Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4394.pdf: 7721496 bytes, checksum: 2fe3fb78e37bf5730b7b42c07d1b3e64 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / The researchrs conducted with implants are seek to improve the quality of products in order to reduce the waiting time after the surgery to undergo implants on chewing loads safely. To meet this expectation it must be considered that the body has a minimum time to perform the reactions that lead to osseous integration. This study was conducted to characterize the existing titanium oxide layer in commercial implants anodized (Vulcano Actives ®) and treated with acid (Master Porous ®) and compare with a non-commercial implant with ion deposition on the surface (Porous Nano ®). The study consisted of changing the surface morphologies of titanium implants to accelerate the process of osseous integration. In vitro analyses of surfaces were performed, as well as, (roughness, chemical composition, wettability) "in vivo" (indirect measure of osseointegration). The implants were inserted in rabbit s tibia and the rabbits were sacrificed 90 days after implantation. The composition of the passive film was analyzed by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), RAMAM spectroscopy, electron microscopy and x-ray diffraction. The results showed that implants treated by anodizing there is predominance of anatase type of titanium oxide on the surface. The others surfaces of implants have very thin oxide and the characterization techniques available have not been able to identify the allotropic form of titanium oxide. The results of the tests showed that the higher value of roughness, the greater contact angle and removal torque of implants was reached at anodized surface implants. Surface treatments show that it is possible to reduce the time of activation of the implant with security, you can get a bone-implant interface with mechanical strength appropriate to support the oral critical forces in clinical situations, such as bone of low quality. Incubation of neutrophils in the different areas showed that in short time of interaction surface morphology is the most important feature, while at longer time chemical composition has a positive effect on cellular interaction. Spectrophotometry revealed that the adsorption of fibronectin (FN) in Porous surfaces and those Doped with Na and F is similar (80%). The association indexes of osteoblastics cells in the samples with and without FN and the values of radioactivity of samples suggest that the incorporation of FN is conclusive citocompatibility of surfaces. The surface coating of titanium with FN proved to be a great option for the treatment of dental implants to optimize and accelerate the process of osseointegration. / As pesquisas realizadas com implantes procuram melhorar a qualidade dos produtos com o objetivo de reduzir o tempo de espera após a cirurgia para submeter os implantes às cargas mastigatórias com segurança. Para atender esta expectativa deve-se considerar que o organismo tem um tempo mínimo para realizar as reações que levam à osseointegração. O presente estudo foi realizado com o objetivo de caracterizar a camada de óxido de titânio existente em implantes comerciais anodizados (Vulcano Actives® ) e tratado com ácido (Master Porous®) e comparar com o implante não comercial com deposição de íons na superfície (Porous Nano®). O estudo consistiu em alterar as morfologias da superfície dos implantes de titânio para acelerar o processo de osseointegração. Foram feitas análises in vitro das superfícies (rugosidade, composição química, molhabilidade) e in vivo (medida indireta da osseointegração). Os implantes foram inseridos em tíbias de coelhos que foram sacrificados 90 dias após implantação. A composição do filme passivo foi analisada por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), espectroscopia RAMAM, microscopia eletrônica e difração de raios X. Os resultados mostraram que nas superfícies dos implantes tratados por anodização há predomínio do óxido de titânio do tipo anatase. As demais superfícies apresentam filmes de óxido com pequena espessura dificultando a caracterização e identificação da forma alotrópica do óxido de titânio. Os resultados dos ensaios mostraram que quanto maior o valor da rugosidade, maior o ângulo de contato e maior o torque de remoção da tíbia de coelhos. Os resultados mostram que é possível reduzir o tempo de ativação do implante com segurança, sendo possível obter uma interface osso-implante com resistência mecânica adequada para suportar as forças orais em situações clínicas críticas, como osso de baixa qualidade. A incubação de neutrófilos nas diferentes superfícies mostrou que em tempos curtos de interação (15 minutos) não foi possível identificar qual efeito é mais importante, a morfologia da superfície ou a composição química, enquanto em tempos maiores (60 minutos) a composição química apresentou um efeito positivo na interação celular. A espectrofotometria revelou que a adsorção da fibronectina (FN) nas superfícies Porous e dopada com Na e F apresentam comportamento semelhante (80%). Os índices de associação de células osteoblásticas nas amostras com e sem FN e os valores de radioatividade das amostras sugerem que a incorporação de FN é determinante na citocompatibilidade das superfícies. O recobrimento da superfície de titânio com FN mostrou ser uma ótima opção de tratamento dos implantes dentários para otimizar e acelerar o processo de osseointegração.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4428.pdf: 4624168 bytes, checksum: 550f843566ecfc9d75d021876f90fcc4 (MD5) Previous issue date: 2012-06-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / Properties related to the increase in the durability of the implants and reliable and faster biological responses are commonly exploited in different areas of scientific research. The physical and chemical phenomena that occur on the surface of the bone/implant interface determine the biological responses following the implantation of biomaterials and therefore are critical to the effectiveness of the process of osseointegration. This work involved the growth and characterization of nanostructured thin films produced by sputtering of TiO2, ZrO2, Nb2O5, and Zr/Ti/Nb on Si(111) and stainless steel substrates, and their subsequent coating with proteins (bovine serum albumin - BSA and fibronectin - Fn). The characterization techniques employed were: X-ray-photoelectron spectroscopy - XPS, atomic force microscopy AFM, time-of-flight secondary ion mass spectrometry - ToF-SIMS, energy-dispersive X-ray spectroscopy - EDS, and nanoindentation. All films showed low surface roughness, nanostructured s grains, and low elastic moduli. The protein adsorption analysis demonstrated that the Zr/Ti/Nb film deposited onto steel and heat-treated had the highest affinity for albumin and that TiO2 film had the highest affinity for fibronectin. All films demonstrated to be suitable for use as protective coating for metallic orthopedic implants / Propriedades relacionadas ao aumento da durabilidade dos implantes e respostas biológicas mais rápidas e confiáveis são comumente exploradas em pesquisa científica de diferentes áreas. Os fenômenos físico-químicos que ocorrem na superfície da interface osso/implante determinam as respostas biológicas subsequentes à implantação do biomaterial e, portanto, são decisivos para a efetividade do processo de osseointegração. Este trabalho envolveu o crescimento e a caracterização de filmes finos nanoestruturados produzidos por pulverização catódica (sputtering) de TiO2, ZrO2, Nb2O5 e Zr/Ti/Nb sobre Si(111) e aço inoxidável, e seus posteriores recobrimentos com proteínas (albumina de soro bovino - BSA e fibronectina - Fn). As técnicas de caracterização empregadas foram: espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (X-ray-photoelectron spectroscopy - XPS), microscopia de força atômica (atomic force microscopy AFM), espectrometria de massa de íons secundários por tempo de vôo (time-of-flight secondary ion mass spectrometry - ToF-SIMS), espectroscopia de energia dispersiva de raios X (energy-dispersive X-ray spectroscopy - EDS) e nanoindentação. Todos os filmes apresentaram baixa rugosidade, grãos nanoestruturados e baixos módulos de elasticidade. A análise de adsorção de proteínas demonstrou que o filme de Zr/Ti/Nb tratado termicamente e depositado sobre aço apresentou a melhor afinidade com a albumina e o filme de TiO2 obteve a maior afinidade com a fibronectina. Todos os filmes analisados revelarem-se apropriadas para o uso como recobrimento protetor para implantes ortopédicos metálicos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3246.pdf: 12136478 bytes, checksum: 2cc488c82afe73f029ef1b7b18aa2596 (MD5) Previous issue date: 2009-04-07 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the present work, scaffolds were obtained through the controlled sintering of Biosilicate®. This material possesses good mechanical properties and its bioactivity level is comparable to that of bioglasses, making it an interesting candidate for use as a scaffold to stimulate bone tissue regeneration. Previous studies have found that a secondary crystalline phase is formed when Biosilicate® is heat-treated at high temperatures (T > 700°C). The in vitro bioactivity tests revealed that the presence of the secondary phase is not harmful, but instead enhances the bioactivity of Biosilicate® to a level comparable to that of Bioglass - 45S5. Two different techniques were used in the synthesis of scaffolds: (1) the addition of porogen agents, and (2) the replication method. Five porogen agents were tested and compared: naphthalene, cassava starch, corn starch, polyethylene beads and carbon black. The first technique yielded scaffolds with a total porosity of 67 to 87% in a highly interconnected porous structure. The best result was achieved with carbon black, which resulted in an average pore size of 230 μm and a total porosity of 87%, making it the most promising porogen agent for application as a scaffold. The replication technique led to the formation of scaffolds with a total porosity of 96% and open cells in the range of 435 945 μm, with an average cell size of 650 μm. / No presente trabalho, foram obtidos scaffolds através da sinterização controlada do Biosilicato®. Este material apresenta boas propriedades mecânicas e nível de bioatividade comparável ao dos biovidros, sendo um candidato interessante para ser empregado como scaffold no auxílio da regeneração óssea. Estudos anteriores reportam que quando este material é tratado termicamente em temperaturas superiores a 700°C, ocorre o aparecimento de uma fase cristalina secundária. Os testes de bioatividade in vitro revelaram que a presença da fase secundária não é prejudicial, mas torna o nível de bioatividade do Biosilicato® ainda maior, igualando-o ao nível de bioatividade do Bioglass - 45S5. Duas técnicas diferentes foram utilizadas na síntese dos scaffolds: (1) via adição de agentes porogênicos e (2) método da réplica. Cinco agentes porogênicos foram testados e comparados: naftaleno, amido de mandioca, amido de milho, microesferas de polietileno e negro de fumo. A técnica de adição de agentes porogênicos permitiu a obtenção de scaffolds exibindo porosidade total entre 67 e 87%, com uma estrutura de poros altamente interconectada. O melhor resultado foi alcançado através do uso do negro de fumo, onde o tamanho médio de poros obtido foi de 230 μm e uma porosidade total de 87%, tornando-o o mais promissor para aplicação como scaffold. O método da réplica permitiu a obtenção de scaffolds exibindo uma porosidade total de aproximadamente 96% e abertura de células na faixa de 435 945 μm, com abertura média de 650 μm.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Retido.pdf: 19733 bytes, checksum: 6aad255badc436a06364517de2344ab6 (MD5) Previous issue date: 2011-07-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / Recently, intensive studies have been conducted with biomaterials aiming their application as synthetic grafts for reparation and maintenance of bones, teeth and cartilage tissues that have been damaged or lost due to trauma or disease. However, only limited groups of materials are biologically acceptable to the human body as substituents or repairing agents of soft and hard tissues. Bioactive glasses have been studied and used as synthetic grafts in clinical cases for about 30 years, and some of them can interact perfectly with body tissues. Nevertheless, their use is still restricted due to their fragility and the limitation of commercially available forms such as powder, granules or rigid scaffolds. Therefore, a research for a process to obtain fibers and meshes is promising, as this new format could expand the spectrum of clinical use of this biomaterial. Thus, this project intended to acquire highly bioactive glass fibers and, therefore, to develop meshes that can be applied both in medical and dental surgical procedures. For that purpose, new bioactive vitreous compositions were studied and developed with the following characteristics: fast interaction with body fluids to promote rapid regeneration process, this property was analyzed in vitro using SBF-K9 solution, and also reduced tendency to devitrify during its processing as fibers, as the crystallization hinders or even prevents one to obtain the fibers, and affect their mechanical strength. Using differential scanning calorimetry analysis (DSC) the compositions more suited to the downdrawing process were selected and from them it was possible to obtain continuous fibers with uniform diameter using the fiber drawing machine located at the Laboratório de Materiais Vítreos (LaMaV - UFSCar). / Intensivos estudos têm sido realizados nas últimas duas décadas buscando a aplicação de biomateriais como enxertos sintéticos visando à reparação e manutenção de ossos, dentes e cartilagens danificados ou perdidos devido a traumas ou processos patológicos. No entanto, somente classes restritas de materiais são biologicamente aceitos pelo corpo humano como substituintes e/ou agentes reparadores dos tecidos moles e duros. Os vidros bioativos vêm sendo estudados e utilizados como enxertos sintéticos nestes casos clínicos a cerca de 30 anos, e alguns deles conseguem uma excelente interação com tecidos corpóreos. Entretanto, sua utilização ainda é restrita devido à sua fragilidade e também à limitação de suas formas disponibilizadas comercialmente, como pó, granulado ou scaffolds rígidos. Portanto, a busca de um processo para a formação de fibras e mantas se apresenta bastante promissora, já que este novo formato poderia expandir o espectro de utilização clínica deste biomaterial. Assim, este projeto teve como objetivo obter fibras de vidros altamente bioativas e, por conseguinte, desenvolver mantas que poderão ser aplicadas tanto em procedimentos cirúrgicos médicos quanto odontológicos. Para tanto, foram estudadas e desenvolvidas novas composições vítreas bioativas que possuem as seguintes características: rápida interação com os fluidos corpóreos para promoção acelerada do processo de regeneração, sendo esta característica analisada in vitro com solução de SBF-K9, mínima tendência de cristalização durante seu processamento em fibras, já que isto dificulta e até pode impedir a obtenção das mesmas e interferir na resistência mecânica do produto final. Por meio de ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC) as composições mais adaptadas a esse processo foram selecionadas, e a partir destas foi possível obter fibras contínuas e de diâmetro controlado, visto que se utilizou o processo de downdrawing com a máquina de puxamento de fibras localizada no Laboratório de Materiais Vítreos (LaMaV - UFSCar).

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4090.pdf: 6167485 bytes, checksum: 33ee7a58557dddae36bb9e55e7be689e (MD5) Previous issue date: 2011-10-24 / Universidade Federal de Sao Carlos / Mg alloys have attracted attention as potential implant material because of their good mechanical properties, biocompatibility and biodegradation properties. However corrosion of these alloys causes intense release of hydrogen gas which is not desirable for biomedical applications. Zberg et. al. reported a significant reduction in hydrogen evolution in Mg-Zn-Ca glassy alloys due the increase of Zn without the formation of undesirable intermetallic phases. These glassy alloys showed great potential for deployment in a new generation of biodegradable implants. In this context the evaluation of the glass forming ability (GFA) of Mg-Zn-Ca alloys, in the Mg-rich composition corner is relevant. In the present work we studied Mg-rich compositions in the Mg-Zn-Ca system based on the topological instability criterion (min) combined with the average electronegativity difference (e) among the elements in the alloy. Bulk samples were produced by rapid cooling in a copper mold and ribbons were produced by melt-spinning technique. The microstructure, amorphous nature, thermal properties and chemical composition of samples were investigated by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC) and electron dispersive spectroscopy (EDS). Best results were observed in alloys with Ca content limited to 6 at%. Furthermore, the samples ewre subjected to oxidation and high change in composition. / As ligas a base de magnésio têm recebido atenção especial para aplicação em materiais biomédicos, isso se deve as suas propriedades, como: resistência mecânica adequada, biocompatibilidade e biocorrosão. No entanto, a corrosão dessas ligas é acompanhada de uma intensa liberação de hidrogênio que é indesejável para a classe de matérias biomédicos. Zberg et al. mostraram uma significante diminuição da liberação de hidrogênio em ligas vítreas de Mg-Zn- Ca devido ao aumento no teor de zinco sem a formação de fases intermetálicas indesejáveis. Essas ligas mostraram um grande potencial de serem aplicadas em implantes biocorrosivos. Nesse contexto, o estudo da tendência de formação de fase amorfa (TFA) em ligas do sistema Mg-Zn-Ca ricas em magnésio torna-se interessante. Esse mestrado focou-se no estudo da TFA, utilizando uma combinação de dois critérios: da mínima instabilidade topológica (min) e da diferença de eletronegatividade média (e). Amostras em formato de cunha foram fabricadas por resfriamento rápido em molde de cobre e fitas foram elaboradas pela técnica de melt-spinning. A microestrutura, natureza amorfa, propriedades térmicas e composição química foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e espectroscopia por dispersão de energia (EDS). Os melhores resultados, quanto a amorfização, foram das ligas com teor de cálcio de até 6%at., além disso, as amostras elaboradas experimentaram elevada oxidação e mudança de composição.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4485.pdf: 10452784 bytes, checksum: c97ffcf09e06376e8d784b7641e46a27 (MD5) Previous issue date: 2012-04-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / The main objectives of this dissertation were to study the short (tensile and impact) and long-term (fatigue) mechanical behavior of nanocomposites of poly(ether-ether-ketone), PEEK, with nanohydroxyapatite, nHA, for application as biocompatible materials. First of all, a preliminary study was conducted to determine the influence of the addition of nHA in the rheological, thermal and dynamic mechanical properties of PEEK, in order to choose an optimal formulation for large-scale preparation. The chosen composition with 10wt% of nHA was prepared by melt mixing in a co-rotating twin screw extruder. The resulting structure and dispersion were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and rheological properties. Subsequently, the materials (PEEK and PEEK/nHA nanocomposite) were injection molded at 3 different conditions by varying the flow rate. The resulting morphologies were evaluated by polarized light optical microscopy (PLOM) and the degree of crystallinity of the samples was evaluated by differential scanning calorimetry (DSC) and wide angle X-ray scattering (WAXS). The mechanical properties of tensile, impact and fatigue of PEEK and nanocomposite were measured and correlated with the results of dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and the resulting morphology. It was found that the variation of the injection conditions did not change the materials properties significantly; however, the obtained long and short-term mechanical properties of the nanocomposite were within the range of cortical bone properties and, therefore, the nanocomposite can mechanically be used for medium load bearing implant applications, due to their limited modulus. Finally, tests with adult stem cells to determine in vitro biological response of the biomaterial were performed, which indicated that these cells proliferated faster in PEEK/nHA, indicating that the biological response is most favorable to the nanocomposite than to pure PEEK. / Esta dissertação teve como principal objetivo estudar as propriedades mecânicas de curta (tração e impacto) e longa duração (fadiga) de um nanocompósito de poli(éter-éter-cetona), PEEK, com nanohidroxiapatita, nHA, para aplicação como material biocompatível. Primeiramente, foi realizado um estudo preliminar para determinar a influência da adição da nHA nas propriedades reológicas, térmicas e dinâmico-mecânicas do PEEK, com o objetivo de escolher uma formulação ideal para preparo em grande escala do nanocompósito. Em seguida, a composição escolhida com 10% em massa de nHA foi preparada via mistura no estado fundido em uma extrusora de rosca dupla co-rotacional. A estrutura resultante e a dispersão foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por propriedades reológicas. Posteriormente, os materiais (PEEK/nHA e PEEK puro) foram moldados por injeção em 3 condições diferentes, variando-se a vazão. As morfologias obtidas foram avaliadas por microscopia ótica de luz polarizada (MOLP) e o grau de cristalinidade das amostras foi avaliado por calorimetria exploratória diferencial (DSC) e por difração de raios-X de alto ângulo (WAXS). As propriedades mecânicas de tração, impacto e fadiga do PEEK e do nanocompósito foram medidas e correlacionadas com os resultados de análise térmica dinâmicomecânica (DMTA) e com a morfologia resultante. Verificou-se que a variação nas condições de injeção não promoveram diferenças significativas nas propriedades dos materiais; no entanto, as propriedades mecânicas de curta e longa duração obtidas para o nanocompósito estavam dentro da faixa de propriedades do osso cortical sendo, portanto, o nanocompósito compatível mecanicamente para aplicações como implantes que não envolvam alto suporte de carga, devido à sua limitação de módulo elástico. Por fim, foram realizados testes com células-tronco adultas para determinar a resposta biológica in vitro do biomaterial produzido, os quais indicaram que a proliferação destas células ocorreu de forma mais rápida no PEEK/nHA, indicando que a resposta biológica é mais favorável ao nanocompósito do que ao PEEK puro.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-10-05T20:22:35Z No. of bitstreams: 1 DissCAEC.pdf: 4586918 bytes, checksum: 8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:43:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCAEC.pdf: 4586918 bytes, checksum: 8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:49:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCAEC.pdf: 4586918 bytes, checksum: 8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T18:49:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCAEC.pdf: 4586918 bytes, checksum: 8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31 (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / Não recebi financiamento / Chemical surface treatments (CST) in cementless and endosseous implants are used to increase the implant-bone contact area, reducing the period of osseointegration and favouring bonding ability between implants and bone. However, surface modifications can affect the fatigue strength of these materials, especially the fatigue crack nucleation. For these reasons, this work evaluated the influence of the surface modification using acid etching, combined with alkaline treatment on the fatigue strength of Ti-6Al-4V ELI alloy. The topography developed by chemical surface treatments was examined by scanning electron microscopy (SEM) and confocal laser scanning microscopy (CLSM). Increased roughness and the effective surface area were investigated and compared with the Ti-6Al-4V samples without modification. Surface composition was analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Axial fatigue resistances of polished and modified surfaces were determined by stepwise load increase tests and staircase test method. Finally, SEM was employed to examine the fracture surface of the tested specimens. According to the results, it was observed a similar fatigue behavior of the chemically treated Ti-6Al-4V alloy compared to the samples without treatment. / Tratamentos químicos sobre a superfície dos implantes intra-ósseos são usados para aumentar a área de contato do par implante-osso, diminuindo o período de osseointegração e favorecendo a capacidade de ligação entre o implante e o osso. No entanto, modificações de superfície podem afetar a resistência à fadiga destes materiais, especialmente quanto a nucleação de trinca por fadiga. Por estas razões, este trabalho avaliou e analisou a influência na resistência à fadiga das ligas de Ti-6Al-4V ELI com modificações na superfície, geradas por tratamentos ácidos e um posterior tratamento alcalino. A mudança na topografia promovida pelos tratamentos químicos foi examinada com microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia confocal de varredura a LASER (CLSM). O aumento da rugosidade e da área efetiva de contato foram estudadas e comparadas com as amostras de Ti-6Al-4V sem modificação. A composição química da superfície foi analisada por espectroscopia com energia dispersiva de raios-X (EDS). A resistência axial à fadiga dos corpos-de-prova polidos e modificados foi determinada pelo método escalonado de tensões e o método “staircase”. Finalmente, Imagens por MEV foram usadas para examinar a superfície de fratura dos espécimenes fraturados após serem testados à fadiga. De acordo com os resultados obtidos, observou-se um comportamento semelhante no desempenho à fadiga do material com a superfície tratada quimicamente com H3PO4 ou HCl e posteriormente com NaOH, em comparação com o sem tratamento.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-03-21T14:26:42Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3600953 bytes, checksum: e3d3b68cddf291c4fb9c6bf44a515a2e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T14:26:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3600953 bytes, checksum: e3d3b68cddf291c4fb9c6bf44a515a2e (MD5) Previous issue date: 2011-11-23 / The use of bone graft materials that promote the regeneration, it is a fact quite common in rehabilitation procedures. Various materials are used for this purpose, but among them, the plaster paris, which was one of the forerunners of this line fell into disuse at the expense of more elaborate materials. The objective of this study was a comparative analysis between the plaster paris and resorbable hydroxyapatite, to establish a degree of reliability of use for this material today as an option for low cost and easy handling. For this, an analysis was performed on 36 female Wistar rats with the use of these materials, for subsequent histological analysis of wound repair. This study demonstrated that in this situation, there was no difference in the potential of bone repair by comparing the two materials and the control group using only a blood clot, as well as the excellent biocompatibility of the same with the negative potential to produce unwanted reactions. / A utilização de materiais em enxertos ósseos, que favorecem a regeneração, é um fato bastante comum nos procedimentos reabilitadores. Diversos materiais são utilizados para este fim, mas dentre eles, o gesso paris, que foi um dos precursores desta linha, entrou em desuso em detrimento de materiais mais elaborados. O objetivo deste estudo foi fazer uma análise comparativa entre o gesso paris e a hidroxiapatita reabsorvível, visando estabelecer uma margem de confiabilidade de utilização para este material nos dias atuais como uma opção de baixo custo e fácil manuseio. Para isto, foi feito uma análise em 36 ratos Wistar fêmeas, com a utilização destes materiais, para uma posterior análise histológica da reparação da ferida cirúrgica. Este estudo demonstrou que nesta situação, não existiu diferença no potencial de reparação óssea se comparando os dois materiais e o grupo controle que utilizou apenas coágulo sanguíneo, como também a excelente biocompatibilidade dos mesmos com o potencial negativo de produzir reações indesejadas.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-08T21:00:00Z No. of bitstreams: 1 CLÁUDIO EMANUEL SILVA OLIVEIRA - TESE PPGEQ 2016..pdf: 1522932 bytes, checksum: af3e91fc6bc098f58a808b7fd90cc619 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-08T21:00:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CLÁUDIO EMANUEL SILVA OLIVEIRA - TESE PPGEQ 2016..pdf: 1522932 bytes, checksum: af3e91fc6bc098f58a808b7fd90cc619 (MD5) Previous issue date: 2016 / A utilização de ligas de Nitinol (NiTi) são extremamente importantes na fabricação de dispositivos biomédicos, por combinarem as características peculiares dessas ligas metálicas como superelasticidade e efeito memória de forma. Em decorrência da alta concentração do Níquel nas ligas de NiTi, teoricamente é possível a dissolução do Níquel nos líquidos corpóreos em decorrência dos processos de corrosão, podendo ocasionar efeitos indesejados. Os fenômenos de biocompatibilidade e biotoxicidade do NiTi têm sido exaustivamente estudados, visando assim, minimizar os danos da utilização desses materiais. Em decorrência desses estudos, foi proposto neste trabalho de pesquisa a diminuição da concentração do metal Níquel nas ligas de NiTi e a sua substituição pelo metal Cobre, formando assim uma liga metálica de NiTiCu. Foram utilizadas técnicas eletroquímicas para observação da corrosão e as características encontradas em cada liga de NiTiCu com composição diferenciada e compará-las com as de NiTi para uma melhor abordagem do problema e identificação das semelhanças e diferenças percebidas entre as ligas estudadas, além de uma comparação superficial desse material com uso de técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura, Calorimetria Diferencial de Varredura e Microdureza de Vicks. O comportamento eletroquímico das ligas de NiTi e NiTiCu, foram estudadas utilizando de técnicas eletroquímicas de Polarização Linear, Voltametria Cíclica e Impedância Eletroquímica, em dois meios corrosivos Solução de Hanks (sangue artificial) e Solução de Saliva Artificial que se assemelham bastante as condições corpóreas das áreas de utilização desses biomateriais, a uma temperatura ambiente de aproximadamente 25°C, para verificação da durabilidade das ligas metálicas. Observou-se que quanto maior a concentração de Cobre nas ligas de NiTiCu, menos resistente a corrosão esse material terá. Na caracterização superficial, verifica-se que as ligas contendo a menor concentração de Cobre, possuem características superficiais que se assemelham mais com as condições das ligas de NiTi que já são amplamente utilizadas em dispositivos biomédicos. Com a análise de todos os testes eletroquímicos e de caracterização superficial e estrutural das ligas metálicas de NiTiCu e NiTi, verifica-se que as ligas metálicas contendo NiTiCu com pequenos percentuais de Cobre próximo a 5%, possuem características semelhantes as de NiTi, favorecendo a possível utilização dessa liga ternária de NiTiCu para produção de biomateriais para medicina e odontologia, desde que haja estudos mais amplos e interdisciplinares para análises detalhadas referentes a biocompatibilidade, biotoxicidade e de desenvolvimento celular desta nova liga metálica. / The use of Nitinol alloys (NiTi) are extremely important in the manufacture of biomedical devices, for combining the unique characteristics of such alloys and superelasticity and shape memory effect. Due to the high concentration of nickel in alloys of NiTi, it is theoretically possible dissolution of nickel in body fluids as a result of corrosion processes, which may cause unwanted effects. The phenomena of biocompatibility and biotoxicity of NiTi have been thoroughly studied, thus aiming to minimize the damage from the use of these materials. As a result of these studies, it was proposed in this research work to decrease in metal concentration in nickel NiTi alloys and their replacement by copper metal, thereby forming an alloy NiTiCu. Electrochemical techniques were used to observe the corrosion and features found in each league NiTiCu with different composition and compare them with the NiTi for a better approach to the problem and identify the similarities and differences perceived between the studied alloys, as well as a comparison surface of the material with the use of scanning electron microscopy techniques, Differential Scanning Calorimetry and Microhardness of Vicks. The electrochemical behavior of the alloys of NiTi and NiTiCu were studied using electrochemical techniques Linear Polarization, Cyclic Voltammetry and Electrochemical Impedance in two corrosive media Hanks solution (artificial blood) and Solution Saliva Artificial that closely resemble the bodily conditions areas of use of these biomaterials, at an ambient temperature of about 25 ° C to check the durability of metal alloy. It was observed that the higher the concentration of copper in the alloy NiTiCu less corrosion-resistant the material will have. In the superficial characterization, it appears that the alloys containing the lowest concentration of copper, have surface characteristics that are more similar to the conditions of NiTi alloys are widely utilized in biomedical devices. With the analysis of all electrochemical tests and superficial and structural characterization of metal alloys NiTiCu and NiTi, it is found that alloys containing NiTiCu with copper percentages small close to 5%, have similar characteristics of NiTi, favoring possible use of this ternary alloy NiTiCu for the production of biomaterials for medicine and dentistry, provided there is wider and interdisciplinary studies for detailed analysis regarding biocompatibility, biotoxicity and mobile development of this new alloy.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PRE-TEXTUAL.pdf: 61510 bytes, checksum: de42e44f3e60516728ad63e4d079e03e (MD5) Previous issue date: 2008-10-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Titanium and its alloys are widely used in biomedical area. Although these materials have a good biocompatibility in nature , a surface treatment is generally required to prevent ionic dissolution and improve surface properties for use as implants and proteases. In this study we performed a thermal oxidation in order to thicker the oxide film aiming to prevent ionic dissolution and improve the surface properties. Thermal oxidation was carried out in air between 300 °C and 700 oC for 5 and 24 hours. Evidences from X-ray diffraction and differential thermal analyses showed that the passive film is converted into crystalline anatase at approximately 280 oC on titanium and Ti-6Al-4V alloy. At approximately 450 oC occurs the nucleation and growth of rutile. Between 450 °C and 700 oC the film is constituted of anatase and rutile on both materials. Surface roughness, micro and nanoindentation, wearcorrosion and Rokwell C adhesion tests were used to evaluate the surface properties of the oxide films. A significant increase on surface roughness was observed on the samples oxidized between 500 °C and 700 oC. The surface roughness increased steeply with temperature and oxidation time. A significant increase in the microhardness was observed on the samples treated over 500 °C. The highest values were found at 650 °C on both materials, measuring about 12,000 MPa and 10,000 MPa on Ti and Ti-6Al-4V, respectively. However, at 700 °C lower values were obtained due to the formation of a porous and fragile oxide film, composed essentially of rutile. Bellow 500 °C the oxide films are thin and the microhardness is somewhat the same of that of the substrate. The thin oxide films were evaluated by nanoindentation in terms of harness and elastic modulus. The hardness (H) and the modulus (E) found on the titanium and Ti-6Al-4V were of about H = 10-12 GPa and E = 180-250 GPa, and H = 10-18 GPa and E = 180-250 GPa, respectively. The specific wear-corrosion rate measured on the oxide films showed that the samples oxidized at 600 °C - 650 °C presented the lowest values. Rockwell-C adhesion tests reveled that the oxide films formed between 600 °C - 650 oC have good adhesion. / O titânio é considerado um metal apropriado para aplicações in vivo por causa de sua boa biocompatibilidade e excelente resistência à corrosão. Por isso, o titânio e suas ligas têm sido amplamente utilizados por várias décadas como materiais para implantes, próteses e dispositivos médicos. No entanto, o titânio comercialmente puro (Ti_cp) apresenta baixa dureza superficial e resistência ao desgaste, limitando sua aplicação em próteses articuladas, pois a articulação sofre impactos e atrito constantes. A liga Ti-6Al-4V ainda é a principal liga de titânio usada como biomaterial, mas existe a preocupação sobre a toxicidade do alumínio e do vanádio. Os íons de titânio são considerados agentes químicos cancerígenos, os íons alumínio causam desordem neurológica e os íons vanádio estão associados com distúrbios enzimáticos, entre outros problemas. Sabe-se que a camada passiva formada naturalmente é muito fina e permite uma certa dissolução iônica. Para limitar a dissolução iônica optou-se pela formação de um filme de óxido bem mais espesso do que ao filme passivo pelo processo de oxidação térmica. Este tratamento superficial também tem por finalidade aumentar a rugosidade superficial (de modo a otimizar a osseointegração), a dureza e a resistência à corrosão-desgaste (em próteses sujeitas a impactos e atrito constantes). Portanto, esse estudo consistiu em analisar a influência da oxidação térmica sobre as propriedades de superfície do Ti_cp e da liga Ti-6Al-4V para aplicações biomédicas e odontológicas. Os ensaios de oxidação térmica foram realizados entre 300 °C e 700 °C em atmosfera de ar ambiente durante 5 e 24 horas. Os filmes de óxido formados foram avaliados por ensaios de difração de raios-x, análise térmica, rugosidade superficial, micro e nanodureza, corrosão-desgaste e aderência Rockwell C. As análises por difração de raios-x e análise térmica mostraram que os óxidos são formados de rutilo e anatásia. Os filmes de óxidos formados entre 600 °C e 650 oC, tanto para o Ti_cp como para a liga Ti-6Al-4V apresentaram os melhores resultados quanto a resistência à corrosão-desgaste, rugosidade superficial e aderência. A dureza do filme de óxido aumentou expressivamente com a temperatura e tempo de oxidação térmica a partir de 500 °C. Os valores mais altos de dureza ocorreram para a temperatura de 650 °C, em ambas as amostras e tempos de oxidação térmica, correspondendo à aproximadamente 12.000 MPa e 10.000 MPa, para o Ti_cp e a liga Ti-6Al-4V, respectivamente. Porém a 700 °C, quando os filmes de óxido apresentaram fase predominante de rutilo, a dureza superficial diminuiu devido a maior porosidade e fragilidade do filme de óxido formado, para ambas as amostras e tempos de oxidação térmica. Quanto à propriedade de resistência à corrosão desgaste, o Ti_cp apresentou os melhores resultados para as amostras oxidadas a 650 °C por 5 horas e 600 °C por 24 horas, enquanto a liga Ti-6Al-4V apresentou os melhores resultados, para ambos os tempos de oxidação (5 e 24 horas), à temperatura de 600 °C.