some toxicant effects. Seeking to solve that problem, it has been development alloys without the presence of these elements and that present properties adapted for its use as biomaterial. Among the different types of titanium alloys, the β type have a promising future, because they are the alloys that present smaller values of elasticity modulus. The Ti-35Nb-7Zr-5Ta alloys stands out, therefore it has the smallest elasticity modulus among them 55 GPa. The mechanical properties of these materials are strongly related with its thermal and mechanical processing, as well as the presence of interstitial elements as H. O. N and C. This work had as objective to study the influence of interstitial elements (in solid solution) in the physical and mechanical properties, and biocompatibility of the Ti-35Nb-7Zr-5Ta alloy. For that, measures of X-ray diffaction X, scanning electron microscopy and chemical analyses were performed, objectifying the characterization of the samples. Tests of direct and indirect cytotoxicity, mechanical spectroscopy and heat treatments were made, besides of doping the samples with oxygen, to verify that influence the interstitial elements have in the physical properties and biocompatibility of this alloy. In the cytotoxicity tests the samples not presented toxic effect... (Complete abstract click electronic access below)

Os hidrogéis foram obtidos a partir de material polimérico reticulado por processo de radiação ionizante de acordo com a técnica de Rosiak. Nos últimos 40 anos o uso dos hidrogéis têm sido investigado para diversas aplicações como curativos. Neste trabalho foram sintetizadas membranas de hidrogéis com poli(N-2- pirolidona) (PVP), poli(álcool vinílico) (PVAl), quitosana e argila laponita em encapsulamento do fármaco para liberação controlada de glucantime sobre a superfície cutânea de tecidos lesados por leishmaniose. O tratamento tradicional dos pacientes infectados pelos parasitas é feito com antimoniato pentavalente de forma injetável. Entretanto estes antimoniatos são muito tóxicos e provocam efeitos colaterais nestes pacientes, além disso, pacientes portadores de doenças cardíacas e renais não podem fazer uso deste tratamento. No tratamento com membranas de hidrogéis aplicadas na superfície de tecidos lesados pela leishmaniose, o fármaco é liberado diretamente no ferimento de forma controlada, diminuindo os efeitos colaterais. As membranas preparadas neste trabalho foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), análise de termogravimetria (TG), intumescimento, fração gel, espectroscopia no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM). As caracterizações funcionais foram feitas com teste de citotoxicidade e de liberação do fármaco in vitro e in vivo, de acordo com o protocolo de ética do Instituto de Medicina Tropical do Hospital das Clinicas da Faculdade de Medicina da USP. O teste \"in vivo\" dessas membranas provou ser eficiente na liberação controlada de fármacos diretamente nas superfícies lesadas pela leishmaniose. Nos testes \"in vivo\" as membranas de PVP/PVAl/argila 1,5% e glucantime apresentaram evidente contribuição para redução do ferimento chegando a uma cura clínica. / Polymeric Hydrogels formed by crosslinked polymeric chains were obtained by ionizing radiation process according to Rosiak technique. In the last 40 years the use of hydrogels has been investigated for various applications as curatives. In this work hydrogel membranes were synthesized with poly (N-2-pyrrolidone) (PVP), poly (vinyl alcohol) (PVA), chitosan and laponita clay for use as a vehicle for controlled glucantime release on the surface of skin tissues injured by leishmaniasis. Leishmaniasis is a disease caused by a protozoan parasite of the genus Leishmania transmitted by the bite of phlebotomies sandfly. The traditional treatment of patients infected by these parasites is done with pentavalent antimony in injectable form. However, these antimonates are highly toxic and cause side effects in these patients. In addition, patients with heart and kidney disease can not use this treatment. In treatment with drug delivery hydrogel membrane applied on the surface of leishmaniasis injured tissues the drug is released directly to the wound in a controlled manner, reducing the side effects. Membranes prepared in this study were characterized by X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG), swelling, gel fraction, infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The characterizations of cytotoxicity and drug release were made \"in vitro\" and \"in vivo\" with functional test according to ethical protocol of the Division of Infectious and Parasitic Diseases at the Hospital of Clinics, São Paulo University-School of Medicine, University. The \"in vivo\" test of these membranes proved to be effective in controlled release of drugs directly into leishmaniasis damaged tissues. Results of \"in vivo\" tests using PVP/PVAl / clay 1,5% and glucantime membrane showed remarkable contribution to wound reduction and cure in clinical therapy.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A biocerÃmica de hidroxiapatita (HA) Ã um material biocompatÃvel no corpo humano e pode ser uma importante ferramenta em aplicaÃÃes de hipertermia para o tratamento no cÃncer Ãsseo. Neste trabalho investigou-se o efeito da adiÃÃo de Ãons de ferro na estrutura da HA com o objetivo de obter uma biocerÃmica que venha ser utilizado no tratamento hipertÃrmico contra o cÃncer. As amostras foram preparadas pelo mÃtodo cerÃmico e caracterizadas pela difraÃÃo de raios-X, espectroscopia do infravermelho (FTIR), microdureza Vickers, medidas elÃtricas (constante e perda dielÃtrica) e microscopia eletrÃnica de varredura (MEV). AtravÃs da difraÃÃo de raios-X verificou-se a presenÃa da fase Ca2Fe2O5 que apresenta uma estrutura denominada Brownmillerite. Verificou-se melhoria das propriedades mecÃnicas e elÃtricas com o aumento da temperatura de sinterizaÃÃo. Observou-se que o aumento da concentraÃÃo de ferro e da temperatura de sinterizaÃÃo ocasionaram mudanÃas morfolÃgicas nos grÃos. / The bioceramic called hydroxyapatite (HA) is a biocompatible material which can be an important tool in hyperthermia applications for the treatment of bony cancer. In this work the effect of the addition of Fe ions in the structure of the HA was investigated with the objective of obtaining a magnetic bioceramic to be used in the hyperthermic treatment against the cancer. The samples were prepared by the ceramic method and characterized by the X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), Vickers hardness, electric properties (constant and loss dielectric) and scanning electronic microscopy (SEM). The presence of the phase Ca2Fe2O5 was verified by X-ray diffraction analysis, showing a structure Brownmillerite. The improvement of the mechanical and electric properties was verified with the increase of the sintering temperature. It was observed that the increase of the Fe addition and the sintering temperature caused morphologic changes in the grains.

Esta pesquisa realiza um estudo da relação entre universidades-centros de pesquisa e empresas no setor de biomateriais, no estado do Paraná (Brasil). Os dados foram levantados por meio de entrevistas exploratórias realizadas com onze líderes de grupos de pesquisa, com representantes dos setores de pesquisa e desenvolvimento de quatro empresas ligadas ao setor de biomateriais e com os responsáveis pelos Núcleos de Inovação Tecnológica das universidades contempladas pela pesquisa. Os resultados das entrevistas com os pesquisadores mostram as motivações para o estabelecimento das parcerias, as principais dificuldades, bem como as lacunas que dificultam o avanço das pesquisas no estado. As entrevistas exploratórias com os representantes das empresas identificaram as motivações para o estabelecimento das parcerias, as formas utilizadas para identificar os pesquisadores, as principais dificuldades, bem como as principais lacunas nesta relação. Foi realizada também uma pesquisa bibliográfica a respeito dos mecanismos governamentais de apoio, na qual foram levantadas as principais legislações federais sobre o processo de inovação, as legislações locais e os principais mecanismos de subvenção atuantes no estado. Por fim, foram identificadas e analisadas as boas práticas implantadas pelas empresas e universidades-centros de pesquisa. Este trabalho finaliza com a apresentação de dois protocolos de boas práticas disponibilizados para empresas e instituições de pesquisa, e um protocolo de ações para o governo, com o objetivo de aprimorar esta relação, tão importante para o desenvolvimento científico-tecnológico no país. / This research conducts a study of the interaction between universities-research centers and companies on the biomaterials industry in the state of Paraná (Brazil). Data were collected through exploratory interviews with eleven leaders of research groups, with representatives of research and development areas of four companies linked to the biomaterials sector and with those responsible for Technological Innovation Centers in universities covered by this study. The results of the interviews with the researchers show the motivations for the establishment of partnerships, the main difficulties, as well as the gaps that hinder the progress of research in the state. The exploratory interviews with representatives of companies identified the motivations for the establishment of partnerships, the ways used to identify the researchers, the main difficulties, as well as the main gaps in this regard. It was also performed a bibliographic research regarding government support mechanisms, in which were surveyed main federal laws about the process of innovation, local laws and the mechanisms of subvention in the state. Finally, were identified and analyzed the best practices implemented by companies and universities-research centers. This study concludes with the presentation of two protocols of best practices made available for companies and research institutions, and a protocol of suggestions to the government, aiming to improve these relations, so important to the scientific and technological development in this country.

A história da pesquisa e desenvolvimento dos biomateriais e dispositivos médicos mostra a inserção de produtos não seguros no mercado, os quais foram causa de mortes e seqüelas nos pacientes. Diante de tal quadro, pode-se dizer que diversos setores da indústria, representantes da academia, assim como órgãos governamentais de regulamentação e controle da qualidade de produtos, estão sob crescente pressão para educação e integração do setor. Sob esta perspectiva, a pesquisa passou a ser um diagnóstico das interrelações inseridas em tal cenário. Este trabalho foi realizado por meio de pesquisa etnográfica entre agosto de 2008 e agosto de 2010 com o intuito de reconhecer e analisar as inter-relações científicas, tecnológicas e normativas na pesquisa dos biomaterias. Neste percurso utilizamos a Norma ISO 10.993, que trata das avaliações biológicas dos biomateriais, para aproximação com os grupos de pesquisa. A pesquisa de campo envolveu: 1. Observação das práticas laboratoriais e acompanhamento de duas disciplinas de pós-graduação oferecidas no IPEN/SP: Introdução aos Biomateriais (TNM5782) e Biomateriais Propriedades e Avaliação (TNM 5783); 2. Participação nos Congressos Latino Americano de Órgãos Artificiais e Biomateriais (COLAOB) e nos eventos promovidos pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) Biofabris; e, 3. Organização de um Debate com os grupos de pesquisa em biomateriais do IPEN. O debate e as aulas foram filmados, transcritos e analisados. Os resultados apontaram os grandes avanços dos programas acadêmicos de biomaterais e da integração entre as diversas 18 formações que trabalham nesta linha de pesquisa. Em termos de aplicação tecnológica, o envolvimento dos pesquisadores com os aspectos industriais e regulatórios tornou-se presente no cotidiano acadêmico. Assim, foi ressaltada a importância das aproximações entre a pesquisa e ensino e estas outras esferas e discutida as possibilidades de inserção de assuntos políticos, sociais, culturais e organizacionais neste contexto. / The history of research and development of biomaterials and medical device has been shown the application of unsafe products on the market, which were the cause of deaths and injuries in patients. For that reason, it can be said that various sectors of industry, academic representatives, government regulation and quality control of products, are under increasing pressure for integration and education of the participants. With these in mind, this research has become a diagnosis of the interrelationships that are present in this scenario. This diagnosis was conducted through ethnographic research between August 2008 and August 2010 in order to recognize and analyze the scientific, technological and regulatory relationships in the field of biomaterial. In this course it was used use the standard ISO 10.993, which deals with biological assessments of biomaterials, for approximation to the studied groups. The research involved: 1. Observation of laboratory practice and two graduate courses offered at IPEN / SP: \"Introduction to Biomaterials\" (TNM5782) and \"Biomaterial - Properties and Evaluation\" (TNM 5783), 2. Participation in the Latin American Congress of Biomaterials and Artificial Organs (COLAOB) and events sponsored by the National Institutes of Science and Technology (INCT) Biofabris, and 3. Organization of a meeting biomaterial research groups at IPEN. The meeting and lectures were videotaped, transcribed and analyzed. The results showed the great achievements of the biomaterials academic programs and the integration of the various professionals backgrounds who work in this field. In terms of technological application, the implication of researchers with industrial and regulatory aspects becomes present in academic daily work. Therefore, it was pointed out the importance of the interactions between researchers with the others spheres and discussed the possibilities of integration of political, social, organizational and cultural subjects in this context.

Para a produção de compósitos multifuncionais crescente atenção tem sido dada a uma homogeneização eficaz de hidroxiapatitas em matrizes poliméricas, buscando uma sintonia fina da concentração entre polímeros biodegradáveis e biocerâmicas. Este trabalho dedicou-se a síntese, caracterização e estudo das propriedades biológicas do híbrido hidroxiapatita / poli(ε-aprolactona) estrela. A hidroxiapatita nanométrica (HAPN) foi revestida com o polímero biodegradável poli(ε -caprolactona) de topologia em estrela de três braços (PCLE). O uso de um polímero com topologia ramificada visa alterar algumas de suas propriedades mecânicas, a adesão interfacial à cerâmica, a sua viscosidade, o volume hidrodinâmico e sua cinética de degradação. O desempenho do híbrido HAPN/PCLE foi comparado com os materiais: HAP com partículas micrométricas (HAP-91 material comercial), o seu compósito revestido com PCLE (HAP-91/PCLE) e uma cerâmica nanométrica bifásica hidroxiapatita/β-TCP (HAP-8). Os materiais foram caracterizados por avaliações físico-químicas e biológicas realizadas por estudos de citotoxicidade, adsorção de proteínas, proliferação celular, atividade de fosfatase alcalina. A síntese de PCLE foi verificada por análise espectroscópica (espectroscopia no infravermelho-FTIR; ressonância magnética nuclear de prótons- 1H-RMN e carbono- 13C-RMN; a matriz assistida por desorção a laser / ionização; MALDI-TOF; e cromatografia de permeação em gel (GPC). O revestimento das biocerâmicas por PCLE foi confirmado por técnicas de microscopia eletrônica de transmissão (MET) e de varredura (MEV). Os compósitos mostraram uma melhor trababilidade em relação à cerâmica pura e são menos quebradiços, possivelmente devido à presença do PCLE na interface da biocerâmica. A análise de MEV e MET mostrou um aspecto de continuidade no contorno das partículas de cerâmica, em micro e nano-escala. Os compósitos apresentam comportamento não citototóxico e propiciaram um crescimento de células de mamíferos. A proliferação de células osteoblásticas (MG -63) foi significativamente mais elevada para o compósito HAPN/PCLE em comparação com outros biomateriais, sugerindo influência da área de superfície na adesão e proliferação de células. O estudo do ângulo de contato indicou que o revestimento com PCLE faz com que a superfície da biocerâmica seja mais hidrofóbica. O estudo com radioisótopos indicou que o revestimento da biocerâmica com PCLE altera significativamente a adsorção das proteínas do sangue fibrinogênio e albumina. O processo de regeneração do tecido ósseo foi estudado em condições in vivo com a implantação de pastilhas dos materiais estudados em tíbias de coelho. Os resultados mostraram que os compósitos podem ser utilizados como biomaterial, pois houve neoformação óssea ao redor dos implantes. / For the production of multifunctional composites in the combination of biodegradable polymers and bioceramics, increasing attention has been paid to an effective homogenization of hydroxyapatite within polymer matrices and a fine tuning of the concentration. This work was dedicated to the synthesis, characterization and study of the biological properties of the hybrid star poly(ε-caprolactone)/hydroxyapatite composites. A nanometer hydroxyapatite (HAPN) was coated with the biodegradable polymer poly (ε-caprolactone) with three arms star topology (PCLE). The use of polymer branched topology aims to change some of its mechanical properties, the interfacial adhesion to ceramic, its viscosity, the hydrodynamic volume and its degradation kinetics. The performance of the hybrid HAPN/PCLE was compared with the other three materials: HAP commercial micrometric particles (HAP-91), their composite coated with PCLE (HAP-91/PCLE) and a biphasic ceramic nanohydroxyapatite/β-TCP (HAP-8). All materials were characterized by different physico-chemical and biological evaluations performed by cytotoxicity studies, protein adsorption, cell proliferation, alkaline phosphatase activity and an in vivo studies. The synthesis of PCLE was verified by spectroscopic analysis (Fourier-Transform infrared-FTIR and nuclear magnetic resonance-1H-NMR/13C-NMR), matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI-TOF) and gel permeation chromatography (GPC). The coating of the bioceramics by PCLE was confirmed by microscopy techniques transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The composites showed better easy handling in relation to pure ceramic and are less brittle, possibly due to the presence of PCLE at bioceramic interface. The SEM and TEM analysis showed an aspect of continuity in the contour of the ceramic particles, both in micro and nanoscale. The composites exhibit non cytotoxicity behavior and propitiated mammalian cell growth. The proliferation of osteoblastic cells (MG-63) was significantly higher for the composite HAPN/PCLE compared to other biomaterials, suggesting influences of the surface area on the cell adhesion and proliferation. The study of contact angle indicated that the PCLE coating makes the bioceramic surfaces more hydrophobic. The radioisotopic studies indicates that the coating of bioceramics with PCLE significantly alter the adsorption of blood proteins fibrinogen and albumin. The process of regeneration of bone tissue was studied in in vivo conditions after implantation of implants manufactured from composites in rabbit´s tibias. The results showed that composites can be used as biomaterial since the newly bone grew around the implants.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-05-30T13:11:14Z No. of bitstreams: 1 Jailton Romão.pdf: 5399205 bytes, checksum: 4addad0621a18f6bf94614b90a8ae4cf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-30T13:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jailton Romão.pdf: 5399205 bytes, checksum: 4addad0621a18f6bf94614b90a8ae4cf (MD5) Previous issue date: 2015-07-09 / FAPEMA / The purpose of this study was to synthesize a bioceramic with base of hydroxyapatite and hydroxyapatite by inserting rare earth ions having luminescent properties. Hydroxyapatite (HAP), which is the main mineral that constitutues the bone tissue and represents about 5% of the total mass of an adult person. It is the bioceramic most studied among researchers for medical and dental applications, because they have important properties for biomaterials area, such as: biocompatibility and osteointegration. These properties make it one of the most suitable biomaterials for use in implants, prostheses, among others. The rare earths have luminescent properties with little efficiency when alone, needing a binder matrix (host) to absorb its received radiation energy and transfer the energy to the rare earth ions that, in turn, emit luminescence more intensely. The luminescence of an apatite doped with rare earth is valuable in biological applications such as luminescent markers. The methodology employed was the solid state reaction via calcination involved stoichiometric relationships between the reagents and doping of hydroxyapatite. The dopants were chosen for their fluorescent character and having high possibility of inclusion in the HAP matrix, replacing the Ca2+ ions. The techniques used contributed to verify and compare the formagtion, the structure and crystallinity of the samples. The results obtained from this research were satisfactory when compared with those found in the literature. The analyses of the diffraction of X - rays showed that there was the formation of hydroxyapatite and the dissolution of rare earth ions in the matrix, proven by the Rietveld refinement method. The insertion of the rare earth ions in the hydroxyapatite altered the average size of the crystallite, while increased the concentration of rare earths, the crystallite size decreased. The comparison of the Raman spectra of the doped samples strengthened the idea of the dissolution of the ions in the matrix of the hidoxiapatita demonstrated by fluorescence emission spectrum, because emitted luminescence signals with electronic transitions in the visible spectrum. The figures presented in the density were satisfactory, since they are close to the theoretical values. The increase in density of the samples doped with rare earth ions were also acceptable considering that the TR3+ ions have a higher density than the Ca2+ ions. The values found of the porosity are satisfactory in percentage relations, because the pores are intrinsic characteristics of bioceramic materials and enables adhesion property of the material to the immune tissue. The Fluorescence spectroscopy showed emission signs. Most fluorescence signal intensity occurred in the hydroxyapatite sample doped with europium and ytterbium (HAEu1Yb0,5) enabling its use as a probe or fluorescent marker. The dielectric measurements showed values befitting with the ones found in the literature, as well as the dielectric losses. The conductivity values presented are very low, enabling use of synthesized samples and being used dielectrics. / A finalidade desta pesquisa foi sintetizar e caracterizar uma biocerâmica à base de hidroxiapatita e hidroxiapatita com a inserção de íons terras raras com propriedades luminescentes. A hidroxiapatita (HAP), principal mineral que constitui o tecido ósseo, representa cerca de 5% de massa total de uma pessoa adulta, sendo a biocerâmica mais estudada entre os pesquisadores para aplicações médicas e odontológicas, pois possui propriedades importantes para a área de biomateriais, tais como: biocompatibilidade e osteintegração. Estas propriedades fazem com que seja um dos biomateriais mais adequados para a utilização em implantes, próteses, dentre outras. Os terras raras possuem propriedades luminescentes, com pouca eficiência quando sozinhos, necessitando de uma matriz ligante (hospedeiro) que absorva sua energia de radiação recebida e transfira essa energia para os íons terras raras que, por sua vez, emitem a luminescência de forma mais intensa. A luminescência de uma apatita dopada com terras raras é valorosa em aplicações biológicas, como em marcadores luminescentes. A metodologia empregada foi a reação de estado sólido via calcinação que envolveram relações estequiométricas entre os reagentes e dopagem da hidroxiapatita. Os dopantes foram escolhidos por possuírem caráter fluorescente e por terem grande possibilidade de inserção na matriz da HAP, substituindo os íons Ca2+. As técnicas utilizadas neste trabalho contribuíram para verificar e comparar a formação, a estrutura e cristalinidade das amostras. Os resultados obtidos na realização nesta pesquisa foram satisfatórios quando comparados com os encontrados na literatura. As análises de difração de raios  X mostraram que ocorreu a formação da hidroxiapatita e a dissolução dos íons terras raras na matriz, comprovadas no refinamento pelo Método de Rietveld. A inserção dos íons de terras raras na hidroxiapatita alterou o tamanho médio do cristalito, à medida que aumentava a concentração dos terras raras. A comparação dos espectros Raman das amostras dopadas reforçaram a ideia da dissolução dos íons na matriz da hidroxiapatita comprovada pelo espectro de emissão de fluorescência, pois emitiram sinais de luminescência com transições eletrônicas no espectro visível. Os valores apresentados na densidade foram satisfatórios, pois estão próximos aos valores teóricos. O aumento na densidade das amostras dopadas com íons terras raras também foram aceitáveis, uma vez que possuem densidade maior que íons de Ca2+. Os valores encontrados da porosidade são satisfatórios em relações percentuais, pois os poros são características intrínsecas de materiais biocerâmicos e viabiliza propriedade de adesão do material ao tecido imunológico. A espectroscopia de fluorescência apresentou sinais de emissão, com maior intensidade de sinal ocorrendo na amostra de hidroxiapatita dopada com Európio e itérbio (HAEu1Yb0,5) possibilitando sua utilização como sonda ou marcador fluorescente. As medidas dielétricas mostraram valores condizendo aos encontrados na literatura, assim como as perdas dielétricas. Os valores de condutividade apresentados são muito baixos, possibilitando utilização das amostras sintetizadas como dielétricos.