A utilização das fontes não-renováveis de energia, como o petróleo e seus derivados, tem proporcionado elevados índices de desenvolvimento em algumas nações, mas também tem causado sérios impactos ao meio ambiente. Diante disso, este trabalho visualiza as mudanças do macro-ambiente dos biocombustíveis no transcurso do tempo, num olhar comparativo a uma rota energética proposta nos anos 30 nos Estados Unidos pelo Movimento Chemurgic. Transcorridos 70 anos de uso de derivados de petróleo, a produção e o uso de biocombustíveis passou a ser um tema de grande relevância no âmbito energético mundial, principalmente devido ao aquecimento global, ocasionado pela concentração do dióxido de carbono na atmosfera. Reporta-se no transcurso do tempo, uma clara participação das inovações tecnológicas no desenvolvimento dos biocombustíveis e dos biomateriais, cuja difusão no presente se dá sob condicionantes de natureza política e ambiental. Para tanto, procurou-se determinar a participação das variáveis de emergência econômicas, sociais, políticas, ambientais e tecnológicas que caracterizam o mencionado macro-ambiente do desenvolvimento e uso de materiais de origem agrícola na produção de combustíveis renováveis, por meio de uma analise léxica e de conteúdo na literatura científica mundial numa interpretação qualitativa dos textos científicos mediante a utilização de um software, que identificou a freqüência de citação das palavras-chave de cada dimensão estabelecida, em que a analise documental permitiu a elaboração de mapas conceituais atuais e retrospectivos, representando o comportamento e desenvolvimento dos biocombustíveis. Considera-se finalmente que, diante de uma visível deterioração ambiental, da poluição atmosférica em particular, os fatores socioeconômicos e políticos de maior importância que promoveram o uso dos biocombustíveis e os biomateriais nos anos 30, abriram lugar para os fatores de natureza ambiental que, paralelamente, promovem a ampliação da produção e do uso dos biomateriais. / The use of non-renewable sources of energy, like petroleum and its derivatives, has been providing high development levels in some nations, but also has been causing serious impacts on the environment. Thus, this work visualizes the changes on biofuel’s macro-environment through the time, in a comparative view of an energetic route proposed in the 30’s in United States by the Chemurgic Movement. Passed 70 yeas of using petroleum derivates, the production and the use of biofuel turned to be a theme of great relevance on energetic world circuit, especially because of global warming, caused by the concentration of Carbon dioxide on atmosphere. It is alluded, in the course of time, a clear participation of technological innovations on the biofuel and biomaterials’ development, whose diffusion in present time happens according to political and environmental conditioners. To do so, it attempted to stipulate the participation of the economical, social, political, environmental and technological emergent variables that characterize the mentioned macro-environment of development and use of agricultural origin materials in the renewable fuel production, through a lexical and content analysis on the world scientific literature in a qualitative interpretation of scientific texts using one Software, which set the keywords citation frequency in each established dimension, in which the documental analysis allowed to elaborate actual and retrospective conceptual maps, representing biofuel’s behavior and development. It is considered, as a conclusion, that, facing a visible environmental degradation, in particular the atmospheric pollution, the most important social-economical and political factors that promoted the use of biofuel and biomaterial in the 30’s, giving place to environmental factors that, in the same time, promote the increase of production and use of biomaterials.

A conformação de dispositivos médicos implantáveis a partir de uma blenda exige o desenvolvimento de um produto com propriedades próximas do comportamento ideal, combinando propriedades térmicas e mecânicas e boa resposta tecidual. O Poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) e o Poli (isopreno) (IR) foram escolhidos como componentes da blenda com finalidade de promover boa biocompatibilidade e características mecânicas especificas. As blendas foram obtidas por dissolução dos polímeros em solvente orgânico, seguida de secagem. Para determinar a influência do teor de IR sobre as propriedades da blenda, foram realizados ensaios de espectroscopia na região de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise dinâmico-mecânica (DMA), microscopia óptica por luz polarizada (POM), análise de dureza, ensaio de tração e análise de viabilidade celular. A presença de IR na blenda provocou alteração na estrutura molecular semi-cristalina do PLGA, bem como influenciou o comportamento mecânico analisado a partir da curva tensão-deformação do material. A blenda se mostrou biocompativel em ambiente celular e em ensaios preliminares em animais, apresentando potencial para aplicação como biomaterial. / The conformation of an implantable medical device from a polymeric blend requires the development of a product with properties as close as possible of ideal behavior with the combination between thermal and mechanical properties and good tissue response. The poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) and the poly (isoprene) (IR) were chosen as the blend components to promote good biocompatibility and specific mechanical characteristics. The blends were obtained by dissolution of polymers in organic solvent, followed by drying. In order to determine the IR content influence over the blend properties, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA), polarized light optical microscopy (POM), hardness analysis, tensile test and cell viability test were carried out. The IR presence caused changes in semi-crystalline molecular structure of PLGA, as well as actuated over the mechanical response analyzed on material’s stress-strain curve. The blend showed itself biocompatible at cellular environment and at preliminary animal tests, presenting potential for application as biomaterial.

O crescimento de células em arcabouços tridimensionais porosos tem se tornado progressivamente ativo na engenharia de tecidos. Os arcabouços guiam o crescimento celular, sintetizam uma matriz extracelular e outras moléculas biológicas, e facilitam a formação de tecidos e órgãos funcionais. Um cimento deste tipo pode ser preparado misturando um sal de fosfato de cálcio com uma solução aquosa para que se forme uma pasta que possa reagir à temperatura corporal dando lugar a um precipitado que contenha hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2). A similaridade química e morfológica entre este biomaterial e a parte mineral dos tecidos ósseos permite a osteocondução, sendo o cimento substituído por tecido ósseo novo com o tempo e com a vantagem de não desencadear processos inflamatórios e de corpo estranho, com eventual expulsão do material implantado. O objetivo do presente trabalho foi a obtenção e caracterização de suportes tridimensionais para a engenharia de tecido, com o uso de matérias-primas nacionais, por meio da utilização de microesferas de parafina como corpos geradores de poros. As microesferas foram produzidas por suspensão em solução aquosa de poli (álcool vinílico) (PVA) e sulfato de sódio (Na2SO4). Foram analisadas as fases presentes no cimento sintetizado e após a reação de cura do mesmo, a variação do tamanho de partícula e da resistência mecânica com o tempo de moagem. Foi analisada a porosidade dos suportes e a forma de extração da parafina daqueles que a utilizaram na sua formação. O tamanho de poro dos suportes gerados com a variação da quantidade de fase líquida ficou aquém do tamanho considerado ideal para o crescimento de tecido ósseo. A porosidade dos arcabouços fabricados com esferas de parafina foi observada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), e seu comportamento foi analisado a partir de ensaios in vitro em solução SBF (simulated body fluid) e em cultura de células. A utilização de esferas de parafina permitiu a formação de poros com tamanho tal que possibilitam potencialmente o crescimento tecidual e celular. / The growth of cells in three-dimensional porous scaffolds has been extensively studied for use in tissue engineering. They guide grow of cells, synthesize extra cellular matrix and other biological molecules, and facilitate the formation of functional tissues and organs. Bone cements has been developed for biomedical applications for a decade approximately. This kind of cement can be prepared mixing a calcium phosphate salt with aqueous solution forming a paste that can react at body temperature generating a hydroxyapatite precipitated (Ca10(PO4)6(OH)2). The chemical and morphological similarity between the cement composition and the mineral part of the bones allows osteoconduction in the tissue with replacement of cement by new bone formed with the advantage to not unchain inflammatory processes and of strange body. The objective of this work was the use of the α-TCP cement for making these scaffolds, through the variation of the amount of liquid phase in the cement and of the use of paraffin spheres as pore source. These spheres were produced by suspension in water solution of poly (vinyl alcohol) and sodium sulphate (Na2SO4). The phases had been analyzed in the synthesized cement and after the reaction of cure of cement, beyond variation of the particle size and the resistance mechanics with the milling time. It was analyzed the porosity of the scaffolds and the extraction of the paraffin in that supports. The pore size of the supports generated with the variation of the amount of liquid phase was on this side of the size considered ideal for the bone tissue growth. The porosity of scaffolds manufactured with paraffin spheres was observed by Scanning Electron Microscopy (SEM), and its behavior was analyzed from test in vitro in SBF solution (simulated body fluid). The use of paraffin spheres allowed the formation of pores size able to permit tissue growth.

A ortopedia e a odontologia têm especial interesse às tecnologias biocompatíveis que apresentam a fase alfa do fosfato tricálcico (α-TCP), pois estas são capazes de formar hidroxiapatita deficiente em cálcio, similar à óssea. Porém, a baixa resistência mecânica limita sua aplicação. A fim de superar essa limitação, foi agregada acrilamida ao cimento α-TCP, com redutor de líquido, originando o cimento α-TCP de dupla pega. A partir disso foram desenvolvidos compostos à base de cimento de α-TCP e α-TCP de dupla pega agregados dos fármacos sulfato de gentamicina, cloridratos de lidocaína, bupivacaína e levobupivacaína e testada sua funcionalidade como sistemas de liberação de fármacos. Não existem dados bibliográficos sobre liberação de fármacos por sistemas de cimento α-TCP de dupla pega. A metodologia utilizada foi qualiquantitativa. Para as diferenças analíticas considerou-se o intervalo de confiança de 95% com nível de significância menor que 5% (p<0,05). O estudo compreendeu três fases. Na Fase 1 foram elaborados corpos de prova à base de cimento α-TCP e α-TCP de dupla pega com e sem (grupo-controle) adição de fármacos. Na Fase 2 os biomateriais estudados foram caracterizados por difração de raios X, espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura, resistência mecânica a compressão axial, densidade, porosidade e absorção de líquido; sendo também proposta a análise da porosidade por meio de imagens. A Fase 3 corresponde ao estudo da cinética da liberação dos fármacos in vitro, onde os corpos de prova foram imersos em solução tampão fosfato pH 7,0 e as amostras analisadas por meio de UV-vis. A liberação do antibiótico também foi avaliada por Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS), como proposta inovadora. Conforme os resultados, ambos os cimentos funcionaram como sistemas de liberação dos fármacos. Tanto o sistema hidrogel, quanto os fármacos não modificaram as propriedades estruturais do cimento. O sistema com hidrogel apresentou melhor resistência mecânica. A difusão Fickiana foi o principal mecanismo envolvido no processo de liberação dos fármacos, com menor influência do relaxamento das cadeias. A técnica de EIS mostrou-se promissora para avaliação de liberação de fármacos. / To better regulate it is necessary to know the new Technologies. Orthopedics and dentistry have demonstrated special interest in biocompatible technologies that present the alpha phase of tricalcium phosphate (α-TCP), whit can form calcium-deficient hydroxyapatite (like bone hydroxyapatite). However, its application is limited by the low mechanical resistance. To overcome this limitation, acrylic hydrogel containing liquid reducer was added to the α-TCP cement, resulting in the α-TCP double setting cement. From this, composites of α-TCP and α-TCP double setting cements aggregates of the drugs gentamicin sulfate, lidocaine, bupivacaine and levobupivacaine hydrochlorides were developed and the functionality drug delivery systems was tested. There isn't bibliographic data about drugs release systems by α-TCP double setting cement. Qualitative and quantitative methodologies were applied. For the analytical differences, we considered the 95% confidence interval with a level of significance lower than 5% (p <0.05). It comprised three different phases. In Phase 1, an α-TCP and α-TCP double setting cement specimens were prepared with and without (control group) drugs addition. In Phase 2, the studied biomaterials were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, compression mechanical resistance, density, porosity and liquid absorption, being also proposed of the porosity analysis by images. The Phase 3 corresponds to the study of the in vitro drug release kinetics. The specimens were immersed in phosphate buffer solution pH 7.0 and the samples analyzed by UV-vis. As an innovative proposal, drug release was also assessed using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). According to the results, both cements functioned as controlled drug delivery systems. The hydrogel improved the properties of cement moreover the drugs did not impair these properties. Fick diffusion was the main mechanism involved in the process of drug release by composites, with a minor influence of polymer chain relaxation. The EIS technique proved to be promising for the evaluation of drug release.

O NiTi é uma liga equiatômica de níquel-titânio amplamente utilizada como biomaterial devido às suas propriedades de memória de forma e superelasticidade. Vários estudos de tratamento superficial da liga NiTi têm sido desenvolvidos, visando melhorar a resistência à corrosão, e bloquear a saída do Ni para os tecidos adjacentes. O óxido de titânio (TiO2) pode ser formado na superfície do NiTi, durante o processo de tratamento térmico de memória de forma. A espessura da camada do óxido formado depende do tempo e da temperatura aplicada no tratamento térmico, e esta camada pode ser eficiente protegendo e melhorando a biocompatibilidade do material de base sem a utilização de outros tratamentos superficiais. Neste trabalho avaliou-se o efeito do tempo e da temperatura do tratamento térmico, no crescimento da camada de óxido, nas temperaturas utilizadas no processo de tratamento térmico para dar forma (530 e 570 °C) à liga de NiTi com memória de forma. Os resultados obtidos mostraram que é possível obter morfologias e características distintas para as camadas de TiO2, controlando os parâmetros tempo e temperatura, do processo de memória de forma. Outra questão importante na avaliação de superfícies para aplicação biomédica é a utilização de métodos e parâmetros adequados permitam a caracterização em condições que representem as situações mais próximas daquelas apresentadas pelo fluido corpóreo. No entanto, diferentes autores utilizam eletrólitos distintos para simular o fluído corpóreo em ensaios de caracterização eletroquímica, o que dificulta a correlação dos resultados encontrados nos artigos. No presente trabalho avaliou-se o comportamento eletroquímico de NiTi polido em diferentes soluções, utilizadas na literatura para simular o fluído corpóreo: solução de Hanks, solução de Hanks com sal balanceado (HBSS), solução salina de fluído corpóreo (SBF), solução de Ringer e solução de NaCl 0,9%. O comportamento eletroquímico do NiTi foi avaliado por ensaios de monitoramento do potencial de circuito aberto (OCP) e voltametria cíclica. Os resultados obtidos demonstraram que a liga de NiTi apresenta o mesmo mecanismo de corrosão (corrosão por pitting) em todas as soluções estudadas. No entanto, o potencial de corrosão desenvolvido em cada eletrólito foi diferente, sendo que a liga de NiTi apresentou comportamento mais ativo na solução HBSS. / NiTi is an equiatomic nickel-titanium alloy widely used as biomaterials because of their shape memory and superelasticity properties. Several studies regarding superficial treatments of NiTi alloy have been developed, aiming to improve corrosion resistance, and to block Ni release to adjacent tissues. Titanium oxide (TiO2) can be formed on NiTi surface, during heat treatment of shape memory process. TiO2 is largely studied because its increase corrosion resistance of the alloy. Thickness of oxide layer depends on the temperature that is applied and on the duration of the heat treatment, and this TiO2 layer can be efficient in protecting and improving biocompatibility of the bulk metal without another superficial treatment. In this work it was evaluated the heat treatments duration effects in the oxide growth on the NiTi surface, at the main used temperatures used in the shape process (530 and 570 °C) of shape memory NiTi alloy. Obtained results showed it is possible to obtain distinct morphologies and characteristics of the TiO2 layer by controlling shape memory parameters, as time and temperature. Another important issue in evaluation of surfaces for biomedical application is the use of appropriated parameters and methods that allows the characterization under conditions that represent the environment more similar to body fluid. However, different authors employ distinct electrolytes in electrochemical characterization tests, which makes difficult the correlation between article results. In present work it was evaluated the electrochemical behavior of mechanically polished NiTi in different solutions, used to simulated the body fluid: Hank’s solution, Hank’s balanced salt solution (HBSS), saline body fluid solution (SBF), Ringer’s solution and 0.9% NaCl solution. Electrochemical behavior of NiTi was evaluated by open circuit potential (OCP) monitoring and cyclic voltammetry tests. Obtained results demonstrated that NiTi alloy presents the same corrosion mechanism (pitting corrosion) in all studied solutions. Although, corrosion potential obtained was different in each electrolyte, being the NiTi alloy presented most ative behavior in HBSS solution.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:37:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3369_.pdf: 1163384 bytes, checksum: b21ffe54a8590ea2e2ed54a3fe9747c6 (MD5) Previous issue date: 2010-04-30 / O metal é o material classicamente usado na confecção de implantes cirúrgicos para reparação de fraturas. Na tentativa de se evitar problemas de biocompatibilidade e osteoindução, o emprego de biomateriais tem sido proposto na confecção de implantes como placas e parafusos por apresentarem as mesmas funções de um enxerto ósseo, ou seja, serem osteoindutores, osteocondutores e possuiren células osteoprogenitoras. Objetiva-se com esse trabalho avaliar a osteoindução, osteocondução e osteointegração de placa óssea produzida a partir osso bovino na reparação de fratura de tíbia de coelhos. / The objective of this study was to evaluate the mechanical strength of bone plates yielded from bovine cortical bone, conserved in different solutions, and the efficiency of these solutions in the inhibition of microorganism’s growth. 168 plates yielded from bovine tibiae were conserved in 98% glycerin (n=28) , 150% saline solution (n=28) , 300% sugar solution (n=28), Dakin solution (n=28), frozen in LN2 at - 196°C (n=28), or sterilized in ethylene oxide gas (n=28). After rehydratated in NaCl 0.9% solution for six hours, plates were subjected to tensile, compression, bending and twisting testing. Bone plates microbiological evaluation was carried out before and immediately after rehydratation, with or without enrofloxacin 0.5% addition. There was no significant difference (P<0.01) on resistance to the rupture point in plates conserved in the different solutions, frozen - thawed or sterilized. Microorganisms were isolated from plates conserved in satured salt solution, sugar satured solution, Dakin solution or frozen in LN2, before and after rehydratation. However, after the use of NaCl 0.9% solution added enrofloxacin 0.5%, microorganisms were not isolated. Therefore, bovine bone plates conserved in sugar or salt satured solution, 98% glycerin, Dakin solution, frozen in LN2 or sterilized in ethylene oxide gas present similar biomechanical tests results, and NaCl 0.9% solution added enrofloxacin 0.5% rehydratation inhibits microbial growth .

Orientador(a): Profª Dra. Christiane Bertachini Lombello / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2016. / A realização de ensaios de citotoxicidade in vitro e essencial na caracterizacao inicial da biocompatibilidade de biomateriais que visam aplicacao clinica. Pela exposicao de uma cultura celular ao contato direto, indireto ou ao extrato de determinado material de interesse e possivel caracterizar a presenca e severidade de efeito citotoxico resultante. Porem, a sensibilidade dos diferentes ensaios e variavel e influenciada por inumeros fatores, relacionados as proprias condicoes de ensaio utilizadas e parametros celulares avaliados, bem como a natureza do biomaterial em analise. Assim, o estudo comparativo desses ensaios in vitro e de suas variacoes metodologicas contribui para o melhor entendimento dos protocolos empregados atualmente, e de maior relevancia devido as questoes eticas relativas ao uso de animais em ensaios biologicos. Esse estudo buscou, portanto, analisar comparativamente a influencia de diferentes condicoes de ensaio na sensibilidade dos testes de citotoxicidade - contato direto, indireto (difusao em agar) e por extrato - segundo norma ISO 10993:5 (2009), alem de avaliar a correlacao entre os resultados desses ensaios e dos parametros de citotoxicidade utilizados. Para tal, utilizou-se linhagem celular Vero e materiais conhecidamente nao citotoxicos (papel filtro) e citotoxicos (latex) como referenciais. Os parametros celulares de morfologia, proliferacao e viabilidade foram avaliados, qualitativa e/ou quantitativamente, apos 24 h, 48 h, 72 h e 120 h de ensaio. Todos os ensaios foram eficazes na avaliacao de citotoxicidade, quando analisados os parametros celulares resultantes da interacao. Porem, para a referencia citotoxica, o efeito sobre as celulas foi distinto entre os ensaios apos 24 h de exposicao, sendo mais pronunciado no ensaio por extrato. Alem disso, o ensaio de contato direto apresentou maior variabilidade quanto a viabilidade e proliferacao celular. Verificou-se ainda, que para maiores tempos de exposicao ha reducao na viabilidade celular, inclusive para amostras nao citotoxicas, independente do ensaio. A avaliacao de citotoxicidade de representantes das tres principais classes de biomateriais - ¿À-TCP (ceramica), aco AISI 316L (metal), e gelatina reticulada (polimero), segundo mesmos ensaios, porem restritos aos tempos de 24 h e 48 h, evidenciaram a nao citotoxicidade dos dois primeiros. Porem, o ensaio por contato direto nao foi o mais adequado na avaliacao do biomaterial ceramico, devido a movimentacao da amostra, dando preferencia nesse caso aos demais ensaios. Ja para a amostra metalica, apesar da influencia de seu peso no contato direto os resultados foram representativos da ausencia de citotoxicidade. Assim, podendo ser avaliado por qualquer dos ensaios. O ensaio por extrato foi o de maior sensibilidade na deteccao do potencial citotoxico da gelatina, esse podendo ser indicado como metodo de escolha no estudo de polimeros reticulados. Como a sensibilidade entre os ensaios pode variar para um mesmo tempo de exposicao e ser influenciada pelo tipo de material em analise, principalmente quando este apresenta algum potencial citotoxico, e necessario cautela na escolha do tipo de ensaio utilizado para avaliacoes de citotoxicidade. Dessa maneira, a integracao entre resultados provenientes da avaliacao de diferentes condicoes de ensaio e parametros celulares, qualitativos e quantitativos, bem como relacionados ao comprometimento fisico/morfologico e funcional, permite maior confiabilidade na caracterizacao previa da presenca e severidade de citotoxicidade in vitro de biomateriais. / The fulfilment of in vitro cytotoxicity assays is essential for initial characterization of biocompatibility of biomaterials that are intended for clinical application. By exposure of a cell culture to direct or indirect contact with certain material of interest, or of its extract it is possible to characterize the resulting cytotoxicity effects. However, the sensitivity of the tests is variable and influenced by many factors, related to the different test conditions used and cellular parameters evaluated, as well as the nature of the biomaterial under assessment. Thus, the comparative study of these assays and its methodological variations contribute to a better understanding of the protocols currently employed. And even more relevant, in face of the ethical issues related to animal use in biological assays. Therefore, this study seeks to comparatively analyze the influence of different test conditions on the sensitivity of the cytotoxicity tests, by direct, indirect contact (agar diffusion) and for extract, according to ISO 10993: 5 (2009) and to evaluate the correlation between the results of those assays and the parameters used to detect the cytotoxicity. To this end, the study employed the Vero cell line and known non-cytotoxic (filter paper) and cytotoxic (latex) materials as reference. The parameters evaluated were cell morphology, proliferation and viability, thru qualitative and quantitative means, after 24h, 48h, 72h and 120 hours of assay duration. All assays were effective in the evaluation of cytotoxicity, resulting from the interaction. However, for the cytotoxic reference, the effect on the cells was different between assays after 24 hours of exposure and, also more pronounced for the extract assay. Besides that, the direct contact assay showed greater variability for both the cell viability and proliferation data. It was also found that for longer exposure times there is a decrease in cell viability, for all samples, including the non-cytotoxic one, and it is not influenced by the type of assay. Cytotoxicity evaluation of representatives of the three main biomaterials classes - â-TCP (ceramic), steel AISI 316L (metal), and crosslinked-gelatin (polymer) ¿ under the same conditions, yet restricted to 24h and 48h of exposure time, showed that the first two samples mentioned are non-cytotoxic. However, the direct contact assay was not the most adequate to evaluate the ceramic biomaterial, due to sample movement, preference being given in this case to the use of the other assays. For the metal, despite the influence of their weight, while in direct contact, the results where representative of the absence of cytotoxicity. Thus, all assays can be used in its evaluation. The extract assay was the most sensitive in detecting the potential cytotoxic effect of the crosslinked-gelatin, and could possibly be indicated as the method of choice when studying crosslinked polymers. Since the sensitivity between assays may vary for the same exposure time and be influenced by the type of material under analysis, especially when it presents a potential cytotoxicity; caution is required when selecting the assay for cytotoxic evaluation. Therefore, combining the results from different assay conditions and cellular parameters, qualitative and quantitative, as well as related to the physical / morphological and functional impairments, allows for greater reliability in the initial biomaterial characterization of in vitro cytotoxicity regarding their presence and severity.

Orientador: Prof. Dr. Arnaldo Rodrigues dos Santos Jr. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2017. / A engenharia tecidual aplicada a regeneracao de lesoes da pele e uma area de estudos interdisciplinar, e envolve principalmente o desenvolvimento de biomateriais em forma de arcaboucos (scaffolds) e a associacao destes as celulas. Biomateriais polimericos naturais, como quitosana (QUI) e acido hialuronico (AH), tem apresentado resultados promissores nesta area, ja que possuem propriedades biomimeticas da matriz extracelular. Este fato motiva o desenvolvimento de arcaboucos como matrizes artificiais que dao suporte mecanico para celulas do tecido a ser regenerado. Neste estudo, acido hialuronico (AH) e quitosana (QUI) foram utilizados para preparo de arcaboucos de QUI e a blenda composta por QUI-AH para a regeneracao tecidual cutanea. Os arcaboucos foram obtidos pela tecnica de gelificacao seguida de liofilizacao, o que resultou em estruturas porosas adequadas para utilizacao em engenharia tecidual, ja que permite melhor interacao e proliferacao celular. Estruturas porosas promovem a vascularizacao, essencial para a nutricao do tecido, e consequentemente, a melhora do processo de reparacao tecidual. Amostras de arcaboucos produzidas foram caracterizadas quanto ao intumescimento em meio de cultura, microscopia eletronica de varredura (MEV) e Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR). A tecnica de liofilizacao nao proporcionou distribuicao e topografia homogeneas e coordenada dos poros, porem obteve-se poros com alta distribuicao ao longo do arcabouco seco com tamanho medio de aproximadamente (20 } 7) ¿Êm em composto por QUI e de (15 } 5) ¿Êm em composto por QUI-AH. Apos o intumescimento, os arcaboucos apresentaram (95.6 }8.8) ¿Êm e (86.3 }13.6) ¿Êm, respectivamente. Ambos os compostos demonstraram perda de massa residual, porem o composto de QUI-AH demonstrou maior diminuicao de massa residual no decorrer do estudo. O presente estudo foi realizado em celulas HaCaT, um modelo in vitro para citotoxicidade cutanea. Os arcaboucos demonstraram-se nao toxicos e proporcionaram adesao e migracao celular das celulas HaCaT e HDFB sobre ambos os substratos. As celulas HaCaT demonstraram maior formacao de colonias e migracao sobre o composto de QUI-AH e HDFB apresentou maior migracao no composto de QUI. / Tissue engineering applied to the regeneration of skin wounds is an area of interdisciplinary study and involves mainly the development of biomaterials in the form of scaffolds and the association of these to cells. Natural polymeric biomaterials, such as chitosan (CS) and hyaluronic acid (HA), have shown promising results in this area since they have biomimetic properties of the extracellular matrix. This fact motivates the development of scaffolds as artificial matrices that give mechanical support to cells of the tissue to be regenerated. In this study, hyaluronic acid (HA) and chitosan (CS) were used to prepare CS and hybrid CS-HA scaffold for cutaneous tissue regeneration. The scaffolds were obtained by the gelation technique followed by lyophilization, which resulted in porous structures suitable for use in tissue engineering since it allows better interaction and cell proliferation. Porous structures promote vascularization, essential for the nutrition of the tissue, and consequently, the improvement of the tissue repair process. Samples of scaffolds produced were characterized by swelling in the culture medium, scanning electron microscopy (SEM) and FTIR. The freeze-drying technique did not provide a homogeneous and coordinated pore distribution and topography, however, the pores with high distribution along of the dry scaffolds were obtained with a mean size of approximately (20 ± 7) ìm in composites composed of CS and (15 ± 5) ìm in the compound by CS-HA. After swelling, they presented (95.6 ±8.8) ìm and (86.3 ±13.6) ìm, respectively. Both compounds showed the residual mass loss, but the CS-HA compound demonstrated a greater decrease in residual mass during the study. The present study was carried out on HaCaT keratinocytes, an in vitro model of skin cytotoxicity. The scaffolds demonstrated no toxicity and provided cell adhesion and migration of HaCaT cells on both substrates. HaCaT cells demonstrated increased colony formation and migration through the CS-HA compound. In the other hand, HDFB presented increased migration through the CS compounds.

O crescimento de células em arcabouços tridimensionais porosos tem se tornado progressivamente ativo na engenharia de tecidos. Os arcabouços guiam o crescimento celular, sintetizam uma matriz extracelular e outras moléculas biológicas, e facilitam a formação de tecidos e órgãos funcionais. Um cimento deste tipo pode ser preparado misturando um sal de fosfato de cálcio com uma solução aquosa para que se forme uma pasta que possa reagir à temperatura corporal dando lugar a um precipitado que contenha hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2). A similaridade química e morfológica entre este biomaterial e a parte mineral dos tecidos ósseos permite a osteocondução, sendo o cimento substituído por tecido ósseo novo com o tempo e com a vantagem de não desencadear processos inflamatórios e de corpo estranho, com eventual expulsão do material implantado. O objetivo do presente trabalho foi a obtenção e caracterização de suportes tridimensionais para a engenharia de tecido, com o uso de matérias-primas nacionais, por meio da utilização de microesferas de parafina como corpos geradores de poros. As microesferas foram produzidas por suspensão em solução aquosa de poli (álcool vinílico) (PVA) e sulfato de sódio (Na2SO4). Foram analisadas as fases presentes no cimento sintetizado e após a reação de cura do mesmo, a variação do tamanho de partícula e da resistência mecânica com o tempo de moagem. Foi analisada a porosidade dos suportes e a forma de extração da parafina daqueles que a utilizaram na sua formação. O tamanho de poro dos suportes gerados com a variação da quantidade de fase líquida ficou aquém do tamanho considerado ideal para o crescimento de tecido ósseo. A porosidade dos arcabouços fabricados com esferas de parafina foi observada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), e seu comportamento foi analisado a partir de ensaios in vitro em solução SBF (simulated body fluid) e em cultura de células. A utilização de esferas de parafina permitiu a formação de poros com tamanho tal que possibilitam potencialmente o crescimento tecidual e celular. / The growth of cells in three-dimensional porous scaffolds has been extensively studied for use in tissue engineering. They guide grow of cells, synthesize extra cellular matrix and other biological molecules, and facilitate the formation of functional tissues and organs. Bone cements has been developed for biomedical applications for a decade approximately. This kind of cement can be prepared mixing a calcium phosphate salt with aqueous solution forming a paste that can react at body temperature generating a hydroxyapatite precipitated (Ca10(PO4)6(OH)2). The chemical and morphological similarity between the cement composition and the mineral part of the bones allows osteoconduction in the tissue with replacement of cement by new bone formed with the advantage to not unchain inflammatory processes and of strange body. The objective of this work was the use of the α-TCP cement for making these scaffolds, through the variation of the amount of liquid phase in the cement and of the use of paraffin spheres as pore source. These spheres were produced by suspension in water solution of poly (vinyl alcohol) and sodium sulphate (Na2SO4). The phases had been analyzed in the synthesized cement and after the reaction of cure of cement, beyond variation of the particle size and the resistance mechanics with the milling time. It was analyzed the porosity of the scaffolds and the extraction of the paraffin in that supports. The pore size of the supports generated with the variation of the amount of liquid phase was on this side of the size considered ideal for the bone tissue growth. The porosity of scaffolds manufactured with paraffin spheres was observed by Scanning Electron Microscopy (SEM), and its behavior was analyzed from test in vitro in SBF solution (simulated body fluid). The use of paraffin spheres allowed the formation of pores size able to permit tissue growth.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-12T11:18:08Z No. of bitstreams: 1 ALYSSON ANTÔNIO RIBEIRO GOMES - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2015.pdf: 3273281 bytes, checksum: b71940c4b95418d315f4cfe0dfe1600a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-12T11:18:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALYSSON ANTÔNIO RIBEIRO GOMES - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2015.pdf: 3273281 bytes, checksum: b71940c4b95418d315f4cfe0dfe1600a (MD5) Previous issue date: 2015-06-11 / Os implantes mamários são dispositivos médicos, empregados para aumentar, reconstrutir ou corrigir anomalis congênitas mamárias. Normalmente, são preenchidas por gel de silicone e/ou solução salina. Atualmente, têm sido utilizados com frequência implantes mamários com a superfície externa da membrana texturizada, por apresentar maior seguraça e reduzir complicações pós-operatórias como as contraturas capsulares. Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades físicas, químicas e biológicas de implantes mamários com membrana texturizada e preenchidas com gel de silicone. Portanto foram analisados quatro implantes mamários, de dois diferentes fabricantes, sendo uma marca nacional e outra importada. Os ensaios de caracterização foram realizados no lado da membrana interno que fica em contado com o gel e no lado externo que fica em contato com o meio biológico, através das seguintes técnicas: Microscopia Óptica – MO, Microscopia Eletrônica de Varredura – MEV, Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X - EDS, Retilineidade, Ensaios Dimensionais - Espessura, Ensaio Mecânico - Tração, Citotoxicidade e Coesividade do Gel. Nos resultados do ensaio de avaliação morfológica (MO e MEV) foi observado que a superfície das membranas em contato com o gel apresenta-se com textura lisa e uniforme já o lado externo da membrana observou-se presença de poros com tamanhos e formas bastante distintas. Em relação aos ensaios mecânicos, todas as amostras atenderam aos requisitos normativos, porém uma das amostras apresentou valor muito próximo do limite de aprovação. Observou-se que a texturização das superfícies influencia nos desempenhos mecânicos das membranas. Os resultados do ensaio de coesividade do gel de preenchimento, citotoxicidade e de elementos químicos contaminantes foram semelhantes em todas as amostras e estão de acordo com as normas de certificação, sendo X2 muito próximo ao limite de aprovação. / Silicone breast implants are medical devices used to increase, reconstruct or correct mammary congenital deformities. Typically, they are filled with silicone gel and / or saline solutions. Currently, there is often used breast implants with the outer surface of the textured membrane to present maximum security and reduce post-operative complications such as capsular contracture. Thus, this study aimed to evaluate the physical, chemical and biological properties of textured silicone gel breast implants. Four breast implants were analyzed, two different manufacturers. The characterization tests were performed on the inner side of the membrane which is in contact with the gel, and the external side, in contact with the biological environment, through the following techniques: optical microscopy - MO, Scanning Electron Microscopy - SEM, Spectroscopy Energy Dispersive X-ray - EDS, Straightness, Dimensional Testing - Thickness, Mechanical Testing - Traction, Cytotoxicity and cohesiveness gel. The results of the morphological evaluation test (OM and SEM) it was observed that the surface of the membrane in contact with the gel appears with smooth and uniform texture, however, the external side of the membrane was observed pores with very different sizes and shapes . Regarding the mechanical tests, all samples met the regulatory requirements, but one of the samples showed a value close to approval limit. It was observed that the texturing of suferfícies influences the mechanical performances of the membranes. The cohesiveness filling gel test, cytotoxicity and chemical contaminants were similar in all samples and comply with certification regulations.